2020高考物理刷题增分：计算题仿真2016Ⅱ卷高考模拟演练含解析 2页

计算题仿真2016·Ⅱ卷高考模拟演练 ‎24．(2019·山东济南期末)如图所示，斜面光滑，倾角θ＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1＝‎1 m，bc边的长l2＝‎0.6 m，线框的质量m＝‎1 kg，电阻R＝0.1 Ω，线框用细线通过定滑轮与重物相连(不计摩擦)，重物质量M＝‎2 kg，斜面上ef线与gh线(ef∥gh)间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B＝0.5 T。如果线框从静止开始运动，当ab边进入磁场B时恰好做匀速直线运动，ef线和gh线间的距离为‎9.1 m，g取‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)ab边由ef运动到gh线这段时间内产生的焦耳热；‎ ‎(2)ab边由ef运动到gh线所用的时间。‎ 解析　(1)线框匀速进入磁场过程，对M有T＝Mg 对m有T＝mgsinθ＋FA 焦耳热Q＝FAl2‎ 解得Q＝9 J。‎ ‎(2)ab边进入磁场时，有FA＝ 解得：v＝6 m/s 线框进磁场B过程中l2＝vt1‎ 线框完全进入磁场B后对M有Mg－T1＝Ma 对m有T1－mgsinθ＝ma 由匀加速直线运动，得x－l2＝vt2＋at 总时间t＝t1＋t2‎ 解得t＝1.1 s。‎ 答案　(1)9 J　(2)1.1 s ‎25．(2019·江苏南京模拟)如图所示，竖直平面内轨道ABCD由倾斜轨道AB和光滑半圆轨道BCD组成。倾斜轨道AB与水平地面的夹角θ＝37°(sin37°＝0.6)，光滑半圆轨道BCD的半径R＝‎0.4 m，BD竖直且为直径，B为最低点，O是半圆轨道BCD的圆心，C与O连线水平。一滑块从倾斜轨道上与D点等高的点P由静止开始下滑，恰能滑到C点，半圆轨道与倾斜轨道之间圆滑连接，Q为与C点等高的点(图中未标出)，滑块质量m＝‎1 kg，g取‎10 m/s2。‎ 2‎ ‎(1)求滑块与倾斜轨道AB间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)要使滑块在D点之前不脱离半圆轨道，求从Q点释放的滑块的初速度v0应满足的条件。‎ 解析　(1)滑块恰能滑到C点，则vC＝0‎ 滑块在P→B→C过程中，由动能定理得 mg(2R－R)－μmgcosθ·＝0－0‎ 解得μ＝0.375。‎ ‎(2)欲使滑块不脱离半圆轨道，有两种可能：‎ 当v0较小时，滑块最高只能运动到与圆心等高的点C 对滑块，从释放到运动至与圆心等高的点C，由动能定理有 ‎－μmgcosθ·＝0－mv 解得v0＝2 m/s 当v0较大时，滑块能够通过D点。滑块恰能过D点时，vD有最小值，则在D点，有mg＝ 从Q点释放后到滑块运动到半圆轨道最高点D的过程中，由动能定理 ‎－μmgcosθ·－mgR＝mv－mv 解得v0＝4 m/s 综上所述，当v0≤2 m/s或v0≥4 m/s时，滑块在D点之前不脱离半圆轨道。‎ 答案　(1)0.375　(2)v0≤2 m/s或v0≥4 m/s 2‎