《2020年高考物理《力与物体的平衡》专题训练卷及答案解析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理《力与物体的平衡》专题训练卷及答案解析.doc（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2020年高考物理专题训练卷力与物体的平衡一、选择题1.如图所示，滑块放在水平地面上，左边受一个弹簧拉力作用，弹簧原长小于h，水平向右的拉力F拉动滑块，使滑块向右缓慢移动，并且滑块始终没有离开地面，则在上述过程中，下列说法正确的是()A.弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力不变B.弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力变小C.弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力变小D.弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力不变解析设弹簧的原长为l0，劲度系数为k，弹簧弹力在竖直方向的分量Fyk(l0)sin ，故Fykhkl0sin ，当滑块向右移动时弹簧与水平方向的夹角减
2、小，可知弹簧弹力的竖直分量在增大，故滑块与地面间的弹力减小，滑块与地面间的摩擦力减小，C正确。答案C2.如图所示，质量为m的球放在倾角为的光滑斜面上，在斜面上有一光滑且不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使挡板与斜面的夹角缓慢增大，在此过程中，斜面对球的支持力N1和挡板对球的压力N2的变化情况为()A.N1、N2都是先减小后增加B.N1一直减小，N2先增加后减小C.N1先减小后增加，N2一直减小D.N1一直减小，N2先减小后增加解析对球受力分析，如图所示。球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，三力构成矢量三角形。挡板逆时针转动时，N2方向也逆时针转动，作出如图所示的动态矢量三角形。
3、由图可见，N1随的增大一直减小，N2先减小后增大。选项D正确。答案D3.灯笼，又称灯彩，是一种古老的中国传统工艺品。每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围。如图3是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点。绳a与水平方向的夹角为，绳b水平。灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分别为F1、F2，下列说法正确的是()A.F1，F2B.F1Gsin ，F2Gtan C.F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力D.F1和F2的合力与地球对灯笼的引力是一对相互作用力解析以结点O为研究对象，受力分析如图所示，由灯笼受力平衡可知，TG，而F1与F2的合力
4、与T等大反向，即F1与F2的合力大小等于灯笼的重力大小。则可知F1，F2，选项A正确，B错误；F1与F2的合力与竖直方向绳的拉力是一对平衡力，选项C错误；地球对灯笼的引力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项D错误。答案A4.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，绝缘细线下面悬挂一质量为m、长为l的导线，导线中有垂直纸面向里的恒定电流I，静止时细线偏离竖直方向角，现将磁场沿逆时针方向缓慢转动到水平向右，转动时磁感应强度B的大小不变，在此过程中下列说法正确的是()A.导线受到的安培力逐渐变大B.绝缘细线受到的拉力逐渐变大C.绝缘细线与竖直方向的夹角先增大后减小D.导线受到的安培力与绝缘细线受到的拉
5、力的合力大小不变，方向随磁场的方向的改变而改变解析导线受到的安培力F安BIl大小不变，选项A错误；磁场逆时针转动90的过程中，F安方向逐渐由水平向左变为竖直向下，由于变化缓慢，所以F安与mg的合力F合与FT大小相等，方向相反，由图可知，F合大小逐渐增大，逐渐减小，所以FT大小逐渐增大，选项B正确，选项C错误；F安与FT的合力总是与重力大小相等，方向相反，即竖直向上，选项D错误。答案B5.(2019山东济宁市二模)智能手机的普及使“低头族”应运而生。低头时，颈椎受到的压力会增大(当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量)。现将人体头颈简化为如图6所示的模型：重心在头部的P点，在可绕O转动的颈
6、椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止状态。当低头时，若颈椎与竖直方向的夹角为45，PQ与竖直方向的夹角为53，此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到压力的比值为(sin 530.8，cos 530.6)()A.4 B.5 C.4 D.5解析由题意可明确人的头受力情况，如图所示：由题意知，FG，则由几何关系可知：4。根据牛顿第三定律可知C正确。答案C6.在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与光滑竖直墙之间放另一截面也为半圆的光滑柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图7所示。设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。在B上加一物体C，
7、整个装置仍保持静止，则()A.F1保持不变，F3增大 B.F1增大，F3保持不变C.F2增大，F3增大 D.F2增大，F3保持不变解析未放上C时，以B为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件得，墙对B的作用力F1GBtan 。当放上C时，F1增大，A对B的作用力F2，F1缓慢增大，则F2缓慢增大，即F2也增大。再以整体为研究对象，受力分析如图乙所示，则放上C前，地面对A的支持力FNGAGB，放上C后变为GAGBGC，即FN增大，地面对A的摩擦力FfF1，且F3为FN与Ff的合力，所以F3缓慢增大，故选项C正确。答案C7.明朝谢肇淛的五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一
8、游僧见之曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则()A.若F一定，大时FN大B.若F一定，小时FN大C.若一定，F大时FN大D.若一定，F小时FN大解析如图所示，根据力F的作用效果，把力F分解为垂直于木楔两侧方向的分力F1、F2，则F1F2FN，由表达式可知，若F一定，越小，FN越大，A项错误，B项正确；若一定，F越大，FN越大，C项正确，D项错误。答案BC8.如图所示，水平平行光滑金属导轨上连有阻值为R的定值电阻，电阻不计的金属杆垂直导轨放置，导
9、轨间距为l，导轨与金属杆组成的闭合电路面积为S，金属杆上系一根轻绳，绕过光滑定滑轮与一质量为m的物块相连，初始时物块静止在水平地面上，轻绳拉直但没有弹力。在导轨区域加一竖直向上的磁场，磁感应强度随时间变化规律为Bkt(k0)，重力加速度大小为g，导轨电阻不计，则下列说法正确的是()A.金属杆中的电流从a向bB.t时，物块恰好离开地面C.物块离开地面前，定值电阻上产生的总热量为D.物块离开地面前，流过定值电阻的总电荷量为解析磁场的磁感应强度方向向上，逐渐增强，由楞次定律可得感应电流的方向是从a向b，选项A正确；磁场的磁感应强度随时间均匀变化，则k，ESkS，I，物块恰好离开地面时有BIlmg，其
10、中Bkt，解得t，选项B错误；物块离开地面前QRI2Rt，选项C错误；物块离开地面前qRIt，选项D正确。答案AD9.如图所示，在一竖直平面内，y轴左侧有一水平向右的匀强电场E1和一垂直纸面向里的匀强磁场B，y轴右侧有一竖直方向的匀强电场E2，一电荷量为q(电性未知)、质量为m的微粒从x轴上A点以一定初速度与水平方向成37角沿直线经P点运动到图中C点，其中m、q、B均已知，重力加速度为g，则()A.微粒一定带负电B.电场强度E2一定竖直向上C.两电场强度之比D.微粒的初速度为v解析微粒从A到P受重力、静电力和洛伦兹力作用做直线运动，则微粒做匀速直线运动，由左手定则及静电力的性质可确定微粒一定带
11、正电，选项A错误；此时有qE1mgtan 37，微粒从P到C在静电力、重力作用下做直线运动，必有mgqE2，所以E2的方向竖直向上，选项B正确；由以上分析可知，选项C错误；AP段有mgBqvcos 37，即v，选项D正确。答案BD10.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是()A.mambmc B.mbmamcC.mcmamb D.mcmbma解析由题意知
12、，三个带电微粒受力情况：magqE，mbgqEqvB，mcgqvBqE，所以mbmamc，故选项B正确，A、C、D错误。答案B11.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变大，T逐渐变大B.F逐渐变大，T逐渐变小C.F逐渐变小，T逐渐变大D.F逐渐变小，T逐渐变小解析对O点受力分析如图所示，F与T的变化情况如图，由图可知在O点向左移动的过程中，F逐渐变大，T逐渐变大，故选项A正确。答案A12.(多选)如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的
13、定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是()A.b对c的摩擦力一定减小B.地面对c的支持力一定变大C.地面对c的摩擦力方向一定向左D.地面对c的摩擦力一定变大解析两带电小球在缓慢漏电过程中，库仑力F库减小。对小球M，由平衡条件知，绳子拉力大小FT减小；对物块b，摩擦力Ff1mbgsin FT，方向向上或Ff1FTmbgsin ，方向向下，故其可能增大，也可能减小，选项A错误；对b、c整体，地面对c的支持力FN(mbmc)gFTs
14、in 随FT减小而变大，地面对c的摩擦力Ff2FTcos 减小，方向一定向左，选项B、C正确，D错误。答案BC二、非选择题13.如图所示，倾角为37的两根平行长直金属导轨的间距为d，其底端接有阻值为R的电阻，整个装置处在垂直两导轨所在斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量均为m(质量分布均匀)、电阻均为R的导体杆ab、cd垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。两导体杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5，现杆ab在恒力F作用下沿导轨向上做匀速运动，杆cd能保持静止状态。导轨电阻不计，重力加速度大小为g。求杆ab的速度大小。解析导体杆ab以速度v运动，切割磁感线产生感应电动势，则有：EBdv
15、根据闭合电路欧姆定律，有EI(R)导体杆ab有最小速度vmin时，对于导体杆cd则有Bdmgcos 37mgsin 37解得vmin导体杆ab有最大速度vmax时，对于导体杆cd则有Bdmgcos 37mgsin 37解得vmax故导体杆ab的速度应满足条件：v答案v14.如图，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好
16、不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，已知金属棒ab匀速下滑。求(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小。解析(1)由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连，故ab、cd速度总是大小相等，cd也做匀速直线运动。设两导线上拉力的大小为FT，右斜面对ab棒的支持力的大小为FN1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为FN2。对于ab棒，受力分析如图甲所示，由物体的平衡条件得甲乙2mgsin FN1FTFFN12mgcos 对于cd棒，受力分析如图乙所示，由物体的平衡条件得mgsin FN2FTFN2mgcos 联立式得：Fmg(sin 3cos )(2)设金属棒运动速度大小为v，ab棒上的感应电动势为EBLv回路中电流I安培力FBIL联立得：v(sin 3cos )答案(1)mg(sin 3cos )(2)(sin 3cos )