高中物理二轮复习-计算题定时规范训练(三)

计算题定时规范训练(三)(限时：35分钟)1.(9分)(2021·天津河西区期末质量调查)某人乘坐游戏滑雪车从静止开始沿倾角θ＝37°的斜直雪道下滑，滑行x1＝19.8m后经一很短的拐弯道进入水平雪道，继续滑行x2＝25m后减速到零。已知该人和滑雪车的总质量m＝50kg，整个滑行过程用时t＝8s，滑雪车与雪道间的动摩擦因数相同，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6。求：图1(1)滑雪车与雪道间的动摩擦因数；(2)该人和滑雪车经过拐弯道的过程中损失的机械能。答案(1)0.2(2)1856J解析(1)在斜直雪道上，根据牛顿第二定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1根据匀变速直线运动公式有x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)在水平雪道上，根据牛顿第二定律有μmg＝ma2根据匀变速直线运动公式有x2＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)又已知t＝t1＋t2解得t1＝3s，t2＝5s滑雪车与雪道间的动摩擦因数μ＝0.2。(2)由功能关系有ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，v1＝a1t1，v2＝a2t2解得损失的机械能ΔE＝1856J。2.(13分)(2021·河北唐山市二模)如图2所示，内壁光滑的汽缸开口向上放置，在距离汽缸底部h0＝12cm处有卡口可以阻碍活塞通过，质量均为m的活塞A、B分别静止于卡口的上方和下方，封闭了两部分高度均为h1＝9cm的气体，此时封闭气体的温度均为T1＝300K，汽缸和两个活塞中只有活塞B能够导热且导热性能良好，大气压强为p0，汽缸的横截面积为S。现通过电热丝加热，使两部分气体温度缓慢上升到T2＝500K，求：图2(1)此时下方气体的压强；(2)活塞A上升的距离。答案(1)eq\f(5,4)p0＋eq\f(5mg,2S)(2)9cm解析(1)初态对活塞A受力分析mg＋p0S＝p1S对活塞B受力分析mg＋p1S＝p2S设温度为T3时，活塞B刚好上升到卡口位置，此过程中气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可得eq\f(h1S,T1)＝eq\f(h0S,T3)可得T3＝400K<T2此后下方气体做等容变化，由查理定律可得eq\f(p2,T3)＝eq\f(p,T2)可得在温度T2时下方气体的压强p＝eq\f(5,4)p0＋eq\f(5mg,2S)。(2)上方气体一直做等压变化，设上方气体末态高度为h2，由盖—吕萨克定律有eq\f(h1S,T1)＝eq\f(h2S,T2)，解得h2＝15cm活塞A上升的高度H＝h0＋h2－2h1＝9cm。3.(18分)(2021·山东日照市第二次模拟)如图3所示，光滑斜面体固定在水平地面上，斜面与地面间的夹角θ＝37°，斜面上放置质量M＝0.19kg的滑块，滑块上固定着一个质量m＝0.01kg、电阻R＝0.2Ω、边长L＝0.3m的正方形单匝线圈efgh，其中线圈的一边恰好与斜面平行，滑块载着线圈无初速地进入一有界匀强磁场(磁场边界与斜面垂直，宽度d＝2L)，磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小B＝2T。已知线圈与滑块之间绝缘，滑块长度与线圈边长相同，重力加速度g＝10m/s2。图3(1)求滑块和线圈进入磁场的过程中流过线圈横截面的电荷量q；(2)若从线圈的gh边进入磁场到ef边进入磁场所用的时间为0.5s，求线圈的ef边进入磁场前瞬间的加速度大小；(3)若滑块和线圈完全穿出磁场时的速度v1＝2m/s，求在穿过磁场的整个过程中线圈中产生的热量Q。答案(1)0.9C(2)3.3m/s2(3)0.68J解析(1)小车进入磁场的过程中流过线圈横截面的电荷量为q＝IΔt＝eq\f(E,R)ΔtE＝eq\f(ΔΦ,Δt)，ΔΦ＝BS代入数据得q＝0.9C。(2)线圈进入磁场的过程中，由动量定理得(M＋m)gsinθ·t－IF安＝(M＋m)v－0IF安＝BL∑iΔt＝BLq代入数据得v＝0.3m/sE＝BLv，I＝eq\f(E,R)由牛顿第二定律得(M＋m)gsinθ－ILB＝(M＋m)a代入数据得