【物理】2019届二轮复习高中物理中的模型和规律作业（全国通用） 9页

‎2019届二轮复习 高中物理中的模型和规律 作业（全国通用）‎ ‎1．斜面模型 (多选)如图所示，质量为M，倾角为θ的斜面滑道静置于水平面上，现在一滑板运动员沿斜面匀加速下滑，加速度大小为a.若人与滑板的总质量为m，则在运动员下滑的过程中(　　)‎ A．滑板受到的摩擦力大小等于m(gsinθ－a)‎ B．运动员和滑板受到斜面的作用力大小为mgcosθ C．地面对斜面的支持力大小等于(m＋M)g D．地面对斜面的摩擦力方向向左，大小为macosθ ‎[解析 　对人受力分析，由牛顿第二定律得：mgsinθ－f＝ma，故A正确．斜面对人的作用力等于斜面对人的支持力N与摩擦力的合力，N＝mgcosθ，故B错误．对斜面受力分析，在竖直方向有：FN＝(m＋M)g－masinθ<(m＋M)g，水平方向有：f1＝macosθ，方向水平向左，故C错误，D正确．‎ ‎[答案 　AD ‎2．[线圈模型 在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场．以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示．则0 t0时间内，导线框中(　　)‎ A．没有感应电流 B．感应电流方向为逆时针 C．感应电流大小为 D．感应电流大小为 ‎[解析 　根据楞次定律可知，左边的导线框中的感应电流是顺时针，而右边的导线框中的感应电流也是顺时针，则整个导线框中的感应电流方向为顺时针，故A、B错误；产生的感应电动势正好是两者之和，即E＝2×，再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为I＝＝，故C正确，D错误．‎ ‎[答案 　C ‎3．[匀速与变速模型 (多选)一质量为M、倾角为θ的斜面体静止于粗糙的水平地面上，在斜面上放一质量为m的滑块，若给滑块一沿斜面向下的初速度v0，则滑块正好匀速下滑，如图所示．现在滑块下滑的过程中再加上一个作用力，重力加速度为g，则以下说法正确的是(　　)‎ A．在滑块上加一竖直向下的力，滑块将保持匀速运动，斜面体对地仍无摩擦力的作用 B．在滑块上加一沿斜面向下的力，滑块将做加速运动，斜面体对地有水平向左的静摩擦力 C．在滑块上加一水平向右的力，滑块将做减速运动，在滑块停止前斜面体对地仍无摩擦力的作用 D．无论在滑块上加上什么方向的力，在滑块停止前斜面体对地都无摩擦力的作用 ‎[解析 　 当滑块匀速下滑时，滑块的受力情况如图所示．由平衡条件知f1＝mgsinθ，FN1＝mgcosθ，又因为f1＝μFN1，可得μ＝tanθ，当在滑块上加一竖直向下的力(用FA表示)时，滑块与斜面之间的弹力F′N1＝(mg＋FA)cosθ，滑块与斜面之间的摩擦力f′1＝μ(mg＋FA)cosθ，故滑块沿斜面方向有(FA＋mg)sinθ－μ(mg＋FA)cosθ＝0，滑块保持匀速下滑，对于滑块对斜面的摩擦力的水平分力和压力的水平分力，有f′1cosθ－F′N1sinθ＝0，进一步分析可知斜面体对地无摩擦力的作用，选项A正确．同理，分析可知无论在滑块上施以何方向的作用力，在滑块停止之前都有f＝μFN，滑块对斜面的摩擦力的水平分力与压力的水平分力之差为Fx＝fcosθ－FNsinθ＝μFNcosθ－FNsinθ＝0，进一步分析可知斜面体无水平移动的趋势，斜面体对地无摩擦力作用，选项B错误，C、D正确．‎ ‎[答案 　ACD ‎4．[活结与死结模型 如图(a)所示，轻绳AD跨过固定在水平轻杆BC右端的定滑轮(重力不计)挂住一个质量为M1的物体，∠ACB＝30°；图(b)中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过轻绳EG拉住，EG与水平方向也成30°角，轻杆的G端用轻绳GF拉住一个质量为M2的物体，重力加速度为g，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．图(a)中BC杆对滑轮的作用力为 B．图(b)中HG杆受到的作用力为M2g C．轻绳AC段的张力TAC与轻绳EG段的张力TEG之比为1∶1‎ D．轻绳AC段的张力TAC与轻绳EG段的张力TEG之比为M1∶2M2‎ ‎[解析 　图(a)中两段绳的张力都是M1g，且两绳互成120°，因此合力大小是M1g，根据共点力平衡可知，BC杆对滑轮的作用力大小也是M1g(与竖直方向成60°角斜向右上方)，A项错误；根据共点力平衡可知，图(b)中HG杆受到的作用力F＝TEGcos30°，又TEGsin30°＝M2g，故F＝M2g，B项错误；图(a)中绳AC段的张力TAC＝M1g，图(b)中轻绳EG段的张力TEG＝2M2g，故TAC∶TEG＝M1∶2‎ M2，C项错误，D项正确．‎ ‎[答案 　D ‎5．[转动与不动模型 (多选)如图所示，有一半径为r＝0.2 m的圆柱体可以绕中心竖直轴OO′顺时针匀速转动．今用水平向右的力F将质量为m＝1 g的物体A压在圆柱侧面，已知物体A与圆柱侧面之间的动摩擦因数为μ＝0.25，物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随圆柱体一起转动，g取10 m/s2.下列说法中正确的是(　　)‎ A．若圆柱体不转动，物体A以v0＝2.4 m/s的速度匀速下降，F的大小为2.5 N B．若圆柱体不转动，物体A以v0＝2.4 m/s的速度匀速下降，F的大小为40 N C．若圆柱体以ω＝9 rad/s的角速度转动，物体A以v0＝2.4 m/s的速度匀速下降，F的大小为40 N D．若圆柱体以ω＝9 rad/s的角速度转动，物体A以v0＝2.4 m/s的速度匀速下降，F的大小为50 N ‎[解析 　‎ 若圆柱体不转动，物体A以v0＝2.4 m/s的速度匀速下降，竖直方向有Ff＝mg，且Ff＝μF，解得F＝＝40 N，B项正确；圆柱体顺时针转动时，A相对圆柱体有垂直纸面向外的速度v′，v′＝ωr＝1.8 m/s，在竖直方向上有向下的速度v0，如图所示，则A相对于圆柱体的合速度为v＝＝3 m/s，合速度与竖直方向的夹角为θ，则cosθ＝＝，因为A做匀速运动，所以竖直方向上受力平衡，对A受力分析，有Ffcosθ＝mg，得Ff＝＝12.5 N，另Ff＝μF，故F＝＝50 N，D项正确．‎ ‎[答案 　BD ‎6．[杆＋导轨模型 图甲、乙、丙中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动．甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，现给导体棒ab一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是(　　)‎ A．图甲、乙、丙中，导体棒ab最终都做匀速运动 B．图甲、丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中ab棒最终静止 C．图甲、丙中ab棒最终将以相同的速度做匀速运动 D．图甲、乙、丙中，导体棒ab最终均静止 ‎[解析 　图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C极板间的电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；图丙中，导体棒先受到水平向左的安培力作用做减速运动，速度减为零后，再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动．所以B项正确．‎ ‎[答案 　B ‎7．[弹簧类模型 如图所示，两个轻质弹簧的劲度系数分别为 1、 2，它们一端固定在质量为m的物体A上，另一端分别固定于水平地面上的Q点和一轻质薄板的P点(两弹簧均呈竖直状态)，轻质薄板可上下移动，当物体A(可视为质点)平衡时，下方弹簧恰好处于原长．现将轻质薄板缓慢下移一段距离，直到两弹簧的弹力大小相等，则轻质薄板缓慢下移的距离为(　　)‎ A. B. C. D. ‎[解析 　设上、下方弹簧原长分别为L01、L02，开始时上面弹簧的伸长量为x1，则 2x1＝mg，此时轻质薄板与水平地面间的距离为H＝L01＋L02＋x1；两弹簧的弹力大小相等时，设下方弹簧被压缩量为x2，此时上方弹簧一定处于拉伸状态，设拉伸量为x3，由物体处于平衡知 1x2＝， 2x3＝，所以轻质薄板与水平地面间的距离变为h＝L01＋L02＋x3－x2，联立以上各式可得，轻质薄板下移距离为Δh＝H－h＝x1＋x2－x3＝，A项正确．‎ ‎[答案 　A ‎8．[连接体模型 如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，一条细线一端与斜面上的物体B相连，另一端绕过质量不计的光滑滑轮与物体A相连，滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点，细线与竖直方向成α角，A、B、C始终处于静止状态，下列说法正确的是(　　)‎ A．若仅增大A的质量，B对C的摩擦力一定减小 B．若仅增大A的质量，地面对C的摩擦力一定增大 C．若仅增大B的质量，定滑轮两侧的细线的拉力可能大于A的重力 D．若仅将C向左缓慢移动一点，α角将增大 ‎[解析 　隔离物体B进行受力分析，因不能确定mAg和mBgsinθ的大小关系，故斜面体C对B的静摩擦力大小方向无法确定，选项A错误．对B、C整体受力分析，若仅增大A的质量，细线中拉力增大，根据平衡条件，地面对C的摩擦力一定增大，选项B正确．若仅增大B的质量，不能改变定滑轮两侧的细线的拉力，所以选项C错误．若仅将C向左缓慢移动一点，定滑轮两侧细线的夹角减小，α角将减小，选项D错误．‎ ‎[答案 　B