2022高考物理 刷題增分：計算題仿真2022Ⅱ卷高考模擬演練（含解析）

計算題仿真2021·Ⅱ卷高考模擬演練 24．(2021·山東濟南期末)如下列圖，斜面光滑，傾角θ＝30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l1＝1 m，bc邊的長l2＝0.6 m，線框的質量m＝1 kg，電阻R＝0.1 Ω，線框用細線通過定滑輪與重物相連(不計摩擦)，重物質量M＝2 kg，斜面上ef線與gh線(ef∥gh)間有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為B＝0.5 T。如果線框從靜止開始運動，當ab邊進入磁場B時恰好做勻速直線運動，ef線和gh線間的距離為9.1 m，g取10 m/s2，求： (1)ab邊由ef運動到gh線這段時間內產生的焦耳熱； (2)ab邊由ef運動到gh線所用的時間。 解析　(1)線框勻速進入磁場過程，對M有T＝Mg 對m有T＝mgsinθ＋FA 焦耳熱Q＝FAl2 解得Q＝9 J。 (2)ab邊進入磁場時，有FA＝ 解得：v＝6 m/s 線框進磁場B過程中l(wèi)2＝vt1 線框完全進入磁場B后對M有Mg－T1＝Ma 對m有T1－mgsinθ＝ma 由勻加速直線運動，得x－l2＝vt2＋at 總時間t＝t1＋t2 解得t＝1.1 s。 答案　(1)9 J　(2)1.1 s 25．(2021·江蘇南京模擬)如下列圖，豎直平面內軌道ABCD由傾斜軌道AB和光滑半圓軌道BCD組成。傾斜軌道AB與水平地面的夾角θ＝37°(sin37°＝0.6)，光滑半圓軌道BCD的半徑R＝0.4 m，BD豎直且為直徑，B為最低點，O是半圓軌道BCD的圓心，C與O連線水平。一滑塊從傾斜軌道上與D點等高的點P由靜止開始下滑，恰能滑到C點，半圓軌道與傾斜軌道之間圓滑連接，Q為與C點等高的點(圖中未標出)，滑塊質量m＝1 kg，g取10 m/s2。 (1)求滑塊與傾斜軌道AB間的動摩擦因數(shù)μ； (2)要使滑塊在D點之前不脫離半圓軌道，求從Q點釋放的滑塊的初速度v0應滿足的條件。 解析　(1)滑塊恰能滑到C點，那么vC＝0 滑塊在P→B→C過程中，由動能定理得 mg(2R－R)－μmgcosθ·＝0－0 解得μ＝0.375。 (2)欲使滑塊不脫離半圓軌道，有兩種可能： 當v0較小時，滑塊最高只能運動到與圓心等高的點C 對滑塊，從釋放到運動至與圓心等高的點C，由動能定理有 －μmgcosθ·＝0－mv 解得v0＝2 m/s 當v0較大時，滑塊能夠通過D點?；瑝K恰能過D點時，vD有最小值，那么在D點，有mg＝ 從Q點釋放后到滑塊運動到半圓軌道最高點D的過程中，由動能定理 －μmgcosθ·－mgR＝mv－mv 解得v0＝4 m/s 綜上所述，當v0≤2 m/s或v0≥4 m/s時，滑塊在D點之前不脫離半圓軌道。 答案　(1)0.375　(2)v0≤2 m/s或v0≥4 m/s 3