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2012高考物理热点预测专题:力和物体的平衡

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    • 1、2012高考物理热点预测专题1:力和物体的平衡从近几年高考试题发展趋势来看,2012年高考中本专题可能会以下列题型出现:1选择题。它可能把胡克定律、摩擦力的判断与计算、力的合成与分解、共点力作用(包括电场力、磁场力等)下物体的平衡条件的应用等知识有机整合成一道选择题。2实验题。本专题实验可以考查“探究力的等效和替代的平行四边形定则”、“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”、“探究影响摩擦力的大小的因素”等。3计算题。要计算题中可能会求物体在各种情况下的稳定速度。另外“弹簧模型”也是高考的一个热点,它可以把胡克定律与牛顿定律、动量能量相结合,考查学生综合应用的能力。 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分。)1. 如图1-21所示长木板L的一端固定在铰链上,木块放在木板上,开始木板成水平位置当木板向下转动,角逐渐增大的过程中,摩擦力 的大小随角变化最有可能的是图1-22中 ( )图1-23mMFN2.如图1-23所示,轻绳的一端系在质量为物体上

      2、,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套子在粗糙水平杆MN上,现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动,则在这一过程中,水平拉力F、环与杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是:( )AF逐渐增大,Ff保持不变, FN逐渐增大BF逐渐增大,Ff逐渐增大, FN保持不变CF逐渐减小,Ff逐渐增大, FN逐渐减小DF逐渐减小,Ff逐渐减小, FN保持不变3. 如图1-23所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为,若两次实验中B的电量分别为q1和q2,分别为30和45,则q2/q1为( )A2B3C2D34完全相同的直角三角形滑块A、B如图1-25所示叠放,设A、B接触的斜面光滑,A与桌面的动摩擦因数为,现在B上施加一水平推力F,恰好使A、B保持相对静止且一起匀速运动,则A对桌面的动摩擦因数跟斜面倾角的关系为 ( )A. B. C. D. 与无关5如图1-26

      3、所示,绳子AO的最大承受力为150N,绳子BO的最大承受力为100N,绳子OC强度足够大.要使绳子不断,悬挂重物的重力最多为( )A100N B.150N C. D.200N 6如图1-27所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的( )AF1 BF2 CF3 DF47如图1-28所示,一辆汽车沿水平面向右运动,通过定滑轮将重物A缓慢吊起,在吊起重物的过程中,关于绳子的拉力FT、汽车对地面的压力FN和汽车受到的摩擦力Ff的说法中正确的是( )AFT不变,FN不变,Ff逐渐增大BFT不变,FN逐渐增大,Ff逐渐增大CFT逐渐增大,FN不变,Ff逐渐增大DFT逐渐减小,FN逐渐增大,Ff逐渐增大8. 图1-29中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电

      4、子仍能够沿水平直线OO运动,由O射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是A使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外9对如图1-30所示的皮带传动装置,下列说法中正确的是( ) AA轮带动B轮沿逆时针方向旋转 BB轮带动A轮沿逆时针方向旋转CC轮带动D轮沿顺时针方向旋转DD轮带动C轮沿顺时针方向旋转10如图所示,一根轻弹簧上端固定在O点,下端拴一个钢球P,球处于静止状态。现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每个时刻,都可以认为钢球处于平衡状态。若外力F的方向始终水平,移动中弹簧与竖直方向的夹角90。且弹簧的伸长量不超过其弹性限度,则图中给出的弹簧伸长量x与cos的函数关系图像2中,最接近的是( ) 二、填空和实验题(本题共 小题,共32分,把正确的答案填在下面的横线上,或按要求答题。)11. 如图6所示,在两块相同的竖直木板之间,夹有质量均为的块相同的砖,用两大小均为的水平力压紧木板,使砖静止,则第与第块砖间的摩擦力为 。12如图1-32所

      5、示,质量为m,带点量为-q的微粒以速度v与水平成450进入匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。如微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动,则电场强度E= ,磁感应强度B= 。13在“探究力的等效和替代的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图1-33)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项:两根细绳必须等长。橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。D同一次实验中,O点位置允许变动。E实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向,把橡皮条的节点拉到O点。F实验中,把橡皮条的节点拉到O点时,两弹簧秤之间的夹角应取900不变,以便于算出合力的大小其中正确的是_。(填入相应的字母)14为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图1-34所示,在木块A和木板B上贴上待测的纸,B木板水平固定,砂桶通过细线与木块A相连,调节砂桶中砂的多少,使A匀速向左运动。测出砂桶和

      6、砂的总质量m,以及贴纸木块A的质量M,则两纸间的动摩擦因数=m/M。(1)该同学为什么要把纸贴在木块A和木板B上,而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力?(2)在实际操作中,发现要保证木块A做匀速运动较困难,请你对这个实验作一改进来克服这一困难。你设计的改进方案是:;根据你的方案做实验,结果动摩擦因数的表达式是:; 根据你的方案要添加的器材有 。三、计算题(本题共5小题,共70分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)15如图1-35所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的钢球A,球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一刻,都可以认为球处于平衡状态.如果外力F方向始终水平,最大值为2G,试分析:(1)轻绳张力T的大小取值范围.(2)在图1-36中画出轻绳张力(T)与cos的关系图象.16如图1-37所示,在竖直平面内固定有两条平行的金属导轨ab、cd,导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=0.80T,与导轨相连的电源电动势E=3.0V,内阻r=0.5,水

      7、平放置的导体棒MN的电阻R=1.5,两端始终与导轨接触良好,且能沿导轨无摩擦滑动,电路中其他电阻不计。当单刀双掷开关S与1接通时,导体棒刚好保持静止状态,求:(1)磁场的方向;(2)当开关S与2接通后,导体棒MN在运动过程中,单位时间(1s)内扫过的最大面积。设导轨足够长。17三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在半径为r0的环1上,彼此间距相等,绳穿过半径为r0的第2个圆环,另一端同样地系在半径为2r0的环3上,如图1-38所示,环1固定在水平面上,整个系统处于平衡状态.试求第2个环中心与第3个环中心之间的距离.(三个环都是用相同的金属丝制作的,摩擦不计)18如图1-39所示,一台轧钢机的两个滚子,直径各为d=50cm,以相反方向旋转,滚子间距离为a=0.5cm,如果滚子和热钢间的动摩擦因数为0.1,试求进入滚子前钢板的最大厚度。 参考答案:一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分)1解析:当较小时物块与木板间的摩擦力为静摩擦力,摩擦力大小与物块重力沿板方向的分力大小相等,其大小为:,按正弦规律变化;当较大时物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,摩擦力大小为:,按余弦规律变化,故选B答

      8、案:B2.解析:物体缓慢下降过程中,细绳与竖直方向的夹角不断减小,可把这种状态推到无限小,即细绳与竖直方向的夹角为零;由平衡条件可知时,所以物体缓慢下降过程中,F逐渐减小,Ff逐渐减小。故选D。3 OAB绝缘手柄FTG解析: 由于二者间的电场力是作用力与反用力,若以B为研究对象,绝缘手柄对B球的作用力未知,陷入困境,因此以A为研究对象。设A带电量为q,B带电量为Q,AB间距离为a,OB间距离为h ,由库仑定律得,由三角形OAB得,以B球为研究对象,mgNF受力如图3所示,由平衡条件得,由以上三式得,所以,故正确选项为D。6解析:物体受力平衡时,无论如何建立直角坐标系,两个方向上的合力均为零。若以OA和垂直于OA方向建立坐标系,可以看出该力沿F1方向,A物体不能平衡;以水平和竖直方向建立坐标系,F4不能平衡。因此选BC,答案:BC7解析:由平衡知识可得,绳中拉力FT的大小不变,总等于物A的重力;假设汽车在滑轮的正下方,则绳中拉力FT的水平分量为零,此时汽车对地面的压力FN最小,汽车受到的水平向右的的摩擦力Ff为零;当汽车距滑轮下方为无穷远处时,绳中拉力FT的竖直分量为零,汽车对地面的压力FN最大,汽车受到的水平向右的的摩擦力Ff最大,故选B答案:B8解析:本题“滤速器”即速度选择器,工作条件是电场力与洛仑兹力平衡,即qvB=qE,所以v=E/B。显然“滤速器”只滤“速”,与粒子电性无关,故可假设粒子电性为正,若a板电势较高,则电场力方向指向b板,洛仑兹力应指向a板方可满足条件,由左手定则可得选项A是正确的;若a板电势较低,同理可得选项D是正确的。答案:AD。9解析:若AB逆时针旋转,则A对皮带的静摩擦力向左、B对皮带的静摩擦力向右才能将上方皮带拉紧,因此皮带相对A轮有向右运动趋势,A为从动轮,B正确;同理,D项正确。答案:BD。10D解析:对物体受力分析,作出力的矢量三角形,就可解答。二、填空和实验题11Mg 将第、3块砖看成一个整体。由于对称性,第1、4块砖对2、3整体的摩擦力必定相同,且二者之和等于2、3整体的重力。所以第与第块砖的摩擦力大小为mg。12.微粒在重力、电场力和洛仑兹力作用下处于平衡状态,受力分析如图,可知, 得电场强度,磁感

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