2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.14用相似三角形解决平衡问题基础篇含解析
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十七.连接体平衡问题(基础篇)一.选择题1.(2019高考仿真模拟5)如图所示,倾角为θ的斜面体放在水平地面上,质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连,整个装置均处于静止状态,已知mg sinθ>Mg。
现将质量为m0的磁铁轻轻地吸放在铁块下端,铁块加速向下运动,斜面体仍保持静止。
不计滑轮摩擦及空气阻力。
则与放磁铁前相比()A.细线的拉力一定变小B.木块所受的合力可能不变C.斜面对木块的摩擦力可能减小D.斜面体相对地面有向右运动的趋势【参考答案】C【名师解析】加磁铁前,整个装置均处于静止状态,细线的拉力小于或等于木块的重力沿斜面的分力和最大静摩擦力,加磁铁后,拉着木块加速上滑,细线的拉力大于木块的重力沿斜面的分力和最大静摩擦力,细线的拉力一定变大,故A错误;加磁铁前木块保持静止,合力为零,加磁铁后,木块加速上滑,根据牛顿第二定律,合力不为零,故B错误;加磁铁前,整个装置均处于静止状态,斜面对木块的摩擦力可能是最大静摩擦力,加磁铁后,拉着木块加速上滑,斜面对木块的摩擦力滑动摩擦力,由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力可能减小了,故C正确;放磁铁后,由于木块具有沿斜面向右上方的加速度,可对铁块(磁铁),木块和斜面体整体运用牛顿第二定律,其整体在水平方向上受到的外力的合力向右,故地面对斜面体有向右的静摩擦力,故斜面体相对与地面有向左滑动的趋势,故D错误。
2.(2019新疆二模)将体积相同、质量m A=5m的灯笼A和质量m B=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,处于如图所示的静止状态。
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中的张力大小为5 mgB.细绳2中的张力大小为8 2 mgC.作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8 mgD .细绳2与竖直方向的夹角为53°【参考答案】D【命题意图】此题以轻质细绳悬挂的两个灯笼为情景,考查受力分析、平衡条件及其相关知识点。
高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-1)第一部分 静电场专题1.10 电势和电势能(提高篇)一.选择题1.(2020年4月浙江稽阳联考)如图,已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF 所在平面。
已知A 、B 、C 、D 点的电势分别为4V 、3V 、1V 、0V 。
现有一电荷量大小为2e 的带电粒子(不计重力)从A 点以初动能6eV 沿AC 方向射入电场,恰好经过AB 的中点G 。
下列说法中正确的是A .该粒子一定带正电B .该粒子达到G 点时的动能为1eVC .若只改变该粒子在A 点时的初速度方向,该粒子不可能经过C 点D .若该种粒子以不同速率从D 点沿DF 方向入射,该粒子可能垂直经过直线CE【参考答案】C 。
【命题意图】本题考查静电场中应用动能定理、电场力做功及其相关知识点。
【解题思路】经分析得电场强度方向如图E 电所示,电场力方向如图F 电所示,这样才有可能经过G 点,所以粒子应为负电,所以A 错;根据匀强电场中平行线上相等距离的两点之间的电势差相等可得G点电势为3.5V ,AG 两点之间的电势差为U AG =0.5V ,到达G 点,电场力做功为W=2e U AG =-1eV ,由动能定理可得,W=E k -6eV ,解得该粒子到达G 点时动能为E k =5eV ,选项 B 错;由于A 、C两点之间的电势差为3V ,由动能定理可知,减速到C 点,速度恰为零,但另一方向,速度要减到零,初速度与电场力必须在同一直线,否则必到不了C 点,所以只改变该粒子在A 点时的初速度方向,该粒子不可能经过C 点,选项C 正确;若该粒子以不同速率从D 点沿DF 方向入射,由于初速度与CE 不垂直,而电场力与CE 垂直,所以不可能垂直过CE ,选项D 错。
C FC 电【关键点拨】在匀强电场中,平行线上相等距离的两点之间的电势差相等。
2.(2020江苏高考仿真模拟2)如图所示,真空中两等量异种点电荷+q、-q固定在y轴上。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-1)第一部分静电场专题1.12 电容器(基础篇)一.选择题1. (2019广东揭阳市期末)据国外某媒体报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机几分钟内充满电,某同学登山时用这种超级电容器给手机充电,下列说法正确的是()A.充电时,电容器的电容变小B.充电时,电容器存储的电能变小C.充电时,电容器所带的电荷量可能不变D.充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零【参考答案】B【名师解析】电容器的电容是由电容器自身的因素决定的,故充电时,电容器的电容不变,A符合题意;充电时,电容器所带的电荷量减小,存储的电能变小,B符合题意;充电时,手机电能增加,电容器上的电荷量一定减小,C不符合题意;电容器的电容是由电容器自身的因素决定的,故充电结束后,电容器的电容不可能为零;D不符合题意;【温馨提示】充电的时候电容不变,给手机充电,电荷量变小,电容器的电压也变小。
2.(2019浙江嘉兴质检)激光闪光灯的电路原理如图所示,电动势为300V的电源向电容为6000μF的电容器C充电完毕后,通过外加高压击穿“火花间隙”间空气,使电容器一次性向激光闪光灯放电,提供所有能量使闪光灯发出强光,则电容器放电过程释放的电量和通过闪光灯的电流方向为()A..1.8C 向左B..1.8C 向右C..2×10-5C 向左D..2×10-5C 向右【参考答案】B【名师解析】电动势为300V的电源向电容为6000F的电容器C充电完毕后,电容器带电量Q=CE=6000×10-6×300C=1.8C。
电容器放电过程释放的电量为Q=1.8C,通过闪光灯的电流方向为向右,选项B正确3.(2019北京东城期末)如图所示是电容式话筒的原理图,膜片与固定电极构成一个电容器,用直流电源供电,当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压下列说法正确的是()A. 电容式话筒是通过改变正对面积来改变电容的B. 电阻R两端电压变化的频率与电流的频率相同C. 当膜片靠近固定电极时,电流从b流向aD. 当膜片靠近固定电极时,电容器处于放电状态【参考答案】B【名师解析】由图可知,电容式话筒是通过改变板间距来改变电容的,故A错误;根据欧姆定律可知,电阻R两端电压变化的频率与电流的频率相同,故B正确;当膜片靠近固定电极时,根据电容的决定式知,电容变大,因始终和电源相连,故U不变,由可知,电量增大,电容器充电,电流由a到b,故CD错误。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(必修部分)第五部分 万有引力定律和航天专题5.19月球探测(提高篇)一.选择题1.(2019安徽合肥二模)¨嫦娥四号”在月球背面软着陆和巡视探测,创造了人类探月的历史。
为了实现“嫦娥四号”与地面间的太空通讯,我国于2018年5月发射了中继卫星“鹊桥”,它是运行于地月拉格朗日L 2点的通信卫星,L 2点位于地球和月球连线的延长线上。
若某飞行器位于L 2点,可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动,如图所示。
已知地球质量是月球质量的k 倍,飞行器质量远小于月球质量,地球与月球中心距离是L 2点与月球中心距离的n 倍。
下列说法正确的是( )A .飞行器的加速度大于月球的加速度B .飞行器的运行周期大于月球的运行周期C .飞行器所需的向心力由地球对其引力提供D .k 与n 满足k=133)1(223+++n n n n 【参考答案】AD【命题意图】此题以运行于地月拉格朗日L 2点的通信卫星——中继卫星“鹊桥”为情景,考查万有引力定律及其相关知识点。
【解题思路】根据题述,位于L 2点的飞行器与月球同步绕地球做匀速圆周运动,二者围绕地球做圆周运动的角速度ω相同,周期相同,由于飞行器围绕地球运动的轨道半径r 大于月球,由a=ω2r 可知,飞行器的加速度大于月球的加速度,选项A 正确B 错误;飞行器围绕地球圆周运动所需的向心力由地球对其引力和月球对其引力的合力提供,选项C 错误;设月球质量为M ,飞行器质量为m ,L 2点与月球中心距离为r ,月球绕地球做匀速圆周运动,G ()22kM nr =M ω2nr ,位于L 2点的飞行器绕地球做匀速圆周运动,G ()221kMmn r ++ G 2Mm r=m ω2(n+1)r ,联立解得k 与n 满足k=133)1(223+++n n n n ,选项D 正确。
【易错警示】解答此题常见错误主要有:一是对题述情景理解不到位;二是不能正确运用万有引力提供向心力列方程解得结果。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第一部分 直线运动 八.道路安全问题一.选择题1.货车和客车在公路上同一车道行驶,客车在前,货车在后,突然出现紧急情况,两车同时刹车,刚开始刹车时两车相距30m ,刹车过程中两车的v -t 图像如图所示,则下列判断正确的是( )A. 在t=10s 时刻两车发生追尾事故B. 在t=10s 时刻之前两车发生追尾事故C.两车不会追尾,在t=10s 时刻两车相距距离为50mD. 两车会在客车停止之后发生追尾事故 【参考答案】 D【名师解析】由题可知,客车在前,货车在后,且t=10s 之前,v v >货客 故t=10s 时,两者相距最远。
这10s 内货车的位移(2030)10m=250m 2x +⨯=货;客车的位移(2040)10m=300m 2x +⨯=客;最远距离为300m-250m+30m=80m ,故A 、B 、C 错误;当t=20s 客车停下来时,根据对称性可知,此时两车的距离与t=0时的距离相同,不会追尾,由图可知刹车后,货车的位移3030m=450m 2x ⨯'=货;客车的位移2040m=400m 2x ⨯'=客;050m 30m x x x ''-=>=货客,所以会发生追尾,故D 正确;2..酒后驾驶存在许多安全隐患,原因在于酒后驾驶员的反应时间变长.反应时间是指驾驶员发现情况到采取制动的时间.表中思考距离是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离;制动距离是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小不变).分析上表可知,下列说法正确的是( ) A .驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 sB .当汽车以20 m/s 的速度行驶时,发现前方40 m 处有险情,酒后驾驶不能安全停车C .汽车以15 m/s 的速度行驶时,汽车制动的加速度大小为10 m/s 2D .表中x 为66.7 【参考答案】ABD【名师解析】反应时间内汽车做匀速运动,故从表中数据得到,多出的反应时间为Δt =Δx v =15-7.515 s =0.5 s ,故A 正确;当汽车以20 m/s 的速度行驶时,发现前方40 m 处有险情,酒后驾驶的制动距离为46.7 m ,大于40 m ,故不能安全停车,故B 正确;汽车制动时,加速度大小为a =v 22x =1522×30-15 m/s 2=7.5 m/s 2,故C 错误;此时思考距离增加Δx =25 m -12.5 m =12.5 m ,故x =54.2 m +12.5 m =66.7 m ,故D 正确. 二、计算题1.(2019辽宁沈阳质检)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500g(g=10 m/s 2),以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用七.叠加体平衡问题(能力篇)一.选择题1.(2019江苏常州期末) “叠罗汉”是一种高难度的杂技。
由六人叠成的三层对称静态造型如图所示,假设每个人的质量均为m,下面五人弯腰后背部呈水平状态,则底层中A、B两人的右脚对水平地面压力之比约为()A.1 B.C.D.【参考答案】D【名师解析】最上面的人受到的竖直向下重力为G,所以每个腿上的力都是,中间层最左边的人,受到竖直向下的力为:G+=,所以每个腿上的力都是,由对称性,中间层最右边的人每个腿上的力也是,最底层的A受到的力为G+=,每条腿上的力为:,B受到竖直向下的力为:G+×2=,所以其每条腿上的力为:,所以A、B两人的右脚对水平地面压力之比为7:10,故ABC错误,D正确。
2.(2019安徽合肥二模)如图所示,置于水平地面上的A、B两物块,在水平恒力F的作用下,以共同速度向右做匀速直线运动。
下列说法正确的是()A.A与B间的动摩擦因数可能为0 B.B与地面间的动摩擦因数可能为0C.若撤去F,A与B一定会相对滑动D.若撤去F,A与B间摩擦力逐渐减小【参考答案】A【命题意图】此题考查叠加体、受力分析、平衡条件及其相关知识点。
【解题思路】由于A、B两物块以共同速度向右做匀速直线运动,A与B间的摩擦力为零,因此A与B间的动摩擦因数可能为0,选项A正确;在水平恒力F的作用下,A、B两物块以共同速度向右做匀速直线运动,地面对物块B的摩擦力大小等于F,B与地面间的动摩擦因数不可能为0,选项B错误;若撤去F,A、B 两物块做匀减速运动,速度逐渐减小,由于A与B之间可能有摩擦力,A与B不一定会相对滑动,A与B 间摩擦力不变,选项CD错误。
【易错警示】解答此题常见错误主要有:对选项中的可能、一定理解不到位。
对于选项中的“可能”,只要分析出一种“可能”就可判断正确;对于选项中的“一定”,只要分析出一种能够否定,就可判断错误。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(物理实验)物理力学实验专题7.23 近三年高考真题精选精练(基础篇)1.(2017·全国理综I卷·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。
实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。
实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。
在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是__________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。
小车运动到图(b)中的A点位置时速度大小为_____m/s,加速度大小为_____m/s2(结果均保留2位有效数字)【参考答案】(1)从右向左(1分)(2)0.19 (2分)0.037(2分)【命题意图】本题主要考查匀变速直线运动的研究及其相关的知识点,意在考查考生灵活运用教材上研究匀变速直线运动相关实验知识的能力。
【解题思路】(1)由于水平桌面上小车运动时必然受到阻力作用,一定做匀减速直线运动,所以由图(b)可知,小车在桌面上是从右向左运动的。
(2)根据题述滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴,共有45个时间间隔,其滴水的时间间隔为T=3045s=2/3s。
根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于在中间时刻的瞬时速度,可得小车运动到图(b)中的A点位置时速度大小为v A=0.1170.1332Tm/s=0.19m/s。
由△x=aT2和逐差法可得,小车运动的加速度大小为a=0.037m/s2。
2.(2017年4月浙江选考)(5分)在“研究平抛运动”实验中,(1)图是横挡条卡住平拋小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的_______。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-1)第一部分静电场专题1.36 近三年高考真题精选精练(能力篇)一.选择题1.(2019高考江苏卷物理5)一匀强电场的方向竖直向上,t=0时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P,不计粒子重力,则P-t关系图象是()【参考答案】A【名师解析】由于带电粒子在电场中类平抛运动,在电场力方向上做匀加速直线运动,加速度为a=qEm,经过时间t,电场力方向的分速度为v=at=qEtm,功率为qEP Fv qE tm==⨯,所以P与t成正比,选项A正确。
2.(2019高考江苏卷物理9)如图所示,ABC为等边三角形,电荷量为+q的点电荷固定在A点.先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点,此过程中,电场力做功为-W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定.最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点.下列说法正确的有()A. Q1移入之前,C点的电势为W qB. Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0C. Q2从无穷远处移到C点的过程中,所受电场力做的功为2WD. Q2在移到C点后的电势能为-4W【参考答案】ABC【名师解析】根据题述,将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点,此过程中,电场力做功为-W.可得C点与无穷远点的电势差为U=Wq,所以Q1移入之前,C点的电势为Wq,选项A正确;根据点电荷电场特征可知,BC两点处于同一等势面上,所以Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0,选项B正确;将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点,所受电场力做的功为2W,Q2在移到C点后的电势能为-2W,选项C正确D错误。
3.(2018年4月浙江选考)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷),分别固定在两处,它们之间的静电力为F,用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触,然后移开球C,此时A、B球间的静电力为()A.B.C.D.【参考答案】C【名师解析】本题考查库仑定律等知识点。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第一部分 静电场专题1.2 库仑定律(提高篇)一.选择题1.(2019北京交大附中三模)图示的仪器叫做库仑扭秤,是法国科学家库仑精心设计的,他用此装置找到了电荷间相互作用的规律,总结出库仑定律。
下列说法中正确的是( )A .装置中A 、C 为带电金属球,B 为不带电的平衡小球B .实验过程中一定要使A 、B 球带等量同种电荷C .库仑通过该实验计算出静电力常量k 的值D .库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小2.(2019·广东省汕头市质检)A 、C 是两个带电小球,质量分别是m A 、m C ,电荷量大小分别是Q A 、Q C ,用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O ,两球静止时如图所示,此时细线对两球的拉力分别为F T A 、F T C ,两球连线AC 与O 所在竖直线的交点为B ,且AB <BC ,下列说法正确的是()A .Q A >Q CB .m A ∶mC =F T A ∶F T CC .F T A =F T CD .m A ∶m C =BC ∶AB3.(2019山西省五地市期末联考)如图所示,正电荷Q 固定在圆心,另外两个完全相同的带电粒子a 、b 绕Q 做匀速圆周运动,它们的圆轨道在同一平面内,绕行方向相同。
带电粒子a 的轨道半径是r ,带电粒子b 的轨道半径是4r ,带电粒子a 做圆周运动的周期是T ,不计a 、b 重力和a 、b 之的作用力,某时刻a 、b 两带电粒子距离达到最近,则下列说法正确的是:( )AC B 刻度 悬丝A ..此时若使带电粒子b 加速运动,有可能与a 发生碰撞B .此时带电粒子a 的电势能比带电粒子b 的电势能大C .从该时刻起到a 、b 间相距最远所经历的最短时间为74T D ..从该时刻起到a 、b 间相距最远所经历的最短时间为78T 4.(2019湖南娄底二模)如图所示,带电小球a 由绝缘细线PM 和PN 悬挂而处于静止状态,其中PM 水平,地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH ,圆心P 与a 球位置重合,管道底端H 与水平地面相切,一质量为m 可视为质点的带电小球b 从G 端口由静止释放,当小球b 运动到H 端时对管道壁恰好无压力,重力加速度为g 。
加速度图象一.选择题1. (2019河北唐山三模)一质点在0﹣6s内竖直向上运动,其加速度a随时间t变化的关系图象如图所示,取竖直向下为加速度的正方向,重力加速度为g=10m/s2,则下列说法正确的是()A.在0﹣2s内质点发生的位移为20mB.在2﹣4s内质点做加速运动C.质点的初速度不小于66m/sD.在2﹣4s内质点速度变化量为22m/s【参考答案】CD【名师解析】质点在0﹣6s内竖直向上运动,加速度一直竖直向下,初速度未知,不能求解质点在0﹣2s内发生的位移,故A错误;在2﹣4s内质点的速度与加速度反向,做加速度增大的减速运动,故B错误;质点在0﹣6s内的速度改变量为a﹣t图象的“面积”,故,故质点初速度不小于66m/s,故C正确;在2﹣4s内质点速度变化量,故D正确。
2. (2019河南1月质检)某质点由静止开始做加速运动的加速度一时间图象如图所示,下列说法正确的是()A 。
2s 末,质点的速度大小为3 m/sB.4s 末,质点的速度大小为6 m/sC 。
0〜4 s 内,质点的位移大小为6 mD 。
0〜4 s 内,质点的平均速度大小为3 m/s【参考答案】.B【名师解析】质点在0~2s 时间内做初速度为零加速度大小为1m/s 2的匀加速直线运动,然后在2s ~4s 时间内做加速度大小为2m/s 2的匀加速直线运动。
根据加速度一时间图象的面积等于速度变化可知,2s 末,质点的速度大小为v1=2 m/s,4s 末,质点的速度大小为v2=6 m/s ,选项A 错误B 正确;0〜4 s 内,质点的位移大小为x=10+2v ×2m+12+2v v ×2m=10 m,选项C 错误;0〜4 s 内,质点的平均速度大小为v=x/t=2.5 m/s ,选项D 错误。
3、(2019安徽安庆期中)一辆摩托车在t=0时刻由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的a —t 图像如图所示,根据已知信息,可知( )A.摩托车的最大动能B 。
2025高考复习100考点最新模拟题千题精练二、相互作用专题2.16 相似三角形法和正弦定理解决平衡问题1. (2023长春三模)如图所示,半径为R的光滑圆环竖直固定,原长为R的轻质弹簧一端固定在圆环的最高点A,另一端与套在圆环上的质量为m的小球相连。
小球静止时位于B点,此时弹簧与竖直方向的夹角θ=30°,已知重力加速度大小为g。
下列说法正确的是A. 小球对圆环的弹力方向背离圆心B. mgC. 弹簧的劲度系数为()mg RD. 若换用原长相同、劲度系数更大的轻质弹簧,小球静止时,一定位于B点下方【参考答案】C【名师解析】AB之间弹簧长度为2R cosθR,R,静止在B点时受到轻弹簧的伸长量为x=)R,对小球B分析受力,如图,由平衡条件,可知圆环对小球的弹力大小为F=mg,方向背离圆心,由牛顿第三定律可知,小球对圆环的弹力方向指向圆心,AB错误;由2mg cosθ=F k,F k=kx,解得弹簧的劲度系数为k=()mgR,C正确;若换用原长相同、劲度系数更大的轻质弹簧,小球静止时,一定位于B点上方,D错误。
【一题多解】可以根据力矢量三角形和几何三角形相似,mg R =F R F=mg ,F k 。
2. (2023河北唐山三模)如图所示,木板B 放置在粗糙水平地面上,O 为光滑铰链。
轻杆一端与铰链O 固定连接,另一端固定连接一质量为m 的小球A 。
现将轻绳一端拴在小球A 上,另一端通过光滑的定滑轮O ¢由力F 牵引,定滑轮位于O 的正上方,整个系统处于静止状态。
现改变力F 的大小使小球A 和轻杆从图示位置缓慢运动到O ¢正下方,木板始终保持静止,则在整个过程中( )A. 外力F 大小不变B. 轻杆对小球的作用力大小变小C. 地面对木板的支持力逐渐变小D. 地面对木板的摩擦力逐渐减小【参考答案】D【名师解析】对小球A 进行受力分析,三力构成矢量三角形,如图所示根据几何关系可知两三角形相似,因此mg F F OO O A OA¢¢¢==缓慢运动过程O A ¢越来越小,则F 逐渐减小,故A 错误;由于OA 长度不变,杆对小球的作用力大小不变,故B 错误;对木板,由于杆对木板的作用力大小不变,方向向右下,但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越小,所以地面对木板的支持力逐渐增大,地面对木板的摩擦力逐渐减小,故C 错误,D 正确。
2020届全国百强中学新高考原创精准仿真试卷(十七)物理★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
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用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、主观题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求。
第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.一静止在匀强磁场中的原子核,发生一次衰变,放出的粒子和新核都在磁场中做匀速圆周运动,运动径迹如图所示。
下列判断正确的是A. 原子核发生了α衰变B. 新核在磁场中的运动径迹是图中的2C. 运动径迹1、2半径之比为1:(n+1)D. 放出的粒子和新核的质量数之比为1:(m-1)【答案】C【解析】【详解】AB.发生衰变的过程满足动量守恒,所以末态两粒子动量等大反向,运动方向相反,而形成了内切圆,新形成的原子核一定带正电,根据左手定则可以判断出发生的是衰变,根据洛仑兹力提供向心力可知,由于新核带电量大于电子,所以新核半径小,是轨迹1,AB错误。
十五.用相似三角形解决平衡问题(提高篇)一.选择题1.(2019中原名校联考)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(k1>k2)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与和T2、F1与F2大小之间的关系,正确的是()A. T1>T2 B. T1<T2 C. F1>F2 D. F1<F2【参考答案】C【名师解析】由平衡条件可以知道,弹簧的弹力F和绳子的拉力T的合力与重力mg大小相等,方向相反,即=F mg合,作出力的合成如图:由三角形相似得: G T AO OB=由AO、OB的长度不会变化,所以当换用另一弹簧时,绳子的拉力不会变,即T1=T2由三角形相似得:G FAO AB=当换用另一个劲度系数较小的弹簧k2时,弹簧的压缩量增大,所以AB长度应该变小,则由相似可得F也应该变小,则F1>F2,故C正确;2.如图所示,质量均匀的细棒中心为O点,O1为光滑铰链,O2为光滑定滑轮,O2在O1正上方,一根轻绳一端系于O点,另一端跨过定滑轮O2由水平外力F牵引,用N表示铰链对杆的作用,现在外力F作用下,细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是()A. F逐渐变小,N大小变大B. F逐渐变小,N大小不变C. F先变小后变大,N逐渐变小D. F先变小后变大,N逐渐变大【参考答案】B【名师解析】细棒受重力、拉力以及结点处的支持力,根据平衡条件可知,支持力与拉力F的合力与重力等大反向,如图所示:则由图可知,△OFG'∽△O1O2O,则有:,在杆上移过程中,左侧绳长OO2变短,而O2O1及OO1不变,则可知:F变小,N不变,故B正确,ACD错误。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(物理实验)第七部分物理实验专题7.6 验证平行四边形定则(提高篇)1.(5分)(2019浙江绿色联盟模拟)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。
①如图弹簧测力计的示数为N;②具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的是。
A.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些B.再次进行验证时,结点O的位置必须保持相同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.拉橡皮条的细线要长一些,标记用一细绳方向的两点要远一些②该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。
其中对于提高实验精度最有利的是。
2.(2019浙江选考模拟3)对于“验证力的平行四边形定则”的实验,某同学有以下认识,以下操作可减小误差的是______。
A.实验中两个分力的夹角取得越大越好B.细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行C.拉橡皮条的细绳要长些,用铅笔画出两个定点的位置时,应使这两个点的距离尽量远些D.作图要用细芯铅笔,图的比例要适当大些,要用严格的几何作图法作出平行四边形,图旁要画出表示力的比例线段,且注明每个力的大小和方向3.(5分) (2019浙江质检)打点计时器是高中物理中重要的实验仪器,图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的。
请回答下面的问题:(1)图乙是(选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是(选填“交流4~6 V”“交流220 V”或“四节干电池”)。
(2)探究合力和分力的关系的实验情况如图丙所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB 和OC为细绳。
图丁是在白纸上根据实验结果画出的图。
十四.用相似三角形解决平衡问题(基础篇)
一.选择题
1.(2019兰州六校联考)内壁光滑的球体壳半径为R,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A、 m B 的小球A、B。
将轻杆置于球体内部后,最终静止在图示位置不动,球心O与杆在同一竖直面内,过球心O 竖直向下的半径与杆的交点为M,OM=R/2。
下列判断中正确的是()
A.m A<m B
B.球体内壁对A球的支持力为N A=2m A g
C.轻杆对B球的支持力有可能小于B球的重力
D.若增大小球A的质量m A,θ角会增大
【参考答案】B
【名师解析】根据题图可知,小球A质量大于小球B,m A> m B,选项A错误。
隔离小球A受力分析,画出A 球所受的各个力,如图,由力三角形和几何三角形相似可得,m A g∶R/2=N A∶R,解得N A=2m A g,选项B正确。
隔离小球B受力分析,画出B球所受的各个力,如图,由力三角形和几何三角形相似可得,m B g∶R/2=F B∶R,解得F B=2m B g,一定大于B小球的重力,选项C错误。
若增大小球A的质量m A,θ角会减小,选项D错误。
2. (6分)(2019河北邯郸一模)如图所示,光滑直角三角形支架ABC竖直固定在水平地面上,B、C两点均在地面上,AB与BC间的夹角为θ,分别套在AB、AC上的小球a和b用轻绳连接,系统处于静止状态,轻绳与CA间的夹角为α.a、b的质量之比为()
A.B.C.D.
【参考答案】A
【名师解析】分别以a和b为研究对象,进行受力分析,受到重力、支持力和绳子拉力,将重力和支持力进行合成,如图所示;
根据几何关系得到图中各个角度,利用正弦定理可得:
=,解得m a=
=,解得:m b=
所以有:=,故选项A正确、BCD错误。
3. (2018·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(k2>k1)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( )
A.T1>T2 B.T1=T2
C.F1<F2 D.F1=F2
【参考答案】BC
【名师解析】以小球B为研究对象,分析受力情况,如图所示。
由平衡条件可知,弹簧的弹力F和绳子的
拉力T的合力F合与重力mg大小相等,方向相反,即F合=mg,由三角形相似得:G
OA=F
AB=
T
OB。
当弹簧劲度
系数变大时,弹簧的压缩量减小,故AB长度增加,而OB、OA的长度不变,故T1=T2,F2>F1;故选项A、D 错误,B、C正确。
4.如图所示,表面光滑的半球形物体固定在水平面上,光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方,轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点,另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连,D A 水平。
现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前),下列说法正确的是()
A.弹簧变短
B.弹簧变长
C.小球对半球的压力不变
D.小球对半球的压力变大
【参考答案】A C
【名师解析】试题分析:分析小球受力情况:重力G,细线的拉力T和半球面的支持力N F,作出N F、T,G 的矢量三角形,根据三角形相似法分析N
F、T的变化.
对小球P受力分析,受到绳子的拉力T,半球的支持力N F,竖直向下的重力G,如图所示,根据相似三角形法可知,因为OP和OD都是恒定不变的,G也不变,DP减小,所以可知N F不变,T减
小,根据牛顿第三定律可知小球对半球的压力不变,绳子的拉力减小,即弹簧的弹力减小,所以弹簧变短,故A C正确.
5.如图所示质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l。
O点与小球 B的间距为,当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角,带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k,则()
A. A、B间库仑力大小 B. A、B间库仑力
C.细线拉力大小 D.细线拉力大小
【参考答案】B
【名师解析】A的受力如图所示,
几何三角形OAB与力三角形相似,由对应边成比例,则,由余弦定律
,则,故B正确。
点睛:本题借助于相似三角形和余弦定理求解拉力的大小,对于此类题要正确的画出受力图,组建三角形。
6.如图所示为一简易起重装置,AC是上端带有滑轮的固定支架BC为质量不计的轻杆,杆的一端C用较链固定在支架上,另一端B悬挂一个质量为m的重物,并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上.开始时,杆BC 与AC的夹角∠BCA>90°,现使∠BCA缓缓变小,直到∠BCA=30°.在此过程中,杆BC所受的力(不计一切阻力)()
A.逐渐增大 B.先减小后增大
C.大小不变 D.先增大后减小
【参考答案】C
【名师解析】以结点B为研究对象,分析受力情况,作出力的合成图如图,根据平衡条件则知,F、N的合力F合与G大小相等、方向相反。
根据三角形相似得:,又F合=G,得:,,现使∠BCA缓慢变小的过程中,AB 变小,而AC、BC不变,则得到,F变小,N不变,所以绳子越来越不容易断,作用在BC杆上的压力大小不变;故选C。
【点睛】本题运用三角相似法研究动态平衡问题,直观形象,也可以运用函数法分析研究.
7.如图所示,轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动,P端挂一重物,另用一轻绳通过滑轮A系在P端。
在拉力F作用下当OP和竖直方向间的夹角α缓慢减小时,则()
A.拉力F的大小逐渐增大
B. OP杆的弹力N的大小保持不变
C. OP杆的弹力N做正功
D.拉力F做的功大于重力G做的功
【参考答案】B
【名师解析】以P点为研究对象,受到重物的拉力G、轻绳的拉力F和OP杆的弹力N三个力作用,由于平衡,三力构成如图所示的力三角形。
上述力的三角形与几何三角形△AOP相似,则,当α缓慢减小时,AO、OP保持不变,AP逐渐减小,可知绳中拉力F逐渐减小,OP杆的弹力N大小保持不变,选项A错误、选项B正确;运动过程中弹力N与速度方向垂直,所以弹力N不做功,选项C错误;由动能定理知拉力F做的功等于重力G做的功,选项D错误。
8.如图所示,固定在水平面上的光滑半球半径为R,球心O的正上方固定一定滑轮,细线一端绕定滑轮,今将小球的初始位置缓慢拉至B点,在小球到达B点前的过程中,小球对半球的压力F N,细线的拉力T大小变化情况是()
A.F N变大T变大 B.F N变小T变大
C.F N不变T变小 D.F N变大T变小
【参考答案】C
【名师解析】对小球受力分析如图:
力三角形与边三角形相似,F=T,F合=G,则,小球逐渐上移,L逐渐减小,T逐渐减小;R不变,F N不变。
故ABD错误,C正确。
9.如图所示,是上端带定滑轮的固定坚直杆,质量不计的轻杆一端通过铰链固定在点,另一端悬挂一重为的物体,且端系有一根轻绳并绕过定滑轮,用力拉绳,开始时,现使缓慢变小,直到杆接近竖直杆。
此过程中()
A.力逐渐增大
B.力先逐渐减小后逐渐增大
C.轻杆对端的弹力大小不变
D.轻杆对端的弹力先减小后增大
【参考答案】C
【名师解析】以B点为研究对象,分析受力情况:重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F,作出力的示意图如图
由平衡条件得知,N和F的合力与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得:,又T=G 解得:,使缓慢变小时,CA、AB保持不变,CB变小,则F减小,N不变,故ABD 错误,C正确。
故选C。
【点睛】以B点为研究对象,分析其受力情况,作出受力图,利用三角形相似法,得出各力与三角形ABC 三边边长的关系,再分析F和N的变化。
10.如图所示,不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动,P端用轻绳PB挂一重物,另用一根轻绳通过滑轮系住P端.在力F的作用下,当杆OP和竖直方向的夹角α(0<α<π)缓慢增大时,力F的大小应( )
A.逐渐增大 B.恒定不变
C.逐渐减小 D.先增大后减小
【参考答案】A
【名师解析】试题分析:以P点为研究对象,分析受力情况,运用三角形相似法,得到力F与重力的关系,再分析F的变化情况.
以P点为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得:N和F的合力与重力G大小相等、方向相反,作出力
的合成图如图,由三角形相似法得F G
AP AO
=,当杆OP和竖直方向的夹角α(0απ
<<)缓慢增大时,
AP增大,而G、AO不变,得到F逐渐增大,A正确.。