高考物理二轮复习考点专题动态平衡问题

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专题2.3 动态平衡问题一选择题1. （2020金考卷）如图所示，质量为的小球套在竖直固定的光滑圆环上，在圆环的最高点有一个光滑小孔，一根轻绳的下端系着小球，上端穿过小孔用力拉住，开始时绳与竖直方向夹角为，小球处于静止状态，现缓慢拉动轻绳，使小球沿光滑圆环上升一小段距离，则下列关系正确的是 A绳与竖直方向的夹角为时，F=mgcosB小球沿光滑圆环上升过程中，轻绳拉力逐渐增大C小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力逐渐增大D小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力大小不

2、变【参考答案】D【名师解析】绳与竖直方向的夹角为时，小球受到竖直向下的重力mg，圆环对小球沿半径向外的支持力，沿细绳方向的拉力F，画出力矢量图，由图可知，F=2mgcos，选项A错误；小球沿光滑圆环上升过程中，绳与竖直方向的夹角变大，轻绳拉力F=2mgcos逐渐减小，选项B错误；由力矢量图可知，小球所受圆环的支持力等于重力，小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力不变，选项C错误D正确。2. (2020贵阳联考)如图所示是轿车常用的千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120。下列判断

3、正确的是( ) A此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0104 NB此时千斤顶对汽车的支持力为1.0104 NC若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将增大D若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将减小【参考答案】D 3(2020衡水检测)如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动。用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在圆弧形墙壁上的C点。当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是( ) A逐渐减小 B逐渐增大C先减小后增大 D先增大后减小【参考答案】C【名师解析】对G分析，G

4、受力平衡，则拉力等于重力；故竖直绳的拉力不变；再对O点分析，O受绳子的拉力、OA的支持力及OC的拉力而处于平衡；受力分析如图所示；将F和OC绳上的拉力合成，其合力与G大小相等，方向相反，则在OC上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知OC的拉力先减小后增大，图中D点时力最小；故选C。 4 (2020洛阳联考)如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起，用水平外力F缓缓向左推动B，使A缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中( ) AA和B均受三个力作用而平衡BB对桌面的压力保持不变CA对B的压力越来越小D外力

5、F的大小恒定不变【参考答案】BD 5. (2020开封联考)如图所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为T1，弹簧的弹力为F1；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为T2，弹簧的弹力为F2，则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系正确的是( ) AT1T2 B.T1T2CF1F2 DF1F2【参考答案】BC 6.(2020山东师大附中一模)如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端

6、被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为( Amg B.mg C.mg D.mg【参考答案】C【名师解析】由题图可知，要使CD水平，各绳均应绷紧，则AC与水平方向的夹角为60；结点C受力平衡，受力分析如图所示，则CD绳的拉力FTmgtan 30mg；D点受绳子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D点两绳的拉力与外界的力的合力为零，则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1，及另一分力F2，由几何关系可知，当力F2与BD垂直时，F2最小，而F2的大小即为拉力的大小；故最小力FFTsin 60mg。故选C。 7(2020山

7、西太原高三期中)如图所示，置于固定斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力作用保持静止。若力F大小不变，将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示)。在F转动过程中，物体始终保持静止。在此过程中物体与斜面间的( ) A弹力可能先增大后减小B弹力一定先减小后增大C摩擦力可能先减小后增大D摩擦力一定一直减小【参考答案】BC 8(2020贵州航天高中高三一模)如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则( ) AB对墙的压力增大BA与B

8、之间的作用力增大C地面对A的摩擦力减小DA对地面的压力减小【参考答案】C【名师解析】对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反，而将A向外平移后，B受弹力的方向与竖直方向夹角减小，但B仍受力平衡，由图可知A对B的弹力及墙壁对球的弹力均减小，A、B错误；以A、B为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，C正确；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，D错误。 9(2020宿迁市三校检测，2)如图，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平现保

9、持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B点，此时OB与OA之间的夹角0），B点的电势为2，C点的电势为0，一带电的粒子从C点以v0的速度出发，方向如图所示（与AC边成）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A电场强度的方向由B指向CB电场强度的大小为C若粒子能击中图中的A点，则该粒子的比荷为D只要粒子的速度大小合适，就可能击中图中的B点132019 年 11 月 5 日 01 时 43 分，我国在西昌卫展发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第 49 颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星，标志着北斗三号系统 3 颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是

10、运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星， 它的运行周期与“同步卫星”相同(T24h)，运动轨迹如图所示。关于该北斗导航卫星说法正确的是（ ） A该卫星与地球上某一位置始终相对静止B该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等C该卫星运行速度大于第一宇宙速度D该卫星在一个周期内有 2 次经过赤道上同一位置14质量为m的小球以初速度从O点水平抛出，经过A点时其速度方向与水平面的夹角为37，经过B点时，其速度方向与水平面的夹角为60，已知当地重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）A小球从O点运动B点经历的时间为 B小球从O点运动A点的过程中速度大小的改变量为C小球从O点运动B点的过程中重力做的功为D小球在

11、B点时重力的功率为15如图，篮球赛中，甲、乙运动员想组织一次快速反击，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，则（ ）A应该让球沿着3的方向抛出B应该让球沿着2的方向抛出C两运动员对球的冲量大小和方向都是相同的D当乙接着球后要往身体收，延长触球时间，以免伤害手指三、实验题：共2小题16某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为03A）、滑动变

12、阻器、小磁针（置于刻有360刻度的盘面上）、开关及导线若干：实验步骤如下：a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线，如图甲所示；b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度；c.根据测量结果进行分析，得出结论。 回答下列问题：（1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为_A；（2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3105T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度

13、B的大小为_T（结果保留两位小数）；（3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tan与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论， 其依据是_；（4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果，可计算出=_ 。17小华同学欲测量小物块与斜面间的动摩擦因数，其实验装置如图1所示，光电门 1、2可沿斜面移动，物块上固定有宽度为d的挡光窄片。物块在斜面上滑动时，光电门可以显示出挡光片的挡光时间。（以下计算的 结果均

14、请保留两位有效数字）(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图2所示，则挡光片的宽度d=_ mm。(2)在P处用力推动物块，物块沿斜面下滑，依次经过光电门1、2，显示的时间分别为40ms、20ms，则物块 经过光电门1处时的速度大小为_m/s，经过光电门 2 处时的速度大小为_m/s。比较物块经过光电门1、2处的速度大小可知，应_（选填“增大”或“减小”）斜面的倾角，直至两光电门的示数相等；(3)正确调整斜面的倾角后，用刻度尺测得斜面顶端与底端的高度差h=60.00cm、斜面的长度L=100.00cm，g取9.80m/s2，则物块与斜面间的动摩擦因数的值 （_）。四、解答题：本题共3题18如

15、图所示，半径为R的光滑轨道竖直放置，质量为m的球1在恒力F（力F未知，且未画出）的作用下静止在P点，OP连线与竖直方向夹角为，质量也为m的球2静止在Q点。若某时刻撤去恒力F，同时给小球1一个沿轨道切向方向的瞬时冲量I（未知），恰能使球1在轨道内侧沿逆时针方向做圆周运动且与球2发生弹性正碰。小球均可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求：(1)恒力F的最小值为多大？(2)瞬时冲量I大小为多大？(3)球2碰撞前后对轨道Q点的压力差为多大？19（6分）如图所示，在竖直分界线的左侧有垂直纸面的匀强磁场，竖直屏与之间有方向向上的匀强电场。在处有两个带正电的小球和，两小球间不发生电荷转移。若在两小球间

16、放置一个被压缩且锁定的小型弹簧（不计弹簧长度），解锁弹簧后，两小球均获得沿水平方向的速度。已知小球的质量是小球的倍，电荷量是小球的倍。若测得小球在磁场中运动的半径为，小球击中屏的位置的竖直偏转位移也等于。两小球重力均不计。(1)将两球位置互换，解锁弹簧后，小球在磁场中运动，求两球在磁场中运动半径之比、时间之比；(2)若小球向左运动求、两小球打在屏上的位置之间的距离。20（6分）如图所示，直角边AC长度为d的直角棱镜ABC置于桌面上，D为斜边BC的中点，桌面上的S点发射一条光线经D点折射后，垂直于AB边射出已知SCCD，光线通过棱镜的时间，c为真空中光速，不考虑反射光线求： (i)棱镜的折射率n

17、；(ii)入射光线与界面BC间的夹角参考答案一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1B【解析】【详解】粒子在结合过程中的质量亏损为则粒子的结合能为代入数据得故B正确，ACD错误。2D【解析】【分析】【详解】A将匀变速直线运动位移公式两边同除以可得对比图线可知，箱子的初速度图线斜率为箱子运动的加速度由牛顿第二定律，恒力故A错误；B箱子的初动量为时箱子的速度大小内箱子的动量变化量故B错误；C时箱子的速度大小为故C错误；D内箱子的位移为故D正确。故选D。3D【解析】带电粒子在磁场运动的时间为，在各个区域的角度都为，对应的周期为，则有，故

18、 ，则三个区域的磁感应强度之比为，三个区域的磁场半径相同为，又动能，联立得，故三个区域的动能之比为：，故在b处穿越铝板所损失的动能为，故在c处穿越铝板所损失的动能为，故损失动能之比为，D正确，选D.4B【解析】【分析】【详解】AB匀强电场在构成的平面上的电场强度分量因为电势，所以AB为等势线，电场线与AB垂直指向C，则解得故A错误，B正确；C根据，将一个正电荷从点沿直线移到点，电势一直降低，它的电势能一直减小，故C错误； D因为AB为等势线，所以将一个正电荷从点沿直线移到点，它的电势能不变，故D错误。故选B。5B【解析】【详解】AS断开，副线圈负载电阻增大，而电压由初级电压和匝数比决定，则U2

19、不变，原、副线圈中的电流都减小，选项A错误；BC副线圈中电流减小，两端电压减小、两端电压增大，灯变暗、灯变亮，选项B正确，C错误；D减小，则减小，电源的功率减小，选项D错误。故选B。6B【解析】【详解】粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有则有粒子垂直边界ae从P点射入磁场，后经f点进入磁场，故根据几何关系可得：粒子在磁场中做圆周运动的半径为磁场宽度d；根据轨道半径表达式，由两磁场区域磁感应强度大小关系可得：粒子在磁场中做圆周运动的半径为磁场宽度，那么，根据几何关系可得：粒子从P到f转过的中心角为，粒子在f点沿fd方向进入磁场；然后粒子在磁场中转过，在e点沿

20、ea方向进入磁场；最后，粒子在磁场中转过后从fc边界射出磁场区域；故粒子在两个磁场区域分别转过，根据周期可得：该带电粒子在磁场中运动的总时间为故选B。7C【解析】【分析】竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，物体运动过程中机械能守恒根据运动学公式列出v与t的关系式，根据机械能守恒定律得出物体的动能与高度的关系式再选择图象【详解】AB物体做竖直上抛运动，只有重力，加速度等于g，保持不变，所以at图象是平行于时间轴的直线，取竖直向上为正方向，则竖直上抛运动可看成一种匀减速直线运动，速度与时间的关系为v=v0gtvt图象是一条向下倾斜的直线，AB不符合题意；C以抛出点为零势能面，则物体的重力势能为Ep=

21、mgh则Eph图象是过原点的直线，C符合题意；D根据机械能守恒定律得：mgh+Ek=mv02得Ek=mv02mgh可见Ek与h是线性关系，h增大，Ek减小，Ekh图象是向下倾斜的直线D不符合题意。故选C。8C【解析】试题分析：根据动能定理得：mgL=mv2，解得：，因为L不等所以速度不等，故A错误；B、根据解得：a=2g，所以两球加速度相等，又a=L2，所以角速度不等，故B错误C正确；因为两球的质量关系未知，初始位置它们的重力势能不一定相等，所以在最低点，两球的机械能不一定相等，故D错误；故选C.考点：动能定理；向心加速度【名师点睛】此题考查了动能定理的应用以及向心加速度及角速度的知识；解决本

22、题的关键掌握动能定理和机械能守恒定律，知道摆球在最低点靠合力提供做圆周运动的向心力，列的式子即可解答；此题是基础题，意在考查基础知识的应用.9C【解析】【分析】【详解】AB设开始时A离地面的高度为L，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为保持不变，因f=N，故摩擦力也保持不变，故AB错误；CD设开始时A离地面的高度为L，橡皮筋的自然长度比OA小x，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为由于变大，则物体对地面的压力变大，因f=N，故摩擦力变大，故C正确，D错误。故选C。10B【解析】不加电场时，设恰能到达轨道的最

23、高点B的速度为v，根据机械能守恒定律有：mg（h-2R）=mv2；在最高点时，重力提供向心力，有：mg=m加上电场后，设能到达B点的速度为v2，根据动能定理得：mv22=（mg+Eq）（h-2R）在最高点时，重力与电场力的合力提供向心力，有：mg+Eq=m得v2=v，故为小球仍恰好能到达B点，故B正确，ACD错误；故选B.二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分11BD【解析】【详解】A根据交流电源的电压usin100t（V），可知角速度为：rad/s，则频率为： 50HzA错误；CD设每

24、只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2I，原副线圈电流之比为1：2，根据原副线圈中电流之比与匝数成反比得原、副线圈的匝数之比为：故C错误，D正确；B根据电压与匝数成正比：得原线圈两端电压为：根据闭合电路欧姆定律得交流电源电压为：该交流电的最大值为V，则有效值为18V，所以3U=18V则灯泡的额定电压为6V，原线圈两端得电压等于2U=12V，B正确；故选BD。12BC【解析】【详解】AB点的电势为2，C点的电势为0，故BC中点D的电势为，又有A、D电势相等，故匀强电场场强方向垂直AD，根据沿着电场线电势降低可得：电场线方向垂直AD指向左

25、侧，故A错误；B根据可知电场强度的大小为故B正确；C粒子在电场中做类平抛运动，粒子能击中图中的A点，则有联立解得故C正确；D粒子运动过程只受电场力作用，电场力与初速度方向垂直，故粒子做类平抛运动，所以粒子速度不论多大在电场中都不能击中图中的B点。故D错误。故选BC。13BD【解析】【详解】A同步卫星相对于地球静止，必须为地球赤道面上的同步卫星，因为此卫星为倾斜轨道，因此不能与地球保持相对静止;A错误；B由公式可得，因为两个卫星的周期是一样的，其他常量都相同，所以高度相同;B正确.C地球的第一宇宙速度是最大的环绕速度，该卫星比近地卫星轨道半径大，所以速度小于第一宇宙速度;C错误D此卫星的轨道为倾

26、斜轨道，因此当卫星转一周时，两次通过赤道;D正确.故选BD。14AD【解析】【详解】A小球从O点运动到B点时的竖直速度经历的时间为选项A正确；B小球从O点运动到A点的过程中速度大小的改变量为选项B错误；C小球从O点运动B点的过程中，下落的高度 重力所做的功为选项C错误；D小球在B点时重力的功率为选项D正确；故选AD。15AD【解析】【详解】AB甲和乙相对静止，所以甲将球沿着对方抛出，即沿着3方向抛出，就能传球成功，A正确，B错误；C根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，可知两运动员接球时速度的变化量大小相等、方向相反，动量的变化量等大反向，所以两运动员对球的冲量等大反向，C错误；D当乙接着球后要往身体收，根据动量定理可知，相同的动量变化量下，延长作用时间，减小冲击力，以免伤害手指，D正确。故选AD。三、实验题：共2小题162.00 电流产生的磁感应强度，而偏角的正切值与成正比 【解析】【分析】【详解】（1）1电流表量程为3A，则最小分度为0