• 1.11 MB
  • 2021-06-01 发布

高考物理试题专题汇总02相互作用10-17全国I卷为主

  • 9页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
15.[2010·全国 I 卷] 一根轻质弹簧一端固定,用大小为 F1 的力压弹簧的另一端,平衡时长度 为 l1;改用大小为 F2 的力拉弹簧,平衡时长度为 l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内, 该弹簧的劲度系数为 A.F2-F1 l2-l1 B.F2+F1 l2+l1 C.F2+F1 l2-l1 D.F2-F1 l2+l1 解:选 C。压缩:F1=k(l0-l1),拉伸:F2=k(l2-l0),解得:k=F2+F1 l2-l1 。 考点:[胡克定律]。 18.[2010·全国 I 卷] 如图所示,一物块置于水平地面上。当用与水平方向成 60°角的力 F1 拉 物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成 30°角的力 F2 推物块时,物块仍做匀 速直线运动。若 F1 和 F2 的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为 A. 3-1 B.2- 3 C. 3 2 -1 2 D.1- 3 2 解:选 B。F1cos60°=μ(mg-F1sin60°),F2cos30°=μ(mg+F1sin30°),F1=F2 解得:F= 3-1 2 mg,μ=2- 3 考点:[共点力平衡(正交分解法)]。 16.[2012·全国 I 卷] 如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为 N1, 球对木板的压力大小为 N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位 置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中 A.N1 始终减小,N2 始终增大 B.N1 始终减小,N2 始终减小 C.N1 先增大后减小,N2 始终减小 D.N1 先增大后减小,N2 先减小后增大 解:选 B。[动态平衡、图解法或极值法] 07.[2012·广东] 如图,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都 为 45°,日光灯保持水平,所受重力为 G,左右两绳的拉力大小分别为 A.G 和 G B. 2 2 G 和 2 2 G C.1 2G 和 3 2 G D.1 2G 和 1 2G 解:选 B。 07.[2013·全国Ⅱ卷] 如图所示,在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用,F 平行于斜面 向上。若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别 为 F1 和 F2(F2>0)。由此可求出 A.物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的正压力 解:选 C。物块受与斜面平行的外力 F 作用,而在斜面上静止,此时摩擦力的大小和方向将 随 F 的变化而变化。设斜面倾角为θ,由平衡条件 F1-mgsin θ-Ffmax=0,F2-mgsin θ+Ffmax =0,解得 Ffmax=F1-F2 2 ,故选项 C 正确;FN=mgcos θ,F1+F2=2mgsin θ,因 m 和θ均未知, 所以不能求出物块的质量、斜面的倾角和物块对斜面的压力。 07.[2013·天津] 如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于 O 点。现用水平力 F 缓慢推 动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶 端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力 FN 以及绳对小球的拉力 FT 的变化情况 是 A.FN 保持不变,FT 不断增大 B.FN 不断增大,FT 不断减小 C.FN 保持不变,FT 先增大后减小 D.FN 不断增大,FT 先减小后增大 解:选 D。由于缓慢地推动斜面体,小球处于动态平衡,小球受到大小方向不变的重力,方向 不变的斜面的支持力,还有绳的拉力,三力构成封闭三角形,如图所示,开始时绳的拉力与支 持力的夹角为锐角,随着绳的拉力 FT 按顺时针转动,其大小先减小后增大,而支持力 FN 一直 增大,D 项正确。 17.[2014·全国 I 卷] 如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态,现 使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳 定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球的 高度 A.一定升高 B.一定降低 C.保持不变 D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 解:选 A。[弹力胡可定律] 稳定在竖直位置时:kx0=mg,据悬点高度:l0+x0。稳定在偏离竖 直方向θ角:kxcosθ=mg,x0=xcosθ,据悬点高度:(l0+x)cosθ=l0cosθ+xcosθ=l0cosθ+x0<l0 +x0。所以一定升高。也可采取极限思想。 07.[2014·广东] 如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木 P 在支撑点 M、N 处受力的方 向,下列说法正确的是 A.M 处受到的支持力竖直向上 B.N 处受到的支持力竖直向上 C.M 处受到的静摩擦力沿 MN 方向 D.N 处受到的静摩擦力沿水平方向 解:选 A。支持力的方向垂直于支持面,因此 M 处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N 处 支持力过 N 垂直于切面斜向上,A 项正确、B 项错;静摩擦力方向平行于接触面与相对运动 趋势的方向相反,因此 M 处的静摩擦力沿水平方向,N 处的静摩擦力沿 MN 方向,C、D 项都 错误。 07.[2014·山东] 如图所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简 易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时, F1 表示木板所受合力的大小,F2 表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后 A.F1 不变,F2 变大 B.F1 不变,F2 变小 C.F1 变大,F2 变大 D.F1 变小,F2 变小 解:选 A。[对称等大力]维修前后,木板静止,受力平衡,合外力为零,F1 不变,选项 C、D 错误;对木板受力分析,如图:则 2Fcos θ=G,得 F= G 2cos θ 。维修后,将两轻绳各剪去一小 段,θ增大,cos θ减小,F 增大,所以 F2 变大,选项 A 正确,B 错误。 07.[2015·广东] 如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上, 将杆竖直紧压在地面上。若三条绳长度不同,下列说法正确的有 A.三条绳中的张力都相等 B.杆对地面的压力大于自身重力 C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 解:选 BC。根据物体受力平衡可知,三条绳上拉力的水平分力的合力为零,C 项正确;由于 三条绳的长度不同,因此三条绳与竖直方向的夹角不同,如果三条绳水平分力间的夹角相等, 则三条绳上张力一定不等,A 项错误;由杆受力平衡可知,杆对地面的压力等于杆的重力与三 条绳拉力的竖直分力之和,B 项正确;三条绳的拉力的合力和杆的重力的方向均竖直向下,而 一对平衡力要求方向相反,所以它们不是一对平衡力,D 项错误。 07.[2015·山东] 如图,滑块 A 置于水平地面上,滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖直),此时 A 恰好不滑动,B 刚好不下滑。已知 A 与 B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A 与 B 的质量之比为 A. 1 μ1μ2 B.1-μ1μ2 μ1μ2 C.1+μ1μ2 μ1μ2 D.2+μ1μ2 μ1μ2 解:选 B。B 恰好不下滑时,设作用在 B 上的水平力为 F,则有μ1F=mBg;A 恰好不滑动,由 A、B 整体,得 F=μ2(mAg+mBg),所以mA mB =1-μ1μ2 μ1μ2 ,选项 B 正确。 19.[2016·全国 I 卷] 如图,一光滑的轻滑轮用细绳 OO'悬挂于 O 点;另一细绳跨过滑轮,其 一端悬挂物块 a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b。外力 F 向右上方拉 b,整个 系统处于静止状态。若 F 方向不变,大小在一定范围内变化,物块 b 仍始终保持静止, 则 A.绳 OO'的张力也在一定范围内变化 B.物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化 C.连接 a 和 b 的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 解:选 BD。 [共点力平衡、正交分解中的动态平衡、等大矢量合成模型] 系统静止,a 静止, 连接 a、b 绳的拉力 T=mag 不变。定滑轮两端绳的拉力相等,与 OO′为“活结”模型。F OO′ =2magcosα不变。对 b 受力分析如图。 在竖直方向:FN↓+Ty+Fy↑=mbg,假设 F 由小变大,则静摩擦力可能先向右,后向左。 在水平方向:Fx↑+f ↓=Tx,F 增大 f 减小至 0,后 f 变向;Fx↑=f↑+Tx,F 增大 f 增大; 考点:动态平衡(正交分解公式法)、绳活结等大分力模型。 07.[2016·全国Ⅱ卷] 质量为 m 的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上。用水平向左的力 F 缓慢拉 动绳的中点 O,如图所示。用 T 表示绳 OA 段拉力的大小,在 O 点向左移动的过程中 A.F 逐渐变大,T 逐渐变大 B.F 逐渐变大,T 逐渐变小 C.F 逐渐变小,T 逐渐变大 D.F 逐渐变小,T 逐渐变小 解:选 A。[动态平衡、图解法] 07.[2016·全国Ⅲ卷] 如图所示,两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细 线穿过两轻环,其两端各系一质量为 m 的小球。在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物块。 平衡时,a、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为 A.m 2 B. 3 2 m C.m D.2m 解:选 C。对 a 受力分析如图所示,其中虚线三角形为等边三角形,由正交分解法可得 Fsin α =mgsin 30°,又知 F=mg,故α=30°;对小物块的悬挂点受力分析如图乙所示,由力的合 成可得 2Fcos(α+30°)=Mg,故可得 M=m,C 正确。 07.[2016·海南] 如图,在水平桌面上放置一斜面体 P,两长方体物块 a 和 b 叠放在 P 的斜面 上,整个系统处于静止状态。若将 a 与 b、b 与 P、P 与桌面之间摩擦力的大小分别用 Ff1、 Ff2 和 Ff3 表示。则( ) A.Ff1=0,Ff2≠0,Ff3≠0 B.Ff1≠0,Ff2=0,Ff3=0 C.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3=0 D.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3≠0 解:选 C。 07.[2016·江苏] 一轻质弹簧原长为 8 cm,在 4 N 的拉力作用下伸长了 2 cm,弹簧未超出弹性 限度,则该弹簧的劲度系数为( ) A.40 m/N B.40 N/m C.200 m/N D.200 N/m 解:选 D。根据胡克定律 F=kx 可得。 07.[2016·江苏] 如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面。 若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中( ) A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大 D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面。 解:选 BD。鱼缸受力如图,f 向右,A 错误;鱼缸与桌布,鱼缸与桌面间动摩擦因数相同, G N f 则在桌布上加速和在桌面上减速的时间是相等的,B 对;如增大拉力,鱼缸与桌布之间的摩擦 力还是滑动摩擦力,大小是不变的,C 错误;若减小拉力,桌布的加速度会减小,鱼缸与桌布 可能相对滑动页也可能相对静止,鱼缸在桌面运动的时间变长,所以鱼缸由可能画出桌面,D 正确。 21.[2017·全国 I 卷] 如图,柔软轻绳 ON 的一端 O 固定,其中间某点 M 拴一重物,用手拉住 绳的另一端 N,初始时,OM 竖直且 MN 被拉直,OM 与 MN 之间的夹角为α(α>π 2)。现将 重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在 OM 由竖直被拉到水平的过程中 A.MN 上的张力逐渐增大 B.MN 上的张力先增大后减小 C.OM 上的张力逐渐增大 D.OM 上的张力先增大后减小 解:选 AD。以重物为研究对象,受重力 mg、OM 绳上拉力 F2、MN 上拉力 F1,由题意知, 三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示,F1、F2 的夹角为π-α不变,在 F2 转至水平的过 程中,矢量三角形在同一外接圆上,由图可知,MN 上的张力 F1 逐渐增大,OM 上的张力 F2 先增大后减小,所以 A、D 正确,B、C 错误。 点评:[共点力的平衡、动态平衡] 本题考查动态平衡,注意重物受三个力中只有重力恒定不变, 且要求 OM、MN 两力的夹角不变,两力的大小、方向都在变。三力合力为零,能构成封闭的三角 形,再借助圆,同一圆弧对应圆周角不变,难度较大。主要方法有:特殊位置法、有限制条件的 平行四边形(旋转重力法)、矢量三角形(矢量圆)、正弦定理法。 07.[2017·全国Ⅱ卷] 如图,一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保 持 F 的大小不变,而方向与水平面成 60°角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间 的动摩擦因数为( ) A.2- 3 B. 3 6 C. 3 3 D. 3 2 解:选 C。[共点力平衡、正交分解] F 水平时,F=μmg;F 与水平方向成 60°角时,Fcos60° =μ(mg-Fsin60°),μ= 3 3 。 07.[2017·全国Ⅲ卷] 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80cm 的两点上, 弹性绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为 100 cm; 再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始 终处于弹性限度内)( ) A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm 解:选 B。[共点力平衡、胡克定律、等大矢量合成模型] 设绳子的劲度系数为 k,为“活结” 模型时,x1=20cm,绳子上的弹力为 2kx1cosθ=mg,θ=53°。绳子在竖直方向上时:2kx2=mg, x2=12cm。用“活结”、“死结”模型得到的答案是一样的,但是所挂钩码的重力 mg 并不一样。 07.[2017·天津] 如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、N 上的 a、b 两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件, 当衣架静止时,下列说法正确的是( ) A.绳的右端上移到 b′,绳子拉力不变 B.将杆 N 向右移一些,绳子拉力变大 C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小 D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移 解:选 AB。[共点力平衡、等大矢量合成模型] 2Fcosα=mg,sinα=d l ,绳子和竖直方向的夹角 只与绳长和两杆间的距离有关。“活结”模型。