2011-2019年高考物理真题分专题汇编之专题005.力、受力分析

第5节力、受力分析1.【2021年4月浙江物理选考】如下图,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球.A、B两球分别连在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内.假设将挂吊篮的绳子剪断,那么剪断的瞬间相对于杯底B.B.A、B球将向上运动,C球不动A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动【答案】D【解析】【详解】开始时A球下的弹簧被压缩,弹力向上；B球下的弹簧被拉长,弹力向下；将挂吊篮的绳子剪断的瞬时,系统的加速度为g,为完全失重状态,此时水对球的浮力也为零,小球的重力也视为零,那么A球将在弹力作用下相对于杯底向上运动,B球将在弹力作用下相对于杯底向下运动,C球相对于杯底不动；应选D.2021年上海卷6.秋千的吊绳有些磨损.在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千A.在下摆过程中B.在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时答案：D解析：当秋千摆到最低点时吊绳中拉力最大,吊绳最容易断裂,选项D正确.2021年上海卷ABCD8.如图,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是ABCD答案：A解析：两物体A、B叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物块与竖直墙面之间没有压力,没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,AB之间没有弹力作用,物体B的受力示意图是图Ao2021年上海卷18.两个共点力Fl、F2大小不同,它们的合力大小为F,那么A.Fi、F2同时增大一倍,F也增大一倍B.Fi、F2同时增加10N,F也增加10NC.Fi增加10N,F2减少10N,F一定不变D.假设Fi、F2中的一个增大,F不一定增大答案：AD解析：F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,选项A正确.F1、F2同时增加10N,F不一定增加10N,选项B错误；F1增加10N,F2减少10N,F可能变化,选项C错误.假设F1、F2中的一个增大,F不一定增大,选项D正确.2021年理综新课标卷.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的根底.早期物理学家关于惯性有以下说法,其中正确的选项是A.物体反抗运动状态变化的性质是惯性没有力作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动［答案］AD［解析］惯性是物体本身的一种属性,是反抗运动状态变化的性质.A正确C错误.没有力作用物体可能静止也可能匀速直线运动,B错D正确.2021年上海卷6.两个共点力的合力为50N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30N.贝U()(A)F1的大小是唯一的(B)F2的力向是唯一的(C)F2有两个可能的方向(D)F2可取任意方向答案：C解析：如下图F1以F为圆心,以30N为半径画一个圆弧,与F1有两个交点,这样少一；F2就有两种可能,因此C正确.；飞-F2021年物理海南卷

1.根据牛顿第二定律,以下表达正确的选项是〔〕A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B..物体所受合外力必须到达一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比答：D2021年物理海南卷8.以下关于摩擦力的说法,正确的选项是〔〕A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速答：CD2021年理综广东卷F1与F2垂直,根据力的平行16.如下图的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接点P在F1、F2和F3三力F1与F2垂直,根据力的平行A.F1>F2>F3B.F3>F1>F2C.F2>F3>F1D,F3>F2>F1答：B【解析】由于在F1、F2和F3三力作用下保持静止,合力为零,现力四边形定那么由角度及几何关系可得：F3>F1>F2,B正确.2021年海南卷5.如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度vo匀速下滑,斜劈保持静止,那么地面对斜劈的摩擦力〔〕A.等于零B.不为零,方向向右C.不为零,方向向左D.不为零,V0较大时方向向左,V0较小时方向向右答：A【解析】斜劈和物块都平衡,对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零,选Ao11.2021年上海卷3.如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是〔B〕F4F1F4F2F3

F4解析：小鸟沿虚线斜向上加速飞行,说明合外力方向沿虚线斜向上,小鸟受重力和空气作用力,如图示,空气对其作用力可能是F2.12.2021年江苏卷1.一轻质弹簧原长为8cm,在4N的拉力作用下伸长了2cm,弹簧未超出弹性限度,那么该弹簧的劲度系数为()A.40m/NB.40N/mC.200m/ND.200N/m【答案】D【解析】根据胡克定律口得亍2*2N/cm=200N/m.这里的2cm就是弹簧的形变量,与原长无关.12.2021年浙江选考卷10.重力为G的体操运发动在进行自由体操比赛时,有如下图的比赛动作,当运发动竖直倒立保持静止状态时,两手臂对称支撑,夹角为0,那么：A.当600时,运发动单手对地面的正压力大小为G2B.当1200时,运发动单手对地面的正压力大小为GC.当.不同时,运发动受到的合力不同D.当.不同时,运发动与地面之间的相互作用力不相等【答案】A【解析】运发动处于静止状态,即平衡状态,每只手都承受自身重力的一半,和角度无关,所以A正确,B、C错误；由牛顿第三定律知,两物体间的相互作用力大小永远相等,故D错误.13.2021年天津卷7.明朝谢肇涮?五杂组?中记载：明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可.一游僧见之,曰：无烦也,我能正之.〞游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身.假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为FFn0,现在木楔背上加一力F,方向如下图,木楔两侧产生推力FFnA.假设F一定,.大时Fn大B.假设F一定,.小时Fn大C.假设.一定,F大时Fn大D.假设.一定,F小时Fn大答案：BC解析：将加在木楔背上的力F分解为沿垂直于两侧面的两个分力,如图示,

由几由几何知识可得Fn,假设F一定,.小时Fn大,选项A错B正确;2sin—2假设.一定,F大时Fn大,选项D错C正确.应选BC.14.2021年浙江选考卷7.重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下,以下说法正确的选项是a.在石块下滑前后,自卸车与石块整体的重心位置不变B.自卸车车厢倾角越大,石块与车厢的动摩擦因数越小口C.自卸车车厢倾角变大,车厢与石块间的正压力减小—船—„D.石块开始下滑时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力【答案】C【解析】在石块下滑前,自卸车与石块整体的重心位置上升,下滑后又下降,故A错误；动摩擦因数是材料间的固有属性,只与材料有关,和倾角无关,故B错误；车厢与石块间的正压力与石块所受重力在垂直斜面方问的分力大小相等,所以当车厢倾角变大,正压力减小,故C正确；石块在开始下滑时,受到摩擦力等于重力沿斜面向下的分力,D错误.2021年海南卷2.如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.假设将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用力、f2和f3表示.贝UA.f1=0,f2WQf3W0B.f1wQf2=0,f3=0f〔WQf2WQf3=0f〔wQf2WQf3W0【答案】C【解析】首先对整体受力分析可以知道,整体相对于地面没有相对运动趋势,故f3=0,在将a和b看成一个整体,ab整体有相对斜面向下运动趋势的趋势,故b与P之间有摩擦力,即f2WQ隔离a受力分析可知道,由于a处于静止状态,故a相对于b有向下运动的趋势,故a和b之间存在摩擦力作用,即f〔WQ应选项C正确.2021年理综福建卷16.如下图,绷紧的水平传送带始终以恒定速率V1运行.初速度,,、,.....__vv2大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传r反口A——送带.假设从小物块滑上送带.假设从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象〔以地面为参考系〕如图乙所示.V2>vi,那么t2时刻,小物块离A处的距离到达最大t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离到达最大c.0r2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.0T3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用答：B【解析】小物块对地速度为零时,即tl时刻,向左离开A处最远；t2时刻小物块相对传送带静止,所以从开始到此刻,它相对传送带滑动的距离最大；0~t2时间内,小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向始终向右,大小不变；t2时刻以后相对传送带静止,不再受摩擦力作用.B正确.2021年理综山东卷19.如下图,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁.开始时a、b均静止.弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力FfaWQb所受摩擦力Ffb=0,现将右侧细绳剪断,那么剪断瞬间A.Ffa大小不变B.Ffa方向改变产,产产产产产丁产产产,产产产产产产产产,产产产产产丁产产产,产产产产产产产答案：AD解析：两物块相同,由受力分析可知两物体受到弹簧拉力大小相等,方向相反,绳子对b的拉力等于弹簧对b的拉力,假设a平衡且有摩擦力,那么绳对a拉力大小等于b受到得绳子拉力大小相等,此摩擦力小于最大静摩擦力,故当剪断右侧细绳后,a受力情况不变,b受到的摩擦力与弹簧拉力平衡,大小与a受到的摩擦力相等.2021年理综浙江卷14.如下图,甲、已两人在冰面上拔河〞.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.假设绳子质量不计,冰面可看成光滑,那么以下说法正确的选项是a.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力29B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力份一C.假设甲的质量比乙大,那么甲能赢得拔河〞比赛的胜利D.假设乙收绳的速度比甲快,那么乙能赢得拔河〞比赛的胜利答：C【解析】甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力,故A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力的一对平衡力,故B错误；假设甲的质量比乙大,那么甲的加速度比乙的小,可知乙先到分界线,故甲能赢得拔河〞比赛的胜利,故C正确；收绳速度的快慢并不能决定拔河〞比赛的输赢,故D错误.2021年江苏卷9.如下图,倾角为“的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端

铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.在“角取不同值的情况下,以下说法正确的有A.两物块所受摩擦力的大小总是相等B.两物块不可能同时相对绸带静止M不可能相对绸带发生滑动m不可能相对斜面向上滑动答：AC【解析】对绸带是轻质的,因此绸带受到的两个摩擦力始终一样大,故A对；当倾角较小时,两者都相对绸带静止,一起匀加速运动,摩擦力均为静摩擦力；当倾角取适宜的值时,m正好相对绸带滑动,显然这个滑动摩擦力小于M的最大静摩擦力；当倾角更大时,M带着绸带加速下滑,m也加速下滑,这时sina>⑷osa,那么Mgsina>mgsina>mgosa,故M不会相对绸带滑动,故C对,B、D均错.2021年重庆卷4.题4图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为.的光滑斜面滑下,然后在不同的.角条件下进行屡次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动.分析该实验可知,小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随.变化的图像分别对应题4图2中的A.①、②和③B.③、②和①Q；q,C.②、③和①D.③、①和②;/%答:B解析：受力分析解得,压力Nmgcos0,加速度题4图1agsin0,重力加速度恒为g,比值分别按余弦、正弦、常数函数规律变化,选Bo21.2021年山东卷14、伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有(AC)A、力不是维持物体运动的原因B、物体之间普遍存在相互吸引力C、忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D、物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反解析：伽利略创造了有效的侦察〞方法一实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用伽利略斜面实验,得到力不是维持物体运动的原因〞,故A正确.伽利略通过斜面实验和合理外推得出忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快〞,故C正确.17世纪下半叶,人们发现,相互作用存在于一切物体之间,故B错误；物体之间的相互作用力总是大小相等,方向相反,是牛

顿第三定律的内容,故D错误.2021年广东卷20.如图8,物体P静止于固定的斜面上,P的上外表水平.现把物体Q轻轻地叠放在P上,那么P向下滑动P静止不动P所受的合外力增大P与斜面间的静摩擦力增大答：BD解析：由于物体Q轻轻地叠放在P上,相当于增大物体Q重力,故P静止不动,P与斜面间的静摩擦力增大,故AC错误,BD正确.2021年浙江卷19.如下图,总质量为460g的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动.假设离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2.关于热气球,以下说法正确的是A.所受浮力大小为4830NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/sD.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N答案：AD解析：气球从地面刚开始竖直上升时空气阻力为0,根据牛顿第二定律F浮-mg=ma,代入数据得F浮=4830N,气球受浮力,空气阻力和重力的作用,浮力和重力恒定,气球的加速度发生变化,可知阻力发生变化；由于不清楚空气阻力是如何变化的,因此不清楚何时气球做匀速运动；由于气球在运动过程中加速度减小,因此,10s时,气球的速度应该还没有到达5m/s;气球匀速时,受力平衡,根据F浮-mgf阻=0可得f阻=230N,此题考查学生的推理水平和分析水平.2021年理综北京卷19.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学熟悉的发展.利用如下图的装置做如下实验小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的比照,可以得到的最直接的结论是〔〕A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态

C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小【答案】A【解析】题目要求选择最直接的结论,题目给出斜面上铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料,小球的位置依次为1、2、3,根据题目中提到的把实验、假设和逻辑推理相结合,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,因此能够上升到与.点等高的位置,只有A符合要求,而B、C、D中的结论从题目中不可以直接得出,故排除.2021年物理江苏卷8.如下图,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面1一一.、上.A、B间的动摩擦因数为由B与地面间的动摩擦因数为-由最大静摩擦力等于滑动摩擦2力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,那么A.当F<2gg时,,A、B都相对地面静止-51B.当F=—pmg时,A的加速度为一〔1gC.当F>3科mg寸,A相对B滑动1D.无论F为何值,B的加速度不会超过一2【答案】BCD【解析】由题意可知AB间的最大静摩擦力Ff12mg,B与地面间的最大静摩擦力Ff212mg,所以当F逐渐增大至3^g时,B与地面间先发生相对滑动,A项错误；22F继续增大,AB间摩擦力也逐渐增大,当AB间摩擦力增大至2gg时,AB恰要发生相对滑动,1此时对B：Ff1Ff2ma,可以解得a—g；对A：FFf12ma,解得F=3gg,选项C2一一.,正确；F继续增大,B受到两个不变的滑动摩擦力,加速度始终为一g,D项正确；当F5mg,AB正在一起匀加速,对整体：FFf23ma,解得a1g,B正确.2326.2021年理综山东卷14、如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时F1表示木将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,那么维修后A、F1不变,F2变大B、F1不变,F2变小C、F1变大,F2变大D、F1变小,F2变小

【解析】由于木板始终处于静止状态,因此前后两次合力Fi都是零保持不变,绳子各剪去一段后长度变短,悬挂木板时