2010届高考物理共点力的平衡条件及其应用

[高中物理物体的平衡的知识点] 共点力作用下物体的平衡的知识点1、平衡状态：物体受到几个力的作用，仍保持静止状态，或匀速直线运动状态，或绕固定的转轴匀速转动状态，这时我们说物体处于平衡状态，简称平衡。

在力学中，平衡有两种情况，一种是在共点力作用下物体的平衡;另一种是在几个力矩作用下物体的平衡(既转动平衡)。

2、要区分平衡状态、平衡条件、平衡位置几个概念。

平衡状态指的是物体的运动状态，即静止匀速直线运动或匀速转动状态;而平衡条件是指要使物体保持平衡状态时作用在物体上的力和力矩要满足的条件。

至于平衡位置这个概念是指往复运动的物体，当该物体静止不动的位置或物回复力为零的位置。

它是研究物体振动规律时的重要概念，简谐振动的物体在平衡位置时其合力不一定零，所以也不一定是平衡状态。

例如单摆振动到平衡位置时后合力是指向圆心的。

3、共点力的平衡⑴共点力：物体同时受几个共面力的作用，如果这几个力都作用在物体的同一点，或这几个力的作用线都相交于同一点，这几个力就叫做共点力。

⑵共点力作用下物体的平衡条件是物体所受的合外力为零。

⑶三力平衡原理：物体在三个力作用下，处于平衡状态，如果三力不平行，它们的作用线必交于一点，例如图1所示，不均匀细杆AB长1米，用两根细绳悬挂起来，当AB在水平方向平衡时，二绳与AB夹角分别为30°和60°，求AB重心位置?根据三力平衡原理，杆受三力平衡，TA、TB、G必交于点O只要过O作AB垂线，它与AB交点C 就是AB杆的重心。

由三角函数关系可知重心C到A距离为0.25米。

⑷具体问题的处理①二力平衡问题，一个物体只受两个力而平衡，这两个力必然大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这也就是平常所说的平衡力。

平衡力的这些特点就成为了解决力的平衡问题的基础，其他平衡问题最终要转化为这个基础问题。

②三力平衡问题：往往先把两个加合成，这个合力与第三个力就转化成了二力平衡问题，即三力平衡中任意两个力的合力与第三个力的大小相等，方各相反，作用在一条直线上。

高考物理：求解共点力作用下的动态平衡问题！共点力作用下的平衡问题是力学中常见的一种题型，解决共点力作用下的平衡问题的基本思路是对物体进行受力分析，根据平衡条件来求解。

而共点力作用下的动态平衡问题是指通过控制某些物理量的变化，使物体的状态发生缓慢变化，“缓慢”指物体的速度很小，可认为速度为零，所以物体在变化过程中处于平衡状态，所以把物体的这种状态称为动态平衡状态，求解共点力作用下的动态平衡问题的常见方法有：例1、如图所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN上，现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力和环对杆的压力的变化情况是（）A. F逐渐增大，F摩保持不变，F N逐渐增大；B. F逐渐增大，F摩逐渐增大，F N保持不变；C. F逐渐减小，F摩逐渐增大，F N逐渐减小；D. F逐渐减小，F摩逐渐减小，F N保持不变。

解析：以环、绳及物体整体为研究对象，受力如图所示，根据平衡条件有：在物体缓慢下降的过程，系统仍然在此四个力的作用下处于平衡状态，仍然有关系式mg=F N，由牛顿第三定律可知：物体缓慢下降过程中环对杆的压力F N保持不变，F与F摩仍满足大小相等，方向相反，所以两个力同时发生改变，关键是判断物体在下降过程中F的变化规律。

方法一：计算法（解析法）以物体为研究对象，受力如图所示，由平衡条件可知：mg与F的合力与绳子的拉力F T等大反向，F大小满足关系式，在物体缓慢下降过程中，物体的受力情况及平衡状态保持不变，所以关系式仍然成立，但θ逐渐减小，所以F也随之减小，F摩也随之减小，D答案正确。

小结：此题为高中阶段最常见的三力平衡问题，而力的合成法（这儿用的是力的合成思想，当然也可用力的正交分解来求解）与正交分解法是进行力的运算时最基本的方法。

第3讲 共点力的平衡条件及其应用★一、考情直播2.考点整合考点1 物体的受力分析物体的受力分析是解决力学问题的基础，同时也是关键所在，一般对物体进行受力分析的步骤如下：1．明确研究对象. 在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体.在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简化.研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力.2．按顺序找力.必须是先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）.3．画出受力示意图，标明各力的符号4．需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形【例1】（2007年山东卷）如图所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F 作用下，A 、B 保持静止.物体B 的受力个数为（ ）A ．2B ．3C ．4D ．5【解析】以物体B 为研究对象，B 受重力，向上的外力F ，A 对B 的压力N ，物体B 有相对A 上移的运动的趋势，故A 对B 的静摩擦力沿斜边向下.如图所示： 【答案】C【规律总结】进行受力分析时必须首先确定研究对象，再分析外界对研究对象的作用，本题还可以分析A 的受力，同学不妨一试. 考点2 共点力作用下的物体的平衡N G1．共点力：几个力如果作用在物体的 ，或者它们的作用线 ，这几个力叫共点力.2．平衡状态：物体的平衡状态是指物体 . 3．平衡条件： 推论：（1）共点的三力平衡时，表示三力的矢量可以形成封闭的矢量三角形.（2）物体受n 个力处于平衡状态时，其中n －1个的合力一定与剩下的那个力等大反向.【例2】（2009年中山一中）如图所示，猎人非法猎猴，用两根轻绳将猴子悬于空中，猴子处于静止状态.以下相关说法正确的是（ ）A ．猴子受到三个力的作用B ．绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡C ．地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力D ．人将绳子拉得越紧，猴子受到的合力越大【解析】以猴子为研究对象，猴子受自身的重力和两根绳子的拉力，共三个力，绳子拉猴子的力和猴子拉绳子的力是作用力和反作用力，地球对猴子的引力和猴子对地球的引力也是一对相互作用力，绳子拉得越紧，猴子仍然处于静止状态，合力仍然为零. 【规律总结】要区分平衡力和一对相互作用力. 考点三 共点力平衡的处理方法 1．三力平衡的基本解题方法（1）力的合成、分解法： 即分析物体的受力，把某两个力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力，二是把重力按实际效果进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力. （参照上一讲考点3内容） （2）相似三角形法: 利用矢量三角形与几何三角形相似的关系，建立方程求解力的方法．应用这种方法，往往能收到简捷的效果． 2.多力平衡的基本解题方法：正交分解法 利用正交分解方法解体的一般步骤：（1）明确研究对象；（2）进行受力分析；（3）建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；（4）x 方向，y 方向分别列平衡方程求解.【例3】如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O 的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A 点，另一端绕过定滑轮，如图所示.今缓慢拉绳使小球从A 点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力大小N 及细绳的拉力T 大小的变化情况是 （ ）A.N 变大，T 变大B.N 变小，T 变大C.N 不变，T 变小D.N 变大，T 变小【解析】对A 进行受力分析，如图所示，力三角形AF ′N 与几何三角形OBA 相似，由相似三角形对应边成比例，解得N 不变，T 变小.【答案】C 【规律总结】相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法，解题的关键是正确的受力分析，寻找力的矢量三角形和结构三角形相似.【例4】倾角为θ的斜面上有质量为m 的木块，它们之间的动摩擦因数为μ.现用水平力F 推动木块，如图所示，使木块恰好沿斜面向上做匀速运动.若斜面始终保持静止，求水平推力F 的大小.【解析】分析物体受力情况如图所示： 由于物体处于平衡状态， 则有：沿斜面方向:θθsincos mg f F +=垂直与斜面方向：θθcos sin mg F N += 又N f μ=解得：θμθθμθsin cos )cos (sin -+=mgF【规律总结】多力平衡问题宜采用正交分解法，采用正交分解法时，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上.考点4 动态平衡 【例5】如图所示，在固定的、倾角为α斜面上，有一块可以转动的夹板（β不定），夹板和斜面夹着一个质量为m 的光滑均质球体，试求：β取何值时，夹板对球的弹力最小. 【解析】解法一：图解法对球体进行受力分析，然后对平行四边形中的矢量G 和N 1进行平移，使它们构成一个三角形，如图的左图和中图所示.图1－3－5由于G 的大小和方向均不变，而N 1的方向不可变，当β增大导致N 2的方向改变时，N 2的变化和N 1的方向变化如图中的右图所示.显然，随着β增大，N 1单调减小，而N 2的大小先减小后增大，当N 2垂直N 1时，N 2取极小值，且N 2min = Gsin α.解法二：解析法看上图的中间图，对这个三角形用正弦定理，有：αsin N 2 = βsin G， 即：N 2 =βαsin sin G ，β在0到180°之间取值，N 2的极值讨论是很容易的. 【答案】当β= 90°时，甲板对球的弹力最小. 【规律总结】：求解三个力的动态平衡问题，一般是采用图解法，即先做出两个变力的合力（应该与不变的那个力等大反向）然后过合力的末端画方向不变的那个力的平行线，另外一个变力的末端必落在该平行线上，这样就能很直观的判断两个变力是如何变化的了，如果涉及到最小直的问题，还可以采用解析法，即采用数学求极值的方法求解. 考点5 连接体的平衡问题【例6】有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙， OB 竖直向下，表面光滑.AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示.现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力F N 和摩擦力f 的变化情况是 （ ）A ．F N 不变，f 变大B ．F N 不变，f 变小C ．F N 变大，f 变大D ．F N 变大，f 变小【解析】以两环和细绳整体为对象求F N ，可知竖直方向上 始终二力平衡，F N =2mg 不变；以Q 环为对象，在重力、细 绳拉力F 和OB 压力N 作用下平衡，如图，设细绳和竖直方向 的夹角为α，则P 环向左移的过程中α将减小，N =mg tan α也将 减小.再以整体为对象，水平方向只有OB 对Q 的压力N 和OA对P 环的摩擦力f 作用，因此f =N 也减小.【答案】B【规律总结】正确选取研究对象，可以使复杂的问题简单化，整体法是力学中经常用到的一种方法.★ 高考重点热点题型探究热点 共点力的平衡 【真题1】（2008年广东理科基础）人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示．以下说法正确的是（ ） A ．人受到重力和支持力的作用B ．人受到重力、支持力和摩擦力的作用C ．人受到的合外力不为零D ．人受到的合外力方向与速度方向相同【解析】人作匀速运动，故人所受合力为零，人所受重力和支持力均在竖直方向，故水平方向不应该受力，即人不受摩擦力作用. 【答案】A【名师指引】本题考查平衡问题，属于基础题，切不可想当然认为人受到摩擦力. 【真题2】（2008年海南卷）如图，质量为M 的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m 的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F 沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为（ ）A ．（M ＋m ）gB ．（M ＋m ）g －FC ．（M ＋m ）g ＋F sin θD ．（M ＋m ）g －F sin θ 【解析】匀速沿斜面上升的小物体和斜面都处于平衡状态，可将二者看作一个处于平衡状态的整体，由竖直方向受力平衡可得：θsin )(F N g m M +=+，解得N ＝（M ＋m ）g －F sin θ 【答案】D【名师指引】本题因是求外界对系统的作用力，故将二者视为一整体来研究，将使求解变得简单，当然，本题也可以采用隔离法，同学们不妨一试.【真题2】（2008年天津卷）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F 1，B 对A 的作用力为F 2，地面对A 的作用力为F 3.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 ．F 1保持不变，F 3缓慢增大B ．F 1缓慢增大，F 3保持不变C ．F 2缓慢增大，F 3缓慢增大D ．F 2缓慢增大，F 3保持不变【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'1F ，一个是压紧A 的力'2F ，用整体法进行分析，可知'1F mFM θ和地面对A 的摩擦力大小相等，地面对A 的支持力为F g m m N b A ++=)(，地面对A 的作用力应指地面对A 的摩擦力和支持力的合力，当力F 缓慢增大时，'1F 和'2F 同时增大，故C 正确【答案】C【名师指引】本题宜采用整体法和隔离法相结合来讨论，特别要理解地面对A 的作用力应指地面对A 的支持力和摩擦力的合力. 新题导练： 1．（2008年佛山二模）用一轻绳将小球P 系于光滑墙壁上的O 点，在墙壁和球P 之间夹有一矩形物块Q ，如图所示.P 、Q 均处于静止状态，则下列相关说法正确的是 A .P 物体受4个力B .Q 受到3个力C .若绳子变长，绳子的拉力将变小D .若绳子变短，Q 受到的静摩擦力将增大2．（2009年中山纪念中学、执信中学、深圳外国语学校联考）在倾角为α的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角为β的力拉住，使整个装置处于静止状态，如图10所示.不计一切摩擦，圆柱体质量为m ，求拉力F 的大小和斜面对圆柱体的弹力N 的大小.某同学分析过程如下：将拉力F 沿斜面和垂直于斜面方向进行分解. 沿斜面方向：F cos β＝mg sin α（1）沿垂直于斜面方向： F sin β＋N ＝mg cos α （2） 问：你同意上述分析过程吗？若同意，按照这种分析方法求出F 及N 的大小；若不同意，指明错误之处并求出你认为正确的结果.★ 抢分频道◇限时基础训练1.下列情况下，物体处于平衡状态的是（ ）A ．竖直上抛的物体到达最高点时 B.做匀速圆周运动的物体 C ．单摆摆球摆到最高点时 D.水平弹簧振子通过平衡位置时 2．下列各组的三个点力，可能平衡的有 （ ） A ．3N ，4N ，8NB ．3N ，5N ，7NC ．1N ，2N ，4ND ．7N ，6N ，13N3.（2008年揭阳二模）右图是一种测定风力的仪器的原理图，质量为m的金属球，固定在一细长的轻金属丝下端，能绕悬点Ｏ在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ的大小与风力大小F 有关，下列关于风力Ｆ与θ的关系式正确的是（ ） Ａ．Ｆ＝mg ·tan θ Ｂ．Ｆ＝mg ·sin θＣ．Ｆ＝mg ·cos θ Ｄ．Ｆ＝mg ∕cos θ4.（2008年广州一模）如图1所示，在同一平面内，大小分别为1N 、2N 、3N 、4N 、5N 、 6N 的六个力共同作用于一点，其合力大小为（ ）A ．0B ．1NC ．2ND ．35．A 、B 、C 三物体质量分别为M 、m 、m 0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦均不计，若B 随A 一起沿水平桌面向右做匀速运动，则可以断定（ ）A ．物体A 与桌面之间有摩擦力，大小为m 0gB ．物体A 与B 之间有摩擦力，大小为m 0gC ．桌面对A ，B 对A ，都有摩擦力，方向相同，大小均为m 0gD ．桌面对A ，B 对A ，都有摩擦力，方向相反，大小均为m 0g6．(2008年江苏卷)一质量为M 的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g ．现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为（ ） A.)(2gF M -B.g FM 2-C.gFM -2 D. 0 7.如图所示，三个完全相同的木块放在同一个水平面上，木块和水平面的动摩擦因数相同.分别给它们施加一个大小为F 的推力，其中给第一、三两木块的推力与水平方向的夹角相同.这时三个木块都保持静止.比较它们和水平面间的弹力大小N 1、N 2、N 3、和摩擦力大小f 1、f 2、f 3，下列说法中正确的是 ( ) A.N 1>N 2>N 3，f 1>f 2>f3 B.N 1>N 2>N 3，f 1=f 3<f 2 C.N 1=N 2=N 3，f 1=f 2=f 3 D.N 1>N 2>N 3，f 1=f 2=f 38.(2009年天津调研测试)如图所示，质量为m 的楔形物块，在水平推力F 作用下，静止在倾角为θ的光滑固定斜面上，则楔形物块受到的斜面支持力大小为 （ ）A ．Fsin θB ．sin FθC ．mgcos θD ．cos mg9．如图所示，质量为m 的物体靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ.若要使物体沿着墙匀速运动，则与水平方向成α角的外力F 的大小如何？10．如图2-3-6所示，质量为M 的直角三棱柱A 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m 的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A 和B 都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？◇基础提升训练11.如图2-3-20所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°.两小球的质量比12m m 为 ( ) A.33 B.32 C.23 D.2212.(2008茂名一模)在广场游玩时，一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块置于水平地面上，如图所示.若水平的风速逐渐增大（设空气密度不变），则下列说法中正确的是( ) A ．细绳的拉力逐渐增大B ．地面受到小石块的压力逐渐减小C ．小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大，滑动后 受到的摩擦力不变D ．小石块有可能连同气球一起被吹离地面13.(2008年汕头二模)如图所示，两球A 、B 用劲度系数为k 1的轻弹簧相连，球B 用长为L 的细绳悬于O 点，球A 固定在O 点正下方，且点OA 之间的距离恰为L ，系统平衡时绳子所受的拉力为F 1．现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k 2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F 2，则F 1与F 2的大小之间的关系为A ．F1 > F2 B ．F 1 = F 2 C ．F 1< F 2 D ．无法确定 14.（2008年肇庆一模）如图（甲）所示的装置,OA 、OB 是两根轻绳，AB 是轻杆，它们构成一个正三角形，在AB 杆两图2-3-6N端分别固定一个质量均为m 的小球，此装置悬挂在O 点，开始时装置自然下垂，现对小球B 施加一个水平力F ，使装置静止在图乙所示的位置，此时OA 竖直.设在图（甲）中OB 对小球B 的作用力大小为T ，在图（乙）中OB 对小球B 的作用力大小为T ’，则下列说法中正确的是（ ）A ．T ’=2TB ．T ’>2TC ．T ’<2TD ．T ’=T 15．（2007上海卷）如图所示，用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O ，并用第三根细线连接A 、B 两小球，然后用某个力F 作用在小球A 上，使三根细线均处于直线状态，且OB向，两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的（）A ．F 1 B.F 2 C.F 3 D.F 4 16．（2009年广东实验中学）如图所示，质量为m 的正方体和质量为M 的正方体放在两竖直墙和水平面问，处于静止状态.m 与M 相接触边与竖直方向的夹角为α若不计一切摩擦，求：（1）水平面对正方体M 的弹力大小； （2）墙面对正方体m 的弹力大小.能力提升训练17．如图所示，用轻绳吊一个重为G 的小球，欲施一力F 使小球在图示位置平衡(θ<30°)， 下列说法正确的是（ ）A ．力F 最小值为θsin ⋅GB ．若力F 与绳拉力大小相等，力F 方向与竖直方向必成θ角．C ．若力F 与G 大小相等，力F 方向与竖直方向必成θ角．D ．若力F 与G 大小相等，力F 方向与竖直方向可成2θ角．18．（2009年广州调研测试）如图所示，质量为m 的物体在沿斜面向上的拉力F 作用下，沿放在水平地面上的质量为M 的粗糙斜面匀速上滑，此过程中斜面体保持静止，则地面对斜面（ ） A ．无摩擦力 B ．有水平向左的摩擦力大小为F ·cosθ C ．支持力等于（m +M ）gD ．支持力为（M +m ）g －F sinθ 19．（2009年揭阳一模）如图所示，光滑斜面倾角为︒=30θ，一个重20N 的物体在斜面上静止不动.轻质弹簧原长为10cm ，现在的长度为6cm .(1)求弹簧的劲度系数；(2)若斜面粗糙，将这个物体沿斜面上移6cm ，弹簧与物体相连，下端固定，物体仍静止于斜面上，求物体受到的摩擦力的大小和方向.20．如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，一个质量为m 的物体被水平力F 推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，求力F 的取值范围．第三讲参考答案考点整合：考点1．同一点；交于同一点；2.静止或匀速直线运动；3.合外力等于零 新题导练：1．AC 【因墙壁光滑，故墙壁和Q 之间无摩擦力，Q 处于平衡状态，一定受重力，P 对Q 的压力，墙壁对Q 的弹力，以及P 对Q 向上的静摩擦力，而p 受重力，绳子的拉力，Q 对P 的弹力，Q 对P 的摩擦力，把P 、Q 视为一整体，竖直方向有g m m F P Q )(cos +=θ，其中θ为绳子和墙壁的夹角，易知，绳子变长，拉力变小，P 、Q 之间的静摩擦力不变】 2．解析：不同意，平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用 （1）式应改为：F cos β＋F ＝mg sin α（3） 由（3）得F ＝mg sin α1＋cos β （4）将（4）代入（2），解得：N ＝mg cos α－F sin β＝mg cos α－mg sin βsin α1＋cos β限时基础训练1．D 【平衡状态是指合外力为零，ABC 三种情况物体都有加速度，水平弹簧振子通过平衡位置时，合外力为零】2．BD 【三个力能处于平衡状态，则这三个力一定能组成三角形的三条边】3．A 【小球受三个力，重力、绳子的拉力，水平风力，三力平衡即可得出答案】 4．A 【分别把3N 与6N 、 4N 与1N 、5N 与2N 先合成，这三对力的合力均为3N ，且互成120°，故合力为零】5． A 【设绳子的拉力为F T ，则由C 物体做匀速直线运动的条件可知F T ＝mg ，又由B 物体在水平方向也做匀速直线运动可知B 物体在水平方向上应不受力的作用，所以B 、A 两物体间没有摩擦力．由A 、B 整体做匀速直线运动的条件可知，A 与桌面间的摩擦力为F ＝F T ＝m 0g 】6．A 【设减少的质量为△m ，匀速下降时：Mg =F ＋kv ，匀速上升时：Mg －△mg ＋kv = F ，解得△mg = 2(M －Fg)】F7．B 【分别以三个物体为研究对象，分析受力，列平衡方程即可】 8．BD 【以楔形物体为研究对象，分析其受力如图所示，根据平衡条件解得N ＝sin F θ＝cos mgθ】9．解析：当物体沿墙匀速下滑时，受力如图（a ）所示，建立如图所示的坐标系，由平衡条件得F 1sin α+F 1f =mg ①1N F =F 1cos α②又有F 1f =μ1N F ③ 由①②③解得F 1=αμαcos sin +mg当物体匀速上滑时，受力如图（b ）所示，建立如图所示的坐标系，由平衡条件得 F 2sin α=F2f +mg④ 2N F =F 2cos α⑤ 又有F2f =μ2N F⑥由④⑤⑥解得F 2=αμαcos sin -mg.答案：αμαcos sin -mg 或αμαcos sin +mg10．解析：选取A 和B 整体为研究对象，它受到重力（M+m ）g,地面支持力N ，墙壁的弹力F和地面的摩擦力f 的作用（如图2-3-7所示）而处于平衡状态.根据平衡条件有：N-(M+m)g=0,F=f,可得N=（M+m ）g再以B 为研究对象，它受到重力mg ，三棱柱对它的支持力N B ,墙壁对它的弹力F 的作用（如图2-3-8所示）.而处于平衡状态，根据平衡条件有：N B .cos θ=mg, N B .sin θ=F,解得F=mgtan θ.所以f=F=mgtan θ基础提升训练11.A[由F N 与F T 水平方向合力为零可知，F N =F T ；竖直方向有2F T cos30°=m 1g ，又F T =m 2 g ，从而得2m 2 g ×23=m 1 g ，解得12m m =33]12．AC【把气球和石块作为一整体，整体受到重力，地面对石块的支持力，水平风力和地面图2-3-8图2-3-7对石头的摩擦力，支持力和重力是一对平衡力，石块滑动之前水平风力和地面对石头的静摩擦力是一对平衡力，滑动以后是滑动摩擦力，大小不变，故BD 错误，C 正确，以气球为研究对象，易知A 正确】13．B 【以B 为研究对象，分析其受力如图，力的矢量三角形和 三角形ABO 相似，固有LLG F =，即F ＝G ，与弹簧的弹力无关， 故B 正确】14．C 【甲图中，以B 为研究对象，B受三个力，依题意有mg mg T 33230cos ==，乙图中，AB 之间的轻杆无作用力，(如果有的话，OA 就不会竖直方向了)此时有mg mgT 260cos =='，故T T 2<'】 15．BC 【OB 恰好竖直方向，故AB 之间的细绳无张力，A 球受力平衡，则拉力的方向应在竖直向上（包含竖直向上）和OA 绳子所在的直线（不包含OA 方向）之间，故BC 正确】16．如图所示，质量为m 的正方体和质量为M 的正方体放在两竖直墙和水平面问，处于静止状态.m 与M 相接触边与竖直方向的夹角为α若不计一切摩擦， 求（1）水平面对正方体M 的弹力大小； （2）墙面对正方体m 的弹力大小. (1)以两个正方体整体为研究对象整体受到向上的支持力和向下的重力,整全处于静止状态 所以水平面对正方体M 的弹力大小为(M+m)g (2)对正方体m 进行受力分析如图 把N 2沿水平方向和竖直方向分解 有 2c o s N m g α= 21sin N N α= 解得1N mgctg α= 能力提升训练17． ABD 【此题实际实际上可视为一动态平衡问题，如图，可知 ABD 正确】18．BD 【把M 、m 视为一整体，竖直方向有g m M F N )(sin +=+θ，水平方向有θcos F f =】19．解：(1) 对物体受力分析，则有：Asin mg F θ=此时1F kx =联立上面二式，代入数据，得：k =250m/N (2)物体上移，则摩擦力方向沿斜面向上有：sin f mg F θ'=+此时25F kx '==N 代入得15f =N …20解：因为μ<tan θ，所以当F=0时，物体不能静止.若物体在力F 的作用下刚好不下滑，则物体受沿斜面向上的最大静摩擦力，且此时F 最小，对物体受力分析，如图甲所示，由平衡条件：mgsin θ=Fcos θ+f ① N=mgcos θ+Fsin θ ② F=μN ③ 由①②③得F min =sin cos sin cos u mg u θθθθ-+若物体在力F 的作用下刚好不上滑，则物体受沿斜面向下的最 大静摩擦力，且此时F 最大，对物体受力分析，如图乙所示， 由平衡条件：mgsin θ+f=Fcos θ ① N=mgcos θ+Fsin θ ② F=μN ③ 由①②③得F max =mg θμθθθμsin cos sin cos -+故：mg F mg s θμθϑθμθθμθμθsin cos sin cos cos sin cos sin -+≤≤+-Fm g Nf 图甲F图乙。

2010年山东省高考物理试卷一、选择题（本题包括7小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选驻的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．（4分）（2010•山东）如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．图中正确的是（）A．B．C．D．2．（4分）（2010•山东）如图所示，质量为m1，m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是（）A．N=m1g+m2g﹣FsinθB．N=m1g+m2g﹣FcosθC．f=FcosθD．f=Fsinθ3．（4分）（2010•山东）1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439km 和2384km，则（）A．卫星在M点的势能大于在N点的势能B．卫星在M点的角速度大于在N点的角速度C．卫星在M点的加速度大于在N点的加速度D．卫星在N点的速度大于7.9km/s4．（4分）（2010•山东）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头（）A．副线圈输出电压的频率为50HzB．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输出功率增加5．（4分）（2010•山东）某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（）A．c点场强大于b点场强B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷﹣Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小6．（4分）（2010•山东）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合加在路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，叵运动到关于OO′对称的位置时（）A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2Blv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同7．（4分）（2010•山东）如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l，质量为m，粗细均匀，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A．物块的机械能逐渐增加B．软绳重力势能共减少了C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和二、（必做120分+选做32分，共152分）其中8-10题为必做部分，11-15题为选做部分．8．（12分）（2010•山东）（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d0开始时讲模板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．①木板的加速度可以用d、t表示为a=_________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）_________．②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是_________．③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_________．A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度（2）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_________（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）．②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至_________档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5mA”），再将_________（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_________、_________、_________．9．（15分）（2010•山东）如图所示，四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切，它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内，圆轨道OA的半径R=0.45m，水平轨道AB长S1=3m，OA与AB均光滑．一滑块从O点由静止释放，当滑块经过A点时，静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F．当小车在CD 上运动了S2=3.28m时速度v=2.4m/s，此时滑块恰好落入小车中，已知小车质量M=0.2kg，与CD间的动摩擦因数μ=0.4．（取g=10m/s2）求（1）恒力F的作用时间t．（2）AB与CD的高度差h．10．（18分）（2010•山东）如图所示，以两虚线为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场，宽度为d，两侧为相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里．一质量为m、带电量+q、重力不计的带电粒子，以初速度v1垂直边界射入磁场做匀速圆周运动，后进入电场做匀加速运动，然后第二次进入磁场中运动，此后粒子在电场和磁场中交替运动．已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此类推．求（1）粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功W1．（2）粒子第n次经过电场时电场强度的大小E n．（3）粒子第n次经过电场所用的时间t n．（4）假设粒子在磁场中运动时，电场区域场强为零．请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中，电场强度随时间变化的关系图线（不要求写出推导过程，不要求标明坐标刻度值）．11．（8分）（2010•山东）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为v0，开始时内部封闭气体的压强为p o．经过太阳曝晒，气体温度由T0=300k升至T1=350K．（1）求此时气体的压强．（2）保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到P0．求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．三．（8分）[物理-物理3-4]12．（4分）（2010•山东）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示．①从该时刻开始计时，划出x=7.5×10﹣3m处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）．②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）．13．（4分）（2010•山东）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．①求该玻璃的折射率_________．②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_________（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生反射．四．（8分）[物理-物理3-5]14．（4分）（2010•山东）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89eV、10.2eV、12.09eV．跃迁发生前这些原子分布在_________个激发态能级上，其中最高能级的能量值是_________eV（基态能量为﹣13.6eV）15．（4分）（2010•山东）如图所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为，开始时A、B分别以v1、v2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远．若B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起．为使B能与挡板碰撞两次，v1、v2应满足什么关系？2010年山东省高考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题包括7小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选驻的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．（4分）（2010•山东）如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．图中正确的是（）A．B．C．D．考点：匀变速直线运动的图像；滑动摩擦力；牛顿第二定律．专题：运动学中的图像专题．分析：对物体受力分析可知，在斜面上时物体受到重力支持力和摩擦力的作用，在这些力的作用下物体沿着斜面向下做匀加速直线运动，到达水平面上之后，在滑动摩擦力的作用下做匀减速运动，由此可以判断物体运动过程中的物理量的关系．解答：解：A、根据物体的受力情况，可以判断出物体先是在斜面上做匀加速直线运动，到达水平面上之后，做匀减速运动，所以物体运动的速度时间的图象应该是倾斜的直线，不能使曲线，所以A错误；B、由于物体的运动先是匀加速运动，后是匀减速运动，在每一个运动的过程中物体的加速度的大小时不变的，所以物体的加速度时间的图象应该是两段水平的直线，不能使倾斜的直线，所以B错误；C、在整个运动的过程中，物体受到的都是滑动摩擦力，所以摩擦力的大小是不变的，并且由于在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小，所以滑动摩擦力也比在水平面上的小，所以C正确；D、物体做的是匀加速直线运动，物体的位移为x=at2，所以物体的路程和时间的关系应该是抛物线，不会是正比例的倾斜的直线，所以D错误．故选C．点评：本题是为速度﹣﹣时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度﹣﹣时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，属于基础题．2．（4分）（2010•山东）如图所示，质量为m1，m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是（）A．N=m1g+m2g﹣FsinθB．N=m1g+m2g﹣FcosθC．f=FcosθD．f=Fsinθ考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：压轴题；受力分析方法专题．分析：对AB整体受力分析，受到重力（m1+m2）g、支持力N、拉力F、滑动摩擦力f，然后根据共点力平衡条件列式求解．解答：解：对AB整体受力分析，受到重力mg=（m1+m2）g、支持力N、拉力F、滑动摩擦力f，如图根据共点力平衡条件，有Fcosθ﹣f=0N+Fsinθ﹣mg=0解得N=mg﹣Fsinθ=（m1+m2）g﹣Fsinθf=Fcosθ故选AC．点评：整体法与隔离法是解决平衡问题的常用方法，在具体问题中，灵活地选用整体法和隔离法，可以使问题大大简化．3．（4分）（2010•山东）1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439km 和2384km，则（）A．卫星在M点的势能大于在N点的势能B．卫星在M点的角速度大于在N点的角速度C．卫星在M点的加速度大于在N点的加速度D．卫星在N点的速度大于7.9km/s考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；向心力；万有引力定律及其应用；机械能守恒定律．专题：人造卫星问题．分析：地球引力做功改变卫星的势能，做正功势能减小，做负功势能增加．据此判断势能的大小．在远地点速度慢，加速度小，近地点速度快，加速度大．解答：解：A 由M到N地球引力做负功，势能增加．故A错误B 近地点角速度大，远地点角速度小．故B正确C 加速度，可知近地点加速度大，远地点加速度小．故C正确D在N点做向心运动，则其速度应小于7.9Km/s 故D错误故选：B C点评：考查卫星运动规律，明确近地点与远地点的速度，加速度，势能的大小关系．4．（4分）（2010•山东）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头（）A．副线圈输出电压的频率为50HzB．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输出功率增加考点：变压器的构造和原理．专题：交流电专题．分析：根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．解答：解：A、由图象可知，交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为50Hz，所以A正确．B、根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为220V，所以副线圈的电压的最大值为22V，所以电压的有效值为V=22V，所以B错误．C、原、副线圈的电流与匝数成反比，线圈的匝数不变，所以电流比也不变，所以C错误．D、P向右移动时，滑动变阻器的电阻较小，副线圈的电压不变，所以电路消耗的功率将变大，变压器的输出功率增加，所以D正确．故选AD．点评：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．5．（4分）（2010•山东）某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（）A．c点场强大于b点场强B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷﹣Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电势能减小考点：电场线．专题：电场力与电势的性质专题．分析：电场线的疏密反映电场的强弱．沿着电场线方向电势降低．电场线方向与电荷的运动轨迹无直接关系．解答：解：A、电场线的密的地方场强大，d点电场线密，所以d点场强大，故A错误．B、沿着电场线方向电势降低，a点电势高于b点电势，故B正确．C、若将一试探电荷+q由a点静止释放，将沿着在a点的场强方向运动，运动轨迹不是电场线，故C错误．D、若将一试探电荷+q由a点静止释放，点电荷﹣Q的电场力向右上方，原电场的电场力也是向右上方，所以都对电荷做正功，电荷动能增加，电势能减小，故D正确．故选：BD．点评：根据电场线的特点即可解决问题．可通过动能定理判断电荷动能的变化即可知道速度大小的变化．属于基础题目．6．（4分）（2010•山东）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界，OO′为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合加在路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，叵运动到关于OO′对称的位置时（）A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2Blv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同考点：导体切割磁感线时的感应电动势；安培力；右手定则．专题：压轴题；电磁感应中的力学问题．分析：根据磁通量的定义可以判断此时磁通量的大小，如图所示时刻，有两根导线切割磁感线，根据右手定则可判断两根导线切割磁感线产生电动势的方向，求出回路中的总电动势，然后即可求出回路中的电流和安培力变化情况．解答：解：A、此时线圈中有一半面积磁场垂直线圈向外，一半面积磁场垂直线圈向内，因此磁通量为零，故A 正确；B、ab切割磁感线形成电动势b端为正，cd切割形成电动势c端为负，因此两电动势串联，故回路电动势为E=2BLv0，故B正确；C、根据右手定则可知，回路中的感应电流方向为逆时针，故C错误；D、根据左手定则可知，回路中ab边与cd边所受安培力方向均向左，方向相同，故D正确．故选ABD．点评：本题考查了对磁通量的理解以及导体切割磁感线产生电流和所受安培力情况，对于这些基本规律要加强理解和应用．7．（4分）（2010•山东）如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l，质量为m，粗细均匀，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A．物块的机械能逐渐增加B．软绳重力势能共减少了C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和考点：机械能守恒定律；功能关系．专题：压轴题；机械能守恒定律应用专题．分析：根据软绳对物块做功正负，判断物块机械能的变化，若软绳对物块做正功，其机械能增大；若软绳对物块做负功，机械能减小．分别研究物块静止时和软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度，确定软绳的重心下降的高度，研究软绳重力势能的减少量．以软绳和物块组成的系统为研究对象，根据能量转化和守恒定律，分析软绳重力势能的减少与其动能的增加与克服摩擦力所做功的和的关系．解答：解：A、物块下落过程中，软绳对物块做负功，物块的机械能逐渐减小．故A错误．B、物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为h1==，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度h2=，则软绳重力势能共减少mg（）=．故B正确．C、根据功能关系可知，软绳克服摩擦力所做的功等于以软绳和物块组成的系统机械能的减小，即有：软绳克服摩擦力所做的功与物块重力势能的减少量之和等于软绳与物块动能的增加量、软绳的重力势能增加量之和，重力势能的减少没有直接的关系．故C错误．D、细线的拉力对软绳做正功，对物块做负功，则重物的机械能减小，软绳的总能量增加，而软绳的动能与克服摩擦产生的内能增加，软绳的重力势能减小，能量中的减少量一定小于能量中的增加量，故软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和．故D正确．故选BD点评：本题中软绳不能看作质点，必须研究其重心下降的高度来研究其重力势能的变化．应用能量转化和守恒定律时，能量的形式分析不能遗漏．二、（必做120分+选做32分，共152分）其中8-10题为必做部分，11-15题为选做部分．8．（12分）（2010•山东）（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d0开始时讲模板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．①木板的加速度可以用d、t表示为a=；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值．②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是c．③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是bc．A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度（2）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是待测金属丝（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）．②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至直流电压10V档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5mA”），再将红（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是O、E、E．考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系；测定金属的电阻率．专题：实验题．分析：知道减小误差的常用方法是多次测量取平均值．知道当水的质量远远小于木板的质量时，水的重力近似等于绳子的拉力．解答：解：（1）①为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值．②当F1＞F0时，木板才产生加速度．随着继续向瓶中加水后，水的重力与绳子的拉力差值越来越大．故选C．③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出摩擦力的大小故选BC．（2）①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是待测金属丝②先将选择开关旋至直流电压10V，再将红表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是0、E、E．故答案为：（1）①保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值②c③bc（2）①待测金属丝②直流电压10V、红、0、E、E．点评：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．实验的图象描绘，物理结合数学的应用都值得注意．用多用电表探测故障时，一般采用电压档位去解决．9．（15分）（2010•山东）如图所示，四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切，它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内，圆轨道OA的半径R=0.45m，水平轨道AB长S1=3m，OA与AB均光滑．一滑块从O点由静止释放，当滑块经过A点时，静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F．当小车在CD 上运动了S2=3.28m时速度v=2.4m/s，此时滑块恰好落入小车中，已知小车质量M=0.2kg，与CD间的动摩擦因数μ=0.4．（取g=10m/s2）求（1）恒力F的作用时间t．（2）AB与CD的高度差h．考点：动能定理的应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；平抛运动．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）对CD段由动能定理、牛顿第二定律及位移和时间关系式联立可求得F作用的时间；（2）撤去F后小车做匀减速运动，小球先作圆周运动，再离开B后做平抛运动，两者相遇所经历的时间相同，则由小车的运动时间可求得小物体平抛的时间，则可求得物体下落的高度．解答：解：（Ⅰ）设小车在轨道CD上加速的距离为s，由动能定理得Fs﹣μMgs2=Mv2；①设小车在轨道CD上做加带运动时的加速度为a，由牛顿运动定律得F﹣μMg=Ma②s=at2③联立①②③式，代入数据得t=1s ④恒力的作用时间为1s．（2）设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为v′，撤去力F后小车做减速运动时的加速度为a'减速时间为t'，由牛顿运动定律得v'=at ⑤﹣μMg=Ma'⑥。

弄死我咯,搞了一个多钟2010年全国高考物理试卷（新课标卷）一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1．（6分）（2010•宁夏）在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是（）A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律：密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律：洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律2．（6分）（2010•宁夏）一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2．弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（）A．B．C．D．3．（6分）（2010•宁夏）如图所示，在外力作用下某质点运动的υ﹣t图象为正弦曲线．从图中可以判断（）A．在0～t1时间内，外力做正功B．在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大C．在t2时刻，外力的功率最大D．在t1～t3时间内，外力做的总功为零4．（6分）（2010•宁夏）静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是（忽略重力和空气阻力）（）A．B．C．D．5．（6分）（2010•宁夏）如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（）A．﹣1 B．2﹣C．﹣D．1﹣6．（6分）（2010•宁夏）电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中u为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb．由图可知ηa、ηb的值分别为（）A．、B．、C．、D．、7．（6分）（2010•宁夏）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是lg （），纵轴是lg （）；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T O和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是（）A．B．C．D．8．（6分）（2010•宁夏）如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2．忽略涡流损耗和边缘效应．关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（）A．E1＞E2，a端为正B．E1＞E2，b端为正C．E1＜E2，a端为正D．E1＜E2，b端为正二、解答题（共7小题，满分92分）9．（4分）（2010•宁夏）图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_________．（填入正确选项前的字母）A．米尺B．秒表C．0～12V的直流电源D．0～I2V的交流电源（2）实验中误差产生的原因有_________．（写出两个原因）10．（11分）（2010•宁夏）用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大．R L的测量结果如表所示．t（℃）30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0R L（Ω）54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7回答下列问题：（1）根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线．（2）为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作R L﹣t关系图线（3）在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图所示．电流表的读数为_________，电压表的读数为_________．此时等效电阻R L的阻值为_________：热敏电阻所处环境的温度约为_________．11．（14分）（2010•宁夏）短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和l9.30s．假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96%．求：（1）加速所用时间和达到的最大速率．（2）起跑后做匀加速运动的加速度．（结果保留两位小数）12．（18分）（2010•宁夏）如图所示，在0≤x≤a、o≤y≤范围内有垂直手xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．坐标原点0处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0～900范围内．己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的（1）速度的大小：（2）速度方向与y轴正方向夹角的正弦．13．（15分）（2010•宁夏）（1）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是_________（填入正确选项前的字母）A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B．晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的（2）如图所示，一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体；一长为l的粗细均匀的小平底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为．现用活塞将气缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变．当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为，求此时气缸内气体的压强．大气压强为ρ0，重力加速度为g．14．（15分）（2010•宁夏）（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为_________．（填入正确选项前的字母）A. B. C. D.（2）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA=2m，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s．己知两波源振动的初始相位相同．求：（i）简谐横波的波长：（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置．15．（15分）（2010•宁夏）（1）用频率为v0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为v1、v2、v3的三条谱线，且v3＞v2＞v1，则_________．（填入正确选项前的字母）A．v0＜v1 B．v3=v2+v1 C．v0=v1+v2+v3 D.（2）如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙．重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ．使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短．求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间．设木板足够长，重物始终在木板上．重力加速度为g．2010年全国高考物理试卷（新课标卷）参考答案与试题解析一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1．（6分）（2010•宁夏）在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是（）A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律：密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律：洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律考点：物理学史；库仑定律；磁场对电流的作用；电磁波的产生．分析：本题考查电磁学中的相关物理学史，应掌握在电磁学发展中作出突出贡献的科学家的名字及主要发现．解答：解：A、奥斯特发现了电磁感应效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A正确；B、麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在；楞次是发现了电磁感应中的感应电流的方向，故B错误；C、库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根测定了元电荷的数值，故C正确；D、洛仑兹发现磁场对运动电荷作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，故D错误；故AC正确，BD错误；故选AC．点评：近几年高考中增加了对物理学史的考查，在学习中要注意掌握科学家们的主要贡献，要求能熟记．2．（6分）（2010•宁夏）一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2．弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（）A．B．C．D．考点：胡克定律．分析：根据弹簧受F1F2两个力的作用时的弹簧的长度，分别由胡克定律列出方程联立求解即可．解答：解：由胡克定律得F=kx，式中x为形变量，设弹簧原长为l0，则有F1=k（l0﹣l1），F2=k（l2﹣l0），联立方程组可以解得k=，所以C项正确．故选C．点评：本题考查胡克定律的计算，在利用胡克定律F=kx计算时，一定要注意式中x为弹簧的形变量，不是弹簧的长度，这是同学常出差的一个地方．3．（6分）（2010•宁夏）如图所示，在外力作用下某质点运动的υ﹣t图象为正弦曲线．从图中可以判断（）A．在0～t1时间内，外力做正功B．在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大C．在t2时刻，外力的功率最大D．在t1～t3时间内，外力做的总功为零考点：功的计算；功率、平均功率和瞬时功率．分析：由v﹣t图象可知物体的运动方向，由图象的斜率可知拉力的方向，则由功的公式可得出外力做功的情况，由P=Fv可求得功率的变化情况．解答：解：A、在0～t1时间内，由图象可知，物体的速度沿正方向，加速度为正值且减小，故力与速度方向相同，故外力做正功；故A正确；B、图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0时刻速度为零，t1时刻速度最大但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在0时刻功率为零，t1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，B错误．C、t2时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为零，故C错误．D、在t1～t3时间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故D正确；故选AD．点评：本题要求学生能熟练掌握图象的分析方法，由图象得出我们需要的信息．B答案中采用极限分析法，因开始为零，后来为零，而中间有功率，故功率应先增大，后减小．4．（6分）（2010•宁夏）静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是（忽略重力和空气阻力）（）A．B．C．D．考点：带电粒子在匀强电场中的运动；物体做曲线运动的条件；电场线．分析：电场线的切线方向表示该点电场强度的方向，而负电荷受力的方向与电场强度方向相反；根据粒子受力的变化可得出其大致轨迹．解答：解：粉尘受力方向为电场线方向，故P点受力沿切线方向，从静止开始运动时应沿P点的切线运动，但运动方向不可能沿电场线方向；故C、D错误；此后粒子受力偏向右，故粒子应从P点的切线方向向右下偏，但运动轨迹一定在P所在电场线的上方，故B错误，A正确；故选A．点评：本题应注意物体做曲线运动的轨迹与受力的关系，只有明确了受力才能由动力学知识确定粒子的运动轨迹．5．（6分）（2010•宁夏）如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（）A．﹣1 B．2﹣C．﹣D．1﹣考点：共点力平衡的条件及其应用．专题：计算题．分析：在两种情况下分别对物体受力分析，根据共点力平衡条件，运用正交分解法列式求解，即可得出结论．解答：解：对两种情况下的物体分别受力分析，如图将F1正交分解为F3和F4，F2正交分解为F5和F6，则有：F滑=F3mg=F4+F N；F滑′=F5mg+F6=F N′而F滑=μF NF滑′=μF N′则有F1cos60°=μ（mg﹣F1sin60°）①F2cos30°=μ（mg+F2sin30°）②又根据题意F1=F2 ③联立①②③解得：μ=2﹣故选B．点评：本题关键要对物体受力分析后，运用共点力平衡条件联立方程组求解，运算量较大，要有足够的耐心，更要细心．6．（6分）（2010•宁夏）电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中u为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb．由图可知ηa、ηb的值分别为（）A．、B．、C．、D．、考点：电源的电动势和内阻；测定电源的电动势和内阻．分析：电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．η===．所以电源的效率等于外电压与电动势之比．外电压和电动势可以从图象上读出．解答：解：电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．η===．E为电源的总电压（即电动势），在U﹣I图象中，纵轴截距表示电动势，根据图象可知U a =、U b =，则ηa =，ηb =．所以A、B、C错误，D正确．故选D．点评：解决本题的关键知道电源的效率也等于外电压与电动势之比以及会从U﹣I图象中读出电动势和外电压．7．（6分）（2010•宁夏）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是lg （），纵轴是lg （）；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T O和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是（）A．B．C．D．考点：开普勒定律．专题：压轴题．分析：根据开普勒行星运动的第三定律，按照题目的要求列示整理即可得出结论．解答：解：根据开普勒周期定律：T2=kR3，T02=kR03两式相除后取对数，得：，整理得：，所以B正确．故选B．点评：本题要求学生对数学知识要比较熟悉，并且要有一定的计算能力，主要是数学的计算问题．8．（6分）（2010•宁夏）如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2．忽略涡流损耗和边缘效应．关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（）A．E1＞E2，a端为正B．E1＞E2，b端为正C．E1＜E2，a端为正D．E1＜E2，b端为正考点：导体切割磁感线时的感应电动势；右手定则．专题：压轴题．分析：根据题意分析知道由铜棒下落，切割磁感线产生感应电动势．由于下落距离不同，根据磁感线的分布求出铜棒切割磁感线时的有效长度．再根据E=BLv进行对比．最后根据右手定则判断出电流方向，根据电源内部电流方向特点找出电源的正负极．解答：解：根据法拉第电磁感应定律：E=BLv，如下图，L1=2=2R，L2=2=2R，又根据v=，v1==2，v2==4，所以E1=4BR，E2=8BR=4BR，所以E1＜E2．再根据右手定则判定电流方向从a到b，在电源内部电流时从电源负极流向正极，故D正确．点评：由于铜棒切割磁感线时没有形成回路，所以铜棒做的是自由下落．对于电源而言，电源内部电流是从电源负极流向正极．二、解答题（共7小题，满分92分）9．（4分）（2010•宁夏）图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有AD．（填入正确选项前的字母）A．米尺B．秒表C．0～12V的直流电源D．0～I2V的交流电源（2）实验中误差产生的原因有纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，．（写出两个原因）考点：验证机械能守恒定律．分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．我们要从仪器的使用和长度的测量去考虑器材．解答：解：（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用．（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定．故答案为：（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定．点评：对于误差我们要分析为什么会存在误差以及怎么减小误差．其中减少纸带与打点计时器之间有摩擦，我们打点计时器安装时，面板要竖直．计算势能变化时，选取始末两点距离不能过近，减小读数的相对误差．10．（11分）（2010•宁夏）用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大．R L的测量结果如表所示．t（℃）30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0R L（Ω）54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7回答下列问题：（1）根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线．（2）为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作R L﹣t关系图线（3）在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图所示．电流表的读数为115.0mA，电压表的读数为 5.0V．此时等效电阻R L的阻值为43.5Ω：热敏电阻所处环境的温度约为64.0℃．考点：电阻率与温度的关系．专题：恒定电流专题．分析：（1）根据原理图连接即可，注意电表的正负极不要和电源连反了．（2）用直线将在坐标上描述的点连接，直线尽量多穿过点．（3）从电表中读出电压和电流表示数，然后根据欧姆定律求出等效电阻阻值，结合图象可求出此时的温度．解答：解：（1）根据电路图连接电路，电路图如下所示；（2）根据数据描出点，连接成直线，图象如下所示．（3）根据电表示数可知，电流大小为：mA，电压大小为：V由部分电路欧姆定律得：，对照图找出相应的温度为64.0℃．故答案为：115.0mA，5.00V，43.5Ω，64.0℃．点评：本题通过实验考查了温度对电阻率的影响，注意连接实物图的方法和作图原则等基本知识理解和应用．11．（14分）（2010•宁夏）短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和l9.30s．假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96%．求：（1）加速所用时间和达到的最大速率．（2）起跑后做匀加速运动的加速度．（结果保留两位小数）考点：匀变速直线运动规律的综合运用．分析：（1）由100m和200m比赛时的运动过程，列方程即可求得加速所用时间和达到的最大速率．（2）由匀加速运动的速度公式可以求得加速度的大小．解答：解：（1）设加速所用时间t和达到的最大速率v，，200m比赛时有，联立解得：t=1.29s，v=11.24m/s（2）设起跑后做匀加速运动的加速度a，则v=at，解得：a=8.71m/s2答：（1）加速所用时间是1.29s，达到的最大速率是11.24m/s．（2）起跑后做匀加速运动的加速度是8.71m/s2．点评：分析清楚运动过程，应用运动规律可以直接求出，注意题目要求是结果保留两位小数，题目比较简单．12．（18分）（2010•宁夏）如图所示，在0≤x≤a、o≤y≤范围内有垂直手xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．坐标原点0处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0～900范围内．己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的（1）速度的大小：（2）速度方向与y轴正方向夹角的正弦．考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：（1）根据题意，粒子运动时间最长时，其回旋的角度最大，画出运动轨迹，根据几何关系列出方程求解出轨道半径，再根据洛伦兹力提供向心力得出速度大小；（2）最后离开磁场的粒子，其运动时间最长，即为第一问中轨迹，故可以根据几何关系列出方程求解出其速度方向与y轴正方向夹角的正弦．解答：解：设粒子的发射速度为v，粒子做圆周运动的轨道半径为R，根据洛伦兹力提供向心力，得：解得当＜R＜a时，在磁场中运动的时间最长的粒子，其轨迹是圆心为C的圆弧，圆弧与磁场的边界相切，如图所示，设该粒子在磁场中运动的时间为t，依题意，t=，回旋角度为∠OCA=设最后离开磁场的粒子的发射方向与y轴正方向的夹角为α，由几何关系得：22解得：故最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的速度大小为；（2）由第一问可知，最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的速度方向与y轴正方向夹角的正弦为．点评：本题关键是画出运动时间最长的粒子的运动轨迹，然后根据几何关系得到轨道半径，再根据洛仑兹力提供向心力得到速度大小．13．（15分）（2010•宁夏）（1）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是BC（填入正确选项前的字母）A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B．晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的（2）如图所示，一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体；一长为l的粗细均匀的小平底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为．现用活塞将气缸封闭（图中未画出），使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变．当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为，求此时气缸内气体的压强．大气压强为ρ0，重力加速度为g．考点：* 晶体和非晶体；气体的等温变化．专题：分子运动论专题；气体的状态参量和实验定律专题．分析：（1）晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，单晶体的物理性质是各向异性的，而多晶体和非晶体是各向同性的，晶体的分子排列是有规则的，而非晶体的分子排列是无规则的．（2）要求气缸内气体的压强p3，根据需求瓶内气体的压强p2，就必需以瓶内气体为研究对象，根据玻意耳定律P1V1=P2V2，需求P1，V1，V2，而根据题意P1，V1，V2不难求出．解答：解：（1）A、金刚石、食盐是晶体，而玻璃是非晶体，水是液体，故A错误．B、晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的，而非晶体的分子（或原子、离子）排列是无规则的，故。

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（精心整理，诚意制作）共点力的平衡条件及其应用一、知识点整合1 物体的受力分析物体的受力分析是解决力学问题的基础，同时也是关键所在，一般对物体进行受力分析的步骤如下：1．明确研究对象.在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体.在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简化.研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力.2．按顺序找力.重力、弹力、后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）.3．画出受力示意图，标明各力的符号4．需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形【例1】（2007年山东卷）如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A 、B保持静止.物体B的受力个数为（ ）A．2 B．3 C．4 D．5【解析】以物体B为研究对象，B受重力，向上的外力F，A对B的压力N，物体B有相对A上移的运动的趋势，故A对B的静摩擦力沿斜边向下.如图所示：【答案】C【规律总结】进行受力分析时必须首先确定研究对象，再分析外界对研究对象的作用，本题还可以分析A的受力，同学不妨一试.2 共点力作用下的物体的平衡1．共点力：几个力如果作用在物体的，或者它们的作用线，这几个力叫共点力.2．平衡状态：物体的平衡状态是指物体 .3．平衡条件：共点力平衡的条件为物体受合力为0推论：（1）共点的三力平衡时，其中任意两个力的合力与第三个力等大反向.（2）物体受n 个力处于平衡状态时，其中n －1个的合力一定与剩下的那个力等大反向. 【例2】人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图所示.以下说法正确A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用C.人受到的合外力不为零D.人受到的合外力方向与速度方向相同 答案 A解析由于人做匀速运动,所以人所受的合外力为零,水平方向不可能受力的作用 二、共点力平衡的处理方法 1．三力平衡的基本解题方法 （1）力的合成、分解法：即分析物体的受力，把某两个力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力。

2010年江苏省高考物理试卷解析版参考答案与试题解析一、解答题（共5小题，满分15分）1．（3分）如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧挑起细线水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度（）A．大小和方向均改变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均不变【考点】45：运动的合成和分解．【专题】517：运动的合成和分解专题．【分析】橡皮参加了两个分运动，水平向右匀速移动，同时，竖直向上匀速运动，实际运动是这两个运动的合运动，根据平行四边形定则可以求出合速度．【解答】解：橡皮在水平方向匀速运动，由于橡皮向右运动的位移一定等于橡皮向上的位移，故在竖直方向以相等的速度匀速运动，根据平行四边形定则，可知合速度也是一定的，故合运动是匀速运动；故选：D。

【点评】本题关键是先确定水平方向和竖直方向的分运动，然后根据合运动与分运动的等效性，由平行四边形定则求出合速度．2．（3分）如图所示，水平放置的粗糙U形固定框架上接一个阻值为R0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计。

下列说法正确的是（）A．此过程中通过电阻R0的电荷量为qB．此过程中电路产生的电热为Q＝Fd mv2C．此时AC两端电压为U AC＝2BLvD．此时AC两端电压为U AC【考点】BB：闭合电路的欧姆定律；D9：导体切割磁感线时的感应电动势．【专题】32：定量思想；43：推理法；53C：电磁感应与电路结合．【分析】根据电量的经验表达式q求出此过程中通过电阻R0的电荷量，根据能量守恒判断电热的正误，图中半圆形硬导体AB有效切割的长度等于半圆的直径2L，由公式E＝Blv求解感应电动势的大小。

AB 相当于电源，其两端的电压是外电压。

【解答】解：A、根据q得，该过程中通过电阻R0的电荷量为q，故A正确。

2010高考物理总复习名师学案--力和物体的平衡●考点指要(2)不要求知道静摩擦因数.●复习导航本章内容是力学的基础知识.力是贯穿于整个物理学的重要概念，对物体进行受力分析是解决力学问题的基础和关键.力在合成与分解时所遵守的平行四边形定则，也是所有的矢量都遵守的普遍法则.平衡条件(F合=0)更是广泛应用于力、热、电等各部分内容的题目求解当中.近几年的高考针对本章内容单独命题的情况较少，主要是与其他内容(牛顿定律、动量、功和能、电磁学等)结合起来进行考查.摩擦力、力的合成与分解都是高考热点内容.本章知识内容可分成两个单元组织复习：(Ⅰ)力学中的三种常见力；物体受力分析.(Ⅱ)力的合成与分解；共点力作用下的物体的平衡.第Ⅰ单元力学中的三种常见力·物体受力分析●知识聚焦一、力的概念1.(1)力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在.(2)力的作用效果：使物体发生形变或使物体运动状态发生变化.(3)力是矢量.大小、方向、作用点是力的三要素.(4)力的单位：牛顿(N).2.力的分类：(1)按力的性质分，可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.(2)按力的效果分，可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等.二、力学中的三种常见力1.重力产生：地球的吸引.大小：G=mg，在地球上不同位置，同一物体的重力大小略有不同.方向：竖直向下.重心：重力的“等效作用点”，物体的重心不一定在物体上.重心相对物体的位置由物体的形状和质量分布决定.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心.2.弹力：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力.产生条件：（1）两物体直接接触；（2）物体发生弹性形变.物体所受的弹力必定是由于施力物体发生形变产生的.弹力方向的确定：(1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体.(2)绳的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向.弹力大小的确定：(1)弹簧在弹性限度内遵守胡克定律F＝kx.(2)一般情况下应根据物体的运动状态，利用牛顿定律或平衡条件来计算.3.摩擦力：相互接触的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面处产生的阻碍物体间相对运动的力.（1）静摩擦力产生条件：两物体①直接接触；②相互挤压；③接触面不光滑；④有相对滑动的趋势.方向：静摩擦力的方向沿着接触面的切线，与相对滑动趋势的方向相反.大小：静摩擦力的大小可在0与最大静摩擦力F m之间变化，即0＜F≤F m.静摩擦力的大小与压力大小无关，由物体的运动状态和物体所受的其他力决定，可根据牛顿第二定律或平衡条件求静摩擦力的大小.（2）滑动摩擦力产生条件：两物体①直接接触；②相互挤压；③接触面不光滑；④有相对滑动.方向：沿着接触面的切线与相对滑动的方向相反（不一定与物体的运动方向相反）大小：F f=μF N三、物体受力分析对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法.受力分析的程序是：1.根据题意选取研究的对象.选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便.研究对象可以是单个物体或物体的某一部分，也可以是由几个物体组成的系统.2.把研究对象从周围的物体中隔离出来.为防止漏掉某个力，要养成按一般步骤分析的好习惯.一般应先分析重力；然后环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力；最后再分析其他场力(电场力、磁场力等).3.每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，这样可以避免分析出某些不存在的力.如竖直上抛的物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”.4.画完受力图后要进行定性检验，看一看根据你画的受力图，物体能否处于题目中所给的运动状态.5.对物体受力分析时应注意以下几点：(1)不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆.(2)对于作用在物体上的每一个力，都必须明确它的来源，不能无中生有.(3)分析的是物体受到哪些“性质力”(按性质分类的力)，不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.例如，有人认为在竖直面内做圆周运动的物体运动至最高点时(图1—1—1)受三个力的作用：重力、绳的拉力和向心力.实际上这个向心力是重力与绳拉力的合力，是“效果力”，不属于单独某一性质的力，不能重复分析.图1—1—1●疑难辨析1.重力是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的，但并不等同于该引力.因为此引力除产生重力外，还要提供物体随地球自转所需的向心力.因物体在地球上不同纬度处随地球自转所需向心力大小不同，故同一物体在地球上不同纬度处重力大小不同.不过由于此原因引起的重力变化不大，一般情况下，可不考虑地球的自转效应.2.弹力产生的条件是“接触且有形变”.若物体间虽然接触但无拉伸或挤压，则并无弹力产生.但由于形变一般很小，难于观察，因而判断弹力是否存在常需采用“反证法”，由已知运动状态和其他条件，利用平衡条件或牛顿运动定律分析推理.例如，要判断图1—1—2中静止在水平面上的球是否受到斜面对它的弹力作用，可先假设有弹力F N2存在，则此球在水平方向所受合力不为零，必加速运动，与所给静止状态矛盾，说明此球与斜面间虽接触，但并不挤压，并不存在弹力F N2.图1—1—23.静摩擦力大小、方向的确定既是本单元的重点，也是难点.判断物体间有无静摩擦力及确定静摩擦力方向时常用的方法是：(1)假设法.即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动；若发生相对运动，则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止.且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向.(2)根据物体所处的运动状态，应用力学规律判定.如图1—1—3中物块A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动时，若A的质量为m，则很容易确定A受的静摩擦力大小为ma，方向水平向右.图1—1—34.深刻领会“相对”二字的含义，正确理解摩擦力的概念.（1）静摩擦力产生在相对静止（有相对滑动趋势）的两物体间，但这两个物体不一定静止，它们可能一起运动，所以，受静摩擦力作用的物体不一定静止.滑动摩擦力产生在相对滑动的两物体之间，但受到滑动摩擦力作用的物体可能是静止的.（2）摩擦力的方向一定与相对滑动的方向相反，或与相对滑动趋势的方向相反，但摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反.摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，充当动力，对物体做正功，例如，在运行的传送带上放一初速为零的工件A(如图1—1—4)，则在工件A未达到与传送带速度相等前，A相对传送带向左滑动，但相对地仍为向右运动.所以工件所受滑动摩擦力的方向与工件的运动方向是一致的.此滑动摩擦力是动力，对工件做正功.摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反，充当阻力，对物体做负功.摩擦力的方向还可能与运动方向垂直（例如静摩擦力提供向心力），等等，总之摩擦力的方向与物体的运动方向没有确定关系.图1—1—45.摩擦力与弹力的关系（1）产生摩擦力的条件是在产生弹力的条件基础上，增加了接触面不光滑和物体间有相对滑动或相对滑动趋势.因此，若两物体间有弹力产生，不一定产生摩擦力，但若两物体间有摩擦力产生，必有弹力产生.（2）在同一接触面上产生的弹力和摩擦力的方向相互垂直.（3）滑动摩擦力大小与同一接触面上的弹力（压力）大小成正比：F f=μF N.而静摩擦力（除最大静摩擦力外）与压力无关.●典例剖析［例1］均匀长棒一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图1—1—5所示，若细线竖直，试分析棒的受力情况.图1—1—5 图1—1—6【解析】取棒为研究对象，它只受三个力的作用，其中重力G竖直向下，支持力F N垂直于地面竖直向上，绳子拉力F T沿绳竖直向上.如图1—1—6所示.虽然地面不光滑，棒并不受静摩擦力的作用.因为重力G、支持力F N和拉力F T均沿竖直方向，所以棒在水平方向上没有运动趋势，也就不受静摩擦力了.【思考】(1)若悬线不竖直，棒的受力情况可能如何?(2)若水平面光滑，悬线可能不竖直吗?【思考提示】（1）若悬线不竖直，棒受四个力作用：重力、支持力、线的拉力和摩擦力.（2）若水平光滑，悬线一定竖直.【说明】对此类题目的分析，多数同学从想当然出发，只要没告诉地面是否光滑，不考虑题目所告诉的物理状态，就认为有摩擦.希望同学们在画受力图时要养成这样的好习惯；不管题目难易，都要遵循前面讲的受力分析的程序.【设计意图】（1）练习受力分析的方法.（2）巩固静摩擦力的概念.［例2］如图1—1—7所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物块A和B以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是图1—1—7①μ1=0，μ2=0 ②μ1=0，μ2≠0③μ1≠0，μ2=0 ④μ1≠0，μ2≠0A.只有②B.只有④C.①③D.②④【解析】由于A、B一起做匀速直线运动，所以，B一定受到水平地面的摩擦力，故μ2≠0；A、B 间没有相互作用的摩擦力，故可能是μ1=0,也可能μ1≠0，正确选项为D.【思考】(1)若A、B一起向右做加速运动，A、B间是否有摩擦力？若有，方向如何？（2）若A、B一起向右做减速运动，A、B间是否有摩擦力？若有，方向如何？【思考提示】（1）有摩擦力，A所受静摩擦力的方向向右，A对B的摩擦力向左.（2）有摩擦力，A所受静摩擦力向左，A对B的摩擦力向右.【说明】在两物体的接触面上若有摩擦力产生，则物体间的动摩擦因数必定不为零；若在两物体的接触面没有摩擦力产生，则该接触面上的动摩擦因数可能为零，也可能不为零.【设计意图】深化对摩擦力产生条件的理解，巩固摩擦力的分析方法.［例3］如图1—1—8所示.小车上固定着一根弯成θ角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球.试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：(1)小车静止；(2)小车以加速度a 水平向右运动.图1—1—8【解析】 （1）小车静止时，球受到两个力的作用.重力和杆的弹力，根据平衡条件知，杆对球的弹力大小等于球的重力，方向竖直向上.(2)选小球为研究对象.小车以加速度a 向右运动时，小球所受重力和杆的弹力的合力一定水平向右，此时，弹力F 的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速度.假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为θ(如图1—1—9)，根据牛顿第二定律有F sin θ=ma ,F cos θ=mg .解得 F =m ga a g =+θtan ,22. 【思考】 (1)小车如何运动时，弹力的方向才沿杆的方向?(2)试比较一下绳、杆、弹簧的弹力方向，它们各有何特点?【思考提示】 （1）当小车水平向右的加速度为a =gtan θ时，弹力的方向沿杆.（2）绳只能发生拉伸形变，故绳只能产生沿伸长方向的拉力；弹簧可以发生拉伸形变，也可以发生压缩形变，故弹簧可以产生沿弹簧方向的拉力，也可以产生沿弹簧方向的支持力；杆既可以发生拉伸形变，也可以发生压缩形变，还可以发生弯曲形变，故杆可产生沿杆方向的拉力和支持力，也可以产生不沿杆方向的弹力.【说明】 杆可以发生拉伸形变、压缩形变、弯曲形变，所以，杆产生的弹力方向可能沿杆，也可能不沿杆.【设计意图】 说明不同模型发生形变的不同，产生弹力的不同.［例4］把一重为G 的物体，用一个水平的推力F =kt (k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上(图1—1—10)，从t =0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是图1—1—11中的哪一个图1—1—11【解析】 选物体为研究对象，按重力、弹力、摩擦力等顺序画出物体的受力情况示意图如图1—1—12所示，在确认无误后分析摩擦力随时间的变化情况：物体在竖直方向上只受重力G 和摩擦力F f 的作用.由于F 从零开始均匀增大，所以物体整个过程的大体运动情况应该是：先加速下滑，再减速下滑、最后静止不动.图1—1—9 图1—1—10图1—1—12在解题过程中，要掌握“先粗后细”的原则.开始一段时间F f＜G，物体加速下滑.当F f＝G时，物体速度达到最大值.之后F f＞G，物体向下做减速运动，直至速度减为零.在整个运动过程中，摩擦力为动摩擦力，其大小为F f＝μF N＝μF＝μkt，即F f与t成正比，是一段过原点的直线.当物体速度减为零之后，动摩擦变为静摩擦，其大小由平衡条件可知F f＝G.所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段.故本题正确答案为B.【说明】要注意静摩擦力和滑动摩擦力跟压力关系的不同：滑动摩擦力跟压力成正比，静摩擦力（除最大静摩擦力外）大小跟压力无关.【设计意图】加深对静摩擦力和滑动摩擦力区别的理解.●反馈练习★夯实基础1.关于力的概念，下列哪些说法是正确的A.力是使物体产生形变和速度的原因B.一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体又是施力物体C.只要两个力的大小相同，它们产生的效果一定相同D.两个物体相互作用，其相互作用力可以是不同性质的力【解析】力是产生加速度的原因，而不是产生速度的原因，故A错，任何一个力都有施力物体和受力物体，由于力的作用是相互的，所以，施力物体必定也是受力物体，B对.力的作用效果由其大小、方向、作用点决定，不仅仅由大小决定，故C错.一对相互作用力必定是同种性质的力，故D错.【答案】B2.关于物体的重心，下列说法中正确的是A.重心就是物体上最重的一点B.形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心C.重心是物体所受重力的作用点，故重心一定在物体上D.用细软线将物体悬挂起来，静止时重心一定在悬线所在直线上【解析】重心是物体上各点所受重力的合力的作用点，是一种等效作用点，故重心不一定在物体上，更不是物体最重的一点，A、C均错.物体重心的位置由物体的形状和质量分布决定，形状规则且质量分布均匀的物体的重心，才一定在物体的几何中心，B错.用细线悬挂物体静止时，重力和线的拉力是一对平衡力，必定共线，所以，重心一定在悬线所在的直线上.D对.【答案】D3.关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法正确的是A.有摩擦力一定有弹力B.摩擦力的大小与弹力成正比C.有弹力一定有摩擦力D.弹力是动力，摩擦力是阻力【解析】根据弹力和摩擦力产生的条件知，有摩擦力必定有弹力，但有弹力不一定有摩擦力，A对，C错.滑动摩擦力与弹力（压力）成正比，静摩擦力大小与弹力（压力）大小无关，B错.弹力和摩擦力都可以是动力，也可以是阻力，还可能既不是动力也不是阻力，D错.【答案】A4.卡车上装着一只始终与它相对静止的集装箱，不计空气阻力，下列说法正确的是①当卡车开始运动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动②当卡车匀速运动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动③当卡车匀速运动时，卡车对集装箱的静摩擦力等于零④当卡车制动时，卡车对集装箱的静摩擦力等于零A.①②B.只有③C.只有④D.①③【解析】集装箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，集装箱由于惯性要保持原有静止状态.因此它将相对于汽车向后滑动，而实际集装箱没有滑动，说明只有相对汽车向后滑的趋势，所以集装箱受到向前的静摩擦力.故①对.集装箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设集装箱受水平向右的摩擦力，则其受力如图所示，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多对它施加两个力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡条件知：F1与G抵消，但没有力与F2抵消，力是改变物体运动状态的原因，木箱在F2的作用下，速度将发生变化，不能做匀速直线运动，这与题意矛盾，故②错③对.汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则集装箱相对汽车向前滑动，而实际没动，说明集装箱受到向后的摩擦力.故④错.【答案】D5.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直D.静止物体所受静摩擦力一定为零【解析】静摩擦力的方向一定与相对滑动趋势的方向相反，跟物体的运动方向没有确定关系，它们可能相同、可能相反、可能垂直，等等，故A、B错，C对.静止的物体所受的合力一定为零，摩擦力不一定为零，D错.【答案】C6.如图1—1—13所示，重50 N物体，在水平路面上向左运动，它与路面间的动摩擦因数为0.2，同时受到水平向右F=10 N的拉力作用，则它所受摩擦力的大小和方向应是图1—1—13A.10 N，向左B.10 N，向右C.0 ND.20 N，向右【解析】物体所受的滑动摩擦力大小为F f =μF N =μG=10 N.其方向与相对地面的运动方向相反——向右.【答案】B7.运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，他所受到的摩擦力分别为F上和F下，那么它们的关系是A.F上向上，F下向下，F上＝F下B.F上向下，F下向上，F上＞F下C.F上向上，F下向上，F上＝F下D.F上向上，F下向下，F上＞F下【解析】匀速攀上，匀速滑下时，所受摩擦力方向均向上，且大小等于重力.【答案】C8.如图1—1—14所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静靠在墙边，然后释放，它们同时沿竖直墙面向下滑，已知m A＞m B，则物体B图1—1—14A.只有一个重力B.受到重力和一个摩擦力C.受到重力、一个弹力和一个摩擦力D.受到重力、一个摩擦力、两个弹力【解析】由于A、B与墙之间没有弹力，故A、B一起下滑时不受摩擦力作用，它们做自由落体运动，A、B之间的相互作用力也为零，所以，A、B都是只受重力作用.【答案】A9.用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，如图1—1—15所示，对此，下列说法中正确的是图1—1—15A.铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上，也可能向下B.铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力C.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力D.B受墙的摩擦力方向可能向上，也可能向下【解析】A在竖直方向上受两个力：重力、摩擦力，摩擦力只能是B对它施加的.对B，在竖直方向上，受重力和两个摩擦力，且墙对B的摩擦力大小等于AB重力之和.【答案】B★提升能力10.如图1—1—16是皮带传动装置示意图，A为主动轮，B为从动轮，关于A轮上P点和B轮上Q点所受摩擦力的方向，下列说法正确的是图1—1—16A. P、Q点所受摩擦力的方向均沿轮的切线向上B.P、Q点所受摩擦力的方向均沿轮的切线向下C.P、Q点所受摩擦力的方向沿轮的切线，Q向上，P点向下D.P、Q点所受摩擦力的方向沿轮的切线，P点向上，Q点向下【解析】A轮靠静摩擦力带动皮带，故A轮上P点所受的静摩擦力沿轮的切线向下；皮带靠静摩擦力带动B轮，故B轮上Q点所受的静摩擦力的方向沿轮的切线向下，选项B正确.【答案】B11.某人推着自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为F 1，对后轮的摩擦力为F 2；该人骑着自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为F 3，对后轮的摩擦力为F 4.下列说法正确的是A.F 1与车前进方向相同B.F 2与车前进方向相同C.F 3与车前进方向相同D.F 4与车前进方向相同【解析】 推车前进时，两轮在推力作用下与地面接触处都有相对地面向前滑的趋势，故均受向后的摩擦力；骑车前进时，后轮是主动轮，在它与地面接触处有相对地面向后滑的趋势，故受向前的摩擦力，前轮是从动轮，它在与地面接触处有相对于地面向前滑的趋势，故受向后的摩擦力.选项D 正确.【答案】 D12.如图1—1—17所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F 拉着木块沿桌面运动，则木块所受到的摩擦力F f 随拉力F 变化的图象（图1—1—18）正确的是（最大静摩擦力大于滑动摩擦力）图1—1—18【解析】 当木块不受拉力时（F =0），桌面对木块没有摩擦力（F f =0).当木块受到的水平拉力F 较小时，木块仍保持静止，但有向右运动的趋势，桌面对木块产生静摩擦力，其大小与F 相等，方向相反.随着水平拉力F 不断增大，木块向右运动的趋势增强，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力F 足够大时，木块开始滑动.桌面对木块的静摩擦力达最大值F m ，在这个过程中，由木块水平方向二力平衡条件知，桌面对木块的静摩擦力F f 始终与拉力F 等值反向，即随着F 的增大而增大.木块滑动后，桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力，F f =μF N =μ G ,它小于最大静摩擦力，并且，在木块继续滑动的过程中保持不变.【答案】 D※13.如图1—1—19所示，物体M 静止于倾斜放置的木板上，当倾角θ由很小缓慢增大到90°的过程中，木块对物体的支持力F N 和摩擦力F f ′的变化情况是图1—1—19A.F N 、F f 都增大B.F N 、F f 都减小C.F N 增大，F f 减小D.F N 减小，F f 先增大后减小【解析】 木板倾角较小时，物体相对木板静止且处于平衡状态，由平衡条件得图1—1—17F N=mg cosθF f=Mg sinθ所以，在θ逐渐增大过程中，F N减小，F f增大.当倾角θ增大到一下程度，物体开始相对木板滑动，则F N=Mg cosθF f=μF N=μMg cosθ所以，在θ继续增大的过程中，F N继续减小，F f也逐渐减小.故D选项正确.【答案】D※14.用劲度系数k=490 N/m的轻弹簧，沿水平桌面水平拉一木板使它做匀速直线运动，弹簧的长度l1=12 cm.若在木板上加上一个质量m=5 kg的铁块，仍用原弹簧拉住它沿水平桌面做匀速运动，弹簧的长度l2=14 cm，则木板与水平桌面间的动摩擦因数μ为多少？【解析】根据胡克定律和平衡条件得k(l1-l0)=μMgk(l2-l0)=μ(M+m)g联立解得μ=0.2【答案】0.2※15.如图1—1—20所示，在两块木板中间夹着一个50 N重的木块A，左右两边对木板的压力F均为150 N，木板和木块间的动摩擦因数为0.2，如果想从下面把这木块拉出来，需要多大的力？如果想从上面把它拉出来，需要多大的力？图1—1—20【解析】用最小的力拉动物体，使物体匀速运动，此时物体处于平衡状态，故可用力的平衡条件解决问题.（1）从下面把木块拉出来，这时摩擦力F f向上，左右两侧各等于F f=0.2×150 N=30 N，G+F1=2F f,F1=2F f-G=2×30 N-50 N=10 N.(2)从上面把木块拉出来，这时摩擦力向下，左右两侧各等于F f=30 N.F2=G+2F f=50 N+2×30 N=110 N【答案】10 N；110 N第Ⅱ单元力的合成与分解·共点力作用下的物体的平衡●知识聚焦一、力的合成与分解1.合力与分力的关系是等效替代．．．．关系.。

2010年高考物理考试大纲（课标实验版）及解读一、考试大纲：Ⅰ.考试性质普通高等学校招生全国统一考试（简称“高考”）是由合格的高中毕业生和具有同等学力的考生参加的选拔性考试。

高等学校根据考生的成绩，按已确定的招生计划，德、智、体全面衡量，择优录取。

因此，高考应有较高的信度、效度、必要的区分度和适当的难度。

Ⅱ.考试内容根据普通高等学校对新生文化素质的要求，依据中华人民共和国教育部2003年颁布的《普通高中课程方案（实验）》和《普通高中课程标准（实验）》，确定课程标准实验省区2009年高考理工类物理科考试内容。

考试内容包括知识和能力两个方面。

高考物理试题着重考查考生知识、能力和科学素养，注重理论联系实际，注重科学技术和社会、经济发展的联系，注意物理知识在生产、生活等方面的广泛应用，以有利于高校选拔新生，并有利于激发考生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现。

一、考试的能力与要求高考物理在考查知识的同时，注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置。

通过考核知识及其运用来鉴别考生能力的高低，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。

目前，高考物理科要考核的能力主要包括以下几个方面：1．理解能力理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用；能够清楚认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表述）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系。

2．推理能力能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。

3．分析综合能力能够独立地对所遇的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。

难点1O 共点力平衡问题的解法1．共点力的平衡条件：F 合=0．三力平衡问题可用矢量三角形法（合成法）求解，也可用正交分解法求解；多力平衡问题一般用正交分解法求解．2.矢量三角形法（合成法）(1)直角三角形：两个分力与它们的合力构成一个直角三角形，可通过勾股定理和三角函数的边角关系求解(2)相似三角形：如果力的矢量三角形与对应的几何三角形具有方向对应、大小成正比的关系，可将求力的问题转化为求几何三角形的边角问题，运用相似三角形的比例关系求解．(3)动态三角形：当一个力的方向不变，另一个力的方向发生变化时，可用动态三角形的方法分析力的大小变化，讨论极值问题． 如图甲所示，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 的作用下静止于P 点．设小滑块所受支持力为N F ，OP 与水平方向的夹角为θ下列关系式中正确的是θtan ...mg F A =θtan ...mg F B = θtan ...mg F C N = θtan ...mg F D N =图甲解析对小滑块进行受力分析如图乙所示，更具适量三角形定则可得：θθsin ,tan mg F mg F N ==答案:A图乙典例13如图所示，轻杆OP 可绕O 点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系住P 端。

当OP 和竖直方向的夹角α缓慢增大时)1800(︒<<︒α，则OP 杆所受绳的作用力大小A ．恒定不变B ．逐渐增大C ．逐渐减小D ．先增大后减小解析将挂重物的绳的拉力T 如图分解为21,F F ,由图可知，OPQ P TF ∆∆~1，因而OQOP T F OQ PQ T F ==21,。

当OP 和竖直方向间的夹角α缓慢增大时)1800(︒<<︒α，OP,OQ 长不变，而PQ 变长，绳的拉力G T =不变，所以1F 增大2F 不变。

答案A方法如果三个共同点力的大小构不成直角三角形，但力的三角形与对应的集合三角形相似，则可以运用相似三角形关系求力的大小与方向，例如典例13技巧典例13中当OP和竖直方向间的夹角a缓慢增大时，F1．的方向、F2的大小和方向都是变化的，此种情况既不能利用直角三角形法求解，也不能利用正交分解法求解，而利用相似三角形分析则简单明了．深化物体受到三个力而处于动态或静态平衡时，若其中一个力大小方向都不变，另一个力的方向不变，第三个力大小方向都变，在这种情况下，可以运用图解法分析。