人教版高中物理计算、选考题定时规范训练(三).docx

计算、选考题定时规范训练(三)
(限时：35分钟)
一、计算题
1.(11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＝19.8 m后经一很短的拐弯道进入水平雪道，继续滑行x2＝25 m后减速到零。已知该人和滑雪车的总质量m＝50 kg，整个滑行过程用时t＝8 s，滑雪车与雪道间的动摩擦因数相同，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝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)1 856 J
解析　(1)在斜直雪道上，根据牛顿第二定律有
mgsin θ－μmgcos θ＝ma1
根据匀变速直线运动公式有x1＝a1t
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＝a2t
又已知t＝t1＋t2
解得t1＝3 s，t2＝5 s
滑雪车与雪道间的动摩擦因数μ＝0.2。
(2)由功能关系有ΔE＝mv－mv，v1＝a1t1，
v2＝a2t2
解得损失的机械能ΔE＝1 856 J。
2.(15分)(2021·山东日照市第二次模拟)如图2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＝0.19 kg的滑块，滑块上固定着一个质量m＝0.01 kg、电阻R＝0.2 Ω、边长L＝0.3 m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＝2 T。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＝10 m/s2。
图2
(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0.5 s，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＝2 m/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)0.9 C　(2)3.3 m/s2　(3)0.68 J
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＝Δt
E＝，ΔΦ＝BS
代入数据得q＝0.9 C。
(2)线圈进入磁场的过程中，由动量定理得
(M＋m)gsin θ·t－IF安＝(M＋m)v－0
IF安＝BL∑iΔt＝BLq
代入数据得v＝0.3 m/s
E＝BLv，I＝
由牛顿第二定律得
(M＋m)gsin θ－ILB＝(M＋m)a
代入数据得a＝3.3 m/s2。
(3)滑块及线圈穿过磁场过程中，由功能关系得
(M＋m)gsin θ×3L＝(M＋m)v＋Q
代入数据得Q＝0.68 J。
二、选考题(请从下面2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。)
3.[选修3－3](12分)(2021·广东省肇庆市高三第二次统一测试)(1)如图3所示，一绝热容器被薄隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的理想气体，B内被抽为真空。现将隔板K抽开，A内气体进入B空间，最终达到平衡状态。则A内气体对外________(选填“