2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 真題匯編 B單元 力與物體的平衡.doc

2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 真題匯編 B單元 力與物體的平衡1B1xx江蘇卷 一輕質(zhì)彈簧原長為8 cm，在4 N的拉力作用下伸長了2 cm，彈簧未超出彈性限度，則該彈簧的勁度系數(shù)為()A40 m/N B40 N/mC200 m/N D200 N/m1D解析 根據(jù)胡克定律Fkx得k2 N/cm200 N/m.這里的2 cm就是彈簧的形變量x，與原長無關(guān)B2 摩擦力9B2 xx江蘇卷 如圖1所示，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~缸下拉出，魚缸最終沒有滑出桌面若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數(shù)均相等，則在上述過程中()圖1A桌布對魚缸摩擦力的方向向左B魚缸在桌布上的滑動時間和在桌面上的相等C若貓?jiān)龃罄?，魚缸受到的摩擦力將增大D若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面9BD解析 當(dāng)桌布被拉出時，魚缸由靜止到向右運(yùn)動，但它相對于桌布來說，仍向左運(yùn)動，由于滑動摩擦力的方向與相對運(yùn)動方向相反，因此桌布對魚缸的摩擦力的方向應(yīng)向右，選項(xiàng)A錯誤；因?yàn)轸~缸、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數(shù)均相等，魚缸受到桌布向右的摩擦力與它受到桌面向左的摩擦力大小相等，所以魚缸向右加速的加速度大小與向右減速的加速度大小相等，方向相反，魚缸的初速度為零，末速度也為零，根據(jù)對稱性可知，魚缸做加速運(yùn)動的時間與做減速運(yùn)動的時間相等，選項(xiàng)B正確；若貓?jiān)龃罄?，桌布的加速度更大，但是由于魚缸與桌布間的壓力不變，動摩擦因數(shù)也不變，故摩擦力也不變，選項(xiàng)C錯誤；若貓減小拉力，桌布的加速度減小，魚缸在桌布上的運(yùn)動時間變長，而魚缸向右的加速度不變，由xat2知，魚缸相對于桌面的位移變大，桌布被拉出后魚缸在桌面上的位移也變大，魚缸就有可能滑出桌面，選項(xiàng)D正確B3 力的合成與分解B4 受力分析 物體的平衡19B4xx全國卷 如圖1，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b.外力F向右上方拉b，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊b仍始終保持靜止，則()圖1A繩OO的張力也在一定范圍內(nèi)變化B物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化解析 BD對物塊a，由二力平衡，繩的拉力等于物塊a的重力，大小保持一定，輕滑輪兩端繩子拉力大小方向一定，對結(jié)點(diǎn)O，由三力平衡可得繩OO的張力一定，選項(xiàng)A、C錯誤；設(shè)F與水平方向的夾角為，連接物塊b的繩子拉力T與水平方向夾角為，對物塊b，由平衡條件，有Tsin Fsin Nmg和Tcos Fcos f0，物塊b所受到的支持力和物塊與桌面間的摩擦力隨F變化而變化，選項(xiàng)B、D正確14B4xx全國卷 質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點(diǎn)O，如圖1所示用T表示繩OA段拉力的大小，在O點(diǎn)向左移動的過程中()圖1AF逐漸變大，T逐漸變大BF逐漸變大，T逐漸變小CF逐漸變小，T逐漸變大DF逐漸變小，T逐漸變小14A解析 作出結(jié)點(diǎn)O的受力分析矢量圖(動態(tài))，可知F與T的變化情況如圖所示， 可得：F逐漸變大，T逐漸變大，故A正確17B4xx全國卷 如圖1所示，兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上：一細(xì)線穿過兩輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊平衡時，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑不計(jì)所有摩擦小物塊的質(zhì)量為()圖1A. B.mCm D2m17C解析 對a受力分析如圖甲所示，其中虛線三角形為等邊三角形，由正交分解法可得Fsin mgsin 30，又知Fmg，故30；對小物塊的懸掛點(diǎn)受力分析如圖乙所示，由力的合成可得2Fcos(30)Mg，故可得Mm，C正確B5 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系21B5xx浙江卷 某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m.如圖1所示，用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)在保持彈簧伸長1.00 cm不變的條件下：圖17(1)若彈簧秤a、b間夾角為90，彈簧秤a的讀數(shù)是_N(圖2中所示)，則彈簧秤b的讀數(shù)可能為_N.(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù)_、彈簧秤b的讀數(shù)_(填“變大”“變小”或“不變”)21答案 (1)3.003.023.94.1(有效數(shù)不作要求)(2)變大變大解析 (1)由圖可知彈簧秤a的讀數(shù)是F13.00 N；因合力為Fkx5000.01 N5 N，兩分力夾角為90，則另一個分力為F24.0 N.(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC夾角，根據(jù)力的平行四邊形法則可知，彈簧秤a的讀數(shù)變大，彈簧秤b的讀數(shù)變大B6 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則B7 力與平衡問題綜合11B7D2xx天津卷 如圖1所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E5 N/C，同時存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.5 T有一帶正電的小球，質(zhì)量m1106 kg，電荷量q2106 C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)經(jīng)過P點(diǎn)時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，g取10 m/s2.求：圖1(1)小球做勻速直線運(yùn)動的速度v的大小和方向；(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點(diǎn)所在的這條電場線經(jīng)歷的時間t.答案 (1)20 m/s方向與電場E的方向之間的夾角為60斜向上(2)3.5 s解析 (1)小球勻速直線運(yùn)動時受力如圖1所示，其所受的三個力在同一平面內(nèi)，合力為零，有qvB圖1代入數(shù)據(jù)解得v20 m/s速度v的方向與電場E的方向之間的夾角滿足tan 代入數(shù)據(jù)解得tan 60 (2)解法一：撤去磁場，小球在重力與電場力的合力作用下做類平拋運(yùn)動，設(shè)其加速度為a，有a設(shè)撤掉磁場后小球在初速度方向上的分位移為x，有xvt設(shè)小球在重力與電場力的合力方向上分位移為y，有yat2 a與mg的夾角和v與E的夾角相同，均為，又tan 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得t2 s3.5 s解法二：撤去磁場后，由于電場力垂直于豎直方向，它對豎直方向的分運(yùn)動沒有影響，以P點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為正方向，小球在豎直方向上做勻減速運(yùn)動，其初速度為vyvsin 若使小球再次穿過P點(diǎn)所在的電場線，僅需小球的豎直方向上分位移為零，則有vytgt20聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得t2 s3.5 s12B7J2K1xx天津卷 電磁緩速器是應(yīng)用于車輛上以提高運(yùn)行安全性的輔助制動裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度電磁阻尼作用可以借助如下模型討論：如圖1所示，將形狀相同的兩根平行且足夠長的鋁條固定在光滑斜面上，斜面與水平方向夾角為.一質(zhì)量為m的條形磁鐵滑入兩鋁條間，恰好勻速穿過，穿過時磁鐵兩端面與兩鋁條的間距始終保持恒定，其引起電磁感應(yīng)的效果與磁鐵不動、鋁條相對磁鐵運(yùn)動相同磁鐵端面是邊長為d的正方形，由于磁鐵距離鋁條很近，磁鐵端面正對兩鋁條區(qū)域的磁場均可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，鋁條的高度大于d，電阻率為.為研究問題方便，鋁條中只考慮與磁鐵正對部分的電阻和磁場，其他部分電阻和磁場可忽略不計(jì)，假設(shè)磁鐵進(jìn)入鋁條間以后，減少的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為鋁條的內(nèi)能，重力加速度為g.圖1(1)求鋁條中與磁鐵正對部分的電流I；(2)若兩鋁條的寬度均為b，推導(dǎo)磁鐵勻速穿過鋁條間時速度v的表達(dá)式；(3)在其他條件不變的情況下，僅將兩鋁條更換為寬度b>b的鋁條，磁鐵仍以速度v進(jìn)入鋁條間，試簡要分析說明磁鐵在鋁條間運(yùn)動時的加速度和速度如何變化答案 (1)(2)(3)略解析 (1)磁鐵在鋁條間運(yùn)動時，兩根鋁條受到的安培力大小相等，均為F安，有F安IdB磁鐵受到沿斜面向上的作用力為F，其大小F2F安磁鐵勻速運(yùn)動時受力平衡，則有Fmgsin 0 聯(lián)立式可得I(2)磁鐵穿過鋁條時，在鋁條中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，有EBdv鋁條與磁鐵正對部分的電阻為R，由電阻定律有R由歐姆定律有I聯(lián)立式可得v(3)磁鐵以速度v進(jìn)入鋁條間，恰好做勻速運(yùn)動時，磁鐵受到沿斜面向上的作用力F，聯(lián)立式可得F當(dāng)鋁條的寬度b>b時，磁鐵以速度v進(jìn)入鋁條間時，磁鐵受到的作用力變?yōu)镕，有F可見F>Fmgsin ，磁鐵所受到的合力方向沿斜面向上，獲得與運(yùn)動方向相反的加速度，磁鐵將減速下滑，此時加速度最大之后，隨著運(yùn)動速度減小，F(xiàn)也隨著減小，磁鐵所受的合力也減小，由于磁鐵加速度與所受到的合力成正比，磁鐵的加速度逐漸減小綜上所述，磁鐵做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動，直到Fmgsin 時，磁鐵重新達(dá)到平衡狀態(tài)，將再次以較小的速度勻速下滑14B7、D1、E3如圖1所示，傾角為的斜面A被固定在水平面上，細(xì)線的一端固定于墻面，另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連，B靜止在斜面上滑輪左側(cè)的細(xì)線水平，右側(cè)的細(xì)線與斜面平行A、B的質(zhì)量均為m.撤去固定A的裝置后，A、B均做直線運(yùn)動不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g.求：圖1(1)A固定不動時，A對B支持力的大小N；(2)A滑動的位移為x時，B的位移大小s；(3)A滑動的位移為x時的速度大小vA.14答案 (1)mgcos (2)(3)解析 (1)支持力的大小Nmgcos (2)根據(jù)幾何關(guān)系sxx(1cos )，syxsin 且s解得sx(3)B的下降高度syxsin 根據(jù)機(jī)械能守恒定律mgsymvmv根據(jù)速度的定義得vA，vB則vBvA解得vA2B7xx海南卷 如圖1所示，在水平桌面上放置一斜面體P，兩長方體物塊a和b疊放在P的斜面上，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)若將a和b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用f1、f2和f3表示則()圖1Af10，f20，f30Bf10，f20，f30Cf10，f20，f30Df10，f20，f302C解析 取a為研究對象，a有沿b的表面下滑的運(yùn)動趨勢，故f10；取a、b整體為研究對象，a、b整體有沿斜面下滑的運(yùn)動趨勢，故f20；取a、b、P整體為研究對象，a、b、P整體相對地面沒有運(yùn)動趨勢，故f30，C正確15B7xx上海卷 如圖1所示，始終豎直向上的力F作用在三角板A端，使其繞B點(diǎn)在豎直平面內(nèi)緩慢地沿順時針方向轉(zhuǎn)動一小角度，力F對B點(diǎn)的力矩為M，則轉(zhuǎn)動過程中()圖1AM減小，F(xiàn)增大BM減小，F(xiàn)減小CM增大，F(xiàn)增大DM增大，F(xiàn)減小15A解析 F的力矩等于重力的力矩，而重力的力臂越來越短，所以力F對B點(diǎn)的力矩M減小；轉(zhuǎn)過小角度后，重力的力臂和力F的力臂都減小，但力F的力臂減小得更快，因此，力F要增大，A正確2xx湖南師范大學(xué)附中月考 如圖K42所示，水平桌面上平放有一堆卡片，每一張卡片的質(zhì)量均為m.用手指以豎直向下的力壓第1張卡片，并以一定速度向右移動手指，確保第1張卡片與第2張卡片之間有相對滑動設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，手指與第1張卡片之間的動摩擦因數(shù)為1，卡片之間、卡片與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為2，且有12，則下列說法正確的是()圖K42A任意兩張卡片之間均可能發(fā)生相對滑動B上一張卡片受到下一張卡片的摩擦力一定向左C第1張卡片受到手指的摩擦力向左D最下面那張卡片受到水平桌面的摩擦力向右2B解析 對第2張卡片分析，它對第3張卡片的壓力等于上面兩張卡片的重力及手指的壓力的和，最大靜摩擦力fm2(2mgF)，而其受到第1張卡片的滑動摩擦力為f2(mgF)fm，則第2張卡片與第3張卡片之間不發(fā)生相對滑動，同理，第3張到第54張卡片也不發(fā)生相對滑動，故A錯誤；根據(jù)題意，因上一張卡片相對下一張卡片要向右滑動或有向右滑動的趨勢，故上一張卡片受到下一張卡片的摩擦力一定向左，B正確；第1張卡片相對于手指的運(yùn)動趨勢方向與手指的運(yùn)動方向相反，則其受到手指的靜摩擦力與手指的運(yùn)動方向相同，即受到手指的摩擦力向右，C錯誤；對53張卡片(除第1張卡片外)研究，其處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受到第1張卡片的滑動摩擦力，方向與手指的運(yùn)動方向相同，則根據(jù)平衡條件可知：第54張卡片受到桌面的摩擦力方向與手指的運(yùn)動方向相反，即水平向左，D錯誤6xx山東日照一中期末考試 如圖K46所示，物塊a、b的質(zhì)量分別為2m、m，水平地面和豎直墻面均光滑，在水平推力F作用下，兩物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()圖K46A物塊b受四個力作用B物塊b受到的摩擦力大小等于2mgC物塊b對地面的壓力大小等于mgD物塊a受到物塊b的作用力水平向右6B解析 對a分析，a受到豎直向下的重力，墻壁給的支持力，b給的彈力，要想保持靜止，必須在豎直方向上受到b給的向上的靜摩擦力，故fbaGa2mg，B正確；對b分析，b受到豎直向下的重力，地面給的豎直向上的支持力，a給的豎直向下的靜摩擦力，a給的水平向左的彈力，以及推力F，共5個力作用，在豎直方向上有GbfabN，故N3mg，即物塊b對地面的壓力大小等于3mg，A、C錯誤；物塊a受到物塊b的水平方向上的彈力和豎直方向上的摩擦力，合力方向不是水平向右，D錯誤2xx大連二十四中期中考試 如圖K52所示，小方塊代表一些質(zhì)量相同的鉤碼，圖甲中O為輕繩之間連接的結(jié)點(diǎn)，圖乙中光滑的輕質(zhì)小滑輪跨在輕繩上懸掛鉤碼，兩裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將圖甲中右側(cè)滑輪的端點(diǎn)B沿虛線稍稍上移一些，圖乙中的端點(diǎn)B沿虛線稍稍上移一些，圖乙中的繩長不變，則關(guān)于角和OB繩的張力F的變化，下列說法正確的是()圖K52A甲、乙圖中的角均增大，F(xiàn)均不變B甲、乙圖中的角均不變，F(xiàn)均不變C甲圖中角增大、乙圖中角不變，張力F均不變D甲圖中角減小、F不變，乙圖中角增大，F(xiàn)減小2B解析 圖甲中，根據(jù)鉤碼個數(shù)可知，O點(diǎn)所受的三個力正好構(gòu)成直角三角形，若端點(diǎn)B沿虛線稍稍上移一些，三力大小不變，根據(jù)力的合成法則可知，夾角不變圖乙中，因滑輪光滑，且繩子中的張力相等，則繩OA、OB的力總是相等的，因此合力平分OA、OB繩的夾角，即使稍上移，繩子張力大小仍不變，根據(jù)力的合成法則，可知，角不變故B正確，A、C、D錯誤7xx江蘇四市期末聯(lián)考 如圖K57所示，置于地面的矩形框架中用兩細(xì)繩拴住質(zhì)量為m的小球，繩B水平設(shè)繩A、B對球的拉力大小分別為F1 、F2，它們的合力大小為F.現(xiàn)將框架在豎直平面內(nèi)繞左下端緩慢旋轉(zhuǎn)90，在此過程中()圖K57AF1先增大后減小 BF2先增大后減小CF先增大后減小 DF先減小后增大7B解析 小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，兩繩的拉力的合力與重力大小相等，方向相反，則F不變，根據(jù)平行四邊形定則可知，將框架在豎直平面內(nèi)繞左下端緩慢旋轉(zhuǎn)90的過程中，F(xiàn)1逐漸減小，F(xiàn)2先增大后減小，當(dāng)繩A處于水平方向時，F(xiàn)2最大，故B正確8xx廈門二模 質(zhì)量為M、長為L的桿水平放置，桿兩端A、B系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟輕繩，繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán)已知重力加速度為g，不計(jì)空氣影響(1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖K58甲所示，求繩中拉力的大?。?2)若桿與環(huán)保持相對靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運(yùn)動，此時環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖乙所示求此狀態(tài)下桿的加速度大小a；為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個多大的外力，方向如何？圖K588(1)mg(2)g(Mm)g，與水平方向夾角為60解析 (1)如圖1，設(shè)平衡時，繩中拉力為T，有2Tcos mg0由圖知cos 由式解得Tmg圖1(2)此時，對小鐵環(huán)受力分析如圖2，有Tsin maTTcos mg0由圖知60，代入式解得ag圖2如圖3，設(shè)外力F與水平方向成角，將桿和小鐵環(huán)當(dāng)成一個整體，有Fcos (Mm)Fsin (Mm)g0由式解得F(Mm)gtan 或(60)圖33xx江西撫州臨川一中期中考試 如圖K63所示，開口向下的“”形框架兩側(cè)豎直桿光滑固定，上面水平橫桿中點(diǎn)固定一定滑輪，兩側(cè)桿上套著的兩滑塊用輕繩繞過定滑輪相連，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時連接滑塊A的繩與水平方向夾角為，連接滑塊B的繩與水平方向的夾角為2，則A、B兩滑塊的質(zhì)量之比為()圖K63A12cos B2cos 1C2sin 1 D12sin 3A解析 設(shè)繩的拉力為F，對兩個滑塊分別受力分析，如圖所示，根據(jù)力的平衡條件可知：mAgFsin ，mBgFsin 2，因此，A項(xiàng)正確5xx高考信息交流模擬試卷 如圖K65所示，豎直墻上連有細(xì)線AB，輕彈簧的一端與B相連，另一端固定在墻上的C點(diǎn)，現(xiàn)有一水平繩BD與彈簧拴接在B點(diǎn)，現(xiàn)給BD一水平向左的拉力F，使彈簧處于伸長狀態(tài)，且AB和CB與墻的夾角均為45.若保持B點(diǎn)不動，將BD繩繞B點(diǎn)緩慢向上轉(zhuǎn)動，則在轉(zhuǎn)動過程中BD繩的拉力F變化情況是()圖K65A變大 B變小C先變大后變小 D先變小后變大5B解析 要保持B點(diǎn)的位置不變，BD向上轉(zhuǎn)動的角度最大為45，由于B點(diǎn)的位置不變，因此彈簧的彈力不變，即F1不變，由圖可知，AB繩的拉力F2在減小，BD繩的拉力F也在減小，B正確1xx重慶巴蜀中學(xué)第三次月考 圖K411為“測量彈簧勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，彈簧的上端固定在鐵架臺上，下端裝有指針及掛鉤，指針恰好指向一把豎直立起的毫米刻度尺現(xiàn)在測得在掛鉤上掛上一定數(shù)量鉤碼時指針在刻度尺上的讀數(shù)如下表：鉤碼數(shù)n012345刻度尺讀數(shù)xn(cm)2.624.175.707.228.8410.64xnxnxn1(cm)01.551.531.521.621.80已知所有鉤碼的質(zhì)量可認(rèn)為相同且為m50 g，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.8 m/s2.請回答下列問題：(1)x4、x5與x1、x2、x3有很大區(qū)別的可能原因是：_；(2)小劉同學(xué)通過k(x2x0)2mg，k(x3x1)2mg得：勁度系數(shù)公式：k，請根據(jù)小劉同學(xué)的方法計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k_ N/m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)1(1)超出彈性限度(2)32解析 (1)x1、x2、x3有可能符合胡克定律，而x4、x5不符合胡克定律，則說明彈簧已超過了彈性限度；(2)代入數(shù)據(jù)得k32 N/m.