2013最新题库大全2008-2012年高考物理试题分项 专题03 力和运动

1 20122012 年高考试题分项解析年高考试题分项解析 力和运动力和运动 2012 2012 上海 上海 20 如图 质量分别为mA和mB的两小球带 有同种电荷 电荷最分别为qA和qB 用绝缘细线悬挂在天 花板上 平衡时 两小球恰处于同一水平位置 细线与竖直 方向间夹角分别为 1与 2 1 2 两小球突然失去 各自所带电荷后开始摆动 最大速度分别vA和vB 最大动能分别为EkA和EkB 则 A mA一定小于mB B qA一定大于qB C vA一定大于vB D EkA一定大于EkB 2 2012 2012 上海 上海 14 如图 竖直轻质悬线上端固定 下端与均质硬棒AB中点连接 棒长 为线长二倍 棒的A端用铰链固定在墙上 棒处于水平状态 改变悬线长度 使线与棒的 连接点逐渐右移 并保持棒仍处于水平状态 则悬线拉力 A 逐渐减小 B 逐渐增大 C 先减小后增大 D 先增大后减小 2012 2012 上海 上海 18 位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下 做速度为v1的匀速运动 若作用力变为斜向上的恒力F2 物体做速度为v2的匀速运动 且F1与F2功率相同 则可 能有 A F2 F1 v1 v2 3 B F2 F1 v1F1 v1 v2 D F2 F1 v1F2 F3 B F3 F1 F2 C F2 F1 F3 D F3 F2 F1 答案 答案 B 解析 解析 由于在 F1 F2和 F3三力作用下保持静止 合力为零 现力 F1与 F2垂直 根据 力的平行四边形定则由角度及几何关系可得 F3 F1 F2 B 正确 2 2 20112011 福建 福建 如图 一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后 两端分别悬挂质量为 图 5 P F1 F2 F3 300 600 9 和的物体和 若滑轮有一定大小 质量为且分布均匀 滑轮转动时与绳之间 1 m 2 mABm 无相对滑动 不计滑轮与轴之间的磨擦 设细绳对和的拉力大小分别为和 已AB 1 T 2 T 知下列四个关于的表达式中有一个是正确的 请你根据所学的物理知识 通过一定的分 1 T 析判断正确的表达式是 A 21 1 12 2 2 mm m g T mmm B 12 1 12 2 4 mm m g T mmm C 21 1 12 4 2 mm m g T mmm D 12 1 12 4 4 mm m g T mmm 答案 C 解析 此题考查对物理知识的灵活运用和对表达式的判断能力 若 系统将处 1 m 2 m 于静止状态 由已有物理知识可知 m1g 将 代人四个表达式中 满足 m1g 的 1 T 1 m 2 m 1 T 即为正确的 据此可判断表达式 C 正确 3 3 2012011 1 海南 海南 如图 墙上有两个钉子a和b 它们的连线与水平方 向的夹角为 45 两者的高度差为l 一条不可伸长的轻质细绳一端固定 于 a 点 另一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 m1的重物 在绳子距 a 端 得 c 点有一固定绳圈 若绳圈上悬挂质量为 m2的钩码 平衡后绳的 ac 2 l 段正好水平 则重物和钩码的质量比为 1 2 m m A B 2C D 5 5 2 2 答案 C 解析 挂上质量为 m2的钩码后 依题 意得 c 点变成在如图 1 所示 位置 对 c 处的绳圈受力分析如图 2 所示 由共点力 平衡条件与几何关系可得 选 C 2 5 2 22 2 1 l l l gm gm 4 4 20112011 江苏 江苏 如图所示 石拱桥的 10 正中央有一质量为 m 的对称楔形石块 侧面与竖直方向的夹角为 重力加速度为 g 若接 触面间的摩擦力忽略不计 则石块侧面所受弹力的大小为 A B 2sin mg 2s mg co C D 1 tan 2 mg 1 t 2 mgco 答案 A 解析 本题考查受力分析 共点力平衡 对楔形石块受力分析如图 石块处于平衡 状态 则有 解得 A 项正确 mgN sin2 sin2 mg N 5 5 20112011 江苏 江苏 如图所示 甲 乙两同学从河中 O 点出发 分别沿直线游到 A 点和 B 点后 立即沿原路线返回到 O 点 OA OB 分别与水流方向平行和垂直 且 OA OB 若水 流速度不变 两人在靜水中游速相等 则他们所用时间 t甲 t乙的大小关系为 A t甲 t乙 B t甲 t乙 C t甲 t乙 D 无法确定 6 6 20112011上海 上海 如图 质量的物体静止于水平地面的A处 A B间距L 20m 2mkg 用大小为30N 沿水平方向的外力拉此物体 经拉至B处 已知 0 2ts cos370 8 取 sin370 6 2 10 gm s 1 求物体与地面间的动摩擦因数 2 用大小为30N 与水平方向成 37 的力斜向上拉此物体 使物体从A处由静止开始 11 运动并能到达B处 求该力作用的最短时间t 解析 1 物体做匀加速运动 2 0 1 2 Lat 2 22 0 22 20 10 2 L am s t 由牛顿第二定律 Ffma 302 1010 fN 10 0 5 2 10 f mg 2 设作用的最短时间为 小车先以大小为的加速度匀加速 秒 撤去外力后 Ftat 以大小为 的加速度匀减速秒到达 B 处 速度恰为 0 由牛顿定律 a t cos37 sin 37 FmgFama 2 cos37sin37 30 0 80 5 0 6 0 5 1011 5 2 F agm s m 1 分 2 5 f agm s m 由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度 因此有 ata t 11 5 2 3 5 a tttt a 22 11 22 Lata t 22 22 20 1 03 2 3 11 52 35 L ts aa 2 另解 设力作用的最短时间为 t 相应的位移为 s 物体到达 B 处速度恰为F 0 由动能定理 cos37 sin37 0FmgFsmg Ls 0 5 2 10 20 6 06 cos37sin37 30 0 80 5 0 6 mgL sm F 12 由牛顿定律 cos37 sin37 FmgFma 2 cos37sin37 30 0 80 5 0 6 0 5 1011 5 2 F agm s m 2 1 2 sat 22 6 06 1 03 11 5 s ts a 答案 0 5 1 03s 7 7 20112011上海 上海 如图 人沿平直的河岸以速度行走 且通过不可伸长的绳拖船 船v 沿绳的方向行进 此过程中绳始终与水面平行 当绳与河岸的夹角为 船的速率为 A B C D sinv sin v cosv cos v 答案 C 解析 把人的速度v沿着绳子方向和垂直于速度方向分解 如图所示 其中 所以船的速度等于 因此 C 选项正确 cos 1 vv cosv 8 8 20112011上海 上海 受水平外力F作用的物体 在粗糙水平面上作直线运动 其 图vt 线如图所示 则 A 在秒内 外力大小不断增大 1 0t F B 在时刻 外力为零 1 tF C 在秒内 外力大小可能不断减小 12 tt F 13 D 在秒内 外力大小可能先减小后增大 12 tt F 20092009 年高考试题分类汇编 力 物体的平衡年高考试题分类汇编 力 物体的平衡 第一部分 选择题第一部分 选择题 0909 年北京卷 年北京卷 18 如图所示 将质量为 m 的滑块放在倾角为的固定斜面上 滑块 与斜面之间的动摩擦因数为 若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等 重力加速度为 g 则 A 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑 B 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑 C 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 2mgsin 14 D 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 mgsin 答案 C 解析解析 对处于斜面上的物块受力分析 要使物块沿斜面下滑则 mgsin mgcos 故 将 a b 球依次放入一竖直放置 内径为的平底圆筒内 如图所示 设 a b 两 球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为和 筒底所受的压力大小为 已知重力加 速度大小为 g 若所以接触都是光滑的 则 A 18 B C D 答案 A 0909 年江苏物理 年江苏物理 2 用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙 壁上 已知绳能承受的最大张力为 为使绳不断裂 画框上两个挂钉的间距最大为 取 A B C D 答案 A 19 解析解析 熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律 是解决本题的根本 一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时 合力在分力的角平分线上 且两分力的夹 角越大 分力越大 题中当绳子拉力达到F 10N 的时候 绳子间的张角最大 即两个挂钉 间的距离最大 画框受到重力和绳子的拉力 三个力为共点力 受力如图 绳子与竖直方 向的夹角为 绳子长为L0 1m 则有 两个挂钉的间距离 解得m A 项正确 0909 年广东理科基础 年广东理科基础 4 建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料 质量为 70 0kg 的工人站在地面上 通过定滑轮将 20 0kg 的建筑材料以 0 500m s2的加 速度拉升 忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦 则工人对地面的压力大小为 g 取 lOm s2 A 510 N B 490 N C 890 N D 910 N 答案 B 解析解析 对建筑材料进行受力分析 根据牛顿第二定律有 得绳子的拉力 大小等于 F 210N 然后再对人受力分析由平衡的知识得 得 FN 490N 根据牛 顿第三定律可知人对地面间的压力为 490N B 对 09 09 年广东文科基础年广东文科基础 58 如图 8 所示 用一轻绳系一小球悬于 O 点 现将小球拉至水 平位置 然后释放 不计阻力 小球下落到最低点的过程中 下列表述正确的是 A 小球的机械能守恒 B 小球所受的合力不变 C 小球的动能不断减小 D 小球的重力势能增加 答案 A 20 0909 年山东卷 年山东卷 16 如图所示 光滑半球形容器固定在水平面上 O 为球心 一质量 为 m 的小滑块 在水平力 F 的作用下静止 P 点 设滑块所受支持力为 FN OF 与水平方向的 夹角为 0 下列关系正确的是 A B F mgtan C D FN mgtan 答案 A 解析解析 对小滑块受力分析如图所示 根据三角形定则可得 所以 A 正确 考点 受力分析 正交分解或三角形定则 提示 支持力的方向垂直于接触面 即指向圆心 正交分解列式求解也可 0909 年山东卷 年山东卷 22 图示为某探究活动小组设计的节能运动系统 斜面轨道倾角为 30 质量为 M 的木箱与轨道的动摩擦因数为 木箱在轨道端时 自动装货装置将质量为 m 的货物装入木箱 然后木箱载着货物沿轨道 无初速滑下 与轻弹簧被压缩至最短时 自动卸货装置立刻将货物卸 下 然后木箱恰好被弹回到轨道顶端 再重复上述过程 下列选项正 确的是 A m M B m 2M C 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度大于下滑的加速度 D 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性 势能 答案 BC 21 解析解析 受力分析可知 下滑时加速度为 上滑时加速度为 所以 C 正确 设下滑的距离为 l 根据能量守恒有 得 m 2M 也可以根据除了重力 弹性力 做功以外 还有其他力 非重力 弹性力 做的功之和等于系统机械能的变化量 B 正确 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能 所以 D 不正确 考点 能量守恒定律 机械能守恒定律 牛顿第二定律 受力分析 提示 能量守恒定律的理解及应用 0909 年安徽卷 年安徽卷 17 为了节省能量 某商场安装了智能化的 电动扶梯 无人乘行时 扶梯运转得很慢 有人站上扶梯时 它会 先慢慢加速 再匀速运转 一顾客乘扶梯上楼 恰好经历了这两个 过程 如图所示 那么下列说法中正确的是 A 顾客始终受到三个力的作用 B 顾客始终处于超重状态 C 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方 再竖直向下 D 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方 再竖直向下 答案 C 解析解析 在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左 电梯对其的支持力和摩擦力 的合力方向指向右上 由牛顿第三定律 它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下 在匀速运动的过程中 顾客与电梯间的摩擦力等于零 顾客对扶梯的作用仅剩下压力 方 向沿竖直向下 0909 年浙江卷 年浙江卷 14 如图所示 质量为 m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上 已 知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为 斜面的倾角为 则斜面对三棱柱的支持力与 摩擦力的大小分别为 A mg 和mg B mg 和mg C mg 和mg 22 D mg 和mg 答案 A 解析解析 受力如图所示 0909 年浙江卷 年浙江卷 1 16 如图所示 在光滑绝缘水平面上放置 3 个电荷量均为 的相同小球 小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接 当 3 个小球处 在静止状态时 每根弹簧长度为 已知静电力常量为 若不考虑弹簧的静电感应 则 每根弹簧的原长为 答案 C 解析解析 第三个小球受三个力的作用 它们的关系是 得 1 1 0808天津卷 天津卷 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A A与竖直墙 之间放一光滑圆球B 整个装置处于静止状态 现对B加一竖直向下的力 F F的作用线通过球心 设墙对B的作用力为F1 B对A的作用力为F2 地 面对A的作用力为F3 若F缓慢增大而整个装置仍保持静止 截面如图所示 在此过程中 A F1保持不变 F3缓慢增大 B F1缓慢增大 F3保持不变 23 C F2缓慢增大 F3缓慢增大 D F2缓慢增大 F3保持不变 答案 C 解析 力F产生了两个作用效果 一个是使 B 压紧竖直墙面的力F1 一 个是压紧 A 的力F2 用整体法进行分析 可知F1和F3的大小相等 当力 F 缓 慢增大时 合力的方向和两个分力的方向都没有发生变化 所以当合力增大时两个分力同 时增大 C 正确 2 2 0808 山东卷 山东卷 用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体 静止时弹簧伸长量为 L 现用该弹簧 沿斜面方向拉住质里为 2 m 的物体 系统静止时弹簧伸长量也为 L 斜面倾角为 30 如图所示 则物体所受摩擦力 A 等干零 B 大小为 mg 方向沿斜面向下 1 2 C 大小为mg 方向沿斜面向上 D 大小为 mg 方向沿斜面向上 答案 16A 解析 竖直挂时 当质量为 2m 放到斜面上时 mgk x 2sin30mgfk x 因两次时长度一样 所以也一样 解这两个方程可得 物体受到的摩擦力为零 A 正确 x 高考考点 斜面上物体受力分析 易错提醒 不注意前题条件 有可能得出 B 选项mgk x 备考提示 受力分析是高考的必考内容 也是学好物理的首要条件 所以对于受力 分析基本技能的掌握 要求学生全面掌握 3 3 0808 上海卷 上海卷 如图所示 一根木棒AB在O点被悬挂起来 AO OC 在A C两点分别挂 有两个和三个钩码 木棒处于平衡状态 如在木棒的A C点各增加一个同样的钩码 则木 棒 A 绕O点顺时针方向转动 B 绕O点逆时针方向转动 C 平衡可能被破坏 转动方向不定 D 仍能保持平衡状态 答案 D 解析 设木板AO段重力G1 重心离O点L1 木板BO段重力G2 重心离O点 L2 AO长度l 由力矩平衡条件 G1L1 2Gl G2L2 3Gl 当两边各挂一个钩码后 等式 24 依然成立 G1L1 3Gl G2L2 4Gl 即只要两边所增加挂钩码个数相同 依然能平衡 4 4 0808 广东理科基础 广东理科基础 如图 2 所示 质量为 m 的物体悬挂在轻质的 支架上 斜梁 OB 与竖直方向的夹角为 设水平横梁 OA 和斜梁 OB 作用于 O 点的弹力分 别为F1和F2 以下结果正确的是 A B 1 sinFmg 1 sin mg F C D 2 cosFmg 2 cos mg F 答案 D 解析 以 O 点为研究对象 受力如图所示 由受力图可得 1 tanFmg 2 cos mg F 故选项 D 正确 5 5 0808 广东理科基础 广东理科基础 9 探究弹力和弹簧伸长的关系时 在弹性限度内 悬挂 15N 重物 时 弹簧长度为 0 16m 悬挂 20N 重物时 弹簧长度为 0 18m 则弹簧的原长L原和劲度系 统k分别为 答案 B 解析 根据胡克定律可得 设弹簧的原长 20 15 500 0 180 16 F kN mN m x 为 则有 解得 0 10m 故选项 B 正确 0 l 0 15 0 15 k l 0 l 第二部分第二部分 计算题计算题 0909 年全国卷年全国卷 25 18 分 如图所示 倾角为 的斜面上静止放置三个质量均为 m 的木箱 相邻两木箱的距离均为 l 工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑 逐一与 其它木箱碰撞 每次碰撞后木箱都粘在一起运动 整个过程中工人的推力不变 最后恰好 mg F1 F2 25 能推着三个木箱匀速上滑 已知木箱与斜面间的动摩擦因数为 重力加速度为 g 设碰撞 时间极短 求 2 3 解析解析 1 当匀速时 把三个物体看作一个 整体受重力 推力 F 摩擦力 f 和支持力 根据平衡的知识有 2 第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为 V1 加速度 根据运动学公式或动能定理有 碰撞后的速度为 V2根据动量守恒有 即碰撞后 的速度为 然后一起去碰撞第三个木箱 设碰撞前的速度为 V3 从 V2 到 V3 的加速度为 根据 运动学公式有 得 跟第三个木箱 碰撞根据动量守恒有 得就是匀速的速度 3 设第一次碰撞中的能量损失为 根据能量守恒有 带 入数据得 0909 年山东卷 年山东卷 24 15 分 如图所示 某货场而将质量为 m1 100 kg 的货物 可视为质点 从高处运送至地面 为避免货物与地面发生撞 26 击 现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道 使货物中轨道顶端无初速滑下 轨道半径 R 1 8 m 地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板 A B 长度均为 l 2m 质量均为 m2 100 kg 木板上表面与轨道末端相切 货物与木板间的动摩擦因数为 1 木板与地面 间的动摩擦因数 0 2 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 取 g 10 m s2 1 求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力 2 若货物滑上木板 4 时 木板不动 而滑上木板 B 时 木板 B 开始滑动 求 1 应 满足的条件 3 若 1 0 5 求货物滑到木板 A 末端时的速度和在木板 A 上运动的时间 解析解析 1 设货物滑到圆轨道末端是的速度为 对货物的下滑过程中根据机械能 守恒定律得 设货物在轨道末端所受支持力的大小为 根据牛顿第二定律得 联立以上两式代入数据得 做减速运动时的加速度大小为 由牛顿第二定律得 设货物滑到木板 A 末端是的速度为 由运动学公式得 联立 式代入数据得 设在木板 A 上运动的时间为 t 由运动学公式得 联立 式代入数据得 27 考点 机械能守恒定律 牛顿第二定律 运动学方程 受力分析 0909 年安徽卷 年安徽卷 22 14 分 在 2008 年北京残奥会开幕式上 运动员手拉绳索向上 攀登 最终点燃了主火炬 体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神 为了探 究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用 可将过程简化 一根不可伸缩的轻绳跨过轻 质的定滑轮 一端挂一吊椅 另一端被坐在吊椅上的运动员拉住 如图所示 设运动员的 质量为 65kg 吊椅的质量为 15kg 不计定滑轮与绳子间的摩擦 重力加速度取 当运动员与吊椅一起正以加速度上升时 试求 1 运动员竖直向下拉绳的力 2 运动员对吊椅的压力 答案 440N 275N 解析解析 解法一解法一 1 设运动员受到绳向上的拉力为F 由于跨过定滑轮的两段 绳子拉力相等 吊椅受到绳的拉力也是F 对运动员和吊椅整体进行受力分析如图 所示 则有 由牛顿第三定律 运动员竖直向下拉绳的力 2 设吊椅对运动员的支持力为FN 对运动员进行受力分析如图所示 则有 由牛顿第三定律 运动员对吊椅的压力也为 275N 解法二解法二 设运动员和吊椅的质量分别为M和m 运动员竖直向下的拉力为F 对吊椅的 压力大小为FN 根据牛顿第三定律 绳对运动员的拉力大小为F 吊椅对运动员的支持力为FN 分别以