2020高考物理刷题增分：计算题仿真2015Ⅱ卷高考模拟演练含解析 3页

计算题仿真2015·Ⅱ卷高考模拟演练 ‎24．如图所示，空间存在范围足够大的竖直向上的匀强电场，场强E＝2.0×107 N/C。在电场中O点悬挂一根长L＝‎0.50 m的绝缘细线，细线的另一端系着质量m＝‎80 g、电荷量q＝＋8.5×10－‎8 C的小球。现将绝缘细线拉直至水平状态，将小球由静止释放。当细线第一次到达竖直方向时，细线恰好被拉断。重力加速度g＝‎10 m/s2。‎ ‎(1)求细线的最大承受拉力值。‎ ‎(2)当细线刚好断裂时，电场强度的大小不变，方向变为竖直向下。小球继续运动，求当小球再次与O点在同一水平面时到O点的距离。‎ 解析　(1)qE>mg，小球向上做圆周运动，到达最高点时细线被拉断 从开始到最高点，根据动能定理得 ‎(qE－mg)L＝mv2‎ 到最高点时根据牛顿第二定律得F＋mg－qE＝m 解得F＝2.7 N。‎ ‎(2)细线断裂后，小球做类平抛运动 根据牛顿第二定律mg＋qE＝ma 竖直方向L＝at2‎ 水平方向x＝vt 解得x＝0.60 m。‎ 答案　(1)2.7 N　(2)0.60 m ‎25．(2019·广东汕头第二次模拟)如图所示，一斜面体固定在水平地面上，倾角为θ＝30°、高度为h＝‎1.5 m。一薄木板B置于斜面顶端，恰好能保持静止，木板下端连接有一根自然长度为l0＝‎0.2 m的轻弹簧，木板总质量为m＝‎1 kg，总长度为L＝‎2.0 m。一质量为M＝‎3 kg的小物块A从斜面体左侧某位置水平抛出，该位置离地高度H＝‎1.7 m，物块A经过一段时间后从斜面顶端沿平行于斜面方向落到木板上并开始向下滑行，已知A、B之间的动摩擦因数为μ＝。木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下，物块A最后恰好能脱离弹簧，且弹簧被压缩时一直处于弹性限度内，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，取重力加速度g 3‎ ‎＝‎10 m/s2，不计空气阻力。求：‎ ‎(1)物块A刚落到木板上的速度大小v；‎ ‎(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。‎ 解析　(1)物块A落到木板前做平抛运动，竖直方向：‎ ‎2g‎(H－h)＝v 得：vy＝2 m/s 物块A刚好落到木板上的速度大小为：‎ v＝＝‎4 m/s。‎ ‎(2)由木板恰好静止在斜面上，得到斜面与木板间的动摩擦因数μ0应满足：‎ mgsin30°＝μ0mgcos30°‎ 得：μ0＝tan30°＝ 物块A在木板上滑行时，以A为研究对象有：‎ aA＝＝‎2.5 m/s2(沿斜面向上)‎ 以木板B为研究对象有：‎ aB＝ ‎＝7.5 m/s2(沿斜面向下)‎ 假设A与木板达到共同速度v共时，A还没有压缩弹簧且木板还没有到达底端，则有：‎ v共＝aBt＝v－aAt 解得：v共＝3 m/s，t＝0.4 s 此过程，xA＝·t＝1.4 m，xB＝·t＝0.6 m<－L＝1 m 故Δx＝xA－xB＝0.8 m