高考物理总复习学案《力与运动》典型题汇编含答案Word下载.docx
《高考物理总复习学案《力与运动》典型题汇编含答案Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习学案《力与运动》典型题汇编含答案Word下载.docx（98页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
C．mD．2m
选C
如图所示，由于不计摩擦，线上张力处处相等，且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心。
由于a、b间距等于圆弧半径，则∠aOb＝60°
，进一步分析知，细线与aO、bO间的夹角皆为30°
。
取悬挂的小物块研究，悬挂小物块的细线张角为120°
，由平衡条件知，小物块的质量与小球的质量相等，即为m。
故选项C正确。
4．[多选]（2017·
全国Ⅰ卷T21）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α。
现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。
在OM由竖直被拉到水平的过程中（）
A．MN上的张力逐渐增大
B．MN上的张力先增大后减小
C．OM上的张力逐渐增大
D．OM上的张力先增大后减小
选AD设重物的质量为m，绳OM中的张力为T，绳MN中的张力为TMN。
开始时，T＝mg，TMN＝0。
由于缓慢拉起，则重物一直处于平衡状态，两绳张力的合力与重物的重力mg等大、反向。
对重物受力分析如图所示，已知角α不变，在绳MN缓慢拉起的过程中，角β逐渐增大，则角（α－β）逐渐减小，但角θ不变，在三角形中，利用正弦定理得：
＝，（α－β）由钝角变为锐角，则TOM先增大后减小，选项D正确；
同理知＝，在β由0变为的过程中，TMN一直增大，选项A正确。
5.[多选]（2016·
全国Ⅰ卷T19）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
选BD因为物块b始终保持静止，所以绳OO′的张力不变，连接a和b的绳的张力也不变，选项A、C错误；
拉力F大小变化，F的水平分量和竖直分量都发生变化，由共点力的平衡条件知，物块b受到的支持力和摩擦力在一定范围内变化，选项B、D正确。
6.（2016·
全国Ⅱ卷T14）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（）
A．F逐渐变大，T逐渐变大
B．F逐渐变大，T逐渐变小
C．F逐渐变小，T逐渐变大
D．F逐渐变小，T逐渐变小
选A
以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，则绳OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项A正确。
题型
（一）共点力作用下的静态平衡问题
高考定位：
常考题型,解题关键：
重在恰当选取研究对象，正确进行受力分析
[必备知能]
1．受力分析的一般步骤
2．整体思维法和隔离思维法对比
整体
思维法
原则
只涉及系统外力，不涉及系统内部物体之间的相互作用
条件
系统内的物体具有相同的运动状态
优、缺点
利用此法解题一般比较简单，但不能求内力
隔离
分析系统内某个物体的受力情况
优点
系统内物体受到的内力、外力均能求
3.掌握求解共点力平衡问题的常用方法
常用方法包括力的合成法、分解法及正交分解法，应用实例如下：
[演练冲关]
1．（2017·
广东肇庆模拟）设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点（可看成球形）的横截面积S成正比，与下落速度v的二次方成正比，即f＝kSv2，其中k为比例常数，且雨点最终都做匀速运动。
已知球的体积公式为V＝πr3（r为半径），若两个雨点的半径之比为1∶2，则这两个雨点的落地速度之比为（）
A．1∶B．1∶2
C．1∶4D．1∶8
选A当雨点做匀速直线运动时，重力与阻力相等，即f＝mg，故k×
πr2×
v2＝mg＝ρ×
πr3g，即v2＝，由于两个雨点的半径之比为1∶2，则落地速度之比为1∶，选项A正确。
2.
（2018届高三·
河南中原九校联考）如图所示，重6N的木块静止在倾角θ＝30°
的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向、大小等于4N的力F推木块，木块仍能保持静止，则木块所受的摩擦力大小是（）
A．3NB．4N
C．5ND．6N
选C对木块受力分析，受推力F、重力G、支持力N和静摩擦力f，将重力按照作用效果分解为沿斜面向下的分力F′＝Gsinθ＝3N和垂直斜面向下的分力Gcosθ＝3N，在与斜面平行的平面内，如图所示，摩擦力大小f＝＝N＝5N，故C正确。
3.（2017·
辽宁庄河高级中学检测）如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均静止，细绳与滑轮间的摩擦不计，已知细绳与竖直杆间的夹角为θ，A、B的质量分别为mA、mB，则（）
A．mA>
mB
B．mA<
C．杆对B的弹力大小为mAgsinθ
D．杆对B的摩擦力大小为mAgcosθ
选C对A分析可知，细绳拉力T＝mAg，再对B进行受力分析可知，水平方向：
Tsinθ＝N，故杆对B的弹力大小为mAgsinθ，选项C正确；
竖直方向：
Tcosθ＋f＝mBg，因无法判断摩擦力的方向，故无法判断A、B的质量的大小，选项A、B错误；
由以上各式可知杆对B的摩擦力的大小为f＝|mAgcosθ－mBg|，选项D错误。
题型
（二）共点力作用下的动态平衡问题
重在依据不变量与自变量的关系，确定解题方法
[典例示法]
[典例]如图所示，小球用细绳系住，细绳的另一端固定于O点。
现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及细绳对小球的拉力FT的变化情况是（）
A．FN先减小后增大B．FN不断减小
C．FT不断增大D．FT先减小后增大
1．用水平力缓慢推动斜面体时，小球在斜面上处于动态平衡状态，要注意对关键词“缓慢”的理解。
2．小球在斜面上无摩擦滑动过程中，小球受重力、斜面支持力、细绳拉力；
其中重力不变，支持力FN方向不变，拉力FT大小和方向均变。
[方法一]解析法先对小球进行受力分析，如图甲，小球受到重力mg、支持力FN、拉力FT的作用，设细绳与水平方向的夹角为β，斜面的倾角为α，由平衡条件得：
FNcosα＋FTsinβ＝mg，FNsinα－FTcosβ＝0，联立解得：
FT＝，FN＝。
用水平力F缓慢推动斜面体，β一直减小直至接近0。
由题图易知，起始时刻β>
α，当β＝α时，cos（β－α）＝1，FT最小，所以FT先减小后增大。
β一直减小直至接近0，tanβ不断减小，FN不断增大，选项D正确。
[方法二]图解法由于用水平力F缓慢推动斜面体，故小球处于动态平衡状态。
小球受到大小方向均不变的重力、方向不变的斜面支持力、方向大小均变化的细绳的拉力，三个力构成封闭的三角形，画出小球受力示意图如图乙所示。
当细绳与斜面平行时，细绳拉力FT2与支持力方向垂直，细绳拉力最小。
当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，细绳拉力为FT4，所以FT先减小后增大，而此过程中斜面对小球的支持力FN一直增大，选项D正确。
[答案]D
1．本题属于典型的三力动态平衡问题，当其中一个力（如重力）恒定，另一个力（如FN）方向已知时，最快捷的求解方法就是图解法。
2．运用图解法分析求解动态平衡问题的基本思路：
受力分析，化动为静，静中求动。
如本题，小球受三个力作用而平衡，表示这三个力的矢量线段必组成封闭矢量三角形，按恒力→方向恒定的力→变力的顺序作矢量三角形，然后引入变化因素确定各力的变化情况。
3．处理动态平衡问题时，往往涉及“临界”和“极值”问题，分析求解此类问题的关键是找出“临界”和“极值”条件，结合数学知识进行求解。
4.（2017·
合肥第一中学模拟）将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再将细线悬挂于O点，如图所示，用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持为θ＝30°
，则F达到最小值时，细线Oa的拉力为（）
A.mg
B．mg
C.mg
D.mg
选A以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图如图所示，根据平衡条件得知：
F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与细线Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为F＝2mgsinθ＝mg，T＝2mgcosθ＝mg，A正确。
5.[多选]（2018届高三·
广东五校协作体联考）如图所示，物体A、B用细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮。
物体A静止在倾角为45°
的粗糙斜面上，物体B悬挂着。
已知质量mA＝3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°
减小到30°
，那么下列说法中正确的是（）
A．弹簧的弹力将增大
B．物体A对斜面的压力将增大
C．物体A受到的静摩擦力将减小
D．物体A可能被拉动
选BC对物体B受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到：
T＝mBg，则知弹簧的弹力不变，故A错误；
当斜面倾角为45°
时有3mBgsin45°
－mBg＝f1，当斜面倾角为30°
时有3mBgsin30°
－mBg＜f1，可见物体A并未被拉动，而且受到的静摩擦力将减小，故D错误，C正确；
物体A对斜面的压力为：
N＝mAgcosθ，θ减小，N将增大，故B正确。
6.
[多选]城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂，如图是这一类结构的简化模型。
图中轻杆OB可以绕过B点且垂直于纸面的轴自由转动，钢索OA和杆OB的质量都可以忽略不计，设悬挂物的重力为G，∠ABO＝90°
，AB>
OB。
某次产品质量检测和性能测试中保持A、B两点不动，只改变钢索OA的长度，关于钢索OA的拉力F1和杆OB上的支持力F2的变化情况，下列说法正确的有（）
A．从图示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1先减小后增大
B．从图示位置开始缩短钢索OA，杆OB上的支持力F2大小不变
C．从图示位置开始伸长钢索OA，钢索OA的拉力F1增大
D．从图示位置开始伸长钢索OA，杆OB上的支持力F2先减小后增大
选BC设钢索OA的长度为L，杆OB的长度为R，A、B两点间的距离为H，根据相似三角形知识可知＝＝，所以从题图图示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1减小，杆OB上的支持力F2大小不变，选项A错误，B正确；
从题图图示位置开始伸长钢索OA，钢索OA的拉力F1增大，杆OB上的支持力F2大小不变，选项C正确，D错误。
题型（三）电磁场中的平衡问题
预测题型,解题关键：
跟纯力学平衡问题对比，多了电场力或安培力或洛伦兹力
[必备知能]
1．电学中的常见力
2．处理电学中平衡问题的方法
与纯力学问题的分析方法大致相同，具体如下：
7．（2017·
长春外国语学校检测）a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋3q和－q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是（）
选D由题意知，a球带正电，受到的电场力水平向左，b球带负电，受到的电场力水平向右。
以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为2qE，方向水平向左，受力分析如图，则上面细线应向左偏转，设上面细线与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得tanα＝＝，以b球为研究对象，受力分析如图。
设a、b间的细线与竖直方向的夹角
为β，则由平衡条件得tanβ＝，得到α＝β，所以根据几何知识可知，b球在悬点的正下方，故D正确。
8.
（2017·
重庆检测）如图所示，在倾角为30°
的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中电流为I，电流方向垂直纸面向外。
要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为（）
A.B.
选A导体棒受三个力平衡，重力为恒力，支持力的方向不变，安培力为大小和方向不确定的力；
由动态平衡知，当安培力平行于斜面向上时安培力最小，则B最小，即BIL＝mgsin30°
，B＝，由题图所示电流方向及左手定则易知，B的方向垂直于斜面向下，故A正确。
[选择题保分练]力与物体平衡
辽宁本溪中学模拟）如图所示，上表面为光滑曲面的物体静置于水平地面上，一滑块从曲面底端受水平力作用缓缓地沿曲面向上滑动一小段的过程中，曲面始终静止不动，则地面对物体的摩擦力f和地面对物体的支持力N大小变化的情况是（）
A．f增大，N减小B．f变小，N不变
C．f增大，N不变D．f不变，N不变
选C对滑块受力分析，滑块受重力、水平力与支持力，因处于平衡状态，依据力的合成法则及平衡条件，可知水平力在增大，再将物体与滑块作为整体受力分析，处于平衡状态，那么竖直方向与水平方向均处于平衡状态，因此地面对物体的支持力N大小不变，而地面对物体的摩擦力f随着水平力的增大而增大，故C正确。
2.（2017·
山东潍坊实验中学检测）如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ处于匀强磁场中，垂直于导轨放入一根质量为m、接入导轨间的电阻为R的金属棒ab，匀强磁场磁感应强度大小为B，方向与水平面的夹角为θ，垂直于ab棒且指向右斜上方。
导轨宽度为L，M和P之间接入电流恒为I的直流电源（不计内阻），导轨与ab棒间的动摩擦因数为μ，当ab棒静止时，ab棒受到的摩擦力的大小为（）
A．BILsinθB．BILcosθ
C．μ（mg－BILsinθ）D．μ（mg＋BILsinθ）
选A根据左手定则可知，ab棒所受的安培力方向垂直于ab棒斜向左上方，其受力截面图为：
由题意可知，Ff－Fsinθ＝0，F＝BIL，解得Ff＝BILsinθ，故A正确。
3.
湖南师范大学附中检测）表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O′处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所示。
两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L1＝2.4R和L2＝2.5R，设这两个小球的质量之比为，小球与半球之间的压力之比为，以下说法正确的是（）
A.＝B.＝
C.＝1D.＝
选B先以左侧小球为研究对象，分析受力如图所示：
受重力m1g、细绳的拉力T和半球的支持力N1。
由平衡条件知，拉力T和支持力N1的合力与重力m1g大小相等，方向相反。
设OO′＝h，根据相似三角形得：
＝＝，同理对右侧小球有：
＝＝，解得：
m1g＝，m2g＝，N1＝，N2＝，所以m1∶m2＝25∶24，N1∶N2＝25∶24，故B正确。
湖南衡阳第八中学月考）如图所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c处，绳长为L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳两端夹角为120°
若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内，若重力加速度大小为g，对于上述两种情况，下列说法正确的是（）
A．轻绳的弹力大于mgB．轻绳的弹力小于mg
C．橡皮筋的弹力大于mgD．橡皮筋的弹力小于mg
选D设两木桩间的距离为s，轻绳的总长度为L，静止时轻绳两端夹角为120°
，由于物体A所受拉力的合力方向竖直向上且大小为mg，根据矢量的合成可知，两个分力和mg的大小是相等的。
故轻绳的弹力大小为mg，故A、B错误；
若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，两木桩间的距离s不变，所以物体A静止后橡皮筋之间的夹角一定小于120°
，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的弹力小于mg，故C错误，D正确。
5.（2018届高三·
兰州第一中学摸底）如图所示，穿在一根光滑固定杆上的球A、B通过一条跨过定滑轮的细绳连接，杆与水平方向成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则下列说法正确的是（）
A．A可能受到2个力的作用
B．B可能受到3个力的作用
C．A、B的质量之比为tanθ∶1
D．A、B的质量之比为1∶tanθ
选D对A受力分析可知，A受到重力、绳子的拉力以及杆对A的弹力，三个力的合力为零，选项A错误；
对B受力分析可知，B受到重力和绳子的拉力，两个力合力为零，杆对B没有弹力，否则B不可能平衡，选项B错误；
分别对A、B分析，运用合成法，如图：
根据共点力平衡条件，得：
T＝mBg，＝，故mA∶mB＝1∶tanθ，选项C错误，D正确。
6.[多选]（2017·
贵阳第一中学检测）如图所示，一轻质细绳一端固定在O点，另一端通过一光滑动滑轮P和一光滑定滑轮Q系一质量为m2的物块B，物块B置于斜面体C上，定滑轮Q固定在斜面体C的顶点，斜面体C位于水平地面上。
动滑轮P上挂一质量为m1的物块A，开始时，A、B、C均处于静止状态，现将C沿水平地面向右缓慢移动一小段距离，此过程中B相对于C未滑动，系统再一次处于平衡状态时，下列说法正确的是（）
A．细绳对O点的拉力一定增大
B．C对B的摩擦力一定增大
C．地面对C的摩擦力一定增大
D．地面对C的支持力一定增大
选AC由题意知，OP与PQ间细绳的夹角变大，而合力不变，细绳拉力增大，故A正确；
C对B的摩擦力的方向不确定，大小可能增大，可能减小，故B错误；
对B、C整体而言，PQ间细绳的拉力沿水平方向的分力等于地面对C的摩擦力，故地面对C的摩擦力一定增大，故C正确；
PQ间细绳的拉力在竖直方向的分力不变，对B、C整体分析易知，地面对C的支持力不变，故D错误。
7.[多选]（2017·
安徽淮北第一中学模拟）如图所示，M、N两物体叠放在一起，在恒力F作用下，一起沿竖直墙向上做匀加速直线运动，则关于两物体受力情况的说法正确的是（）
A．物体M一定受到4个力
B．物体N可能受到4个力
C．物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力
D．物体M与N之间一定有摩擦力
选ADM、N两物体一起向上做匀加速直线运动，合力竖直向上，对M、N整体进行受力分析，受到重力和恒力F，墙对M没有弹力，否则合力不能竖直向上，也就不可能有摩擦力；
对N进行受力分析，得：
N受到重力、M对N的支持力，这两个力的合力不能竖直向上，所以还受到M对N沿斜面向上的静摩擦力，一共3个力；
N也给M一个沿斜面向下的静摩擦力，再对M进行受力分析，得：
M受到重力、恒力F、N对M的压力以及N给M沿斜面向下的静摩擦力，一共4个力，故A、D正确，B、C错误。
8.[多选]（2017·
黑龙江大庆中学检测）如图所示，一根轻绳上端固定在O点，下端拴一个重量为G的小球，开始时轻绳处于竖直状态，轻绳所能承受的最大拉力为2G，现对小球施加一个方向始终水平向右的力F，使小球缓慢地移动，则在小球缓慢地移动过程中，下列说法正确的是（）
A．力F逐渐增大
B．力F的最大值为G
C．力F的最大值为2G
D．轻绳与竖直方向夹角最大值θ＝30°
选AB对小球受力分析，如图甲：
由平衡条件得：
F＝mgtanθ，θ逐渐增大，则F逐渐增大，故A正确；
如图乙，小球缓慢地移动过程中，θ逐渐增大，T的最大值为2G，此时可得cosθ＝＝，θ＝60°
，此时F达到最大值为：
G，故B正确，C、D错误。
高考研究
（二）聚焦选择题考法——力与直线运动
1.
[多选]（2016·
全国Ⅰ卷T21）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其vt图象如图所示。
已知两车在t＝3s时并排行驶，则（）
A．在t＝1s时，甲车在乙车后
B．在t＝0时，甲车在乙车前7.5m
C．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2s
D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
选BD由题图知，甲车做初速度为0的匀加速直线运动，其加速度a甲＝10m/s2。
乙车做初速度v0＝10m/s、加速度a乙＝5m/s2的匀加速直线运动。
3s内甲、乙车的位移分别为：
x甲＝a甲t32＝45m，x乙＝v0t3＋a乙t32＝52.5m，由于t＝3s时两车并排行驶，说明t＝0时甲车在乙车前，Δx＝x乙－x甲＝7.5m，选项B正确；
t＝1s时，甲车的位移为5m，乙车的位移为12.5m，由于甲车的初始位置超前乙车7.5m，则t＝1s时两车并排行驶，选项A、C错误；
甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5m－12.5m＝40m，选项D正确。
2．[多选]（2016·
全国Ⅰ卷T18）一质点做匀速直线运动。
现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（）
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点单位时间内速率的变化量总是不变
选BC质点原来做匀速直线运动，说明所受合外力为0，当对其施加一恒力后，恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定，则质点可能做直线运动，也可能做曲线运动，但加速度的方向一定与该恒力的方向相同，选项B、C正确。
3．[多选]（2016·
全国Ⅱ卷T19）两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。
两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。
若它们下落相同的距离，则（）
A．甲球
升级会员 