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全国通用版2022高考物理总复习精准提分练:计算题专练六

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计算题专练(六)(限时:25分钟)24.(12分)如图1所示,质量M=4kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=5m.从某时刻开始,有质量m=2kg的物块,以水平向右的速度v0=6m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数μ=0.4,取g=10m/s2,求:图1(1)该过程所经历的时间t及物块与小车保持相对静止时的速度大小v;(2)该过程中物块发生的位移x1的大小及小车发生的位移x2的大小;(3)该过程中物块和小车间因摩擦产生的热量Q.答案 (1)1s 2m/s (2)4m 1m (3)24J解析 (1)以小车和物块组成的系统为研究对象,系统的动量守恒,取向右为正方向,根据动量守恒定律得:mv0=(M+m)v.代入数据,解得v=2m/s,方向向右.对小车M,由动量定理得:μmgt=Mv-0.代入数据,解得:t=1s.(2)对物块,根据动能定理得:-μmgx1=mv2-mv.对小车,由动能定理得:μmgx2=Mv2.代入数据解得:x1=4m,x2=1m.3\n(3)该过程中物块和小车间因摩擦产生的热量为:Q=mv-(M+m)v2代入数据,解得:Q=24J.25.(20分)如图2所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的拉力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去拉力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去拉力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:图2(1)在棒匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;(2)撤去拉力后回路中产生的焦耳热Q2;(3)拉力做的功WF.答案 (1)4.5C (2)1.8J (3)5.4J解析 (1)设棒匀加速运动所用时间为t,有x=at2,解得t==3s.根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得,电路中产生的平均电流为:====1.5A.则q=t=4.5C.(2)撤去拉力前棒做匀加速运动,v=at=6m/s.撤去拉力后棒在安培力作用下做减速运动,安培力做负功,先将棒的动能转化为电能,再通过电流做功将电能转化为内能,所以Q2等于棒的动能减少量:Q2=|ΔEk|=mv2=1.8J.(3)根据题意,在撤去拉力前回路中产生的焦耳热为:Q1=2Q2=3.6J.3\n撤去拉力前,拉力做正功、安培力做负功(其绝对值等于焦耳热Q1)、重力不做功,根据动能定理有:ΔEk′=WF-Q1.则WF=ΔEk′+Q1=5.4J.3

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发布时间:2022-08-25 23:49:12 页数:3
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文章作者:U-336598

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