高中物理高考 押课标卷理综第15题（解析版）-备战2020年高考理综物理临考题号押题

押课标卷理综第15题

高考频度：★★★★★     难易程度：★☆☆☆☆

（2019·新课标全国Ⅰ卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中

A．水平拉力的大小可能保持不变

B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加

C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

【答案】BD

【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；

对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加。故本题选BD。

如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。整个装置处于静止状态，已知重力加速度为g则

A．A对地面的摩擦力方向向左

B．A对地面的压力大于（M+m）g

C．B对A的压力大小为

D．细线对小球的拉力大小为

【答案】D

【解析】把AB看成一个整体，对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力，地面对整体没有摩擦力，即A对地面没有摩擦力，否则不能平衡，A错误；整体对地面的压力即是A对地面的压力等于（M+m）g，B错误；对小球受力分析，如图所示：

根据平衡条件，有：，，由几何关系有：，，解得：，，C错误，D正确。

1．研究对象的选取方法

整体法和隔离法。

2．受力分析中的“2分析”“2注意”

(1)“2分析”

①只分析研究对象受的力，不分析研究对象给其他物体的力；

②只分析性质力(六种常见力)，不分析效果力，如向心力等。

(2)“2注意”[来源:学#科#网Z#X#X#K]

①合力与分力不可同时作为物体受的力；

②物体的受力情况与运动情况相对应。

3．求解平衡问题的常用方法

二力平衡法、合成法、正交分解法、相似三角形法、正弦定理法、图解法等。

4．抓好关键词语

(1)看到“缓慢”想到“物体处于动态平衡”状态。

(2)看到“轻绳、轻环”想到“绳、环的质量可忽略不计”。

(3)看到“光滑”想到“摩擦力为零”。

1．如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上，B悬挂着．已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统仍保持静止．下列说法中正确的是

A．绳子对A的拉力将增大

B．物体A对斜面的压力将增大

C．物体A受到的静摩擦力增大

D．物体A受到的静摩擦力减小

【答案】C

【解析】

【分析】

先对物体B受力分析，受重力和支持力，由二力平衡得到拉力等于物体B的重力；再对物体A受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，根据平衡条件列式分析；

【详解】

设mA=2mB=2m，对物体B受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到：T=mg；再对物体A受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，如图，根据平衡条件得到：，，解得：，，当θ由45°增大到50°时，T不变，f不断变大，N不断变小，故C正确，A、B、D错误；

故选C。

【点睛】

关键是先对物体m受力分析，再对物体2m受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解。

2．气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速.在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来.已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积,当风速v0=3 m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°.下列说法正确的是

A．当θ=60°时,风速v=6 m/s

B．当风速增大到某一值时,θ可能等于90°

C．若风速不变,换用半径变大、质量不变的球,则θ不变

D．若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,则θ减小

【答案】D

【解析】

【详解】

设球正对风的截面积为S，由于已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，所以风力大小为F=kSv，当速度为3m/s时，由平衡条件得，mgtan30°=Sv0k，当角度为60°时，同理可得mgtan60°=Svk，由此可解的v=9m/s，故A错误。

风速增大，θ不可能变为90°，因为绳子拉力在竖直方向上的分力与重力平衡。故B错误。若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则风力变大，根据F=mgtanθ，知θ变大。故C错误。若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，知风力不变，根据F=mgtanθ，知重力减小，风力不变，则θ减小。故D正确。

3．如图所示，质量均为1kg的小球a、b在轻弹簧A、B及外力F的作用下处于平衡状态，其中A、B两个弹簧劲度系数均为，B弹簧上端与天花板固定连接，轴线与竖直方向的夹角为，A弹簧竖直，g取则以下说法正确的是　　

A．A弹簧伸长量为3cm

B．外力

C．B弹簧的伸长量为4cm

D．突然撤去外力F瞬间，b球加速度为0

【答案】D

【解析】

【分析】

先对b球受力分析，根据平衡条件求解弹簧A的拉力；再对a、b球整体受力分析，根据平衡条件求解弹簧B的拉力；最后根据胡克定律求解形变量；对B分析由牛顿第二定律可求得加速度．

【详解】

b球受重力和拉力，根据平衡条件，有：；解得：；故A错误；再对a、b球整体受力分析，受重力、拉力和弹簧的拉力，如图所示：

根据平衡条件，有：；故B错误；弹簧的弹力；根据胡克定律，有：，解得；故C错误；球b受重力和拉力，撤去F的瞬间，重力和弹力都不变，故加速度仍然为零，处于平衡状态，故D正确；故选D．

【点睛】

1、当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体或一个物体各部分间的相互作用时常用隔离法．

2、整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．

4．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：

A．上方球与下方3个球间均没有弹力

B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C．水平地面对下方三个球的支持力均为

D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为

【答案】C

【解析】

对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错误；对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg，每个小球受支持力为mg，故C正确；三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误．故选C．

5．如图所示，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，长木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则(　　)

A．箱子受到的摩擦力方向向右

B．地面对长木板的摩擦力方向向左

C．长木板对地面的压力大小为3mg

D．若人用斜向下的力推箱子，则长木板对地面的压力会大于3mg

【答案】C

【解析】

【详解】

A．箱子水平方向受到人向右的推力和木板向左的摩擦力而处于静止状态，A错误；

B．木板受到箱子向右的摩擦力和人给的向左的摩擦力，二力平衡，所以地面对木板没有摩擦力，B错误；

CD．木板、人、箱子三者看做一个整体，竖直方向受到重力和地面的支持力，所以支持力等于三者的重力3mg，根据牛顿第三定律，木板对地面的压力大小为3mg，C正确、D错误。

6．如图所示，两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上．当小球静止，弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为和．已知a、b的劲度系数分别为、，，则a、b两弹簧的伸长量之比为（     ）

A． B． C． D．

【答案】B

【解析】

【详解】

作出小球的受力分析图如图所示：

根据平衡条件得：，故a弹簧的弹力，b弹簧的弹力，根据胡克定理，得，则伸长量之比为，故B项正确，ACD三项错误．

7．如图所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法疋确的是（  ）

A．轨道对轻环的支持力大小为mg

B．细线对M点的拉力大小为

C．细线对轻环的作用力大小为

D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°

【答案】D

【解析】

【详解】

对圆环受力分析；因圆环两边绳子的拉力相等，可知两边绳子拉力与圆弧对圆环的支持力的夹角相等，设为θ，由几何关系可知，

∠OMA=∠MAO=θ，

则3θ=90°，θ=30°；

则轨道对轻环的支持力大小为

，

选项A错误；

细线对M点的拉力大小为T=mg，选项B错误；

细线对轻环的作用力大小为

，

选项C错误；

由几何关系可知，N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°，选项D正确．

8．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ．下列说法正确的是（ ）

A．当m一定时，θ越大，轻杆受力越小

B．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大

C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大

D．当θ一定时，M越小，可悬挂重物C的质量m越大

【答案】A

【解析】

试题分析：先将C的重力按照作用效果分解，根据平行四边形定则求解轻杆受力；再隔离物体A受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑块与地面间的摩擦力和弹力．

解：A、将C的重力按照作用效果分解，如图所示：

根据平行四边形定则，有：

故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，故A正确；

B、对ABC整体分析可知，对地压力为：FN=（2M+m）g；与θ无关；故B错误；

C、对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件，有：

f=F1cosθ=，与M无关，故C错误；

D、只要动摩擦因素足够大，即可满足F1cosθ≤μF1sinθ，不管M多大，M都不会滑动；故D错误；

故选A．

【点评】本题关键是明确物体的受力情况，然后根据平衡条件列式分析，选项D涉及摩擦自锁现象，不难．

9．如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤除，下列对物块的描述正确的是（ ）

A．物块将沿斜面下滑

B．物块受到的摩擦力变大

C．物块立即获得加速度

D．物块所受的摩擦力方向改变

【答案】D

【解析】

试题分析：物体受重力、支持力、拉力及摩擦力而处于平衡，重力可分解为垂直于斜面及沿斜面的两个力；垂直斜面方向受力平衡，而沿斜面方向上有拉力重力的分子及摩擦力而处于平衡；

故摩擦力应与拉力与重力分力的合力平衡，如图所示：

当F撤去后，垂直斜面方向上受力不变，而沿斜面方向上只有重力的分力存在，很明显重力的分力小于刚才的合力，故物体不会发生滑动，此时的摩擦力仍为静摩擦力，方向沿斜面向上，故ACD错误，B正确．

考点：共点力平衡的条件及其应用

【名师点睛】本题中图象为立体图，故对学生的空间想象能力要求较高；同时也要注意F是沿斜面方向的，故可以分别分析沿斜面和垂直斜面两个方向，这样可以把立体图转化为平面图进行分析．

10．如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中

A．N1始终减小，N2始终增大

B．N1始终减小，N2始终减小

C．N1先增大后减小，N2始终减小

D．N1先增大后减小，N2先减小后增大

【答案】B

【解析】

试题分析：对小球进行受力分析如图所示，

设：板与竖直方向夹角为，则：，，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此N2越来越小，同样也越来越小，答案B正确．

考点：共点力作用下物体的平衡，力的合力与分解

11．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上。现向盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态。下列判断正确的是（    ）

A．c对b的摩擦力可能减小

B．地面对c的支持力可能增大

C．地面对c的摩擦力可能不变

D．弹簧的弹力可能增大

【答案】A

【解析】

【详解】

盒子a受重力、拉力和弹簧的支持力而平衡，随着沙子质量的增加；由于不知道b的重力沿着斜面方向的分力与细线拉力的大小关系，故不能确定静摩擦力的方向，静摩擦力可能增加、可能减小，有可能先减小后增大，故A正确；对a分析可知，a处于静止状态，加入适量砂粒后重力变大，弹簧弹力不变，绳子的张力变大；对b与c整体分析，受重力、支持力、拉力和向左的静摩擦力，故地面对c的支持力一定减小，摩擦力一定变大，故BCD错误。

12．如图所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉力（两个拉力大小相等）及它们的合力F的大小变化情况为（　　）

A．减小，F不变 B．增大，F不变

C．增大，F减小 D．增大，F增大

【答案】B

【解析】

【详解】

对人受力分析可知，两绳的拉力的合力与人的重力的大小是相等的，人的重力的大小是不变的，所以两绳的合力F的不变，即当双臂缓慢张开时绳之间的夹角变大，两个分力的大小FT都要增大．

A．减小，F不变．故A不符合题意．   

B．增大，F不变．故B符合题意．   

C．增大，F减小．故C不符合题意．       

D．增大，F增大．故D不符合题意．

13．如图所示，铁板AB与水平地面之间的夹角为θ，一块磁铁吸附在铁板下方．在缓慢抬起铁板的B端使θ角增大（始终小于90°）的过程中，磁铁始终相对于铁板静止．下列说法正确的是

A．磁铁所受合外力逐渐减小

B．磁铁始终受到三个力的作用

C．磁铁所受到的摩擦力逐渐减小

D．铁板对磁铁的弹力逐渐增大

【答案】D

【解析】

试题分析：对铁块受力分析，受重力G、磁力F、支持力N和摩擦力f，如图：

由于始终平衡，故合力为零，故AB；

根据平衡条件，有：，

解得：，，由于不断变大，故不断变大，N不断变大，故C D正确．

考点：共点力作用下物体平衡

【名师点睛】本题关键是对滑块受力分析，然后根据平衡条件并运用正交分解法列式求解，注意三力平衡通常用合成法，三力以上用正交分解法．

14．如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，直径竖直，O为圆心，最高点B处固定一光滑轻质滑轮，质量为m的小环A穿在半圆环上。现用细线一端拴在A上，另一端跨过滑轮用力F拉动，使A缓慢向上移动。小环A及滑轮B大小不计，在移动过程中，关于拉力F以及半圆环对A的弹力N的说法正确的是（　　）

A．F逐渐增大 B．N的方向始终指向圆心O

C．N逐渐变小 D．N大小不变

【答案】D

【解析】

【详解】

在物块缓慢向上移动的过程中，小圆环A处于三力平衡状态，根据平衡条件知mg与N的合力与T等大反向共线，作出mg与N的合力，如图，由三角形相似得：①

A、F＝T，由①可得：，AB变小，BO不变，则F变小；故A错误；

BCD、由①可得： ，AO、BO都不变，则N不变，方向始终背离圆心；故D正确，BC错误；

15．如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B，在B与竖直墙之间放置一光滑小球A，整个装置处于静止状态。现用水平力F拉动B缓慢向右移动一小段距离后，它们仍处于静止状态，在此过程中，下列判断正确的是（  ）

A．小球A对物体B的压力逐渐增大

B．小球A对物体B的压力逐渐减小

C．墙面对小球A的支持力逐渐减小

D．墙面对小球A的支持力先增大后减小

【答案】A

【解析】

【详解】

对A球受力分析并建立直角坐标系如图

由平衡条件得：竖直方向：N2cosθ=mg；水平方向：N1=N2sinθ；联立解得：；N1=mgtanθ；B缓慢向右移动一小段距离，A缓慢下落，则θ增大。所以N2增大，N1增大，由牛顿第三定律知故小球A对物体B的压力逐渐增大，故A正确，BCD错误。故选A。