高考物理专题提升二共点力平衡问题的分析课时作业

专题提升二共点力平衡问题的分析
1．(2020年辽宁大连高三检测)如图KZ2­1所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体A的受力个数为( )
图KZ2­1
A．3 B．4 C．5 D．6
2．(2020年河南扶沟高三三模)如图KZ2­2所示，作用在滑块B上的推力F＝100 N，若α＝30 °，装置重力和摩擦力均不计，则工件上受到的压力为( )
图KZ2­2
A．100 N B．100 3 N
C．50 N D．200 N
3．(2020年山东实验中学检测)如图KZ2­3甲所示，一物块置于水平地面上．现用一个与竖直方向成θ角的力F拉物块，使力F沿顺时针方向转动，并保持物块始终沿水平方向做匀速直线运动，得到拉力F 与θ变化关系图线如图乙所示．根据图中信息可知物块与地面之间的动摩擦因数为( )
甲乙
图KZ2­3
A.1
2
B.
3
2
C．2－ 3 D.
3－1
2
4．(2020年河北邯郸高三质检)如图KZ2­4所示，用等长的两根轻质细线把两个质量相等的小球悬挂起来．现对小球b施加一个水平向左的恒力F，同时对小球a施加一个水平向右的恒力3F，最后达到稳定状态，表示平衡状态的图可能是图中的( )
图KZ2­4
A B C D
5．(2020年山东卷)如图KZ2­5所示，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( )
图KZ2­5
A.
1
μ1μ2
B.
1－μ1μ2
μ1μ2
C.1＋μ1μ2
μ1μ2
D.
2＋μ1μ2
μ1μ2
6．(多选，2020年安徽铜陵模拟)如图KZ2­6所示，甲、乙两物体用压缩的轻质弹簧连接静置于倾角为θ的粗糙斜面体上，斜面体始终保持静止，则下列判断正确的是( )
图KZ2­6
A．物体甲一定受到4个力的作用
B．物体甲所受的摩擦力方向一定沿斜面向下
C．物体乙所受的摩擦力不可能为零
D．水平面对斜面体无摩擦力作用
7．如图KZ2­7所示，质量为m的物体靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ.若要使物体沿着墙匀速运动，则与水平方向成α角的外力F的大小如何？
图KZ2­7
8．如图KZ2­8所示，光滑斜面倾角为θ＝30°，一个重20 N的物体在斜面上静止不动．轻质弹簧原长为10 cm，现在的长度为6 cm.
(1)求弹簧的劲度系数．
(2)若斜面粗糙，将这个物体沿斜面上移6 cm，弹簧与物体相连，下端固定，物体仍静止于斜面上，求物体受到的摩擦力的大小和方向．
图KZ2­8
专题提升二 共点力平衡问题的分析
1．A
2．B 解析：对B 受力分析(如图D66甲所示)得F 2＝F sin 30°＝2F ，对工件受力分析(如图乙所示)．
甲 乙
图D66
其中F 2′＝F 2，得F N ＝F 2′cos 30°＝100 3 N ，故B 正确．
3．C 解析：物体受支持力F N 、拉力F 、重力mg 、摩擦力μF N 作用，水平方向有Fsin θ＝μF N ，竖
直方向有Fcos θ＋F N ＝mg ，得F ＝μmg sin θ＋μcos θ
，从题图可知，θ＝30°与120°时F 相等，解得μ＝2－3，C 正确．
4．D
5．B 解析： 对物体A 、B 整体在水平方向上有F ＝μ2(m A ＋m B )g ；对物体B 在竖直方向上有μ1F ＝m B g ；
联立解得：m A m B ＝1－μ1μ2μ1μ2
，选项B 正确． 6．CD 解析：若压缩的弹簧对甲向上的弹力大小恰好等于m 甲gsin θ，则甲只受三个力作用，A 、B 错误；因弹簧对乙有沿斜面向下的弹力，乙的重力也有沿斜面向下的分力，故乙一定具有向下运动的趋势，乙一定受沿斜面向上的摩擦力作用，C 正确；取甲、乙和斜面体为一整体分析受力，由水平方向合力为零可得，水平面对斜面体无摩擦力作用，D 正确．
7．解：当物体沿墙匀速下滑时，受力如图D67甲所示，建立如图所示的坐标系，由平衡条件得
甲 乙
图D67
F 1sin α＋Ff 1＝mg ①
F N1＝F 1cos α ②
又有Ff 1＝μF N1 ③ 由①②③解得F 1＝mg sin α＋μcos α
当物体匀速上滑时，受力如图乙所示，建立如图所示的坐标系，由平衡条件得
F 2sin α＝Ff 2＋mg ④
FN 2＝F 2cos α ⑤
又有Ff 2＝μFN 2 ⑥
由④⑤⑥解得F 2＝mg sin α－μcos α
. 8．解：(1)对物体受力分析，则有
mgs in θ＝F
此时F ＝kx 1
联立以上两式，代入数据解得k＝250 N/m (2)物体上移，则摩擦力方向沿斜面向上有f＝mgsin θ＋F′
此时F′＝kx2＝5 N
f＝15 N，方向沿斜面向上．
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示用四种方法悬挂相同的镜框，绳中所受拉力最小的图是
A．B．
C．
D．
2．物体从A点开始做匀变速直线运动,由A到B用时6s,由B到C用时2s,AB=BC=12m,则物体的加速度大小为( )
A．1m/s B．2
m/s C．3
m/s D．4
m/s
3．某静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。

一质量m=4×10－10kg电荷量q=2×10－9C 的带负电粒子(不计重力)(－1m，0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。

则该粒子运动的周期为
A．s B．0.6s C．0.1
D．s
4．质量不同的小球1、2由同一位置先后以不同的速度竖直向上抛出，运动过程中两小球受到的水平风力恒定且相等，运动轨迹如图所示，忽略竖直方向的空气阻力。

与小球2相比，小球1的
A．初速度小
B．在最高点时速度小
C．质量小
D．在空中运动时间短
5．如图所示，一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。

则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是
A．
B．
C．
D．
6．下列说法正确的是( )
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子
总能量增大
二、多项选择题
7．下列说法正确的是_______
A．物体温度降低，其内能一定减小
B．当水蒸气达到饱和状态时，仍然有水分子不断从液体中逸出
C．各种晶体的微观结构中，其原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列，具有空间上的周期性D．一定质量的理想气体在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小
E.气体分子的体积大小等于气体的摩尔体积跟阿伏伽德罗常数的比值
8．法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，且导线沿南北方向放置．下列说法正确的是
A．开关闭合的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
9．下列说法正确的是( )
A．由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力
B．布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果
C．一定量的0℃的水结成0℃的冰，内能一定减小
D．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性
10．下列说法中正确的是__________．
A．由于液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，所以液体存在表面张力
B．用油膜法估测出了油酸分子直径，如果已知其密度可估测出阿伏加德罗常数
C．在棉花、粉笔等物体内都有很多细小的孔道，它们起到了毛细管的作用
D．一定质量的理想气体从外界吸收热量，温度一定升高
E. 空气相对湿度大，体表的水不易蒸发，所以人就感到潮湿
三、实验题
11．一倾角为θ=30°的斜面固定在地面上，斜面底端固定一挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，自由状态时另一端在C点。

C点上方斜面粗糙、下方斜面光滑。

如图(a)所示用质量为m=1kg的物体A(可视为质点)将弹簧压缩至O点并锁定。

以O点为坐标原点沿斜面方向建立坐标轴。

沿斜面向上的拉力F作用于物体A的同时解除弹簧锁定，使物体A做匀加速直线运动，拉力F随位移x变化的曲线如图(b)所示。

求：
(1)物体A与斜面粗糙段间的动摩擦因数以及沿斜面向上运动至最高点D时的位置坐标；
(2)若使物体A以某一初速度沿斜面返回，并将弹簧压缩至O点。

物体A返回至C点时的速度；
(3)若物体A到达斜面最高点时，恰好与沿斜面下滑的质量为M=3kg的物体B发生弹性正碰，满足(2)的条件下，物体B与A碰撞前的瞬时速度。

12．如图所示，真空中的xOy平面为竖直平面，在第一象限中有竖直向上的匀强电场，第四象限中有垂直于纸面的匀强磁场，场强大小为B。

一质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v o垂直于y轴从M点射入匀强电场，经电场偏转后和x轴成60o角斜向下从N点进入磁场，最后从y轴上某点Q水平射出磁场，不计重力。

求：
（1）MN两点的电势差；
（2）粒子从M到Q所用时间；
（3）电场强度E。

四、解答题
13．如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R，AB是一竖直直径，现有一半径为R的圆环形平行光，沿AB方向射向球体，AB直径为圆环中心轴线，所有光线经折射后恰好经过B点而在水平光屏上形成一圆形亮环，水平光屏到B点的距离L=R，光在真空中的传播速度为c。

求：
(Ⅰ)透明球体的折射率；
(Ⅱ)光从入射点传播到光屏所用时间。

14．如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率n＝
，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一个正三角形空
气泡，其边长l＝40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．一束激光a垂直于AB边射向AC 边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑，求两个光斑之间的距离L．
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BCD
8．AD
10．ACE
三、实验题
11．（1）；（2）
（3）12．（1）(2)
四、解答题
13．（1）（2）14．40cm
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图为一种新型弹跳鞋叫弹跳跷。

当人穿着这种鞋从高处跳下压缩弹簧，人就会向上弹起，进而带动弹跳鞋跳跃。

假设弹跳鞋对人的作用力类似于弹簧弹力且始终在竖直方向运动，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )
A．人向上弹起的过程中，始终处于超重状态
B．人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力大于人对鞋的作用力
C．弹簧压缩到最低点时，鞋对人的作用力大于人的重力
D．从最高点下落到最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动
2．如图所示，MN是点电荷电场中的一条直线，a、b是直线上两点，已知直线上a点的场强最大，大小为
E，b点场强大小为E，已知a、b间的距离为L，静电力常量为k，则场源电荷的电量为（）
A．B．
C．
D．
3．人类一直在追求能源的开发和有效利用，太阳能的利用非常广泛，而太阳的巨大能量来源于太阳内部所发生的核聚变反应，该核反应可能是
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上。

为了使质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面上，可加一平行纸面的匀强电场(未画出)，则
A．电场强度的最小值为E=
B．若电场强度E=，则电场强度方向一定竖直向上
C．若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大
D．若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到整直向上，则电场强度先减小后增大
5．银河系的恒星中有一些是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动，由天文观测测得其周期为T，S1到O点的距离为r1，S1和S2间的距离为r，已知万有引力常量为G．则S2的质量为
A．B．
C．
D．
6．如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。

质量不同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α＞β.。

则
A．A的质量一定小于B的质量
B．A、B受到的摩擦力可能同时为零
C．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向上的摩擦力
D．若ω增大，A、B受到的摩擦力可能都增大
二、多项选择题
7．下列说法正确的是__________
A．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高的特点
8．实验室经常使用的电流表是磁电式仪表．这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是( )
A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动阻碍线圈转动
C．当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈转到图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动
9．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。

假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
10．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s，下列说法正确的是（）
A．波源的起振方向是向上
B．从t=0时刻起再经过0.5s时间质点B第一次出现波峰
C．在t=0时刻起到质点B第一次出现波峰的时间内质点A经过的路程是24cm
D．从t=0时刻起再经过0.35s时间质点B开始起振
E.当质点B开始起振时，质点A此时刚好在波谷
三、实验题
11．如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功P1=50kW，输出电压U1=500V，升压变压器原、副线圈匝数比为
n1n2=110，
两个变压器间的输电导线的总电阻R=60，降压变压器的输出电压U4=220V，变压器本身的损耗忽略不计，求:
（1）升压变压器副线圈两端的电压U2；
（2）输电线上损耗的电功率P损；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4。

12．用落体法验证机械能守恒定律,打出如图甲所示的一条纸带。

已知打点计时器所接电源的频率为50 Hz。

计算结果均保留三位有效数字。

（1）根据纸带所给数据,打下B点时重物的速度大小为____m/s。

根据纸带,算出下落到B点的过程中减小的重力势能,对比后发现,在误差允许的范围内机械能守恒。

（2）某同学选用两个形状相同、质量不同的重物a和b做实验,测得多组数据,画出某点的速度的平方v2与该点到释放点的高度h的关系图象,如图乙所示。

若下落过程中,a、b所受阻力大小相等,由图象可知a、b的质量关系是m a___（填“大于”“小于”或“等于”）m b。

（3）通过分析造成两图线的斜率不同的原因是实验中存在各种阻力,已知实验所用重物a的质量m a=0.2 kg,当地重力加速度g=9.8 m/s2,测得图线a的斜率k a=17.64,则重物a所受的平均阻力大小f=____N。

四、解答题
13．真空中相距3 m的光滑绝缘平面上,分别放置两个电荷量为－Q、＋4Q的点电荷A、B,然后再在某一位置放置点电荷C,这时三个点电荷都处于平衡状态.求C的电荷量以及相对A的位置.
14．如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固定电阻R=3Ω时，电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻R D=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求：
（1）流过灯泡的电流
（2）固定电阻的发热功率
（3）电动机输出的机械功率
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ACD
8．ABD
9．ABC
10．BCE
三、实验题
11．（1）5000V; （2）6000W; （3）20:1 12．07 小于 0.196
四、解答题
13．
14．（1）2A（2）7V（3）12W。