2023高考模擬理綜物理選編彈力-解析版

樂陵一中彈力

一、單項選擇題〔本大題共5小題，共30分〕

兩個質(zhì)量分別為和小的小木塊和（可視為質(zhì)點）

1.2,"a6ab

放在水平圓盤上，。與轉(zhuǎn)軸o。'的距離為L,匕與轉(zhuǎn)軸—

的距離為2L,a、6之間用長為小的強度足夠大的輕繩

相連，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的人D'i

倍，重力加速度大小為g.假設(shè)圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，開始時輕

繩剛好伸直但無張力，用3表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，以下說法正確的選項是（）

A.a比b先到達最大靜摩擦力

B.a、匕所受的摩擦力始終相等

C.（￡>=網(wǎng)是〃開始滑動的臨界角速度

<21

D.當3=函時，a所受摩擦力的大小為色％

Jir3

（@2023物理備課組整理）D

（物理備課組一組指導）解：A、木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，靜摩擦力提供向心力，由牛頓

第二定律得：木塊所受的靜摩擦力戶，"32〃相、3相等，戶0?,所以當圓盤的角速度增大

時6的靜摩擦力先到達最大值，故A錯誤；

8、在8的摩擦力沒有到達最大前，靜摩擦力提供向心力，由牛頓第二定律得：木塊所

受的靜摩擦力戶小心〃。和6的質(zhì)量分別是2機和〃?，而“與轉(zhuǎn)軸。。'的距離為Lb

與轉(zhuǎn)軸的距離為2L,所以開始時。和b受到的摩擦力是相等的。

當6受到的靜摩擦力到達最大后，b受到的摩擦力與繩子的拉力的和提供向心力，即：

kmg+F=mwr?2乙???①

而a的受力：f-F=2/nco2L-?

聯(lián)立得：f'=4mw2L-kmg,?

可知二者受到的摩擦力不一定相等。故B錯誤；

C、當6剛要滑動時，W2kmg+kmg=2m（a2L+m（a2*2L,解得：co=甌，故C錯誤；

J石

以當3謂時，”所受摩擦力的大小為",=4mM2L_kmg=鈾?莽竽故

。正確。

應(yīng)選：。。

木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，靜摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物體的質(zhì)量、半

徑和角速度決定.當圓盤轉(zhuǎn)速增大時，提供的靜摩擦力隨之而增大.當需要的向心力大

于最大靜摩擦力時，物體開始滑動.因此是否滑動與質(zhì)量無關(guān)，是由半徑大小決定.

此題的關(guān)鍵是正確分析木塊的受力，明確木塊做圓周運動時，靜摩擦力提供向心力，把

握住臨界條件：靜摩擦力到達最大，由牛頓第二定律分析解答.

2.如下圖，水平地面上有一個半球體A.現(xiàn)在A與豎直墻

之間放一完全相同的半球體8,不計一切摩擦，將A緩

慢向左移動未與地面接觸），那么在此過程中A對

B的彈力-、墻對8的彈力B（）

A..Fi變小、巳變小

B..Fi變小、6變大

C..人變大、尬變大

D..Q變大、尸2變小

〔@2023物理備課組整理）A

（物理備課組一組指導）解：不計一切摩擦，將A緩慢向左移動匕,

（8未與地面接觸），那么4、8處處受力平衡；那么B受力如\0

下圖：；V___?

4向左移動，那么。變小，所以，yG變小，戶2=GtanO變小，

故A正確，8CO錯誤；V

應(yīng)選：A.

對8進行受力分析，根據(jù)A向左移動，8所受的力之間角度的關(guān)系變化，然后根據(jù)重力

G不變，并且B受力平衡求解.

對于動態(tài)過程受力變化的求解，一般先分析在運動過程中的守恒量，然后，再由動態(tài)過

程得到相關(guān)的變化量，進而通過守恒量求解其他物理量的變化趨勢.

3.如下圖，物體A和B分放在一起，A靠在豎直墻面上.在豎直向上的力尸作用下,

A、8均保持靜止，此時物體A的受力個數(shù)為（）

忤

A.一定是3個B.可能是4個C.一定是5個D.可能是；J

6個'”

（@2023物理備課組整理）A

（物理備課組一組指導）解：

先對AB整體受力分析，由平衡條件知，

豎直方向：F=GA+GB

水平方向，不受力，故墻面無彈力

隔離A物體，必受重力、8對A的彈力和摩擦力作用，受三個力，故A正確，BCD錯

誤；

應(yīng)選：A.

先對A8整體受力分析，看是否與墻壁間有作用力，再對A物體受力分析即可.

此題關(guān)鍵先對AB整體受力分析，再對A物體受力分析，注意平衡條件的應(yīng)用，難度不

大，屬于根底題.

4.如下圖，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為相和例，把它們靠

在一起從光滑斜面的頂端由靜止開始下滑.斜面的傾角

為0,斜面始終保持靜止.那么在此過程中物塊B對物

塊A的壓力為｛）__________

A.Mgsin。B.MgcosOC.0“川初〃例播了竄洲“

（@2023物理備課組整理）C

（物理備課組一組指導）解：對A、8組成的整體受力分析可知，整體受重力、支持力

而做勻加速直線運動；由牛頓第二定律可知，4=（m+M）gsing=/sin。;

（m+M）

那么再對B由牛頓第二定律可知：產(chǎn)合=Ma=MgsinO；合力等于8的重力沿斜面向下的分

力；故說明AB間沒有相互作用力，故A8O錯誤，C正確.

應(yīng)選：C.

對整體受力分析求出整體的加速度，再對8受力分析即可求得A對8的壓力，再由牛

頓第三定律可求得B對A的壓力.

此題考查牛頓第二定律的應(yīng)用，要明確兩物體加速度相同，均是重力的分力提供加速度.

5.如圖，光滑斜劈A上外表水平，物體8疊放在A上面,

（@2023物理備課組整理）B

（物理備課組一組指導）解：物體A釋放前，物體8受到重力和支持力，兩力平衡；楔

形物體A釋放后，由于物體A上外表是光滑的，那么物體B水平方向不受力，

根據(jù)牛頓第一定律知道，物體8在水平方向的狀態(tài)不改變，即仍保持靜止狀態(tài)，故8

正確，4C。錯誤.

應(yīng)選：B.

分析物體B的受力情況，根據(jù)牛頓第一定律分析B在水平方向和豎直方向的運動狀態(tài)，

即可求解.

此題關(guān)鍵要正確分析物體B的受力情況,抓住水平方向不受力，狀態(tài)不發(fā)生改變是關(guān)鍵.

二、多項選擇題〔本大題共4小題，共24分全部選對得6分，選對當不全的得3分，

有選錯的得0分?！?/p>

6.如下圖，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2機和根，靜止疊放在水平地面上.A、8間的

動摩擦因數(shù)為內(nèi)B與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5%最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,

重力加速度為g.現(xiàn)對A施加一水平拉力F,那么（）

A.當時，A、8都相對地面靜止

B.當尸＞3R77g時，A相對B滑動

C.當尸=2.5用出?時，A的加速度為0.25M

D.無論F為何值，B的加速度不會超過Wg

2

（@2023物理備課組整理）BD

（物理備課組一組指導）解：AB之間的最大靜摩擦力為：Rax=RZMg=2R"g,那么A、B

間發(fā)生滑動的最小加速度為所跖，8與地面間的最大靜摩擦力為：/'max=*（，叫+%2）

2

g-^ung,故拉力尸最小為艮所以尸不小于3同跖，AB將發(fā)生滑動；

2

A、當尸〈2"〃吆時，尸4max,AB之間不會發(fā)生相對滑動，8與地面間會發(fā)生相對滑動，

所以A、B都相對地面運動，故A錯誤.

B、由上分析可知，當尸＞3同理時，A相對B滑動.故8正確.

C、當尸=2.5/ng時，4、B以共同的加速度開始運動，將A、B看作整體，由牛頓第二定

律有Fl.57ng=3%。,解得故C錯誤,

D、對B來說，其所受合力的最大值Fm=2n〃?g-1.5同咫=0.5卬摩，即B的加速度不會超過

0.5|ig,故。正確.

應(yīng)選：BD.

根據(jù)48之間的最大靜摩擦力，隔離對B分析求出整體的臨界加速度，通過牛頓第二

定律求出A、B不發(fā)生相對滑動時的最大拉力.然后通過整體法隔離法逐項分析.

此題考查牛頓第二定律的綜合運用，解決此題的突破口在于通過隔離法和整體法求出

A、3不發(fā)生相對滑動時的最大拉力.

7.如下圖，穿在一根光滑固定桿上的小球A、8通過一條跨過

定滑輪的細繩連接，桿與水平方向成9角，不計所有摩擦.當

兩球靜止時，0A繩沿豎直方向，08繩與桿的夾角為0,那

么以下說法正確的選項是（）

A.小球A可能受到3個力的作用

B.小球B一定受到3個力的作用

C.小球A、B的質(zhì)量之比的："3=1：tan。

D.小球A、B的質(zhì)量之比加八：”?產(chǎn)tanO：1

（@2023物理備課組整理）BD

（物理備課組一組指導）解：A、對A球受力分析可知，

A受到重力，繩子的拉力，兩個力合力為零，桿子對A

球沒有彈力，否那么A不能平衡，故A錯誤；

3、對8球受力分析可知，2受到重力，繩子的拉力以及

桿對B球的彈力，三個力的合力為零，故B正確；

C、分別對兩球分析，運用合成法，如圖：

根據(jù)共點力平衡條件，得：T=mAg

T_"1根據(jù)正弦定理列式）

sind-sin（90°+0）

故《7人：產(chǎn)tan。：1,故C錯誤，。正確.

應(yīng)選：BD.

分別對A8兩球分析，運用合成法，用T表示出A、B兩丐gw

球的重力，同一根繩子上的拉力相等，即繩子AB兩球的

拉力是相等的.

此題考查了隔離法對兩個物體的受力分析，關(guān)鍵是抓住同一根繩子上的拉力處處相等結(jié)

合幾何關(guān)系將兩個小球的重力聯(lián)系起來.

8.如圖a所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放

置一物體（物體與彈簧不連接），初始時物體處于靜止狀

態(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向

上做勻加速運動，拉力尸與物體位移x之間的關(guān)系如圖b

所示（g=10,〃/s2）,那么以下結(jié)論正確的選項是（）

A.物體的質(zhì)量為3kgB.物體的加速度大小為5Ms2

C.彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/C7”D.物體與彈簧別離時動能為0.4J

（@2023物理備課組整理）BD

（物理備課組一組指導）解：A、初始，物體靜止在彈簧上面，彈簧彈力與重力平衡，

施加尸后即為合力，所以有：10N=〃?a…①，

此后物體勻加速上升，彈力逐漸變小，當彈簧恢復原長后，物塊和彈簧別離，合力為:

30N-tng=ma

聯(lián)立①②兩式，整理得物體重力：mg=20N,質(zhì)量加=2Kg,故A錯誤；

B、當彈簧恢復原長后，物塊和彈簧別離，合力為30N-mg=nm,又已求得加=2Kg,那么

。="4=5”2,故8正確；

C、由圖可知，從初始彈簧彈力等于重力到彈簧恢復原長，位移為4a“，即彈力等于重

力時，彈簧形變量為△X=4cm,勁度系數(shù)”—%一故C錯誤；

A——3/v/C771

D、對勻加速過程，根據(jù)速度位移公式，有：爐=2奴；

別離時動能:Ek=^mv2=max=2x5x0.04/=0.4/

故。正確；

應(yīng)選：BD

由圖象分析可知，初始，物體靜止在彈簧上面，彈簧彈力與重力平衡，施加F后即為合

力，物體勻加速上升，彈簧上的彈力逐漸變小，運動位移為4c機后，彈簧恢復原長，此

時物塊和彈簧別離，此后物體受到恒定的力F=30N和重力做勻加速運動.根據(jù)牛頓第

二定律分別列出起始和別離狀態(tài)時的方程聯(lián)立可解得.

此題考查圖象的識別，從圖象中獲取信息是物理的一項根本能力，獲取信息后能否根據(jù)

獲取的信息分析過程，靈活運用好牛頓第二定律是關(guān)鍵.

9.如下圖，在水平力尸作用下，木塊4、B保持靜止.假設(shè)木塊A

與B的接觸面是水平的，且用0,那么木塊3的受力個數(shù)可能是

（）

A.3B.4C.5D.6

（@2023物理備課組整理）BC

（物理備課組一組指導）解：B至少受到重力、A對8的壓力和靜摩擦力、斜面的支持

力四個力.斜面對物體B可能有靜摩擦力，也有可能沒有靜摩擦力；故木塊B受力的個

數(shù)可能是4個，也可能是5個.

應(yīng)選：BC.

先對A分析，8對A有向右的靜摩擦力；再分析B受力,8可能受到斜面的靜摩擦力，

也可能不受斜面的靜摩擦力，8受力情況有兩種可能.

此題關(guān)鍵先對4分析，根據(jù)平衡條件得到8對A有向左的靜摩擦力，然后根據(jù)牛頓第

三定律得到4對8有向右的靜摩擦力；再按照重力、彈力、摩擦力的順序找力.

三、填空題〔本大題共1小題，共5分〕

10.如圖，吊燈A通過繩子懸掛在天花板上的3點和C點,

08與天花板的夾角為a,OB、OA的長均為/.假設(shè)

燈的大小和線的長度相比是很小的，那么吊燈在垂直

于紙面內(nèi)作小幅振動時的懸點為點（填寫圖中

的字母），周期為.

（@2023物理備課組整理）O'；//+Isina

27r

（物理備課組一組指導）解：燈做圓周運動，圓心即為懸點，即0'點;

擺長為燈與圓心的距離，為：L=/+/Sina；

故單擺的周期為：?=.,開臉；

故答案為：?！?，

電燈做圓周運動，圓心即為懸點；電燈與圓心的距離為單擺的擺長，根據(jù)單擺的周期公

式T=2ng求解周期即可.

此題是對單擺周期公式的考查，關(guān)鍵是記住其定義和公式42兀［L,等效擺長為燈與懸

掛點的距離.

四、實驗題探究題〔本大題共2小題，共18.0分〕

11.如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧

彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。

(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有。

(2)實驗中需要測量的物理量有。

(3)圖乙是彈簧彈力尸與彈簧伸長量工的F-X圖像，

由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為N/m。

圖線不過原點的原因是由于?

(4)為完成該實驗，設(shè)計的實驗步驟如下：

4以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組(苞F)對應(yīng)的點，并用平滑

的曲線連接起來；

B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端的刻度尺上的刻度幻；

C.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一

把刻度尺；

D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈

簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；

E.以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長攝的關(guān)系式。首先嘗試寫成一次函數(shù),

如果不行，那么考慮二次函數(shù)；

F.解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義；

G.整理儀器。

請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：。

(@2023物理備課組整理)(1)刻度尺(2)彈簧原長、彈簧掛不同個數(shù)的鉤碼時所

對應(yīng)的伸長量(或?qū)?yīng)的彈簧長度)

(3)200彈簧自身存在重力(4)CBDAEFG

(物理備課組一組指導)略

12.某物理興趣小組利用電子秤探究小球在豎直面內(nèi)的圓周運動，他們到物

理實驗室取來電子秤，鐵架臺、長度為L的輕質(zhì)細線和小球等.

(1)將鐵架臺放在電子秤上，其讀數(shù)為M；撤去鐵架臺將小球放在電

子秤上，其讀數(shù)為〃?.

(2)組裝好實驗裝置如下圖.保持細線自然伸長，將小球拉起至使細線

處于水平位置，此時電子秤讀數(shù)為(填寫“M+m"、"M"、“大

于或"處于M和M+機之間”).

(3)從釋放小球至小球向下運動到最低點過程，電子秤讀數(shù).(填“逐漸

增大"、"逐漸減小”或"保持不變”)

(4)忽略空氣阻力，當小球運動到最低點時，細線的拉力為；電子秤的讀

數(shù)為.(重力加速度為g)

(@2023物理備課組整理)M；逐漸增大；3，〃g；M+3m

(物理備課組一組指導)解：(2)將小球拉起至使細線處于水平位置，小球受到的外

力的作用與其重力的大小是相等的，小球在水平方向的拉力是0,所以鐵架臺只受到重

力與電子秤的支持力，那么鐵架臺受到的支持力等于其重力，根據(jù)牛頓第三定律可知，

此時電子秤受到的壓力等于鐵架臺的支持力，那么電子秤的讀數(shù)為

(3)從釋放小球至小球向下運動到最低點過程，小球做速度增大的圓周運動，向心力

逐漸增大，同時細線與豎直方向增加的夾角減小，那么小球受到的向心力在豎直方向的

分力增大；根據(jù)牛頓第三定律可知，鐵架臺在豎直方向受到的細線的拉力增大，豎直方

向受到的支持力也隨著增大，所以電子秤讀數(shù)增大；

(4)忽略空氣阻力，當小球運動到最低點時，小球的機械能守恒，那么：

又由于繩子的拉力與重力的合力提供向心力，那么:

mv2

F-mg=—

聯(lián)立得：F=3mg

根據(jù)牛頓第三定律，細線的拉力為

以鐵架臺為研究對象，鐵架臺受到重力、電子秤的支持力和細線的向下的拉力，得:

Mg+F'=N

所以：N=Mg+3mg

根據(jù)牛頓第三定律可知，電子秤受到的壓力是Mg+3”？

電子秤的讀數(shù)是：M+3〃？

故答案為：(2)M；(3)逐漸增大；(4)3mg,M+3m

(2)根據(jù)共點力平衡分析將小球拉起至使細線處于水平位置時電子秤讀數(shù)；

(3)結(jié)合圓周運動與向心力的特點，分析電子秤的示數(shù)的變化；

(4)結(jié)合機械能守恒與牛頓第二定律，求出細線的拉力，然后以鐵架臺為研究對象，

求出鐵架臺受到的支持力，電子秤的示數(shù).2戈2

該題利用電子秤探究小球在豎直面內(nèi)的圓周運動，屬于設(shè)計性的實驗，1th

在解答的過程中首先要理解實驗的原理，然后結(jié)合實驗的原理進行分析

即可.

五、計算題〔本大題共4小題，共48分〕B亡

13.如下圖，質(zhì)量為〃”的物體A壓在放于地面上的豎直輕彈簧心上，言

上端與輕彈簧心相連，輕彈簧心上端與質(zhì)量也為，"2物體8相連，I卜

物體B通過輕繩跨過光滑的定滑輪與輕質(zhì)小桶尸相連，A、B均靜.后

止.現(xiàn)緩慢地向小桶P內(nèi)參加細砂，當彈簧舟恰好恢復原長時，(小桶一直未落

地)求

(1)小桶尸內(nèi)所加入的細砂質(zhì)量；

(2)小桶在此過程中下降的距離.

(@2023物理備課組整理)解：(1)當心恢復原長時，對A8整體分析，繩子的拉力為

F-(W1+W2)g,即小桶中細砂的質(zhì)量為機1+機2.

(2)開始時，對分析，hx尸(如+膽2)g,彈簧心的壓縮量為：

Xi=(mt+m2)g

對B分析，k2X2=nt2g,彈簧kl的壓縮量為：

XT.-m2g

V

當恢復原長時，對A分析，飽是'=，"ig,彈簧心的伸長量為：

X2=叫9

石

在此過程中，小桶下降的距離為：

h-X\+X2+X2'=(I+機2)g(2-+_1)

答：(1)小桶尸內(nèi)所加人的細砂質(zhì)量是加+〃?2；

(2)小桶在此過程中下降的距離是(如+〃?2)

(物理備課組一組指導)(1)當彈簧心恰好恢復原長時，對組成的整體，由平衡

條件求出繩子的拉力，從而求得小桶P內(nèi)所加人的細砂質(zhì)量.

(2)先研究開始時彈簧包的壓縮量和彈簧妨的壓縮量，再研究質(zhì)恢復原長時彈簧心

的伸長量，由幾何關(guān)系得到小桶在此過程中下降的距離.

對于含有彈簧的問題，是高考的熱點，要學會分析彈簧的狀態(tài)，彈簧有三種狀態(tài)：原長、

伸長和壓縮，含有彈簧的問題中求解距離時，都要根據(jù)幾何知識研究物體移動與彈簧形

變量的關(guān)系.

14.質(zhì)量為10版的箱子放在水平地面上，箱子與地面的動摩擦因數(shù)為0.5,現(xiàn)用于水平

方向成37。傾角的100N力拉箱子，如下圖，箱子從靜止開始運動，從2s末撤去拉

力，求：(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=lOm/s2)

(1)撤去拉力時箱子的速度為多大

(2)箱子繼續(xù)運動多長時間才能靜止。

(@2023物理備課組整理)解：(1)由牛頓第二定律得：

Fcos0-j.i(，/zg-FsinO)-ma\,解得：a\=6mls2,

2s末速度為：v=a/i=6x2=12，〃/s；

(2)撤去拉力后，根據(jù)牛頓第二定律得：

\img=ma2,解得：a2=5in/s2,

勻減速過程，由速度公式得：v^aitz,解得：f2=2.4s；

答：(1〕撤去拉力時箱子的速度為12加s；

(2)箱子繼續(xù)運動2.4s時間才能靜止。

(物理備課組一組指導)(1)由牛頓第二定律可求得前2s的加速度，那么可求得2s

末的速度；

(2)撤去拉力后，物體在摩擦力的作用下勻減速運動，由速度公式可求得減速的時間.

此題關(guān)鍵是明確箱子的運動規(guī)律，要注意加速和減速過程的正壓力不同導致滑動摩擦力

不同，分析清楚物體的受力情況與運動過程是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律與運動學

公式可以解題。

15.水平路面上有一小車，小車車廂中有一小球被a,b兩根/

輕質(zhì)細繩拴住，如下圖，圖中繩〃與豎直方向成a角，b/

繩b水平，小球的質(zhì)量為重力加速度為g,那么：|.

(1)小車靜止時，細繩。和6所受到的拉力各為多大；

12)小車靜止時，假設(shè)將繩匕剪斷，求剪斷細繩瞬間小球的加速度；

13)當車廂以一定的加速度向右作直線運動時，a繩與豎直方向的夾角不變，而6

繩受到的拉力變?yōu)榱?，求此時車廂的加速度.

(@2023物理備課組整理)解：(1)對小球受力分析如<Fa

下圖：

兩繩的拉力的合力與重力大小相等方向相反，由幾何關(guān)系

m

可得：Fa=9;

f/>=An^tana；1

(2)剪斷細線從小球?qū)约毦€a為半徑做圓周運動，mg

所以剪斷瞬間，小球受到的合力方向垂直于細線a向下；

根據(jù)牛頓第二定律可得：加gsina=n?ai,

解得：ai=gsina；

(3)當車廂以一定的加速度向右作直線運動時，。繩與豎直方向的夾角不變，而