高考物理二轮复习专题力与物体的平衡力与平衡高考真题

5 力与平衡高考真题

[真题1] (2020·高考全国卷Ⅰ)(多选)如图，柔软轻绳ON 的一端O 固定，其中某点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α(α＞π

2)．现将重物向右

上方缓慢拉起，并保持夹角α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

解析：选AD.设重物的质量为m ，绳OM 中的张力为T OM ，绳MN 中的张力为T MN .开始时，T OM ＝mg ，T MN ＝0.由于缓慢拉起，则重物一直处于平衡状态，两绳张力的合力与重物的重力mg 等大、反向．

如图所示，已知角α不变，在绳MN 缓慢拉起的过程中，角β逐渐增大，则角(α－β)逐渐减小，但角θ不变，在三角形中，利用正弦定理得：

T OM sin

α－β＝mg

sin θ

，

(α－β)由钝角变为锐角，则T OM 先增大后减小，选项D 正确；

同理知T MN sin β＝mg sin θ，在β由0变为π

2

的过程中，T MN 一直增大，选项A 正确．

[真题2] (2020·高考全国卷Ⅱ)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－ 3 B.36 C.33

D.32

解析：选C.设物块的质量为m.据平衡条件及摩擦力公式有 拉力F 水平时，F ＝μmg ①

拉力F与水平面成60°角时，Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)②

联立①②式解得μ＝

3

3

.故选C.

[真题3] (2020·高考全国卷Ⅲ)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

解析：选B.轻质弹性绳的两端分别固定在相距80 cm的两点上，钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F＝k(l－l0)＝0.2k，由共点力

的平衡条件和几何知识得F＝

mg

2sin α

＝

5mg

6

；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的

总长度变为l′，由胡克定律得F′＝k(l′－l0)，由共点力的平衡条件F′＝mg

2

，联立上面各式解得l′

＝92 cm，选项B正确．

[真题4] (2020·高考天津卷)(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

解析：选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

θ＝d

L

，由平衡条件有2Fcos θ＝mg，则F＝

mg

2 cos θ

，当b上移到b′时，d、L不变，θ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，θ变大，cos θ变小，则F变大，选项B 正确．只改变m，其他条件不变，则sin θ不变，θ不变，衣架悬挂点不变，选项D错误．

[真题5] (2020·高考全国卷Ⅰ)(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

解析：选BD.因为物块b始终保持静止，所以绳OO′的张力不变，连接a和b的绳的张力也不变，选项A、C错误；拉力F大小变化，F的水平分量和竖直分量都发生变化，由共点力的平衡条件知，物块b 受到的支持力和摩擦力在一定范围内变化，选项B、D正确．

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．如图所示的装置中，在A端用外力F把一个质量为m的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动，已知在小球匀速运动的过程中，拴在小球上的绳子与水平固定杆之间的夹角从45°变为90°，斜面体与水平地面之间是粗的，并且斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦．则在小球匀速运动的过程中，下列说法正确的是

A．外力F一定增大

B．地面对斜面体的静摩擦力始终为零

C．绳子对水平杆上的滑轮的合力一定大子于绳子的拉力

D．绳子A端移动的速度大小等于小球沿斜面运动的速度大小

2．如图所示，边长为L、电阻为R的正方形金属线框abcd放在光滑绝缘水平面上，其右边有一磁感应强度大小为B、方向竖直向上的有界匀强磁场，磁场的宽度为L，线框的ab边与磁场的左边界相距为L，且与磁场边界平行．线框在某一水平恒力作用下由静止向右运动，当ab边进入磁场时线框恰好开始做匀速运动．根据题中信息，下列物理量可以求出的是（）

A．外力的大小

B．匀速运动的速度大小

C．通过磁场区域的过程中产生的焦耳热

D．线框完全进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量

3．光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B俯视图如图所示。一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以速度v0沿两球心连线向带电小球甲运动，并发生弹性碰撞。假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是

A．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为2︰1

B．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为4︰1

C．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为2︰1

D．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为4︰1

4．一滑块做直线运动的v﹣t图象如图所示，下列说法正确的是（）

A．滑块在2s末的速度方向发生改变

B．滑块在4s末的加速度方向发生改变

C．滑块在2～4s内的位移等于4～6s内的位移

D．滑块在0～2s内的平均速度等于2～4s内的平均速度

5．如图所示，为一光电管电路，滑动变阻器触头位于ab上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有 ( )

A．加大照射光的强度

B．换用波长短的光照射

C．将P向b滑动

D．将电源正、负极对调

6．如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平地面上，质量为M的斜劈B置于斜面A上，质量为m的物块

C置于斜劈B上，A、B、C均处于静止状态，重力加速度为g。下列说法错误的是( )

A．BC整体受到的合力为零

B．斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mgcosθ+mg

C．斜劈B受到斜面A的摩擦力方向沿斜面A向上

D．物块C受到斜劈B的摩擦力大小为mgcosθ

二、多项选择题

7．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，下列说法正确的是：

A．这列波沿x轴正方向传播

B．这列波的传播速度是20 m/s

C．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向

D．经过0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离

8．如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，M是平衡位置距O点5m的质点，虚线是t2=（t1+0.2）s时刻的波形图。下列说法中，正确的是（）

A．该波遇到长度为3米的障碍物时将会发生明显衍射现象

B．波速可能为

C．该波的周期可能为

D．若波速为，该波一定沿着x轴负方向传播

E. 若波速为15ms，从到时刻，质点M运动的路程为60cm

9．如图所示，左侧为光滑曲面的滑块A放置在光滑水平地面上，曲面末端与水平地面相切，让物块B由静止开始沿滑块A的光滑曲面下滑，则物块B从开始运动至到达曲面底端的过程中，下列说法正确的是

A．滑块A和物块B组成的系统动量不守恒

B．物块B减小的重力势能等于滑块A增加的动能

C．滑块A所受合外力的冲量为零

D．物块B所受支持力冲量的大小大于其所受重力冲量的大小

10．以初速度v0水平抛出的物体，当竖直方向的分位移与水平方向的分位移相等时（）

A．竖直分速度与水平分速度大小相等

B．瞬时速度大小vt=

C．运动的时间t=

D．位移大小等于s=

三、实验题

11．如图所示，地面上有一固定的斜面体ABCD，其ＡＢ边的长度S=2m，斜面倾角为37°。光滑水平地面上有一块质量M=3Kg的足够长的木板紧挨着斜面体静止放置。质量为m＝1kg物体由A点静止滑下，然后从B点滑上长木板（由斜面滑至长木板时速度大小不变），已知物体与斜面体的动摩擦因数为0.25，物体与长木板的动摩擦因数为0.3，g=10m/s2 ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

（1）物体到达斜面底端B点时的速度大小；

（2）物体从B点滑上长木板时，物体和长木板的加速度。

（3）物体在长木板上滑行的最大距离。

12．小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示．

（1）图中两计数点的时间间隔为T=_____________ s．

（2）根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度V5=_____结果保留3位有效数字

计数点 1 2 3 4 5 6

t 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

v 0.358 0.400 0.440 0.485 0.570

（3）以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的图象．

（_____）

（4）根据图象可知,小车运动的加速度大小为_______ 结果保留2位有效数字．

四、解答题

13．如图所示，两质量分别为M1=M2=1.0kg的木板和足够高的光滑凹槽静止放置在光滑水平面上，木板和光滑凹槽接触但不粘连，凹槽左端与木板等高。现有一质量m=2.0kg的物块以初速度v o=5.0m/s从木板左端滑上，物块离开木板时木板的速度大小为1.0m/s，物块以某一速度滑上凹槽。已知物块和木板间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2。求：

①木板的长度；

②物块滑上凹槽的最大高度.

14．如图纸面内的矩形 ABCD 区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，对边 AB∥CD、AD∥BC，电场方向平行纸面，磁场方向垂直纸面，磁感应强度大小为 B.一带电粒子从AB 上的 P 点平行于纸面射入该区域，入射方向与 AB 的夹角为θ（θ<90°），粒子恰好做匀速直线运动并从 CD 射出。若撤去电场，粒子以同样的速度从P 点射入该区域，恰垂直 CD 射出.已知边长 AD=BC=d，带电粒子的质量为 m，带电量为 q，不计粒子的重力.求：

(1)带电粒子入射速度的大小；

(2)带电粒子在矩形区域内作直线运动的时间；

(3)匀强电场的电场强度大小。

【参考答案】

一、单项选择题

题号 1 2 3 4 5 6

答案 A D B D B B

二、多项选择题

7．AB

8．ADE

9．AD

10．BCD

三、实验题

11．(1) (2) (3)

12．1 0.523 0.40----0.45

四、解答题

13．①0.8m；②0.15m.

14．（1）（2）（3）

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．下列说法正确的是 ( )

A．衰变为要经过4次衰变和2次衰变

B．一束光照射到某金属表面上产生了光电效应，增大光的强度可以增加光电子的最大初动能

C．铋210的半衰期是5天，1克铋210经过10天全部衰变为其它原子核

D．查德威克发现中子的反应方程式是：

2．如图所示，用细绳通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉，则拉力F和墙壁对球的支持力N的变化情况是（）

A．F增大，N增大

B．F增大，N不变

C．F减小，N增大

D．F减小，N不变

3．如图所示，一物体做直线运动的v-t图象为两段圆弧曲线，在前2s内 ( )

A．物体第1秒内的速度与第2秒内的速度方向相反

B．物体第1秒内受到的合外力与第2秒内受到的合外力方向相反

C．物体第1秒内的加速度逐渐增大，第2秒内的加速度逐渐减小

D．物体第2秒内的平均速度等于2m/s

4．如图所示，一质量为M=3.0 kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为m=1.0 kg的小木块A。给A和B以大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B。在A做加速运动的时间内，B的速度大小可能是( )

A．1.8 m/s B．2.4 m/s

C．2.8 m/s D．3.0 m/s

5．某物体做直线运动，运动时间t内位移为x，物体的－t图象如图所示，下列说法正确的是

A．物体的加速度大小为2m/s2

B．t=0时，物体的初速度为2m/s

C．t=0到t=1这段时间物体的位移为2m

D．t=0到t=2这段时间物体的平均速度为2m/s

6．一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图所示。若已知汽车的质量m、牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，则根据图象所给的信息，能求出的物理量是

A．汽车运动中的最大功率为F1v2

B．速度为v2时的加速度大小为

C．汽车行驶中所受的阻力为

D．汽车以恒定加速度加速时，加速度为

二、多项选择题

7．目前无线电能传输技术已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电能，两个感应线圈可以放置在左右相邻位置，如图所示．利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电，不计线圈的电阻．下列说法正确的是( )

A．若A线圈中输入恒定电流，B线圈中就会产生感应电动势

B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势

C．在电能传输中，若只增加A、B间的距离，B线圈中感应电动势变大

D．若只增加A线圈中电流的变化率，B线圈中感应电动势变大

8．如图所示人站在匀加速斜向上的电梯上，则：（）

A．人受到摩擦力方向沿运动方向，即与水平方向成θ角斜向上

B．人受到摩擦力方向沿水平方向向右

C．人受到梯面的支持力大于其重力

D．人受到梯面的支持力等于其重力

9．2018年12月8日我国成功发射了嫦娥四号探测器，它实现了人类首次月球背面着陆探测.12日16时39分，探测器在距月面129km处成功实施发动机点火，约5分钟后，探测器顺利进入距月面100km的圆形轨道，运行一段时间后择机着陆月球表面，下列说法正确的有 ( )

A．探测器发射速度大于7.9km/s

B．探测器在距月面129km处发动机点火加速

C．从点火到进入圆轨道，探测器位移是29km

D．若已知引力常量、圆形轨道半径及探测器在其上运行周期，可估算月球质量

10．如图，MN、PQ为相同材料制成的粗细均匀的水平光滑平行金属导轨，MN、PQ长度均为9m，单位长度的阻值为r=0.5Ω，导轨间距L=0.5m导轨左端连接一阻值为R=4Ω的电阻(MP间导线电阻不计)，一质量m=0.5kg，电阻可忽略不计的金属棒置于导轨最左端，导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度大小为B=2.0T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使金属棒从静止开始以加速度a=2m/s2水平向右做匀加速直线运动。已知金属棒运动到NQ过程中，通过电阻R的电荷量为0.6C，下列说法中正确的是

A．金属棒向右运动过程中，R中的电流的方向由M到P

B．整个过程中，拉力F的最大值为1.5N

C．整个过程中，拉力F的平均值为1.2N

D．整个过程中，产生的焦耳热为2.8J

三、实验题

11．为落实乡村振兴战略，天府新区景贤滑草场即将建成并投入使用。假设该滑草场某一滑道由斜坡AB 和足够长的水平面BC平滑连结组成，斜坡倾角θ＝37°、长L＝72 m，如图所示。一游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从该滑道的A点静止开始匀加速下滑，在最初的t＝2s内沿斜坡滑下的位移为x＝8m。不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin37°=0.6，cos 37°=0.8。求：

（1）在斜坡上，滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ1为多大？

（2）若滑草装置与水平面BC间的动摩擦因数为μ2=0.6，则游客在该滑道斜坡上滑下后还能在水平面上滑多远？

12．某同学为描绘小灯泡完整的伏安特性实验，准备了如下器材：

A．电压表V（量程，内阻）

B．电压表V（量程，内阻）

C．电流表A（量程，内阻约）

D．电流表A（量程，内阻约）

E.滑动变阻器R0（全阻值，额定电流）

F.滑动变阻器R0（全阻值，额定电流）

G.电池组（电动势，内阻）

H.小灯泡（,）

I.开关S，导线若干

（1）为了画出小灯泡的完整的伏安特性曲线，在所提供的实验器材，电流表选_____，电压表选____，滑动变阻器选______。

（2）根据实验原理，请在实物图上完成电路的连线__________；

（3）实验中绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，若将小灯泡与定值电阻并联后再与定值电阻串联后直接接到电源两端（电动势，内阻），则小灯泡实际消耗的功率

___W。

四、解答题

13．如图所示,半径r=m的两圆柱体A和B,转动轴互相平行且在同一水平面内,轴心间的距离为s=3.2 m.两圆柱体A和B均被电动机带动以6 rad/s的角速度同方向转动,质量均匀分布的长木板无初速度地水平放置在A和B上,其重心恰好在B的上方.从木板开始运动计时,圆柱体转动两周,木板恰好不受摩擦力的作用,且仍沿水平方向运动.设木板与两圆柱体间的动摩擦因数相同.重力加速度取g=10.0 m/s2,取π≈3.0.求:

(1) 圆柱体边缘上某点的向心加速度.

(2) 圆柱体A、B与木板间的动摩擦因数.

(3) 从开始运动到重心恰在A的上方所需的时间.

14．如图所示为某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O．光线从AB面上的M点入射，入射角i＝45°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，

然后由CD面射出，已知OB段的长度，真空中的光速为c，求：

（1）透明材料的折射率n；

（2）光从M点射入到从CD面射出所用的时间t。

【参考答案】

一、单项选择题

题号 1 2 3 4 5 6

答案 A A B B C A

二、多项选择题

7．BD

8．BC

9．AD

10．BC

三、实验题

11．（1）0.25（2）48m

12．（1）C， A， E （3）（之间均可以）四、解答题

13．(1) 12.0 m/s2(2) 0.1(3) 2.6 s

14．（1）透明材料的折射率n是。（2）光从M点射入到从CD面射出所用的时间t是。