高考物理一轮复习真题模型再现1 斜面体模型Word格式.docx

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（3）斜面中的“连接体模型”

2.模型解法

（1）注意斜面的几何特点，尤其是斜面的角度关系的应用。

（2）利用共点力的平衡条件、牛顿运动定律、匀变速运动规律以及功能关系列方程。

（3）注意整体法与隔离法、合成法、正交分解法等物理方法的应用。

2015·

新课标全国卷Ⅰ第20题

受力分析、运动的图象、牛顿第二定律

新课标全国卷Ⅱ第25题

受力分析、滑动摩擦力、匀变速直线运动、牛顿运动定律

2016·

新课标全国卷Ⅰ第24题

安培力、物体的平衡、欧姆定律、法拉第电磁感应定律

【预测1】（多选）（2017·

广东省百校联盟高三第一次联考）如图13所示，地面上固定一个斜面，斜面上叠放着A、B两个物块并均处于静止状态。

现对物块A施加一斜向上的力F作用，A、B两个物块始终处于静止状态。

则木块B的受力个数可能是（　　）

图13

A.3个B.4个

C.5个D.6个

解析　对A受力分析可得，A受竖直向下的重力、斜向左上方的拉力F、竖直向上的支持力及水平向右的摩擦力，对B受力分析可得，B受重力、A对B的压力、斜面的支持力、A对B向左的摩擦力，且斜面若对B没有摩擦力则B受到4个力，若斜面对B有摩擦力则B受5个力，选项A、D错误，B、C正确。

答案　BC

【预测2（2017·

天津静海区模拟）如图14甲所示，一物块放在粗糙斜面体上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面体和物块始终处于静止状态，当F按图乙所示规律变化时，物块与斜面体间的摩擦力大小变化规律可能是图中的（　　）

图14

解析　在t0时刻F为零，t0以后摩擦力和重力沿斜面向下的分力等大、反向，摩擦力恒定不变，故A、B错误；

若刚开始F>

mgsinθ，此时有F＝mgsinθ＋Ff，随着F的减小，摩擦力也在减小，当F＝mgsinθ时，摩擦力减小到零，F继续减小，有F＋Ff＝mgsinθ，则摩擦力增大，当F减小到零后Ff＝mgsinθ，摩擦力恒定不变，这种情况下，摩擦力先减小后增大；

若刚开始F<

mgsinθ，有F＋Ff＝mgsinθ，随着F的减小摩擦力在增大，当F减小到零后Ff＝mgsinθ，摩擦力恒定不变，这种情况下，摩擦力先增大，然后不变，故C错误，D正确。

答案　D

【预测3】（2017·

河北衡水中学一调）将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间夹角为θ，一光滑轻环套在杆上。

一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上，用另一轻绳通过滑轮系在轻环上，用手拉住轻绳另一端并使OP恰好在竖直方向，如图15所示。

现水平向右拉绳，当轻环重新静止不动时，OP绳与天花板之间的夹角为（　　）

图15

A.90°

B.45°

C.θD.45°

＋

解析　对轻环Q进行受力分析如图甲，则只有绳子的拉力垂直于杆时，绳子的拉力沿杆的方向没有分力，轻环重新静止不动，由几何关系可知，PQ绳与竖直方向之间的夹角是θ。

对滑轮进行受力分析如图乙，由于滑轮的质量不计，则OP对滑轮的拉力与两段绳子上拉力的合力大小相等，方向相反，所以OP的方向一定在两段绳子夹角的角平分线上，由几何关系得OP与竖直方向之间的夹角β＝－θ＝45°

－，则OP与天花板之间的夹角为90°

－β＝45°

＋，故选项D正确。

课时跟踪训练

一、选择题（1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题）

1.（2017·

江西南昌调研）已知直升机飞行时所受的空气阻力与其运动方向相反，当其水平匀速飞行时，需调整旋翼的旋转平面使其与前进方向成某一角度α（如图1所示）。

若空气对旋翼产生的升力垂直于旋翼旋转的平面，直升机重力为G，则直升机匀速向前飞行时，空气对旋翼的升力大小为（　　）

图1

A.GB.

C.D.

解析　直升机匀速向前飞行时，对飞机受力分析，由平衡条件可知空气对旋翼的升力大小为F＝，B正确。

答案　B

2.一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置（如正面图）。

现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角（如侧面图）的位置。

如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是（以下选项中各图，均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画）（　　）

图2

解析　对导体棒受力分析可知，导体棒受到的安培力与重力和绳子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定则可以判断出磁场的方向范围，故C正确。

答案　C

3.如图3所示，质量为2kg的物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，水平地面足够大。

t＝0时，物体以2m/s的初速度向右运动，同时对物体施加一个水平向左的大小恒为2N的拉力F，向右为正方向，取g＝10m/s2，则在t＝0之后（　　）

图3

A.物体所受摩擦力不会变化

B.物体所受摩擦力会由－4N变为＋2N

C.物体所受摩擦力会由－4N变为－2N

D.物体所受摩擦力会由＋4N变为＋2N

解析　分析摩擦力问题的关键是弄清楚是滑动摩擦力还是静摩擦力，由题意知，刚开始物体向右运动，所以物体受到向左的滑动摩擦力为－4N；

又因为t＝0时，物体受到向左的水平恒力，所以物体会向右做匀减速直线运动直到速度为0；

之后水平恒力小于最大静摩擦力，故物体受到向右的静摩擦力，与水平恒力等大反向，大小为＋2N，选项B正确。

4.（2017·

洛阳市高三第一次统考）如图4甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°

的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（规定图甲中B的方向为正方向），导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平拉力作用下始终处于静止状态，规定a―→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力的正方向，则在0～t1时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平拉力F随时间t变化的图象是（　　）

图4

解析　在0～t1时间内，磁感应强度变化率＝，由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势恒定，感应电流恒定，选项A、B错误；

根据楞次定律可判断出ab中感应电流方向为b指向a，导体棒所受安培力F安＝BIL，0～t0时间内，F安斜向下右方，随时间均匀减小，t0～t1时间内，F安斜向左上方，随时间均匀增大，由平衡条件可知，导体棒所受水平拉力F时刻与F安在水平方向上的分力等大反向，选项D正确，C错误。

5.如图5所示，在水平地面上放置一个质量为M的斜面体（斜面光滑），斜面体上放置一个质量为m的物块，物块与固定在墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行。

若物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，则图中画出的关于地面对斜面体的摩擦力Ff与时间t的关系图象正确的是（　　）

图5

解析　设斜面体M的倾角为θ，以物块m为研究对象，可知斜面体对m的支持力为FN＝mgcosθ，以斜面体M为研究对象，经受力分析可知地面对斜面体的摩擦力为Ff＝FNsinθ＝mgsinθcosθ＝mgsin2θ，故选项C正确。

6.（2017·

河北保定二模）如图6所示，两根刚性轻杆上端由自由旋转轴A连接，轻杆下端固定一根自然伸长的匀质轻弹簧，围成边长为L的等边三角形ABC，将此装置竖直放在光滑水平面上，在轴A处施加竖直向下的、大小为F的作用力，弹簧被拉伸一定长度，若此时弹簧弹力大小恰为，则弹簧的劲度系数为（　　）

图6

A.B.

解析　设F与AB的夹角为α，F作用在AB杆上的分力为F′，则2F′cosα＝F，F′sinα＝kx＝，两式联立解得tanα＝1，所以平衡时AB与AC垂直。

由几何知识可得弹簧的伸长量为x＝L－L，由＝kx，解得k＝，故B正确。

7.（2017·

昆明模拟）如图7所示，有两条和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根质量为m的金属杆（内阻不计）从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间，金属杆的速度达到最大速度vm，则（　　）

图7

A.如果B变大，vm将变大

B.如果α变大，vm将变大

C.如果R变大，vm将变大

D.如果m变小，vm将变大

解析　当金属杆匀速运动时速度最大，对金属杆受力分析，由平衡条件得mgsinα－BIl＝0，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得I＝，解得vm＝，分析得B、C正确。

8.把a、b两个完全相同的导体小球分别用长为l的绝缘细线拴接，小球质量均为m。

先让a球带上＋q的电荷量并悬挂于O点，如图8所示。

现将不带电的小球b也悬挂于O点（图中未画出），两球接触后由于静电斥力分开，平衡时两球相距l。

已知重力加速度为g，静电力常量为k，带电小球可视为点电荷。

关于a球所受的静电力大小F及O点处的场强大小E下列正确的是（　　）

图8

A.F＝mgB.F＝mg

C.E＝D.E＝

解析　对平衡时的a球受力分析如图所示，由正交分解法可得FTsin60°

＝mg，FTcos60°

＝F，联立解得F＝mg，选项A正确，B错误；

两小球接触后电荷量会平分，则每个小球的电荷量都为＋，由点电荷的场强公式可得Ea＝Eb＝k＝，由平行四边形定则可得E＝2Eacos30°

＝，选项C错误，D正确。

答案　AD

9.在如图9所示的装置中，两物块A、B的质量分别为mA、mB，而且mA＞mB，整个系统处于静止状态，设此时动滑轮右端的轻绳与水平面之间的夹角为θ，若小车向左缓慢移动一小段距离并停下来后，整个系统再次保持静止状态，则下列说法正确的是（　　）

图9

A.物块A的位置将变高

B.物块A的位置将变低

C.轻绳与水平面的夹角θ将变大

D.轻绳与水平面的夹角θ将不变

解析　当小车向左缓慢移动一小段距离后，轻绳所受到的拉力大小不变，以轻质动滑轮与轻绳的接触点O为研究对象，分析O点的受力情况，作出O点的受力分析图如图所示，设绳子的拉力大小为F，两绳子的夹角为2α，由于动滑轮两侧绳子的拉力关于竖直方向有对称性，则有2Fcosα＝mBg，由于F＝mAg保持不变，由此可知，α角保持不变，由几何知识可得，α＋θ＝90°

，则θ保持不变，当小车向左缓慢移动一小段距离后，动滑轮将下降，则物块A的高度增大，故选项A、D正确，B、C错误。

10.（2017·

天津理综，8）如图10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、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，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（　　）

图10

A.绳的右端上移到b′，绳子拉力不变

B.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

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l＝la＋lb，两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β，受力分析如图所示。

绳子中各部分张力相等，Fa＝Fb＝F，则α＝β。

满足2Fcosα＝mg，d＝lasinα＋lbsinα＝lsinα，即sinα＝，F＝，d和l均不变，则sinα为定值，α为定值，cosα为定值，绳子的拉力保持不变，故A正确，C错误；

将杆N向右移一些，d增大，则sinα增大，cosα减小，绳子的拉