（新课标）2016届高三物理二轮复习 计算题仿真练1

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1、计算题仿真练(一)1．(12分)如图甲所示，质量m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定斜面的底端(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的拉力F，t1＝2s时拉力大小减半并反向，t2＝3s时撤去外力，物体运动的部分v－t图象如图乙所示，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小．(2)3s后再经多长时间物体回到斜面底端(结果保留两位有效数字)．解析：　(1)由v－t图线知，物体匀加速运动时加速度大小为a1＝＝10m/s2(1分)由牛顿第二定律得F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1(1分)物体匀减速

2、运动时加速度大小为a2＝－＝20m/s2(1分)由牛顿第二定律得＋mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2(2分)联立并代入数据解得F＝20N，μ＝0.5.(2分)(2)由v－t图线知物体上滑的总距离为x＝t＝×3m＝30m(1分)设撤去外力后物体的加速度大小为a3，由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma3(1分)代入数据解得a3＝2m/s2(1分)设3s后再经时间t物体回到斜面底端，由运动学规律知x＝a3t2(1分)代入数据解得t＝5.5s．(1分)答案：　(1)0.5　20N　(2)5.5s2.(19分)如图所示，电阻不计且足够长的U形金属框架放置在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，该

3、装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝0.5T．质量m＝0.1kg、电阻R＝0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好．框架的质量M＝0.2kg、宽度l＝0.4m，框架与斜面间的动摩擦因数μ＝0.6，与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)若框架固定，求导体棒的最大速度vm；(2)若框架固定，棒从静止开始下滑6m时速度v＝5m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电荷量q；(3)若框架不固定，求框架刚开始运动时棒的速度v1.解析：　(1)棒ab产生的电动势E＝Blv(1

4、分)回路中的感应电流I＝(1分)棒ab所受的安培力F＝BIl(1分)对棒ab，有mgsin37°－BIl＝ma(2分)当加速度a＝0时，速度最大，最大值vm＝＝6m/s.(2分)(2)根据能量转化和守恒定律有mgxsin37°＝mv2＋Q(2分)代入数据解得Q＝2.35J(2分)q＝Δt＝Δt＝＝＝3C．(3分)(3)回路中感应电流I1＝(1分)框架上边所受安培力F1＝BI1l(1分)对框架，Mgsin37°＋BI1l＝μ(m＋M)gcos37°(2分)代入数据解得v1＝2.4m/s.(1分)答案：　(1)6m/s　(2)3C　(3)2.4m/s3.(20分)如图所示为固定在水平地面上的轨道

5、ABCD，其中半圆形轨道ABC光滑，水平轨道CD粗糙，且二者在C点相切，A与C分别是半径R＝0.1m的半圆轨道的最高点和最低点．一根轻弹簧固定在水平轨道的最右端，将一质量m＝0.02kg、电荷量q＝8×10－5C的绝缘小物块紧靠弹簧并向右压缩弹簧，直到小物块和圆弧最低点的距离L＝0.5m．现在由静止释放小物块，小物块被弹出后恰好能够通过圆弧轨道的最高点A，已知小物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ＝0.4，小物块可视为质点，g取10m/s2.(1)求小物块释放前弹簧具有的弹性势能Ep；(2)若在此空间加一方向水平向左的匀强电场，电场强度E＝2×103V/m，小物块仍由原位置释放后通过A点再落回水

6、平轨道，在此过程中小物块电势能变化量为多少？解析：　(1)设小物块到达半圆轨道的最高点时速度为v1，因为小物块恰好能到达圆弧轨道的最高点，故向心力刚好由重力提供：mg＝m(2分)解得v1＝＝1m/s(1分)小物块从开始运动到到达半圆轨道最高点A的过程中，由能量守恒定律得Ep＝μmgL＋mg·2R＋mv(3分)解得Ep＝9×10－2J．(2分)(2)若存在水平向左的匀强电场，设小物块到达半圆轨道最高点A时的速度为v2，由功能关系得W弹＝ΔEp＝9×10－2J，从小物块开始运动到到达A点的过程，由动能定理得W弹＋EqL－μmgL－mg·2R＝mv(3分)联立解得v2＝3m/s(1分)小物块由A飞

7、出后在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向做匀减速直线运动，由运动学规律有竖直方向：2R＝gt2，(1分)t＝＝0.2s(1分)水平方向：Eq＝ma，(1分)a＝＝8m/s2，(1分)x＝v2t－at2＝0.44m(1分)在小物块落回轨道的整个过程中电场力做功为W电＝Eq(L－x)＝9.6×10－3J(2分)此过程中小物块的电势能减小了9.6×10－3J．(1分)答案：　(1)9×10－2J　(2)9.6×1