2018年高考物理(课标Ⅰ专用)复习专题测试(必考)专题二 相互作用

高考物理 (新课标专用)20182018年高考物理（课标年高考物理（课标专用）复习专题测试专用）复习专题测试专题二 相互作用专题二 相互作用五年高考A组 统一命题·课标卷题组1.(2017课标,21,6分)(多选)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(> )。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变。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答案 AD 本题考查动态平衡。重物受到重力mg、OM绳的拉力FOM、MN绳的拉力FMN共三个力的作用。缓慢拉起过程中任一时刻可认为是平衡状态,三力的合力恒为0。如图所示,由三角形定则得一首尾相接的闭合三角形,由于> 且不变,则三角形中FMN与FOM的交点在一个优弧上移动,由图可以看出,在OM被拉到水平的过程中,绳MN中拉力一直增大且恰好达到最大值,绳OM中拉力先增大后减小,故A、D正确,B、C错误。方法技巧 动态平衡问题解法三力作用下的动态平衡一般采用图解法,多力平衡时常用解析式法。2.(2017课标,16,6分)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- B. C. D. 答案 C 本题考查物体受力分析、滑动摩擦力、物体的平衡。物块在水平力F作用下做匀速直线运动,其受力如图甲所示由平衡条件:F=f、FN=mg而f=FN=mg即F=mg当F的方向与水平面成60°角时,其受力如图乙甲乙由平衡条件:F cos 60°=f1f1=FN1=(mg-F sin 60°)联立解得= ,选项C正确。一题多解 受力变化时,物块和桌面间的动摩擦因数不变,不妨假设摩擦力和支持力的合力方向与支持力的夹角为,则有tan = =,因不变,故角不变,即F与mg的合力方向不变,由图可知,当F由水平变为与水平面夹角为60°时,F大小不变,=30°,再由=tan 得=tan 30°= 选项C正确。3.(2017课标,17,6分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm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答案 B 设总长度为100 cm时与水平方向夹角为,则cos = ,故=37°。总长度为100 cm时弹力F=kx1,设移至天花板同一点时的弹力为kx2,则 kx1 sin = kx2,得x2=12 cm,则弹性绳的总长度为92 cm。故B项正确。解题关键 关键词理解与情景构建缓慢移至同一点说明可按动态平衡处理。始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变。原长80 cm,固定点相距80 cm,说明水平时弹力恰好为“0”。钩码挂在绳的中点,相当于两根绳共同承担钩码重力。4.(2016课标,19,6分)(多选)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答案 BD 系统处于静止状态,连接a和b的绳的张力大小T1等于物块a的重力Ga,C项错误;以O'点为研究对象,受力分析如图甲所示,T1恒定,夹角不变,由平衡条件知,绳OO'的张力T2恒定不变,A项错误;以b为研究对象,受力分析如图乙所示,则FN+T1 cos +F sin -Gb=0f+T1 sin -F cos =0FN、f均随F的变化而变化,故B、D项正确。温馨提示 关键词:光滑的轻滑轮;水平粗糙桌面;系统静止;F方向不变。隐含条件 整个系统处于静止状态,则绳子间的夹角不变,各段绳子上的拉力大小不变。方法技巧 以O'点为研究对象,由三力平衡分析绳OO'的张力变化情况;以物块b为研究对象,用正交分解法列方程分析物块b所受支持力及与桌面间摩擦力的变化情况。5.(2016课标,17,6分)如图,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. B. m C.m D.2m答案 C 由于物块通过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环且所有摩擦都不计,可知线上各处张力都等于小球重力mg。如图所示,由对称性可知a、b位于同一水平线上,物块处于圆心O点正上方,则1=2,3=4,1=5。因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称,即5=6,由几何关系得1=2=5=6=30°,3=4=60°。再由物块与挂钩的受力平衡有mg cos 60°+mg cos 60°=Mg,故有M=m,C正确。温馨提示 隐含条件:不计所有摩擦及小球质量均为m意味着a和b在同一水平线上,且左右对称平衡。a、b间距等于半径意味着a、b间圆弧对应的圆心角等于60°。评析 试题以连接体的平衡为载体,考查了受力分析、平衡条件的应用,对数学运算能力有较高的要求,难度中等偏上。6.(2014课标,17,6分,0.207)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答案 A 设橡皮筋原长为l0加速前平衡时橡皮筋伸长了x0 则有kx0=mg当加速并稳定时设小球偏离竖直方向角,橡皮筋伸长了x由小球在竖直方向受力平衡有kx cos =mg联立得kx cos =kx0x cos =x0此时小球距悬挂点的竖直高度h=(l0+x)cos =l0 cos +x cos =l0 cos +x00)。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答案 C 物块对斜面的正压力FN=mg cos ,当物块所受外力F为最大值F1时,具有向上的运动趋势由平衡条件可得:F1=mg sin +fm;同理:当物块所受外力F为最小值F2时,具有向下的运动趋势,即F2+fm=mg sin 。联立解得fm= ,F1+F2=2mg sin ,由于物块质量m和斜面的倾角未知,故选项C正确,选项A、B、D错误。解题关键 F平行于斜面,对物块施于斜面的压力没有影响。物块保持静止,但是运动趋势有两种可能,分别是沿斜面向上、向下。8.(2013课标,21,6分,0.235)(多选)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度-时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终静止,重力加速度的大小为g。则 ( )图(a)图(b)A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B.在0.4 s2.5 s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD.在0.4 s2.5 s时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变答案 AC 速度图线与时间轴所围面积表示物体的位移,估算图中面积约为110 m,故A正确;由于速度图线的斜率表示物体的加速度,由图可知在0.4 s2.5 s内飞机加速度大小几乎不变,约为27 m/s2,则飞机所受阻拦索的合力F不变,但飞机的速度在减小,两侧阻拦索间夹角在减小,故由P=Fv知D错误,由F=2T cos 知阻拦索的张力在减小,B错误;由上述知C正确。温馨提示 先要读懂v-t图线与飞机运动过程的对应关系,0.4 s飞机钩住阻拦索中间位置时,飞机开始做匀减速直线运动,0.42.5 s这一段时间的v-t图线与时间轴所围面积表示对应的位移,而斜率表示加速度。斜率保持不变表明合外力不变,而由图(a)可知,这个合力是两部分阻拦索对飞机的拉力与摩擦力的合力,摩擦力不变,则阻拦索对飞机拉力的合力保持不变,两个等值分力间的夹角越小,两个等值分力就越小。评析 本题结合社会热点,以舰载机为背景,利用速度图象,考查了识图能力、估算能力,在知识方面考查了图线与坐标轴所围面积与斜率的意义、力的合成与分解、功率等,考查有深度也有广度,难度较大。B组 自主命题·省(区、市)卷题组1.(2017天津理综,8,6分)(多选)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,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,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,则衣架悬挂点右移答案 AB 本题考查物体受力分析、物体的平衡。衣架挂钩为“活结”模型,oa、ob为一根绳,两端拉力相等,设绳aob长为L,M、N的水平距离为d,bo延长线交M于a',由几何知识知a'o=ao,sin = ,由平衡条件有2F cos =mg,则F= ,当b上移到b'时,d、L不变,不变,故F不变,选项A正确,C错误。将杆N向右移一些,L不变,d变大,变大,cos 变小,则F变大,选项B正确。只改变m,其他条件不变,则sin 不变,不变,衣架悬挂点不变,选项D错误。解题关键 绳的“活结”模型两端受力相等如果只改变a、b的高度差,不改变a、b间的水平距离,绳与竖直杆的夹角不变,在b点移动过程中,“活结”对应的位置如图所示。2.(2015广东理综,19,6分)(多选)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答案 BC 由于三条绳长度不同,则三条绳与竖直杆间的夹角不相等,因竖直杆仅是压在地面上而没有固定,则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡,但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定,故不能确定三条绳中张力的大小关系,A错误、C正确;由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下,故B正确;绳子拉力的合力竖直向下,杆的重力也竖直向下,它们不是一对平衡力,故D错误。评析 本试题涉及不在同一平面内的外力的分析与处理,增大了试题的难度,主要考查了受力分析与平衡问题,难度中等。3.(2015山东理综,16,6分)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