2021届高考物理三轮冲刺专练：相互作用(解析版)

力与物体的平衡1.(2020·福建泉州联考)如图所示，总重为G的吊灯用三条长度相同的轻绳悬挂在天花板上，每条轻绳与竖直方向的夹角均为θ，则每条轻绳对吊灯的拉力大小为()A．G3cos θB．G3sin θC．13G cos θD．13G sin θ2.(2020·安徽六校联考)如图，一粗糙斜面固定于水平面上，一质量为m的滑块通过一跨过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳与一钩码相连．能使滑块在斜面上保持静止的钩码质量的最大值和最小值分别为m1和m2.设轻绳与斜面保持平行，滑块所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．斜面倾角为θ，则滑块与斜面之间的动摩擦因数为()A．m12mg B．2m2mgC．m1－m22m cos θD．m1＋m22m cos θ3.(2020·浙江杭州二中模拟)如图所示，上表面为斜面的小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁．若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，此时小车受力个数为()A．3 B. 4 C．5 D. 64.(2020·四川宜宾联考)如图所示，质量均为m的斜面体A、B叠放在水平地面上，A、B间接触面光滑，用一与斜面平行的推力F作用在B上，B沿斜面匀速上升，A始终静止．若A的斜面倾角为θ，下列说法正确的是()A．F＝mg tan θ B．A、B间的作用力为mg cos θC．地面对A的支持力大小为2mg D．地面对A的摩擦力大小为F5.(2020·浙江名校协作体第二次联考)如图所示，两条等长细线的A点悬挂一质量为0.1 kg、电荷量为2×10－6C的带电小球，细线与天花板的夹角为30°，A离地面h＝0.3 m，在MA的延长线上用一不计高度和质量的绝缘支架固定一质量为0.2 kg、电荷量与小球电荷量相等的异种带电小球B，(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度为g＝10 m/s2)则下列说法不正确的是()A．支架对地面的压力大小为1.95 N B．A球会向右偏离原来的位置C．NA线的拉力大小为1 N D．MA线的拉力大小为1.1 N6.(多选)(2020·山东济南一轮)如图所示，质量分别为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．此时，力F与水平方间成θ角，弹簧中弹力大小为F1，弹簧轴线与水平方向的夹角为α，m1受地面的摩擦力大小为f，则下列正确的是()A．θ一定大于αB．θ可能等于αC．F一定小于F1D．F一定大于f7.(多选)(2020·四川宜宾市一诊)如图所示，粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙壁之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态．已知A、B的质量分别为m和M，A、B两物体的半径均为R，B的圆心到水平地面的竖直距离为2R，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．地面对A的支持力大小为(m＋M)gB．地面对A的摩擦力大小为2MgC．将A往左缓慢移动少许，竖直墙壁对B的弹力减小D．将A往左缓慢移动少许，A、B之间的弹力保持不变8.(多选)(2020·广东肇庆市二统)如图所示，斜面置于粗糙水平面上，斜面上方水平固定一根光滑直杆，直杆上套有一个滑块，滑块连接一根细线，细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球．最初斜面与小球都保持静止，现对滑块施加水平向右的外力F使其缓慢向右移动至A点，如果整个过程中斜面保持静止，且小球未滑离斜面，当滑块滑动到A点时细线恰好平行于斜面，下列说法正确的是()A．斜面对小球的支持力逐渐减小B．细线对小球的拉力逐渐减小C．滑块受到水平向右的外力F逐渐增大D．水平地面对斜面的支持力逐渐减小9.(2020·浙江临江等三地模拟)如图所示，一根粗细均匀、长为L＝1 m、质量为m＝0.01 kg的导体棒ab从中点处弯成60°角，将此导体棒放入磁感应强度大小为B＝0.4 T、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，导体棒两端a、b悬挂于两根相同的轻质绝缘弹簧下端，弹簧均处于竖直状态．当导体棒中通有I＝1 A的电流时，两根弹簧比自然长度各缩短了Δx＝0.01 m，取g＝10 m/s2，则下列说法中正确的是()A．导体棒中电流的方向为aObB．每根弹簧的弹力大小为0.1 NC．弹簧的劲度系数为k＝5 N/mD．若仅改变电流方向，则弹簧将会比自然长度各伸长0.01 m10.(2020·河南省郑州市一模)(多选)如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，一带电量为＋q、质量为m的小球在力F的作用下，沿图中虚线由M至N做竖直向上的匀速运动。

2021年高考三轮冲刺卷解答题专练（二）物理试卷1．如图所示，绝缘轨道CDGH 位于竖直平面内，圆弧段DG 的圆心角为37θ=︒，DG 与水平段CD 、倾斜段GH 分别相切于D 点和G 点。

CD 段粗糙，DGH 段光滑。

在H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为4110N/C E ⨯=、水平向右的匀强电场中，一质量3410kg m -=⨯、带电量6310C q -=+⨯的小滑块在C 处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到CD 段的中点P 处时速度恰好为零。

已知CD 段长度0.8m L =，圆弧DG 的半径0.2m r =；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点。

210m/s g =，cos370.8︒=，sin 370.6︒=，求：（1）滑块与CD 段之间的动摩擦因数μ； （2）滑块在CD 段上运动的总路程；（3）滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能和最小动能。

【答案】（1）0.25；（2）2.4 m ；（3）0.018 J ，0.002 J 【详解】（1）滑块由C 处释放，经挡板碰撞后第一次滑回P 点的过程中，由动能定理得1022L qEmg L L μ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭ 解得0.253Eqmgμ== （2）滑块在CD 段上受到的滑动摩擦力0.01N mg μ=电场力0.03N Eq =滑动摩擦力小于电场力，故不可能停在CD 段，滑块最终会在DGH 间来回往复运动，到达D 点的速度为0。

全过程由动能定理得0EqL mgs μ-=解得 2.4m s =（3）GH 段的倾角为37°，因为cos sin 0.024N Eq mg θθ==则加速度a =0。

所以滑块与绝缘挡板碰撞的最大动能为滑块第一次运动到G 点的动能。

对C 到G 过程由动能定理得()()max sin cos 0.018J k E Eq L r mgL mg r r θμθ=+---=滑块最终在DGH 间来回往复运动，碰撞绝缘挡板时有最小动能。

2021年高考三轮冲刺卷解答题专练（九）物理试卷1．某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。

已知轻绳能承受的最大拉力为2mg ，握绳的手离地面高度为4l ，手与球之间的绳长为l ，重力加速度为g ，忽略空气阻力。

(1)当球的速度大小为1v 时，轻绳刚好断掉，求此时绳与竖直方向的夹角θ与球的速度大小1v(2)保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，要使绳刚好被拉断后球的落地点与抛出位置的竖直投影点O 水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？【答案】(1)60︒(2)4l ， 【详解】 (1)设绳断时，绳与竖直方向的夹角为θ，绳断时绳子拉力2T mg =1cos 2mg T θ== 故 60θ=︒做圆周运动半径sin R l θ==由向心力公式 21tan v mg m Rθ= 得1v = (2)改变绳长时，绳承受的最大拉力不变，绳与竖直方向的夹角为θ不变，设绳长为1l 时，绳断时球的速度大小为3v ，抛出的落地点与抛出位置的投影点O 水平距离最大，有：231tan sin v mg m l θθ= 得3v =绳断后球做平抛运动，竖直位移为14cos l l θ-，水平位移为x ，时间为1t ，有21114cos 2l l gt θ-= 31x v t =联立可得x =由数学知识可知当 142b l l a=-= 时，水平距离x 最大最大水平距离 max x =2．如图所示，足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆，原长为L 的轻弹簧套在杆上，质量均为m 的A 、B 、C 三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接，轻杆长也为L ，A 球套在竖直杆上，现将A 球搁在弹簧上端，当系统处于静止状态时，轻杆与竖直方向夹角θ=37°，已知重力加速度为g ，弹簧始终在弹性限度内，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

力学综合题【原卷】1．（2021届福建省莆田一中高三期中）如图，质量为M=4kg 的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，C到木板左端的距离L=0.5m，质量为m=1kg 的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，木板AB受到水平向左的恒力F=14N，作用一段时间后撤去，恒力F撤去时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x=5cm，g=10m/s2．求：(1)水平恒力F作用的时间t；(2)撤去F后，弹簧的最大弹性势能E P；(3)整个过程产生的热量Q．2．（2021届福建省三明市一中高三期中）用长L ＝0.6 m的绳系着装有m ＝0.5 kg水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”．G ＝10 m/s2．求：(1) 最高点水不流出的最小速度为多少？(2) 若过最高点时速度为3 m/s，此时水对桶底的压力多大？3．（2021届福建省三明市一中高三期中）一种氢气燃料的汽车，质量为3m=⨯，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒2.010kg为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为2a=．达1.0m/s到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，g取210m/s．试求：（1）汽车的最大行驶速度；（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度；（3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．4．（2021届福建省三明市一中高三期中）传送带在工农业生产和日常生活中都有着广泛的应用．如图甲，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针转动，现将2kgm=的货物放在传送带上的A点，货物与传送带的速度v随时间t变化的图像如图乙，整个过程传送带是紧绷的，货物经过1.2s到达B点．(重力加速度2g=)10m/s（1）A、B两点间的距离L；（2）货物从A运动到B的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的热量Q．5．（2021届福建省三明市一中高三期中）如图所示，固定斜面的倾角θ=30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数μ=3，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A 和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A 到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0(v0>gL)，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求：(1)物体A向下运动刚到C点时的速度大小；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧的最大弹性势能．6．（2021届广东省华南师大附中高三综合测试）粗糙的水平面上，一物体在水平方向拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间变化的图线如图中（甲）（乙）所示，取重力加速度g=10m/s2，求物体与地面间的动摩擦因数 。