高考物理试题分项版解析专题02物体的平衡.doc

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1、1 / 11【2019【2019 最新最新】精选高考物理试题分项版解析专题精选高考物理试题分项版解析专题 0202 物体的平物体的平衡衡1 【2016江苏卷】一轻质弹簧原长为 8 cm，在 4 N 的拉力作用下伸长了 2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为A40 m/NB40 N/mC200 m/ND200 N/m【答案】D【解析】由题意知，弹簧的弹力为 4N 时，弹簧伸长 2cm，根据胡克定律 F=kx，代入数据可得弹簧的劲度系数 k=200 N/m，所以 A、B、C 错误，D 正确。【考点定位】考查胡可定律【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式 F=kx，并注意各物理量的单位

2、。2【2017新课标卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80cm 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）A86 cmB 92 cm C 98 cm D 104 cm【答案】B2 / 11【考点定位】胡克定律、物体的平衡【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后

3、根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。3 【2016海南卷】如图，在水平桌面上放置一斜面体 P，两长方体物块 a 和 b 叠放在 P 的斜面上，整个系统处于静止状态。若将 a 和 b、b与 P、P 与桌面之间摩擦力的大小分别用 f1、f2 和 f3 表示。则Af1=0，f20，f30 Bf10，f2=0，f3=0Cf10，f20，f3=0 Df10，f20，f30【答案】C【考点定位】共点力的平衡、整体法、隔离法【名师点睛】 “整体隔离法”是力学中的重要方法，一定要熟练掌握，3 / 11注意对于由多个物体组成的系统，不涉及内

4、力时优先考虑以整体为研究对象。4 【2016全国新课标卷】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ABCmD2m2m3 2m【答案】C【解析】根据题意设悬挂小物块的点为，圆弧的圆心为 O，由于ab=R，所以三角形 Oab 为等边三角形，根据几何知识可得，而一条绳子上的拉力相等，故，小物块受到两条绳子的拉力作用且两力大小相等，夹角为 120，故受到的拉力的合力等于，因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，处于静止状态

5、，故拉力的合力等于小物块的重力，为，所以小物块的质量为 m，C 正确。O120aO b Tmgmg mg【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用【方法技巧】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。5 【2016全国新课标卷】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AF 逐渐变大，T 逐渐变大 BF 逐渐变大

6、，T 逐渐变小CF 逐渐变小，T 逐渐变大 DF 逐渐变小，T 逐渐变小【答案】A4 / 11【考点定位】动态平衡的图解法【名师点睛】此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。6 【2016浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为 v 的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为 M0 的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为 t0，输出电压为 U0，

7、某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为 t，输出电压为 U，则该同学身高和质量分别为Av(t0t)，Bv(t0t)，00MUU1 200MUUCv(t0t)，Dv(t0t)，0 0 0()MUUU1 20 0 0()MUUU【答案】D5 / 11【考点定位】物体的平衡；传感器及速度的计算问题【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景，考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的关键是搞清测量的原理，然后联系物理知识列方程解答；此题难度不大，但是题目新颖，有创新，能较好地考查学生分析问题、处理问题的能力。7【2017天津卷】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

8、、b 两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，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，绳子拉力不变bB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【解析】设两杆间距离为 d，绳长为 l，Oa、Ob 段长度分别为 la 和 lb，则，两部分绳子与竖直方向夹角分别为 和 ，受力分析如图所示。绳子中各部分张力相等，则。满足，即，d 和 l 均不变，balllFFFbamgFcos2sinsinsinllldbaldsincos2mgF 则 sin 为定值， 为定值，cos 为定值

9、，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故 A 正确，CD 错误；将杆 N 向右移一些，d 增大，则 sin 增大，cos 减小，绳子的拉力增大，故 B 正确。【考点定位】受力分析，共点力的平衡【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型，学生并不陌生，关键mgaFbFblaldO6 / 11要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。8【2017新课标卷】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

10、中 2AMN 上的张力逐渐增大BMN 上的张力先增大后减小COM 上的张力逐渐增大DOM 上的张力先增大后减小【答案】AD【考点定位】共点力的平衡、动态平衡【名师点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求 OM、MN 两力的夹角不变，两力的大小、方向都在变。三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周角不变，难度较大。9 【2017新课标卷】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ABCD233 63 33 2【答案】C【考点定位】

11、物体的平衡【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题；关键是列出两种情况下水平方向的平衡方程，联立即可求解。7 / 1110 【2016全国新课标卷】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 【解析

12、】物块 b 始终保持静止，可知物块 a 也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角也不变，可知连接物块 a 和 b 的绳的张力等于物块 a 的重力，所以连接物块 a 和 b 的绳的张力保持不变，夹角不变，所以，绳 OO的张力也不变，故 A、C 错误；对物块 b 进行受力分析如图所示，可知，若 F 方向不变，大小在一定范围内变化时，重力 mg 和绳子的拉力 FT 保持不变，所以，物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化，物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，故 B、D 正确【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的动态分析。当有多个物体

13、相互作用而平衡时，应注意灵活选择研究对象，可以让题目变得更简洁明晰，此题的难点是对选项 A 的判断。11 【2015广东19】如图 7 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.8 / 11【答案】BC【考点定位】共点力平衡条件的应用。【名师点睛】处于平衡状态的物体所受合外力为 0，即在任意方向上合力必为 0。12 【2015山东16】如图，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一水平力作用

14、下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖直)，此时 A 恰好不滑动，B 刚好不下滑。已知 A 与 B 间的动摩擦因数为，A 与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A 与 B 的质量之比为12A B C D121 12121 12121 12122 【答案】B【考点定位】物体的平衡.【名师点睛】解题的关键是正确选择研究对象；并对研究对象列得平衡方程.13 【2015浙江20】如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为 0.1kg 的小球 A 悬挂到水平板的 MN 两点，A 上带有的正电荷。9 / 11两线夹角为 120，两线上的拉力大小分别为和。A 的正下方 0.3m 处放有一带等量异

15、种电荷的小球 B，B 与绝缘支架的总质量为 0.2kg（重力加速度取；静电力常量，AB 球可视为点电荷）则63.0 10 CQ1F2F210m/sg 9229.0 10 Nm /Ck A支架对地面的压力大小为 2.0NB两线上的拉力大小121.9NFFC将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，此时两线上的拉力大小为121.225N,1.0NFFD将 B 移到无穷远处，两线上的拉力大小120.866NFF【答案】BC【解析】对 B 和支架分析可知，受到竖直向下的重力，和 A 对 B 竖直向上的库仑力，故对地面的压力为220.91.1NAB NBqqFGkNNr支，A 错误；对 A 分析，

16、A 受到竖直向下的重力，竖直向下的库仑力，两线上的拉力，三力的夹角正好是 120，处于平衡状态，所以，B 正确；将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，则两小球的距离变为，故有1221.9NAB AqqFFGkr00.3m0.6msin30r 122AB AqqFkFGr，解得，C 正确；将 B 移到无穷远处，两小球之间的库仑力为零，则两线上的拉力大小，D 错误；121.225N,1.0NFF121NAFFG【考点定位】库伦定律，共点力平衡条件【名师点睛】做此类问题受力分析是关键，特别本题的第二问，求解两小球之间的距离是关键14 【2015上海14】如图，一质量为 m 的正方体物块置于

17、风洞内的10 / 11水平面上，其一面与风速垂直，当风速为时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力 F 正比于，其中 v 为风速、S 为物块迎风面积。当风速变为时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为0v2Sv02vA4m B8m C32m D64m【答案】D【考点定位】力的平衡；最大静摩擦力【名师点睛】本题考查最大静摩擦力，意在考查考生的分析推理能力。本题要特别注意：物块的体积变了，质量也就变了，最大静摩擦力也变了。要抓住不变量“密度” ，做这个题目就容易了。15 【2016上海卷】如图，始终竖直向上的力 F 作用在三角板 A 端，使其绕 B 点在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度，力 F 对B 点的力矩为 M，则转动过程中AM 减小，F 增大BM 减小，F 减小CM 增大，F 增大DM 增大，F 减小【答案】A11 / 11【考点定位】力矩、受力平衡条件【方法技巧】通过物体受力平衡条件判断拉力 F 的变化情况，分析力矩时通过极端思维的方法进行判断。