（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題規(guī)范練5（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

計(jì)算題規(guī)范練5時(shí)間：45分鐘1．如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)的質(zhì)量M＝0.4kg的長(zhǎng)木板靜止在水平面上，長(zhǎng)木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，一質(zhì)量m＝0.4kg的小滑塊以v0＝1.8m/s的速度從長(zhǎng)木板的右端滑上長(zhǎng)木板，小滑塊剛滑上長(zhǎng)木板0.2s內(nèi)的速度圖象如圖乙所示，小滑塊可看成質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2.求：(1)小滑塊剛滑上長(zhǎng)木板時(shí)長(zhǎng)木板的加速度大小a1；(2)從小滑塊滑上長(zhǎng)木板到最后靜止下來(lái)的過(guò)程中，小滑塊運(yùn)動(dòng)的總位移x.答案：(1)2m/s2(2)0.54m解析：(1)小滑塊剛滑上長(zhǎng)木板時(shí)加速度大小為：a2＝eq\f(Δv,Δt)＝4m/s2小滑塊對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力：f2＝ma2＝1.6N地面對(duì)長(zhǎng)木板的最大靜摩擦力：f1＝μ1(M＋m)g＝0.8N因?yàn)閒2>f1，所以小滑塊剛滑上長(zhǎng)木板后，長(zhǎng)木板向左勻加速，小滑塊向左勻減速，由牛頓第二定律得：對(duì)木板：f2－μ1(M＋m)g＝Ma1解得：a1＝2m/s2(2)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t小滑塊與長(zhǎng)木板速度相等，則有：v0－a2t＝a1t，解得：t＝0.3s共同速度：v＝a1t＝0.6m/s這段時(shí)間內(nèi)，小滑塊運(yùn)動(dòng)的距離：x1＝v0t－eq\f(1,2)a2t2＝0.36m此后小滑塊與木板一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：μ1(M＋m)g＝(M＋m)a3解得：a3＝1m/s2共同運(yùn)動(dòng)的距離為：x2＝eq\f(v2,2a3)＝0.18m所以小滑塊滑行的總位移為：x＝x1＋x2＝0.54m2．2019年1月3日10時(shí)26分，中國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功著陸在月球背面南極—艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門(mén)撞擊坑內(nèi)．實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)探測(cè)器在月球背面首次軟著陸，世界震驚，國(guó)人振奮．嫦娥四號(hào)進(jìn)入近月點(diǎn)15km的橢圓軌道后，啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，速度逐漸減小，距月面2.4km時(shí)成像儀啟動(dòng)，掃描著陸區(qū)地形地貌并尋找著陸點(diǎn)．距月面100米左右，水平移動(dòng)選定著陸點(diǎn)，緩慢降落，離地面3m時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，探測(cè)器做自由落體運(yùn)動(dòng)著陸，太陽(yáng)翼再次打開(kāi)，探測(cè)器開(kāi)始工作，探測(cè)器質(zhì)量為1.0×103kg.月球表面重力加速度g月＝1.6m/s2.求：(1)探測(cè)器著陸前瞬間的動(dòng)能；(2)若探測(cè)器從距月面100m高度處開(kāi)始先做自由落體運(yùn)動(dòng)，然后開(kāi)啟反推發(fā)動(dòng)機(jī)做減速運(yùn)動(dòng)，降落至月球表面時(shí)速度恰好為零，已知反推發(fā)動(dòng)機(jī)使探測(cè)器獲得的反推力大小為8000N．求探測(cè)器從距月球表面100m處開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間．答案：(1)4.8×103J(2)10s解析：(1)探測(cè)器著陸瞬間的動(dòng)能Ek＝mg月h＝4.8×103J(2)減速過(guò)程：F－mg月＝ma得：a＝eq\f(F－mg月,m)＝6.4m/s2設(shè)探測(cè)器在自由落體階段和減速階段的位移分別為x1、x2根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2g月x1＝2ax2且x1＋x2＝100eq\f(1,2)g月teq\o\al(2,1)＝x1聯(lián)立解得探測(cè)器做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝10s.3．如圖所示，兩彼此平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，左端與一光滑絕緣的曲面相切，右端接一水平放置的光滑“>”形金屬框架NDQ，∠NDQ＝120°，ND與DQ的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，MP右側(cè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．導(dǎo)軌MN、PQ電阻不計(jì)，金屬棒與金屬框架NDQ單位長(zhǎng)度的電阻值為r，金屬棒質(zhì)量為m，長(zhǎng)度與MN、PQ之間的間距相同，與導(dǎo)軌MN、PQ的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)讓金屬棒從曲面上離水平面高h(yuǎn)的位置由靜止釋放，金屬棒恰好能運(yùn)動(dòng)到NQ邊界處．(1)求金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路的電流強(qiáng)度i0；(2)若金屬棒從MP運(yùn)動(dòng)到NQ所用的時(shí)間為t0，求導(dǎo)軌MN、PQ的長(zhǎng)度s；(3)在金屬棒到達(dá)NQ后，施加一外力使棒以恒定的加速度a繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，求此后回路中電功率的最大值Pmax.答案：(1)i0＝eq\f(B\r(6gh),2＋\r(3)r)(2)s＝eq\f(2＋\r(3)m\r(2gh)＋umgt0r,3B2L)(3)Pmax＝eq\f(3B2L2a,42＋\r(3)r)解析：(1)金屬棒從光滑絕緣曲面向下運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，設(shè)剛進(jìn)入MP邊界時(shí)，速度大小為v0，則：mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得：v0＝eq\r(2gh)；剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：e1＝Bdv0導(dǎo)軌寬度：d＝eq\r(3)L；回路電阻：R＝(2＋eq\r(3))Lr聯(lián)立可得：i0＝eq\f(B\r(6gh),2＋\r(3)r)(2)設(shè)長(zhǎng)度為s，從MP到NQ過(guò)程中的任一時(shí)刻，速度為vi，在此后無(wú)窮小的Δt時(shí)間內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理：∑(eq\f(B2d2vi,R)＋μmg)Δt＝∑mΔvi∑eq\f(B2\r(3)L2vi,2＋\r(3)Lr)Δt＋∑μmgΔt＝∑mΔvieq\f(3B2L,2＋\r(3)r)∑viΔt＋μmg∑Δt＝m∑Δvieq\f(3B2L,2＋\r(3)r)s＋μmgt0＝mv0得：s＝eq\f(2＋\r(3)m\r(2gh)＋μmgt0r,3B2L)(3)金屬棒勻加速運(yùn)動(dòng)，v＝at切割磁感線的有效長(zhǎng)度為：l′＝2(L·cos60°－eq\f(1,2)at2)tan60°產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝Bl′vE＝B·2(Lcos60°－eq\f(1,2)at2)tan60°·at＝eq\r(3)Ba(L－at2)t回路的瞬時(shí)電阻：R＝r[2(Lcos60°－eq\f(1,2)at2)tan60°＋eq\f(2,cos60°)(Lcos60°－eq\f(1,2)at2)]＝(2＋eq\r(3))r(L－at2)功率：P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(3B2a2L－at22t2,2＋\r(3)rL－at2)＝eq\f(3B2a2,2＋\r(3)r)(－at4＋Lt2)＝eq\f(3B2a2,2＋\r(3)r)[－a(t2－eq\f(L,2a))