2020届高三全国名校联考12月月考物理力和平衡综合计算试题及答案

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理力和平衡综合计算试 题及答案 1、（2020·湖南省师大附中高三上学期第二次月考）如图所示，三个形状不规则的石块 a、b、c 在水平桌 面上成功地叠放在一起，则石块(　　) A. c 受到水平桌面向左的摩擦力 B. c 对 b 的作用力一定竖直向上 C. b 对 a 的支持力一定竖直向上 D. b 对 a 支持力一定等于 a 所受重力 【答案】B 【解析】 以三石块作为整体研究，根据平衡条件可知，则石块 c 不会受到水平桌面的摩擦力，故 A 错误；选 ab 作为 整体研究，根据平衡条件，则石块 c 对 ab 整体的作用力与其总重力平衡，则石块 c 对 b 的作用力一定竖直 向上，故 B 正确；石块 b 对 a 的支持力与其对 a 的静摩擦力的合力，跟 a 受到的重力是平衡力，则 b 对 a 的支持力和静摩擦力的合力方向竖直向上，支持力的方向不是竖直向上，也不等于 a 的重力，故 CD 错误．所 以 B 正确，ACD 错误． 2、（2020·广西省名校高三上学期 12 月模拟）如图所示，一质量为 2.0kg、倾角为 的直角斜面体放在 粗糙水平面上。现将一质量为 1.0kg 的滑块轻放在斜面上，已知滑块与斜面间、斜面体与水平面间动摩擦因 数均为 0.50，重力加速度为 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A. 斜面体对地面的压力大小为 28.8N 的 37°B. 斜面体对地面的压力大小为 26.6N C. 斜面体受到地面的摩擦力大小为 1.8N D. 斜面体受到地面的摩擦力大小为 1.6N 【答案】AD 【解析】 对物体 ，根据牛顿第二定律 解得 根据整体法的牛顿第二定律表达式，竖直方向 水平方向 代入数据解得 ， 再根据牛顿第三定律，斜面体对地面的压力大小为 。故 AD 正确，BC 错误。 故选 AD。 3、（2020·甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到 三个力即 和摩擦力的作用， 木块处于静止状态，如图所示，其中 ，若撤去 ， 则木块受到的摩擦力为（） m sin cosmg mg maθ µ θ− = 22m/sa = N( ) sinM m g F ma θ+ − = cosf ma θ= N 28.8NF = 1.6Nf = 28.8N 1 2F F、 1 2=10 =2F N F N， 1FA. 10 N,方向向左 B. 6N，方向向右 C. 2N，方向向右 D. 0 【答案】C 【解析】 开始时在水平方向木块受 及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力 的大小为 ，则有木块受到的最大静摩擦力 ；当撤去力 后，由于 ，则有木 块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小 与作用在木块上的 等大反向，即 ， 方向水平向右，故选项 C 正确， A、B、D 错误． 4、（2020·黑龙江牡丹江市一中高三上学期 12 月月考）如图所示，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一 水平力作用下紧靠滑块 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 μ1，A 与地面间的动摩擦因数为 μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求 A 与 B 的质量之比为？ 【答案】 【解析】 试题分析：对 A、B 整体和 B 物体分别受力分析，然后根据平衡条件列式后联立求解即可． 解：对 A、B 整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有： F=μ2（m1+m2）g ① 再对物体 B 分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有： 水平方向：F=N 竖直方向：m2g=f 其中：f=μ1N 1 2F F、 8N 8Nmaxf ≥ 1F 2 2N maxF f= < f 2F 2Nf = 1 2 1 2 1 µ µ µ µ −联立有：m2g=μ1F ② 联立①②解得： = 故选 B 点评：本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大 静摩擦力约等于滑动摩擦力． 5、（2020·湖北省龙泉中学潜江中学高三上学期 12 月联考）如图所示，用细绳 AO 和 OB 将重为 G 的重物 悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间并处于静止状态，细绳 AO 水平，细绳 OB 与竖直方向的夹角为 θ，下列 移动中 O 点的位置始终不变，判断正确的是 A. 将 AO 绳的作用点 A 缓慢向上移动，AO 绳的拉力 T1 一直增大 B. 将 AO 绳的作用点 A 缓慢向上移动，AO 绳的拉力 T1 先增大后减小 C. 将 BO 绳的作用点 B 缓慢向左移动，AO 绳的拉力 T1 一直减小 D. 将 BO 绳的作用点 B 缓慢向左移动，OB 绳的拉力 T2 先减小后增大 【答案】C 【解析】 AB．对 O 点受力分析，作出 A 点上移的示意图如图，由图可知，将 AO 绳的作用点 A 缓慢向上移动，T1 先 减小后增大，故 AB 错误； CD．由几何关系可得 1 2tan , cos GT G Tθ θ= =将 BO 绳的作用点 B 缓慢向左移动， 角减小，所以 AO 绳的拉力 T1 一直减小，OB 绳的拉力 T2 减小，故 C 正确，D 错误。 6、（2020·江苏省苏州市五校高三上学期 12 月联考）质量为 M 的磁铁，吸在竖直放置的磁性黑板上静止 不动.某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力 F 轻拉磁铁，磁铁向右下方做匀速直线运动，则磁铁受到的摩 擦力 f A. 大小为 Mg B. 大小为 C. 大小为 F D. 方向水平向左 【答案】B 【解析】 由题意可知，磁铁受向下的重力、向右的拉力的作用，二力的合力为 ；由力的平衡条 件可知，摩擦力的应与合力大小相等，方向相反，则磁铁受到的摩擦力 ，故 ACD 错误，B 正确．故选 B. 【点睛】本题考查共点力的平衡条件和摩擦力的计算问题，要注意能正确分析物体的受力情况，明确摩擦 力可以根据平衡条件以及公式进行求解． θ ( )22F Mg+ 2 2( )F F Mg= +合 2 2( )f F F Mg合= = +7、（2020·江西省南昌市安义中学高三上学期 12 月月考）下列各图，关于各图受力情况说法正确的是（ ） A. 甲图中原木 P 在 MN 两点各受一个弹力，且均竖直向上 B. 乙图中 BC 杆对绳子的弹力一定由 B 指向 C C. 丙图中铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力 D. 丁图中弹簧一定处于压缩状态 【答案】D 【解析】 A．甲图，在 M 点的弹力方向垂直地面向上，在 N 点的弹力方向垂直杆向上，故 A 错误；B．乙图中 BC 杆斜插入墙壁，则 BC 杆对绳子的作用力与两侧绳的拉力的合力平衡，方向不一定由 B 指向 C，故 B 错误； C．丙图中铁块受重力、斜面的支持力和摩擦力而平衡，只受一个弹力，故 C 错误； D．弹簧对小球的弹力只能沿弹簧的轴线方向，由平衡条件知，弹簧对小球弹力沿弹簧向右，故 D 正确。 故选：D。 8、（2020·陕西省安康中高三上学期 12 月月考）在水平地面固定倾角为θ 的斜面体，质量为 m 的物体在平 行于底边、大小为 F 的水平力作用下静止于斜面上，如图所示．重力加速度大小为 g．该物体受到的摩擦力 大小为（　　）A. F B. F+mg C. F+mgsinθ D. 【答案】D 【解析】 对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直 于斜面和沿斜面上的两个分力，则可知，在沿斜面方向上，重力的分力 mgsinθ 与拉力 F 以及摩擦力的合力 为 零 ； 根 据 则 可 知 ， 摩 擦 力 等 于 拉 力 与 重 力 的 分 力 的 合 力 ， 由 几 何 关 系 可 知 ， 摩 擦 力 为 ． A.F 与分析结论不符，故 A 错误． B.F+mg 与分析结论不符，故 B 错误． C.F+mgsinθ 与分析结论不符，故 C 错误． D. 与分析结论相符，故 D 正确． 9、（2020·陕西省安康中高三上学期 12 月月考）如图所示，三角块B 放在斜面体 A 上，轻弹簧一端连接三 角块 B，另一端连接在天花板上，轻弹簧轴线竖直，斜面的倾角为 30°，若 A 的质量为 1kg，B 的质量为 0.5kg，地面对 A 的支持力大小为 20N，重力加速度为 10m/s2，则 A 对 B 的摩擦力大小为（　　） A. 0 B. C. 5N D. 【答案】C 【解析】 对整体研究，根据平衡条件得： 2 2+( sin )F mg θ 2 2+( sin )F mg θ 2 2+( sin )F mg θ 2.5N 2 3NGA+GB+F 弹=N 地， 解得轻弹簧向下压力大小为： F 弹=20N-15N=5N， 对三角块 B 研究，沿斜面方向由平衡条件得： f=（F 弹+mBg）sinθ 解得：f=5N. A. 0 与计算结果不相符；故 A 项错误. B. 2.5N 与计算结果不相符；故 B 项错误. C. 5N 与计算结果相符；故 C 项正确. D. 与计算结果不相符；故 D 项错误. 10、（2020·内蒙古通辽市科左后旗甘旗卡二中高三上学期 12 月月考）如图所示，一个半球形的碗固定在 桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口光滑．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质 量为 m1 和 m2 的小球．当它们处于平衡状态时，质量为 m1 的小球与 O 点的连线跟水平方向的夹角为 a= 90°．质量为 m2 的小球位于水平地面上，设此时竖直的细线对 m2 的拉力大小为 T，质量为 m2 的小球对地面 压力大小为 N，则( ) A. B. C. D. N=m2g 【答案】D 【解析】 2 3N 1 2 2T m g= 2 1 2 2T m m g  = −    ( )2 1N m m g= −两小球受力分析如图： AB.先对小球 m1 受力分析，受重力和支持力，假设细线对小球 m1 有拉力作用，则小球 m1 受力不可能平衡， 故拉力 T 为零，故 A 错误，B 错误； CD.在对小球 m2 受力分析，由于拉力 T 为零，受重力和支持力，支持力与重力平衡，故 N= m2g，故 C 错 误，D 正确． 11、（2020·辽宁省辽河油田二中高三上学期 12 月摸底考试）如图所示，把A、B 两个弹簧测力计连接在一 起，B 的一端固定，用手拉测力计 A.则关于 A 对 B 的作用力 FAB 与 B 对 A 的作用力 FBA 的说法正确的是(　 　) A. FAB 大小大于 FBA 大小 B. FAB 大小等于 FBA 大小 C. FAB 先于 FBA 产生 D. FAB 后于 FBA 产生 【答案】B 【解析】 A．A 对 B 的作用力与 B 对 A 的作用力是一对作用力和反作用力，所以 A 的示数等于 B 的示数，故 A 错误，B 正确； CD．A 对 B 的作用力与 B 对 A 的作用力是一对作用力和反作用力，它们同时产生，同时变化，同时消失； 故 C 错误，D 错误． 故选 B。 12、（2020·陕西省安康中高三上学期 12 月月考）如图所示，倾角为 a 的固定光滑斜面顶端固定着与斜面垂直的挡板，一质量为 m 的小球在沿斜面向上的推力作用下，恰好静止在挡板和斜面之间。设重力加速度 为 g. （1）用直尺画出小球受力的示意图; （2）求小球受到 推力大小。 【答案】（1） ； （2）mgsin훼 【解析】 (1)根据题意画出受力分析图如图所示： (2)由于小球恰好静止在挡板和斜面之间，所以与挡板之间无力的作用，故沿斜面方向分解可得： 答;（1）小球受力的示意图如图所示; （2）小球受到的推力大小为 mgsin훼。 的 sinF mg α=