2020屆高考物理專題卷1力與物體的平衡 答案與解析

1、絕密啟用前高考物理專題二考試范圍：力與物體的平衡一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項符合題目要求，有的有多個選項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1下列各實例中彈力的方向描述正確的是（）A圖甲中，地面對運動員的彈力C圖丙中，碗對筷子的彈力B圖乙中，彎曲的細木棍對圓木的彈力D圖丁中，路燈桿對路燈的彈力2如下圖甲所示，質量為lg的物體在恒定外力作用下做減速運動，其初速度v，該滑塊與水平面間的動摩0擦因數(shù)為0.64。則下列該滑塊所受摩擦力F隨時間變化的圖象可能正確的是（取初速度方向為正方向）f（g=10m/s

2、2）3（）ABCD3如右圖所示，木塊b放在一固定斜面上，其上表面水平，木塊a放在b上。用平行于斜面向上的力F作用于a，a、b均保持靜止。則木塊b的受力個數(shù)可能是（）A2個B3個C4個D5個4射箭是奧運會比賽項目之一，如右圖甲為我國著名選手張娟娟的射箭場景。已知弓的頂部跨度為l，弦均勻且彈性良好，其自由長度為l。發(fā)射時弦和箭可等效為右圖乙的情景，假設弓的跨度保持不變，即箭在弦的正中間，弦夾住類似動滑輪的附加裝置上，將箭發(fā)射出去。已知弦的勁AFG1度系數(shù)為，發(fā)射箭時弦的最大長度為5l（彈性限度內），則箭被發(fā)射瞬間所受的最大彈力為（設弦的彈3力滿足胡克定律）（）AklB16kl15C3klD2kl5

3、如右圖甲所示，一物塊置于水平地面上?，F(xiàn)用一個與豎直方向成角的力F拉物塊，現(xiàn)使力F沿順時針轉動，并保持物塊沿水平方向做勻速直線運動；得到拉力F與變化關系圖線如右圖乙所示，根據(jù)圖中信息可知物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為（）A12B32C23D3126如右圖所示，3粗糙斜面的傾角為30輕繩通過兩個滑輪與A相連，輕繩的另一端固定于天花板2上，不計輕繩與滑輪的摩擦。物塊A的質量為m不計滑輪的質量，掛上物塊B后，當滑輪兩邊輕繩的夾角為90時，A、B恰能保持靜止且A所受摩擦力向下，則物塊B的質量為（）A2m2B52m4CMD2m7如下圖所示，清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中，工人及其裝備的總重量為

4、G，懸繩與豎直墻壁的夾角為，懸繩對工人的拉力大小為F，墻壁對工人的彈力大小為F，空中作業(yè)時工人與玻璃12的水平距離為定值，則（）sinBF2GcotC在空中同一位置作業(yè)，當桶中的水不斷減少，F(xiàn)與F同時減少128B3GD若緩慢增加懸繩的長度，F(xiàn)減小，F(xiàn)增大128疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式，也是一種高難度的雜技。右圖所示為六人疊成的三層靜態(tài)造型，假設每個人的重量均為G，下面五人的背部均呈水平狀態(tài)，則最底層正中間的人的一只腳對水平地面的壓力約為（）A7G4C5G4D3G29如右圖所示，圖形凹槽半徑R=30cm，質量m=1g的小物塊在沿半徑方向的輕彈簧擠壓下處于靜止狀態(tài)。已知彈

5、簧的勁度系數(shù)=50N/m，自由長度L=40cm，一端固定在圓心O處，彈簧與豎直方向的夾角為37。取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。則（）A物塊對槽的壓力大小是15NB物塊對槽的壓力大小是13NC槽對物塊的摩擦力大小是6ND槽對物塊的摩擦力大小是8N10如右圖所示，一圓環(huán)位于豎直平面內，圓環(huán)圓心處的一小球，OP、OQ為兩根細繩，一端與球相連另一端固定在圓環(huán)上。OP呈水平，OQ與豎直方向成30角，現(xiàn)保持小球位置不動，將圓環(huán)沿順時針方向轉過90角，則在此過程中（）AOP繩所受拉力增大BOP繩所受拉力先增大后減小COQ繩所受拉力先減小后增大DOQ繩所受拉力先增大后減小二、非選

6、擇題（本題共6小題，共60分。）11（8分）如下圖所示，物體A重G=40N，物體B重G=20N，A與B、B與地的動摩擦因數(shù)相同。用水AB平繩將物體A系在豎直墻壁上，水平力F向右拉物體B，當F=30N時，才能將B勻速拉出。求接觸面間的動摩擦因數(shù)多大？12（8分）如下圖所示，在水平粗糙橫桿上，有一質量為m的小圓環(huán)A，用一細線懸吊一個質量為m的球B?，F(xiàn)用一水平拉力緩慢地拉起球B，使細線與豎直方向成37角，此時環(huán)A仍保持靜止。求：（1）此時水平拉力F的大??；（2）環(huán)對橫桿的壓力及環(huán)受到的摩擦力。13（8分）某裝置截面圖如下圖所示，一截面為等腰梯形的滑槽水平放置，一截面為等腰梯形的滑塊可在槽中滑動。已知

7、滑塊重G=20N，滑塊與滑槽底面有較小空隙，滑塊的底角=60，滑塊與槽之間的動摩擦因數(shù)0.3，求要使滑塊沿著滑槽勻速滑動，需要的水平方向的作用力F的大小。（1412分）如下圖所示，質量M23g的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊與質量m3g的小球B相連。今用跟水平方向成=30角的力F103N，拉著球帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m相對位置保持不變，取g=10m/s2。求：（1）運動過程中輕繩與水平方向夾角；（2）木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù)。（3）當為多大時，使球和木塊一起向右勻速運動的拉力最??？15（12分）如下圖所示，貼著豎直墻面的物體A的質量m=0.2g，放在水平面上的物體B的質量m

8、=1.0g，AB繩和滑輪間的摩擦均不計，且繩的OB部分水平，OA部分豎直，A和B恰好一起勻速運動。取g=10m/s2，求：（1）物體B與桌面間的動摩擦因數(shù)？（2）如果用水平力F向左拉B，使物體A和B做勻速運動，需多大的拉力？（3）若在原靜止的物體B上放一個質量與B物體質量相等的物體后，物體B受到的摩擦力多大？16（12分）在水平地面上放一木板B，重力為G=100N，再在木板上放一貨箱A，重力為G=500N，設21貨箱與木板、木板與地面的動摩擦因數(shù)均為0.5，先用繩子把貨箱與墻拉緊，如下圖所示，已知sin=0.6，cos=0.8，然后在木板B上施一水平力F，想把木板從貨箱下抽出，F(xiàn)至少應為多大？

9、專題卷物理專題二答案與解析1【命題立意】通過實際情景考查彈力方向判斷。【思路點撥】彈力方向總是與接觸面垂直?！敬鸢浮緿【解析】ABC選項中的彈力均應與其接觸面垂直，D選項中桿的彈力與重力平衡。2【命題立意】特定條件下摩擦力的動靜轉化?！舅悸伏c撥】開始摩擦力為滑動摩擦力與運動方向相反，但是物體速度減為零后，無法確定外力與最大靜摩擦力的大小，無法確定之后的摩擦力情況?！敬鸢浮緽D【解析】物體速度減速為零時，可能靜止也可能反向運動，符合條件的為BD兩個選項。3【命題立意】受力分析?！舅悸贩治觥浚?）質點受力分析的步驟可以概括為：重力一定有，彈力看周圍，分析摩擦力，不漏電磁??；（2）摩擦力判斷是難點，

10、常用辦法是定義法、假設法、平衡法?！敬鸢浮緾D【解析】b物體一定受到的力有：a物體對b物體的壓力、重力、a物體對b物體的摩擦力、斜面對b物體的支持力，共四個力；可能受到斜面對b物體的摩擦力的作用，故正確選項為CD。4【命題立意】考查胡克定律、力的合成。x【思路點撥】（1）胡克定律的應用關鍵是找準形變量；（2）力的合成關鍵是熟練應用平行四邊形定則或三角形定則?！敬鸢浮緽【解析】弓弦張力Fk5ll2kl，弓弦對箭的作用力F2Fcos3716kl。33155【命題立意】考查從圖象找出關鍵點進行分析問題的能力?！舅悸伏c撥】注意圖象上特殊點的坐標，這是圖象問題中隱含條件的一種體現(xiàn)，從圖象中可知當力與豎直

11、方向夾角為30和120時外力大小相等，是求解此題的關鍵。【答案】C【解析】從圖象中可以看出物體勻速，當力與豎直方向夾角為30和120時，外力相等，設此時拉力大小為F，則物體受重力mg、支持力N、摩擦力f和F處于平衡，根據(jù)平衡條件可知，夾角為30時有：Fsin30mgFcos30，夾角為120時，力水平方向成30夾角，則由平衡條件得：Fcos30mgFsin30，聯(lián)立解得：23。故C選項正確。6【命題立意】綜合考查受力分析、摩擦力、力的合成?！舅悸伏c撥】從A恰好靜止且所受摩擦力方向向下入手，通過正交分解法求出繩的拉力，再對右側的滑輪受力分析，用合成法求出B的質量。4【答案】B【解析】由平衡條件可

12、知繩中張力FTmgsin30mgcos5mg，對B物體分析有mBg2FT，mB542m。7【命題立意】結合實際情景考查動態(tài)分析，正交分解?！舅悸伏c撥】（1）求解各力之間的關系可先將各力歸入平行四邊形或矢量三角形；（2）水桶中的水不斷減少后系統(tǒng)總重力隨之減少，緩慢增加懸繩的長度則懸線與玻璃的夾角不斷減小。平向左【解析】1）取小球為研究對象進行受力分析，由平衡規(guī)律得：Fsin37F（1分）FTcos37mg（1分）聯(lián)立解得Fmg（1分）2）取AB組成的系統(tǒng)為研究對象F2mg（1分）FF（13Nf（1分）對橫桿的壓力大小為2mg，方向豎直向下（1分）分）由牛頓第三定律FF，環(huán)受到的摩G【答案】C【解

13、析】由受力分析可知F1cos，F(xiàn)2Gtan；在空中同一位置作業(yè)，當桶中的水不斷減少，不變，重力變小，F(xiàn)與F同時減少；若緩慢增加懸繩的長度，變小，重力不變，F(xiàn)與F同時減少。12128【命題立意】整體法與隔離法?！舅悸伏c撥】分析最中間運動員所受壓力時可將上面三名運動員看作一個整體進行分析【答案】C【解析】上面的人的兩只腳分別給中間的人的作用力為0.5G，中間的左、右邊的人的每一只腳的作用力為(0.5G+G)/2，故下面的正中間的人背部受到的作用力為0.75G+0.75G=1.5G，每一只腳對地面的壓力為(1.5G+G)/21.25G，C對。9【命題立意】綜合考查力的分解、彈力、摩擦力。【思路點撥】

14、物體在多個力作用下平衡，正交分解是最佳方案?！敬鸢浮緽C【解析】由受力分析可知物體退槽的壓力Fmgcos37kx8N5N13N，槽對物塊的摩擦力Ffmgsin376N。10【命題立意】共點力作用下物體的平衡、動態(tài)分析問題。【思路點撥】（1）將小球所受各個力放入矢量三角形；（2）其中兩繩子拉力夾角始終為120，結合正弦定理可分析兩繩子拉力的大小變化情況?！敬鸢浮緽【解析】由繩子移動過程中兩繩的角度再結合由平行四邊形定則可知OP繩所受拉力先增大后減小，OQ繩所受拉力不斷減小。11【命題立意】考查摩擦力（雙面）。【思路點撥】要將物塊上下兩個表面的彈力區(qū)分好?！敬鸢浮?0.30【解析】設接觸面間的動摩

15、擦因數(shù)為，物體A與B間的摩擦力為F=G（2分）1A物體B與地面間的滑動摩擦力為F=(G+G)（2分）2AB將B勻速拉出，拉力大小與兩個摩擦力的合力大小應相等，有F=G+(G+G)=(2G+G)（2分）AABAB即30=(240+20)（1分）解得：=0.30（1分）。12【命題立意】整體法隔離法。【思路點撥】（1）隔離法分析問題受力要全面；（2）合理選取整體法可以方便解題?！敬鸢浮浚?）F3mg（2）對橫桿的壓力大小為2mg，方向豎直向下，環(huán)受到的摩擦力大小為0.75mg，方向水4（T4NN擦力大小為0.75mg，方向水平向左（1分）。13【命題立意】通過實際模型考查摩擦力求解?！舅悸伏c撥】（

16、1）求解彈力是求解摩擦力的關鍵；（2）要注意左右兩側都有摩擦力?！敬鸢浮?2N【解析】滑塊在豎直平面內受到3個力的作用，如下圖所示，由力的平衡條件N1FN2G20N（2分）滑塊一側可知FsinFsin（2分）FcosFcosG（2分）解得：F（2）對A進行受力分析，由平衡條件有TsinMgF（1分）N1N2N1N2受到的摩擦力fFN6N（1分）水平推力F2f12N（1分）。14【命題立意】考查受力分析、整體法隔離法解題、極值求解?！舅悸伏c撥】（1）三力平衡可以用正交分解也可以應用矢量三角形，四力及以上平衡適用正交分解；（2）三角函數(shù)法是求解極值的重要方法?！敬鸢浮浚?）30（2）3（3）tan

17、3時F的值最小55【解析】（1）對B進行受力分析，設細繩對B的拉力為T，由平衡條件可得Fcos30Tcos（1分）Fsin30Tsinmg（1分）解得：T103（1分）tan3，即30（1分）3NTcosFN（1分）解得35（1分）解得：FMmg（1分）（3）對A進行受力分析，由平衡條件有FsinFNMmg（1分）FcosFN（1分）cossin令sin112，cos12，即tan1則：F(Mm)g(Mm)g12(sincoscossin)12sin()（1分）【答案】F=850N【解析】物體A、B的受力圖如右圖所示，由受力平衡知：對A：Tcosf0（2分）顯然，當90時F有最小值，所以tan

18、3時F的值最小。（1分）515【命題立意】綜合考查動、靜摩擦力。2【思路點撥】（1）摩擦系數(shù)和拉力均可以通過平衡求解。（）B處添加物體后最大靜摩擦力發(fā)生變化要著重注意?！敬鸢浮浚?）=0.2（2）4N（3）2N【解析】（1）因A和B恰好一起勻速運動，所以B受到的水平繩的拉力T與滑動摩擦力F的大小相等，且等于A的重力mg值。B對桌面的壓力F等于B的重力mg。1ANB所以有F=F（1分）F=mg（1分）T=F=mg（1分）解得：=0.2（1分）（2）如果用水平力F向左拉B，1NNB1A使物體A和B做勻速運動，此時水平繩的拉力T與滑動摩擦力F的大小均不變，根據(jù)物體B水平方向的平1衡由F=T+F=2mg=4N（4分）（3）