2023旧教材物理高考第二轮专题练习--计算题专项练(三) .pdfVIP

2023旧教材物理高考第二轮专题

计算题专项练(三)

24.(12分)(2022黑龙江汤原预测)如图甲所示,钢架雪车是一项惊险刺激的雪上比赛项目,

某段赛道可简化为图乙所示,其中AB段为赛道的水平出发区,BC段为倾角为α的滑行

区,CD段为倾角也为α的减速区。在某次训练中,质量为m=60kg的运动员由A点出

0

发,以F=60N的水平推力推动质量为m=40kg的雪车向B点加速运动,经10s到达B点

后俯卧在雪车上直接进入滑行区,最终恰好运动到赛道上D处。已知该段赛道全长x=1

300m,运动员在BC段运动时受到的阻力恒为60N,雪车与AB段间的动摩擦因数为

2

0.05,B、C两点的高度差为h=100m,sinα=0.1,cosα≈1,重力加速度g取10m/s,不计在

赛道连接点的能量损失,求:

甲

乙

(1)在出发区运动员对雪车做的功;

(2)在减速区CD段雪车与赛道间的动摩擦因数。

25.(20分)如图所示,半径为l的金属圆环内部等分为两部分,两部分各有垂直于圆环平

面、方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,与圆环接触良好的导体棒绕圆环中

0

心O匀速转动。圆环中心和圆周用导线分别与两个半径为R的D形金属盒相连,D形盒

处于真空环境且内部存在着磁感应强度为B的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里。t=0

时刻导体棒从如图所示的位置开始运动,同时在D形盒内中心附近的A点,由静止释放

一个质量为m、电荷量为-q(q0)的带电粒子,粒子每次通过狭缝都能得到加速,最后恰

好从D形盒边缘出口射出。不计粒子重力及所有电阻,忽略粒子在狭缝中运动的时间,

导体棒始终以最小角速度Ω(未知)转动。

1

(1)求Ω的大小。

(2)求粒子在狭缝中加速的次数。

(3)考虑实际情况,粒子在狭缝中运动的时间不能忽略,求狭缝宽度d的取值范围。

答案：

24.答案(1)3000J(2)0.08

解析(1)设雪车在AB段的加速度大小为a,可得F-μmg=ma

111

2

解得a=1m/s

1

雪车到达B点时的速度大小为v=at=1×10m/s=10m/s

B1

11

22

赛道AB段的长度为x=at=×1×10m=50m

11

22

12

运动员在出发区对雪车做的功为W=ᵅᵆ+μmgx

11

2ᵃ

代入数据解得W=3000J。

(2)设运动员在BC段的加速度大小为a,则有(m+m)gsinα-F=(m+m)a

2