专题02相互作用第03期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编教师版

1专题2相互作用-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一．选择题1.（2019湖南岳阳二模）如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为7cm，图乙中斜挎包的宽度约为21cm，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，下列措施正确的是（）A.随意挂在一个钩子上B.使背包带跨过两个挂钩C.使背包带跨过三个挂钩D.使背包带跨过四个挂钩【参考答案】D【名师解析】设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得2Fcosθ=mg；解得背包带的拉力F=，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，则cosθ最大，由于相邻挂钩之间的距离为7cm，图乙中斜挎包的宽度约为21cm，故使背包带跨过四个挂钩时θ≈0，cosθ≈1，此时挂时背包带受力最小，选项ABC错误、D正确。2.（2019湖南雅礼中学月考）如图所示，在竖直平面内，一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V”形杆上的A、B两点，已知OM边竖直，且IAOI=IOB!，细绳绕过光滑的滑轮，重物悬挂于滑轮下处于静止状态。若在纸面内绕端点0按顺时针方向缓慢转动“V”形杆，直到ON边竖直，绳子的张力为FT、A点处绳子与杆之间摩擦力大小为F，则2A.张力FT一直增大B.张力FT先增大后减小C.摩擦力F一直增大D.摩擦力F先增大后减小【参考答案】B【名师解析】3.（2019湖南岳阳二模）如图所示，物体A、B跨过定滑轮并用轻绳连接起来，物体A放在倾角为θ的固定粗糙斜面上，滑轮左边的轻绳平行斜面。已知物体A的质量为m，物体A与斜面的动摩擦因数为μ（μ＜tanθ＜1），不计滑轮与绳之间的摩擦，要使物体A能在斜面上滑动，物体B的质量可能为（）3A.B.C.D.【参考答案】BD【名师解析】对B物体受力分析有：T=mBg．当物体A处于将要上滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向下，这时A的受力情况如图乙所示，根据平衡条件有：N-mgcosθ=0；T-fm-mgsinθ=0；由摩擦力公式知：fm=μN以上四式联立，解得：mB=m（sinθ+μcosθ）再假设物体A处于将要下滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向上，根据平衡条件有N-mgcosθ=0T+fm-mgsinθ=0由摩擦力公式知：fm=μN联立解得：mB=m（sinθ-μcosθ）则物体B的质量的取值范围为m（sinθ-μcosθ）≤mB≤m（sinθ+μcosθ）。故AC错误，BD正确。【关键点拨】先对物体B受力分析，受重力和拉力，二力平衡，得到绳子的拉力大小；再对物体A受力分析，受拉力、重力、支持力和静摩擦力，分静摩擦力沿斜面向上和沿斜面向下两种情况列方程求出物体B的质量的取值范围，再确定特殊值。本题关键是找出恰好不上滑和恰好不下滑的临界状态：静摩擦力达到最大值，然后根据共点力平衡条件列4式求解。4．（2019长沙一模）如图所示，某健身爱好者利用如下装置锻炼自己的臂力和腿部力量，在O点悬挂重物C，手拉着轻绳且始终保持绳索平行于粗糙的水平地面．当他缓慢地向右移动时，下列说法正确的有A．绳OA拉力大小不变B．绳OB拉力变大C．健身者与地面间的摩擦力变小D．绳OA、OB拉力的合力变大【参考答案】B【名师解析】设OA、OB绳的拉力分别为FA和FB，重物的质量为m。对O点有FAcosθ-mg=0，FAsinθ-FB=0，解得FA=cosmg，FB=mgtanθ。当健身者缓慢向右移动时，θ变大，则两拉力均变大，选项A错误，B正确；健身者所受的摩擦力与FB相等，选项C错误；健身者缓慢移动时，两绳拉力的合力大小等于重物C的重力，大小不变，选项D错误。5．（6分）（2019湖南衡阳二模）超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠（其余两颗未画出），工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当用强磁场吸引防资扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是90°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的側向压力为（不计摩擦以及小铁珠的重力）（）A．FB．FC．FD．F【思路分析】以一个铁珠为研究对象，将力F进行分解，根据几何关系列方程求解即可。【参考答案】C5【名师解析】以一个铁珠为研究对象，将力F按照作用效果进行分解如图所示：根据几何关系可得小铁珠对钉柱产生的侧向压力为：N＝＝F。故C正确、ABD错误。故选：C。【关键点拨】本题主要是考查力的分解，解答本题要知道力F的作用效果有两个，正确的将F进行分解是解答此题的关键。6.（2019全国考试大纲调研卷3）如图所示，重为10N的小球套在与水平面成37°角的硬杆上，现用一垂直于杆向上、大小为20N的力F拉小球，使小球处于静止状态(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．则()A．小球不一定受摩擦力的作用B．小球受摩擦力的方向一定沿杆向上，大小为6NC．杆对小球的弹力方向垂直于杆向下，大小为4.8ND．杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，大小为12N【参考答案】B【名师解析】对小球受力分析，把重力沿杆方向和垂直杆方向正交分解如图，由共点力平衡可知，Ff＝mgsin37°＝10×0.6N＝6N，FN＝F－mgcos37°＝20N－8N＝12N、方向垂直于杆向下，小球受摩擦力的方向一定沿杆向上，大小为6N，杆对小球的弹力方向垂直于杆向下，大小为12N，选项B正确，A、C、D错误．6二．计算题1．(16分)（2019江苏高邮市第二学期质检）如图所示，质量m＝4.6kg的物体(可以看成质点)用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，传送带的长度l＝6m，当传送带以v＝4m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角为θ＝37°.已知：重力加速g=10m/s2,sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)传送带稳定运行时，求绳子的拉力；(2)某时刻剪断绳子，求物体在传送带上运动的时间；(3)剪断细线后，物体在传送带上运动过程中和传送带之间由于摩擦而产生的热量．【名师解析】(1)对物体受力分析：Tsinθ＋N＝mg(1分)Tcosθ＝f(1分)f＝μN(1分)解得T＝10N(2分)(2)剪断后N′＝mg(1分)a＝fm＝μg＝2m/s2(1分)物体加速运动时间t1＝va＝42＝2s(1分)物体加速运动距离x1＝12at21＝4m(1分)匀速运动的时间t2＝l－x1v＝6－44＝0.5s(1分)总时间t＝t1＋t2＝2.5s(1分)7(3)加速过程中，皮带运动的位移x＝vt1＝4×2＝8m(1分)物体相对于皮带的位移大小Δx＝x－x1＝4m(1分)摩擦产生的内能Q＝f′Δx＝μmgΔx＝36.8J(3分)2.（2019四川绵阳三模）如图所示，半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道C固定在水平光滑地面上，质量M=0.3kg的木板B左端与C的下端等高平滑对接但未粘连，右端固定一轻弹簧，弹簧原长远小于板长，将弹簧在弹簧弹性限度内压缩后锁定。可视为质点的物块A质量m=0.1kg，从与圆弧轨道圆心O等高的位置由静止释放，滑上木板B后，滑到与弹簧刚接触时与木板相对静止，接触瞬间解除弹簧锁定，在极短时间内弹簧恢复原长，物块A被水平弹出，最终运动剑术板左端时恰与木板相对静止。物块A与本板B间动摩擦因数μ=0.25，g取10m/s2。求：(1)物块A在圆弧轨道C的最下端时受到圆弧轨道支持力的大小：(2)木板B的长度L；(3)弹簧恢复原长后，物块A从木板右端运动到左端的时间。【名师解析】（1）设A到达C的最下端时速度大小为v0，圆弧轨道支持力大小为FN，则(2分)(2分)解得=4m/s。FN=3N(1分)（2）设A在B上向右滑行过程中，A的加速度大小为a1，B的加速度大小为a2，滑上B后经时间t1后接触弹簧，A的位移x1，B的位移x2，则(1分)(1分)(1分)(1分)(1分)8(1分)解得t1=1.2s。L=2.4m(1分)（3）设A接触弹簧与B保持相对静止时速度大小为v1，弹簧恢复原长时A的速度大小为v2，B的速度大小为v3，A相对B向左滑动过程中的加速度大小与A滑上B向右滑行过程中各自加速度大小相等，则(1分)(1分)最终运动到木板的左端时A、B共同速度大小为v4，则(1分)由能量守恒(2分)解得v1=1m/s，v4=1m/s，v2=2m/s，v3=2m/s设物块A从木板右端运动到左端的时间为t2，对木板B，由动量定理有(2分)解得t2=1.2s(1分)