素养提升专题训练12-2021届高三物理三轮冲刺新高考版（含解析）

学而优·教有方PAGEPAGE1挂件、连接体模型,动态平衡1.一种简易的重物提升装置如图所示,通过卷扬机牵引,利用定滑轮将重物提升至某高处,然后由工人将重物水平缓慢拉至平台上。在工人拉动重物靠近平台的过程中,下列说法正确的是()。A.地面对人的摩擦力变小B.OA绳的拉力与OC绳的拉力变大C.OC、OB两绳拉力的合力变小D.OB绳的拉力变小2.如图所示,斜面固定于水平面上,正方体木块的侧面钉着一枚小钉子,小球通过一细线与小钉子相连接后与木块一起沿斜面下滑,且始终保持相对静止。关于小球的受力情况,下列说法正确的是()。A.小球一定受两个力作用B.小球一定受三个力作用C.小球可能受四个力作用D.小球可能受三个力作用3.如图所示,有一台弹簧和托盘下方支撑杆质量均可不计的弹簧台秤,测得某物体的质量为1.5kg,用力压物体使台秤示数为3.5kg,放手的瞬间物体的加速度大小为10m/s2,重力加速度g取10m/s2,则台秤的托盘质量为()。A.0.5kgB.1kgC.1.5kgD.2kg4.如图所示,竖直墙的一端与半圆的柱体B之间夹着一光滑的小球A,现在柱体上加一水平的外力F,缓慢推动柱体向左移动一小段距离后,整个系统仍处于静止状态,则在此过程中,有()。A.小球A对柱体B的压力逐渐减小B.墙面对小球A的支持力先增大后减小C.地面对柱体B的支持力增大D.地面对柱体B的摩擦力逐渐减小5.如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,在光滑的水平面上运动,若汽车A的牵引力为F,两车以相同的加速度a1向右做匀加速直线运动,此时两车之间的相互作用力为F1;若将此装置放在倾角为θ的斜面上,设两车与斜面之间的动摩擦因数均为μ,汽车A的牵引力F大小不变,两车以相同的加速度a2沿斜面向上做匀加速直线运动,此时它们之间的相互作用力为F2,关于F1、F2和a1、a2的大小关系,下列说法正确的是()。A.F1>F2,a1>a2 B.F1=F2,a1>a2C.F1>F2,a1<a2 D.F1=F2,a1=a26.将体积相同、质量mA=5m的灯笼A和质量mB=3m的灯笼B用轻质细绳2连接,灯笼A又用轻质细绳1悬挂在天花板上的O点,两灯笼在相同的水平恒定风力作用下,处于静止状态,如图所示。其中,轻质细绳1与竖直方向的夹角α=45°,下列说法正确的是()。A.细绳1中的拉力大小为5mgB.细绳2中的拉力大小为82mgC.作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8mgD.细绳2与竖直方向的夹角为53°7.如图所示,在斜面上A、B两物体通过轻杆连在一起,已知A、B质量分别为m1、m2,它们与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,若它们在斜面上加速下滑,杆受到压力作用,则有()。A.μ1>μ2,m1=m2 B.μ1=μ2,m1>m2C.μ1<μ2,m1<m2 D.μ1=μ2,m1≠m28.(多选)如图所示,一长方体放置于粗糙水平地面上,物块A由跨过定滑轮的轻质细绳与物块B连接,系统处于静止状态,现对B施加一水平力F使B缓慢地升起,绳子偏离竖直方向一个角度,在此过程中物块A和长方体始终处于静止状态,则()。A.长方体对物块A的摩擦力一直减小B.地面对长方体的支持力保持不变C.地面对长方体的支持力一直增大D.地面对长方体的摩擦力一直增大9.(多选)一挡板把两根完全相同的圆木挡在倾角为30°的斜坡上,截面图如图所示。在挡板从竖直位置绕下端O点逆时针缓慢转过45°角的过程中,若不计摩擦,下列判断正确的是()。A.a对b的弹力一直不变B.a对b的弹力先减小后增大C.斜坡对a的弹力一直减小D.斜坡对a的弹力先减小后增大10.如图所示,物块P、Q的质量分别为3m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,对Q施加向右的水平拉力F1,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动,此时弹簧的形变量为L1;若撤去拉力F1,换成大小为F2的水平推力向右推P,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动,弹簧的形变量为L2,若L1L2=34,则F1A.34B.23C.3211.(多选)图1是工厂里的货物从车上面缓慢滑下的情景,现可以简化为如图2所示的模型,在墙壁与地面间放置一表面粗糙、质量分布均匀的木板斜面,假设竖直墙壁光滑,水平地面粗糙,现在一物块从斜面顶端沿斜面缓慢滑下,则在其滑至底端的过程中,下列说法正确的是()。A.竖直墙壁对木板的弹力在变大B.地面对木板的弹力在变大C.地面对木板的摩擦力在变小D.地面对木板的作用力在变小12.(多选)某同学利用阿特伍德机研究超重和失重现象,如图所示,轻质定滑轮左侧悬挂质量为m的物块,右侧悬挂质量为2m的物块,弹簧测力计示数为mg,不计一切阻力,则()。A.若在右侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块,弹簧测力计的读数是125B.若在右侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块,弹簧测力计的读数是65C.若在左侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块,弹簧测力计的读数是85D.若在左侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块,弹簧测力计的读数是45

【解析版】挂件、连接体模型,动态平衡1.一种简易的重物提升装置如图所示,通过卷扬机牵引,利用定滑轮将重物提升至某高处,然后由工人将重物水平缓慢拉至平台上。在工人拉动重物靠近平台的过程中,下列说法正确的是()。A.地面对人的摩擦力变小B.OA绳的拉力与OC绳的拉力变大C.OC、OB两绳拉力的合力变小D.OB绳的拉力变小【答案】B【解析】OB绳拉力大小等于重力大小,而OA绳拉力、OB绳拉力与OC绳的拉力这三个力处于平衡状态,所以三个力构成一个封闭的三角形,且OB绳拉力竖直向下,大小不变,如图所示。O点向右移动的过程中OA逆时针转动,由图可以看出OA绳的拉力与OC绳的拉力都一直变大,B项正确;地面对人的摩擦力大小等于OC绳的拉力大小,逐渐变大,A项错误;OC、OB两绳拉力的合力大小等于OA绳上的拉力大小,逐渐变大,C项错误;OB绳的拉力不变,D项错误。2.如图所示,斜面固定于水平面上,正方体木块的侧面钉着一枚小钉子,小球通过一细线与小钉子相连接后与木块一起沿斜面下滑,且始终保持相对静止。关于小球的受力情况,下列说法正确的是()。A.小球一定受两个力作用B.小球一定受三个力作用C.小球可能受四个力作用D.小球可能受三个力作用【答案】D【解析】当斜面光滑时,以整体为研究对象,得a=gsinθ,小球受两个力作用;当斜面不光滑时,以整体为研究对象,得系统的加速度a=g(sinθ-μcosθ),隔离小球,设木块对小球的作用力为F,由牛顿第二定律得mgsinθ-F=ma,代入加速度得F=μmgcosθ,显然,小球受三个力作用,D项正确。3.如图所示,有一台弹簧和托盘下方支撑杆质量均可不计的弹簧台秤,测得某物体的质量为1.5kg,用力压物体使台秤示数为3.5kg,放手的瞬间物体的加速度大小为10m/s2,重力加速度g取10m/s2,则台秤的托盘质量为()。A.0.5kgB.1kgC.1.5kgD.2kg【答案】A【解析】由已知得被测物体的质量m=1.5kg,用力压物体,台秤示数为3.5kg时,弹簧弹力F=3.5×10N+m0g,其中m0g为托盘重力,放手瞬间以整体为研究对象,由牛顿第二定律得F-m0g-mg=(m0+m)a,代入数据得托盘质量m0=0.5kg,A项正确。4.如图所示,竖直墙的一端与半圆的柱体B之间夹着一光滑的小球A,现在柱体上加一水平的外力F,缓慢推动柱体向左移动一小段距离后,整个系统仍处于静止状态,则在此过程中,有()。A.小球A对柱体B的压力逐渐减小B.墙面对小球A的支持力先增大后减小C.地面对柱体B的支持力增大D.地面对柱体B的摩擦力逐渐减小【答案】A【解析】对A球受力分析并建立直角坐标系如图所示。由平衡条件,竖直方向有FNcosθ=mg,水平方向有N=FNsinθ,联立解得FN=mgcosθ,N=mgtanθ。用水平力推动B缓慢向左移动一小段距离,A缓慢上升,则θ减小,FN减小,N减小。再根据牛顿第三定律知小球A对柱体B的压力逐渐减小,A项正确,B项错误。以整个系统为研究对象,地面对柱体B的支持力大小等于两物体的重力大小,此支持力不变,则摩擦力不变,C、5.如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,在光滑的水平面上运动,若汽车A的牵引力为F,两车以相同的加速度a1向右做匀加速直线运动,此时两车之间的相互作用力为F1;若将此装置放在倾角为θ的斜面上,设两车与斜面之间的动摩擦因数均为μ,汽车A的牵引力F大小不变,两车以相同的加速度a2沿斜面向上做匀加速直线运动,此时它们之间的相互作用力为F2,关于F1、F2和a1、a2的大小关系,下列说法正确的是()。A.F1>F2,a1>a2 B.F1=F2,a1>a2C.F1>F2,a1<a2 D.F1=F2,a1=a2【答案】B【解析】设汽车A和拖车B的质量分别为mA和mB,在水平面上的情况,对整体有F=(mA+mB)a1,对B有F1=mBa1。在斜面上的情况,对整体有F-(mA+mB)gsinθ-μ(mA+mB)gcosθ=(mA+mB)a2,对B有F2-mBgsinθ-μmBgcosθ=mBa2。联立解得a1>a2,F1=F2=mBF6.将体积相同、质量mA=5m的灯笼A和质量mB=3m的灯笼B用轻质细绳2连接,灯笼A又用轻质细绳1悬挂在天花板上的O点,两灯笼在相同的水平恒定风力作用下,处于静止状态,如图所示。其中,轻质细绳1与竖直方向的夹角α=45°,下列说法正确的是()。A.细绳1中的拉力大小为5mgB.细绳2中的拉力大小为82mgC.作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8mgD.细绳2与竖直方向的夹角为53°【答案】D【解析】把两个灯笼A、B整体作为研究对象分析受力,整体受到竖直向下的重力8mg,水平方向的风力F和沿轻质细绳1方向的拉力F1作用,由平衡条件可得F1cos45°=8mg,8mgtan45°=F,解得F1=82mg,F=8mg,作用在每一个灯笼上的水平方向的风力为F2=4mg,A、C两项错误;隔离灯笼B分析受力,设沿轻质细绳2方向的拉力大小为F2,轻质细绳2与竖直方向的夹角为β,由平衡条件可得F2cosβ=3mg,3mgtanβ=F2,联立解得β=53°,F2=5mg,B项错误7.如图所示,在斜面上A、B两物体通过轻杆连在一起,已知A、B质量分别为m1、m2,它们与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,若它们在斜面上加速下滑,杆受到压力作用,则有()。A.μ1>μ2,m1=m2 B.μ1=μ2,m1>m2C.μ1<μ2,m1<m2 D.μ1=μ2,m1≠m2【答案】A【解析】假设杆无弹力,物体受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有m1gsinθ-μ1m1gcosθ=m1a1,解得a1=g(sinθ-μ1cosθ),同理a2=g(sinθ-μ2cosθ)。所以当μ1>μ2时,a1<a2,B加速度较大,则杆受到压力,A项正确。8.(多选)如图所示,一长方体放置于粗糙水平地面上,物块A由跨过定滑轮的轻质细绳与物块B连接,系统处于静止状态,现对B施加一水平力F使B缓慢地升起,绳子偏离竖直方向一个角度,在此过程中物块A和长方体始终处于静止状态,则()。A.长方体对物块A的摩擦力一直减小B.地面对长方体的支持力保持不变C.地面对长方体的支持力一直增大D.地面对长方体的摩擦力一直增大【答案】BD【解析】以物块B为研究对象,分析其受力情况,设细绳与竖直方向的夹角为α,则有F=mgtanα,T=mgcosα;对物块A有fA=T=mgcosα,随α角的增大,fA变大,A项错误。对A、B和长方体组成的整体,在竖直方向,地面对长方体的支持力等于整体的重力,保持不变,B项正确,C项错误。在水平方向,拉力F等于地面对长方体的摩擦力,则f=F=mgtanα;随α角的增大,9.(多选)一挡板把两根完全相同的圆木挡在倾角为30°的斜坡上,截面图如图所示。在挡板从竖直位置绕下端O点逆时针缓慢转过45°角的过程中,若不计摩擦,下列判断正确的是()。A.a对b的弹力一直不变B.a对b的弹力先减小后增大C.斜坡对a的弹力一直减小D.斜坡对a的弹力先减小后增大【答案】AC【解析】对b受力分析且由平衡条件可得Nab=Gsin30°=G2,即a对b的弹力一直不变,A项正确,B项错误;对a受力分析如图所示,将Nab'、G合成为力F0,作出动态变化的平行四边形,由图可知,斜坡对a的弹力一直减小,C项正确,D项错误。10.如图所示,物块P、Q的质量分别为3m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,对Q施加向右的水平拉力F1,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动,此时弹簧的形变量为L1;若撤去拉力F1,换成大小为F2的水平推力向右推P,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动,弹簧的形变量为L2,若L1L2=34,则F1A.34B.23C.32【答案】D【解析】设弹簧的劲度系数为k,则当F1作用在Q上时,将两者看作一个整体,对整体应用牛顿第二定律可得F1=(3m+2m)a1,对P分析可知T=kL1=3ma1,解得L1=3F15k。当F2作用在P上时,分别应用整体法和隔离法,根据牛顿第二定律可得F2=(3m+2m)a2,T'=kL2=2ma2,联立解得L2=2F25k。因L111.(多选)图1是工厂里的货物从车上面缓慢滑下的情景,现可以简化为如图2所示的模型,在墙壁与地面间放置一表面粗糙、质量分布均匀的木板斜面,假设竖直墙壁光滑,水平地面粗糙,现在一物块从斜面顶端沿斜面缓慢滑下,则在其