2020届高三全国名校联考12月月考物理力和平衡简单应用试题及答案

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理力和平衡简单应用试题及 答案 1、（2020·江西省宜春市奉新县一中高三上学期第四次月考）一倾角为 30°的斜劈放在水平地面上，一物体沿 斜劈匀速下滑。现给物体施加如图所示力 F，F 与竖直方向夹角为 30°，斜劈仍静止，物体加速下滑，则此时地 面对斜劈的摩擦力为（　　　） A. 大小为零 B. 方向水平向右 C. 方向水平向左 D. 无法判断大小和方向 【答案】A 【解析】 ABCD．物体匀速下滑时，受重力、支持力和摩擦力，三力平衡，故支持力和摩擦力的合力与重力平衡，竖直向 上，根据牛顿第三定律得到物体对斜面体的作用力方向竖直向下，等于 mg；当加推力 F 后，根据 支持力和滑动摩擦力同比增加，故其合力的方向不变，根据牛顿第三定律，物体对斜面体的压力和滑动摩擦力的 合力方向也不变，竖直向下；故斜面体相对与地面无运动趋势，静摩擦力仍然为零，BCD 错误 A 正确。 故选 A。 2、（2020·陕西省高三第一次模拟考试）如图所示，在粗糙的水平面上放一质量为2kg 的物体，现用 F=8N 的力，斜向下推物体，力 F 与水平面成 角，物体与水平面之间的滑动摩擦系数为 μ=0.5，则 A. 物体对地面的压力为 24N f NF Fµ= 30B. 物体所受的摩擦力为 12N C. 物体加速度为 D. 物体将向右匀速运动 【答案】A 【解析】 受力分析如图所示，在竖直方向上，由平衡条件得 ，物体与水平地面间最大静摩擦力 ，水平方向上 ，由于 ，物体将静止不动，故物体所受的摩 擦力为静摩擦力 ，综上分析，正确答案为 A． 3、（2020·福建省厦门市双十中学高三上学期 12 月月考）如图所示，两相同小球 a，b 用轻弹簧 A，B 连接并悬 挂在天花板上保持静止，水平力 F 作用在 a.上并缓慢拉 a，当 B 与竖直方向夹角为 60°时 A，B 伸长量刚好相同， 若 A，B 的劲度系数分别为 k1，k2 则以下判断正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 26 /m s sin30 24NN F mg= °+ = max 12NF Nµ= = cos30 4 3NxF F= ° = maxxF F< 4 3Nxf F= = 1 2 1 2 k k = 1 2 3 1k k = 1 2 1 4 k k = 1 2 1 5 k k =令弹簧 A 的拉力为 F1，B 弹簧的拉力为 F2，a、b 球的质量为 m，先对 b 球受力分析，受重力和拉力，根据平衡 条件，有：F1=mg，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： F=2mgtan60°= 根据胡克定律，有：F1=k1△x，F2=k2△x，联立可得： A． 。故 A 错误。 B． 。故 B 错误。 C． 。故 C 正确。 D． 。故 D 错误。 故选 C。 4、（2020·福建省厦门市双十中学高三上学期 12 月月考）如图，轻杆上端可绕固定的水平光滑轴转动，下端固 定一质量为 的小球搁在质量为 的木板 上，木板置于光滑水平地面上，杆与竖直方向成 角，球与木 板间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．为将木板向右水平拉出，水平拉力 至少等于 　　 2 3mg 2 2 4cos60 mgF mg= =  1 2 1 4 k k = 1 2 1 2 k k = 1 2 3 1k k = 1 2 1 4 k k = 1 2 1 5 k k = m 2m M 30° 3 3 F ( )A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 对球受力分析如图所示，根据平衡方程有： 且 代入数据得： ； 由牛顿第三定律知： ． 3 3 mg 3 6 mg 3 2 mg 1 6 mg sinf T θ= cosT N mgθ + = f Nµ= 3 3T mg= 1 2N mg= 3 6f mg= 3 6F f mg= =A． ，与结论不相符，选项 A 错误； B． ，与结论相符，选项 B 正确； C． ，与结论不相符，选项 C 错误； D． ，与结论不相符，选项 D 错误； 5、（2020·河北省武邑中学高三上学期 12 月月考）如图所示，挡板垂直于斜面且固定在斜面上，一质量为 m 的 滑块放在斜面［其上表面呈弧形且左端最薄，一质量为 M 的球搁在当板与滑块上，一切摩 擦均不计,用平行于斜 面的拉力 F 拉住滑块,使球与滑块均静止，现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在档板与滑块上且 处于静止状态，则与原来相比 A. 滑块对球 弹力增大 B. 挡板对球 弹力不变 C. 斜面对滑块的弹力增大 D. 拉力 F 增大 【答案】D 【解析】 AB．对球进行受力分析，如图（a）所示： 的 的 3 3 mg 3 6 mg 3 2 mg 1 6 mg球只受三个力的作用，挡板对球的力 F1 方向不变，作出力的矢量图，挡板上移时，F2 与竖直方向夹角减小，最 小时 F2 垂直于 F1，可以知道挡板 F1 和滑块对球的作用力 F2 都减小．故 AB 不符合题意． CD．再对滑块和球一起受力分析，如图（b）所示，其中 FN=Gcosθ 不变，F+F1 不变，F1 减小，可以知道斜面对 滑块的支持力不变，拉力 F 增大．故 D 符合题意，C 不符合题意． 6、（2020·河北省武邑中学高三上学期 12 月月考）如图所示,刚性板放在竖直墙壁和挡板 K 之间,竖直墙壁和水平 面光滑,物体 P、Q 静止叠放在板上,此时物体 P 的上表面水平．若将 K 往右缓慢移动一小段距离后固定,整个装置 在新的位置仍保持静止,与原来的相比( ) A. 板对 P 的作用力不变 B. P 对板的压力变小 C. P 对 Q 的支持力减小 D. 水平地面受到的弹力变小 【答案】AC 【解析】AB．设板与水平地面的夹角为 α，以 PQ 整体为研究对象，分析受力情况如图 1：总重力 、板的支持力 和 摩擦力 ，板对 P 的作用力是支持力 和摩擦力 的合力.由平衡条件分析可以知道板对 P 的作用力大小与总 重力大小平衡，保持不变.又因为： α 减小， 增大.故 A 正确、B 错误. C．以 Q 为研究对象，Q 原来不受摩擦力，当将 K 往右缓慢移动一小段距离后，Q 受力情况如图 2，Q 受到摩擦 力，则 Q 受到的摩擦力将增大.支持力： 原来支持力等于重力,故支持力减小了；所以 C 正确. D．以板、P、Q 整体为研究对象，受力情况如图 3，则有水平地面的弹力 ，则水平地面受到的弹力将保 持不变.故 D 错误. 7、（2020·高三上学期 12 月月考）如图所示，两个大小不计质量均为 m 的物体 A、B 放置在水 平地面上，一根长为 L 不可伸长的轻绳两端分别系在两物体上，绳恰好伸直且无拉力，在绳的中点施加一个竖直 向上的拉力 F，使两物体慢慢靠近，直至两物体接触，已知两物体与水平地面间的动摩擦因素均为 ，则在两 物体靠近的过程中下列说法正确的是( ) A. 拉力 F 先增大后减小 B. 物体 A 所受的摩擦力不变 C. 地面对 A 物体的支持力先减小后增大 PQG 1N 1f 1N 1f 1 cosPQN G α= 1N 2 cosQN G α= N G= 3 3D. 当两物体间的距离为 时，绳上的拉力最小 【答案】D 【解析】 A. 设两根绳子之间的夹角为 α，对结点 O 受力分析如图甲所示，由平衡条件得： 再对任一球（如右球）受力分析如图乙所示，球刚好滑动的临界条件是： 又因为 联立解得： 当两个物体逐渐靠近的过程中，α 角逐渐减小，拉力 F 增大，故 A 错误； BCD. 设绳子与地面夹角为 θ 时绳子拉力最小，根据平衡条件可得： F1cosθ=f=μ（mg-F1sinθ） 解得 3 2 L 1 2 2cos 2 FF F α= = 2 sin 2 NF F α µ= 2 cos 2 NF F G α + = 2 2 tan tan2 2 G mgF µ µ α αµ µ = = + +令 则 β=60°，所以有： 当 β+θ=90° 时 F1 最小，此时 θ=30°，两物体相距 由于绳子拉力先变小再变大，所以摩擦力 f=F1cosθ θ 一直增大，所以摩擦力一定是变力，以整体为研究对象，拉力 F 一直增大，竖直方向受力平衡，则地面对两个 物体的支持力一直减小，故 BC 错误 D 正确。 8、（2020·江西省宜春市奉新县一中高三上学期第四次月考）如图所示为竖直黑板，下边为黑板的水平槽，现有 一三角板 ABC，∠C＝30°.三角板上 A 处固定一大小不计的滑轮．现让三角板竖直紧靠黑板，BC 边与黑板的水平 槽重合，将一细线一端固定在黑板上与 A 等高的 Q 点，另一端系一粉笔头(可视为质点)．粉笔头最初与 C 重合， 且细线绷紧．现用一水平向左的力推动三角板向左移动，保证粉笔头紧靠黑板的同时，紧靠三角板的 AC 边，当 三角板向左移动的过程中，粉笔头会在黑板上留下一条印迹．关于此印迹，以下说法正确的是(　　) 1 2 2 2 cos sin 11 cos sin 1 1 mg mgF µ µ θ µ θ µµ θ θ µ µ = =+    + + + +  2 1sin 1 β µ = + 1 2 1sin( ) mgF µ µ β θ = + + 32 cos2 2 Lx Lθ= × =A. 若匀速推动三角板，印迹为一条直线 B. 若匀加速推动三角板，印迹为一条曲线 C. 若变加速推动三角板，印迹为一条曲线 D. 无论如何推动三角板，印迹均为直线，且印迹与 AC 边成 75°角 【答案】AD 【解析】 ABC．在三角板向左移动的过程中，粉笔头沿 AC 边向上运动，且相对于黑板水平方向向左运动，由于两个分运 动的速度始终相等，故粉笔头的印迹为一条直线，如图中 CD 所示: 则 A 正确，BC 错误； D．根据图中的几何关系可得，∠ACD＝∠ADC＝ ＝75°，D 正确． 故选 AD. 9、（2020·甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）如图所示，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．已知质量 mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由 45°增大到 60°，但 物体仍保持静止，下列说法正确的是 A. 绳子的张力增大 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. 滑轮受到绳子的作用力保持不变 180 30 2 ° °−【答案】C 【解析】 物体 B 受竖直向下的重力 mg 和竖直向上的绳子拉力 T，由二力平衡得到： T=mg； 以物体 A 为研究对象，物体 A 受力如下图所示： A 静止，处于平衡状态，由平衡条件得： f+T-2mgsin45°=0 N-2mgcos45°=0 解得： f=2mgsin45°-T=2mgsin45°-mg N=2mgcos45° 当由 45°增大到 60°时，f 不断变大，N 不断变小； A．绳子张力 T=mg 保持不变，故 A 错误； B．物体 A 对斜面 压力 N′=N=2mgcosθ 将变小，故 B 错误； C．摩擦力变大，故 C 正确； D．绳子的拉力不变，但是滑轮两边绳子的夹角减小，则滑轮受到绳子的作用力变大，选项 D 错误 的