2021年高考物理专题考点最新模拟题精练专题07 连接体和叠加体(解析版)

2015—2020年六年高考物理分类解析专题7、连接体和叠加体一．2020年高考题1. （2020高考江苏物理）中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量.某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（）A. FB.1920FC.19FD.20F【参考答案】C【解题思路】设每节车厢质量为m，每节车厢所受阻力（包括摩擦力和空气阻力）为f，列车的加速度为a，隔离第3节车厢及其以后的38节车厢整体作为研究对象，由牛顿第二定律，F-38f=38ma；隔离最后2节车厢，设倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为F’，由牛顿第二定律，F’-2f=2ma；联立解得：F’=F/19，选项C正确。

2．(2020高考全国理综III卷)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。

甲、乙两物体质量相等。

系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。

若α=70°，则β等于A．45°B．35°C．60°D．70°【参考答案】B【名师解析】题述悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处，对结点受力分析，设固定在墙上细绳的拉力为F，由平衡条件，2mgcosβ=F，Fsinβ=mgsinα，联立解得β=35°，选项B正确。

二．2019年高考题1．（2019海南物理·5 ）如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。

两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为A. 2F mg μ-B.13F mg μ+ C.13F mg μ- D.13F 【参考答案】D【名师解析】对整体，由牛顿第二定律，F-μmg -μ2mg=（m+2m ）a ，隔离物块P ，由牛顿第二定律，F T -μmg=ma ，联立解得：F T =F/3，选项D 正确。

2.（2019全国理综III 卷20）如图（a ），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。

t =0时，木板开始受到水平外力F 的作用，在t =4s 时撤去外力。

细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图（b ）所示，木板的速度v 与时间t 的关系如图（c ）所示。

木板与实验台之间的摩擦可以忽略。

重力加速度取g =10 m/s 2。

由题给数据可以得出A ．木板的质量为1 kgB ．2 s~4 s 内，力F 的大小为0.4 NC ．0~2 s 内，力F 的大小保持不变D ．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 【参考答案】AB【名师解析】由图像（b ）和图像（c ）可知，2s 后物块相对于木板滑动，其滑动摩擦力f=0.2N ，木板的加速度a 1=0.2m/s 2。

隔离木板，分析受力，由牛顿第二定律，F-f=ma 1，4s 后撤去外力F ，木板在物块摩擦力作用下做减速运动，加速度大小为a 2=0.2m/s 2。

隔离木板，分析受力，由牛顿第二定律， f=ma 2，联立解得：木板的质量为m=1 kg ，2 s~4 s 内，力F 的大小为F=0.4 N ，选项AB 正确；由于0~2 s 内，在拉力作用下木板处于静止状态，而物块对木板的静摩擦力逐渐增大，所以0~2 s 内，力F 的大小从0开始逐渐增大，选项C 错误；由于题述没有给出物块质量，不能根据二者之间的滑动摩擦力计算得出物块与木板之间的动摩擦因数，选项D 错误。

3．（2019全国理综I 卷19）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。

一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。

另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。

现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。

已知M始终保持静止，则在此过程中A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【参考答案】BD【命题意图】本题考查动态平衡及其相关知识点。

【解题思路】用水平向左的拉力缓慢拉动N，水平拉力一定逐渐增大，细绳对N的拉力一定一直增大，由于定滑轮两侧细绳中拉力相等，所以M所受细绳的拉力大小一定一直增大，选项A错误B正确；由于题述没有给出M、N的质量关系，所以M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，选项C错误D正确。

【方法归纳】解答此题也可设出用水平向左的拉力缓慢拉动N后细绳与竖直方向的夹角，分析受力列出解析式，得出细绳的拉力随细绳与竖直方向的夹角表达式，进行讨论。

4.（16分）（2019高考江苏卷物理15）如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐．A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。

先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。

接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．求：（1）A被敲击后获得的初速度大小v A；（2）在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小a B、a B'；（3）B被敲击后获得的初速度大小v B．【名师解析】．（1）由牛顿运动定律知，A加速度的大小a A=μg匀变速直线运动2a A L=v A2解得2A v gL μ= （2）设A 、B 的质量均为m对齐前，B 所受合外力大小F =3μmg 由牛顿运动定律F =ma B ，得 a B =3μg 对齐后，A 、B 所受合外力大小F ′=2μmg 由牛顿运动定律F ′=2ma B ′，得a B ′=μg（3）经过时间t ，A 、B 达到共同速度v ，位移分别为x A 、x B ，A 加速度的大小等于a A则v =a A t ，v =v B –a B t221122A AB B B x a t x v t a t ==-，且x B –x A =L 解得22B v gL μ= 三．2018年高考题1. （2018海南高考物理）如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上，t =0时， 小物块以速度0v 滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v t -图像，图中t 1、0v 、1v 已知。

重力加速度大小为g . 由此可求得A.木板的长度B.物块与木板的质量之比C.物块与木板之间的动摩擦因数D.从t =0开始到t 1时刻，木板获得的动能 【参考答案】BC【命题意图】此题考查物块木板模型、动量守恒定律、牛顿运动定律、对速度图像的理解及其相关的知识点。

【解题思路】由图（b ）的速度图像可以得出物块相对于长木板滑动的距离，不能得出长木板的长度，选项A 错误；由动量守恒定律，mv 0=(m+M)v 1，可以得出物块与木板的质量之比m/M=11v v v -，选项B 正确；由图（b ）的速度图像可以得出物块在长木板上滑动的加速度a=011v v t -，由牛顿第二定律，μmg=ma ，可以解得物块与木板之间的动摩擦因数μ=a/g =011v v gt -，选项C 正确；从t =0开始到t 1时刻，木板获得的动能为Ek=12Mv 12，由于不知道长木板的质量M ，因此不能得出从t =0开始到t 1时刻，木板获得的动能，选项D 错误。

四．2017年高考题1.（2017全国III 卷·25）如图，两个滑块A 和B 的质量分别为A 1kg m =和B 5kg m =，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为10.5μ=；木板的质量为4kg m =，与地面间的动摩擦因数为20.1μ=。

某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动，初速度大小均为03m/s v =。

A 、B 相遇时，A 与木板恰好相对静止。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小210m/s g =。

求（1）B 与木板相对静止时，木板的速度； （2）A 、B 开始运动时，两者之间的距离。

【参考答案】（1）B 与木板相对静止时，木板的速度为11m/s v =（2）A 、B 开始运动时，两者之间的距离为1.9m【名师解析】（1）如图所示对A 、B 和木板受力分析，其中A f 、B f 分别表示物块A 、B 受木板摩擦力的大小，'A f 、'B f 和f 分别表示木板受到物块A 、B 及地面的摩擦力大小，设运动过程中A 、B 及木板的加速度大小分别为A a ，B a 和a ，根据牛顿运动定律得：A A A f m a = ①B B B f m a =②''B A f f f ma --=③ 且：1'A A A f f m g μ== ④ 1'B B B f f m g μ==⑤ ()A B f m m m g μ=++⑥联立①~⑥解得：25m/s A a =，25m/s B a =，22.5m/s a =故可得B 向右做匀减速直线运动，A 向左做匀减速直线运动，木板向右匀加速运动；且B A a a a =>，显然经历一段时间1t 之后B 先与木板达到相对静止状态，且此时A 、B 速度大小相等，方向相反。

不妨假设此时B 与木板的速度大小为1v ：101A v v a t =-⑦ 11v at =⑧解得：10.4s t =，11m/s v =（2）设在1t 时间内，A 、B 的位移大小分别为A x ，B x ，由运动学公式得：201112A A x v t a t =-⑨ 2112B B x a t =⑩此后B 将与木板一起保持相对静止向前匀减速运动，直到和A 相遇，这段时间内A 的加速度大小仍为A a ，设B 和木板的加速度大小为'a ，则根据牛顿运动定律得： 对木板和B ：()()2'A B B m m m g m m a μ++=+⑪假设经过2t 时间后A 、B 刚好相遇，且此时速度大小为2v ，为方便计算我们规定水平向右为正向，则在这段时间内速度变化： 对B 和木板： 212'v v a t =- ⑫ 对A ：212'A v v a t =-+⑬联立⑪~⑬解得20.3s t =，可以判断此时B 和木板尚未停下则2t 时间内物块A 、B 的位移大小假设为'A x 、'B x ，由运动学公式：2121''2A A x v t a t =- ⑭ 2121''2B x v t a t =-⑮ 则A 和B 开始相距x 满足：''A A B B x x x x x =+++⑯联立解得： 1.9m x = 五．2016年高考题1、（2016高考天津理综物理）我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。