高三物理二輪常見模型與方法強化專訓(xùn)專練專題02連接體模型(原卷版+解析)

2023年高三物理二輪常見模型與方法強化專訓(xùn)專練專題02連接體模型特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1高考真題（1T—4T）目標(biāo)2三大力場和熱學(xué)中連接體的平衡問題（5T—12T）目標(biāo)3三大力場中應(yīng)用牛頓第二定律應(yīng)用處理連接體問題（13T—18T）目標(biāo)4應(yīng)用能量的觀點處理連接體問題（19T—23T）【特訓(xùn)典例】高考真題1．（2020山東卷）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B，通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時，物塊A、B剛好要滑動，則μ的值為（）A． B． C． D．2．（2022全國卷）如圖，一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為m的小球，初始時整個系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點，方向與兩球連線垂直。當(dāng)兩球運動至二者相距時，它們加速度的大小均為（）A． B． C． D．3．（2021重慶卷）某同學(xué)設(shè)計了一種天平，其裝置如圖所示。兩相同的同軸圓線圈水平固定，圓線圈P與、N共軸且平行等距。初始時，線圈通以等大反向的電流后，在線圈P處產(chǎn)生沿半徑方向的磁場，線圈P內(nèi)無電流且天平平衡。設(shè)從上往下看順時針方向為正向。當(dāng)左托盤放入重物后，要使線圈P仍在原位置且天平平衡，可能的辦法是（）A．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入正向電流B．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入負向電流C．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入正向電流D．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入負向電流4．（2022全國卷）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個粗細不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊?、Ⅱ的質(zhì)量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長為l。初始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計彈簧的體積。（重力加速度常量g）（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當(dāng)活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，活塞間氣體的壓強和溫度。三大力場和熱學(xué)中連接體的平衡問題5．中國傳統(tǒng)的石拱橋是力與美的完美結(jié)合，如圖所示是科技館中小朋友搭建的拱橋模型，1、2與4、5分別是左右對稱的塑料構(gòu)件，構(gòu)件1、5緊貼在支撐底座上，構(gòu)件1、2、3的左側(cè)面與豎直面夾角分別為α、β、γ，且α＞β＞γ。小朋友重力為G，構(gòu)件質(zhì)量不計，小朋友站在構(gòu)件3的正中間保持靜止，可近似認為5塊構(gòu)件表面光滑，下列說法正確的是（）A．底座與構(gòu)件1間的彈力等于B．底座與構(gòu)件1間的彈力等于C．底座與構(gòu)件1間，構(gòu)件1、2間，構(gòu)件2、3間彈力依次變大D．底座與構(gòu)件1間，構(gòu)件1、2間，構(gòu)件2、3間彈力依次變小6．如圖所示，有一傾角θ=30°的斜面體B，質(zhì)量為M。質(zhì)量為m的物體A靜止在B上?，F(xiàn)用水平力F推物體A，在F由零逐漸增加至再逐漸減為零的過程中，A和B始終保持靜止。對此過程下列說法正確的是（）A．地面對B的支持力大于（M＋m）gB．地面對B的摩擦力的最小值為0，最大值為C．A對B的壓力的最小值為，最大值為D．A所受摩擦力的最小值為0，最大值為7．如圖所示，質(zhì)量為M的滑塊置于粗糙水平地面上，一輕質(zhì)彈簧右端與滑塊拴接，左端固定在豎直墻上，彈簧處于拉伸狀態(tài)。小球的質(zhì)量為m、帶電量為+q，兩者通過細繩跨過光滑輕質(zhì)滑輪相連，滑輪用豎直輕桿固定于B點。AB右側(cè)有一勻強電場，在電場力的作用下，連接小球的細線與豎直方向夾角為θ，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)緩慢改變勻強電場的電場強度，使得θ緩慢增大，滑塊M始終保持靜止。則下列說法正確的是（）A．電場強度可能減小B．輕桿對滑輪的作用力始終豎直向上C．彈簧彈力始終不變D．滑塊受到的摩擦力逐漸增大8．如圖所示，三個可視為質(zhì)點的金屬小球A、B、C，質(zhì)量分別為3m、2m和m，B球帶負電，電荷量為-q，A、C不帶電，不可伸長的絕緣細線將三球連接，最上邊的細線連接在斜面頂端的O點，三球均處于場強大小為E的豎直向上的勻強電場中，三段細線均伸直，三個金屬球均靜止于傾角為30°的絕緣光滑斜面上，則下列說法正確的是（）A．A、B球間的細線的張力為B．當(dāng)場強大小由E增大為2E時，O與A間、B與C間細線中的張力均不變C．當(dāng)場強大小由E增大為2E時，三段細線中的張力均增大D．當(dāng)場強大小由E增大為2E時，O與A間、A與B間細線中的張力均增大了9．如圖所示為電流天平，P處磁場方向垂直于紙面向里（虛線圍成的區(qū)域），天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，共N匝，線圈的下部懸在勻強磁場中，下底邊長為L，線圈中通有順時針方向的電流I時，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼，天平平衡；要使天平仍能保持平衡，可能的方法是（）A．若僅讓電流反向時，則右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼B．若僅讓電流反向時，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼C．若僅讓P處磁場增強時，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼D．若僅讓P處磁場增強時，則右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼10．如圖所示，電阻不計的水平導(dǎo)軌間距0.5m，導(dǎo)軌處于方向與水平面成53°角斜向右上方的磁感應(yīng)強度為5T的勻強磁場中。導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置且處于靜止?fàn)顟B(tài)，質(zhì)量1kg，電阻0.9Ω，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。電源電動勢10V，其內(nèi)阻0.1Ω，定值電阻的阻值4Ω。不計定滑輪摩擦，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，線對ab的拉力為水平方向，g取10m/s2。求：(1)通過ab的電流大小和方向；(2)ab受到的安培力大小；(3)重物重力G的取值范圍。11．如圖所示，固定于地面的絕熱汽缸與導(dǎo)熱汽缸中各封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦，且由剛性桿連接。開始時兩氣缸中氣體體積均為、溫度均為，壓強均為，兩氣缸橫截面積相等。緩慢加熱中氣體，停止加熱達到穩(wěn)定后，中氣體體積，設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變。求：（1）穩(wěn)定后汽缸中氣體的壓強；（2）穩(wěn)定后汽缸中氣體的溫度。12．如圖所示，傾角為α=37°的斜面固定在水平地面上，置于其上的物塊質(zhì)量為m=50kg，物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為μ=0.5，另有一氣缸也固定在水平地面上，用輕質(zhì)光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和物塊之間用跨過兩個等高光滑定滑輪的輕繩連接（連接物塊的輕繩與斜面平行，連接活塞的輕繩豎直），物塊恰好不下滑。測得此時封閉氣體溫度為T=540K，已知活塞橫截面積為S=0.01m2，氣缸外大氣壓強為p0=1.0×105Pa，重力加速度為g=10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：①若對封閉氣體降溫，物塊始終保持靜止不動，則封閉氣體的最低溫度為多少？②若物塊恰好不下滑，活塞因氣密性不佳而出現(xiàn)了緩慢漏氣，氣體溫度始終保持T1不變，要讓物塊仍能保持靜止不動，漏出的氣體與漏氣前氣體質(zhì)量比最大為多少？三大力場應(yīng)用牛頓第二定律應(yīng)用處理連接體問題13．如圖所示，懸掛于O點的輕質(zhì)彈簧，勁度系數(shù)k＝100N/m，其下端拴一質(zhì)量m＝1kg的小物體A，緊挨物體A有一質(zhì)量M＝2kg的物體B，對B施加一個豎直向上、大小為35N的力F，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)突然改變力F的大小，使物體A、B以加速度a＝5m/s2勻加速下降，直到A、B兩物體分離，取g＝10m/s2，則（）A．兩物體剛開始勻加速下降時，力F大小為20NB．兩物體分離時，彈簧剛好恢復(fù)原長C．改變力F的大小后經(jīng)0.2s，A、B兩物體分離D．從改變力F到兩物體分離的過程中，系統(tǒng)克服力F做的功為3.84J14．如圖所示，水平面上O點的左側(cè)光滑，O點的右側(cè)粗糙。有8個質(zhì)量均為m的完全相同的小滑塊（可視為質(zhì)點），用輕質(zhì)的細桿相連，相鄰小滑塊間的距離為L，滑塊1恰好位于O點左側(cè)滑塊，滑塊2、3。。。。。。依次沿直線水平向左排開?，F(xiàn)將水平恒力F作用于滑塊1上，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在第3個小滑塊過O點進入粗糙地帶后再到第4個小滑塊過O點進入粗糙地帶前這一過程中，小滑塊做勻速直線運動，已知重力加速度為g，則下列判斷中正確的是（）A．滑塊勻速運動時，各段輕桿上的彈力大小相等B．滑塊3勻速運動的速度是C．第5個小滑塊完全進入粗糙地帶到第6個小滑塊進入粗糙地帶前這一過程中，8個小滑塊的加速度大小為D．最終第7個滑塊剛能到達O點而第8個滑塊不可能到達O點15．在一絕緣水平地面上有一質(zhì)量為m的帶電薄板甲，其帶電量為q，板甲上有一質(zhì)量為m2的絕緣立方體乙，板甲和水平地面間動摩擦因數(shù)為μ1，板甲和立方體乙間動摩擦因數(shù)為μ2，重力加速度為g，不計空氣阻力，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力?，F(xiàn)要求通過加一水平勻強電場的方法，將板甲從立方體乙下抽出，則所加的電場強度大小不小于（）A． B．C． D．16．如圖所示，光滑絕緣水平面上有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B，帶異種電荷。有方向水平向右，大小為F的力作用在B上，當(dāng)A、B間的距離為L時，兩小球可保持相對靜止。若改用方向水平向左，大小為F的力作用在A上，兩小球仍能保持相對靜止，則此時A、B間的距離為（）A． B．L C． D．17．如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的導(dǎo)線框用一根絕緣細線連接起來，掛在兩個高度相同的定滑輪上，已知導(dǎo)線框電阻為R，橫邊邊長為L。有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場上下邊界的距離、導(dǎo)線框豎直邊長均為h。初始時刻，磁場的下邊緣和導(dǎo)線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，導(dǎo)線框加速進入磁場，穿出磁場前已經(jīng)做勻速直線運動，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）A．導(dǎo)線框進入磁場時的速度為B．導(dǎo)線框進入磁場后，若某一時刻的速度為v，則加速度為C．導(dǎo)線框穿出磁場時的速度為D．導(dǎo)線框通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q=5mgh-18．如圖所示，光滑斜面的傾角為，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框，邊的邊長為，bc邊的邊長為，線框的質(zhì)量為，電阻為，線框通過絕緣細線繞過光滑的定滑輪與一重物相連，重物質(zhì)量為，斜面上線（平行底邊）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的，且線框的邊始終平行于底邊，則下列說法正確的是（）A．線框進入磁場前運動的加速度為B．線框進入磁場時勻速運動的速度為C．線框做勻速運動的總時間為D．該勻速運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱為應(yīng)用能量的觀點處理連接體問題19．如圖所示，質(zhì)量為m的小球甲穿過一豎直固定的光滑桿拴在輕彈簧上，質(zhì)量為4m的物體乙用輕繩跨過光滑的定滑輪與甲連接，開始用手托住乙，輕繩剛好伸直但無拉力，滑輪左側(cè)繩豎直，右側(cè)繩與水平方向夾角為，某時刻由靜止釋放乙（足夠高），經(jīng)過一段時間小球運動到Q點，OQ兩點的連線水平，，且小球在P、Q兩點處時彈簧彈力的大小相等。已知重力加速度為g，，。則下列說法正確的是（）A．彈簧的勁度系數(shù)為 B．小球位于Q點時的速度大小為C．物體乙的機械能先增大后減小 D．小球甲和物體乙的機械能之和先增大后減小20．如圖所示，兩根圈定的光滑豎直桿與光滑水平桿交于O點，質(zhì)量均為的小環(huán)P、Q分別套在兩桿上，兩小環(huán)用長的輕直桿連接，將兩小環(huán)從輕直桿與水平方向夾角為時同時由靜止開始釋放，當(dāng)輕直桿與水平方向夾角為時，P、Q速度大小分別為、；當(dāng)P剛要到達O點前瞬間，P、Q速度大小分別為、。己知重力加速度g取，，，兩小環(huán)均可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，則（）A． B． C． D．21．如圖所示，不帶電物體A和帶電量為q（）的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，物體B靜止在傾角為且足夠長的斜面上，A、B的質(zhì)量分別為m和，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在水平面上，另一端與物體A相連，整個系統(tǒng)不計一切摩擦。某時刻，施加一場強大小為，方向沿斜面向下的勻強電場，如圖所示，在物體B獲得最大速度的過程中彈簧未超過彈性限度，下列說法正確的是（）A．施加電場的初始時刻，物體B的加速度為B．物體B的速度最大時，彈簧的伸長量為C．物體B從開始運動到最大速度的過程中，系統(tǒng)電勢能的減少量為D．物體B從開始運動到最大速度的過程中，物體A和物體B機械能的增加之和為22．如圖所示，光滑斜面的傾角為θ，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd，ab邊的邊長為L1，bc邊的邊長為L2，線框的質(zhì)量為m，電阻為R．線框通過絕緣細線繞過光滑的定滑輪與一質(zhì)量為M的重物相連，斜面上的虛線ef和gh之間有寬為L0的垂直斜面向上的勻強磁場(L0>L2)，磁感應(yīng)強度為B，將線框從虛線下方某一位置由靜止釋放，當(dāng)ab邊到達ef處時剛好做勻速直線運動，線框的ab邊始終平行于底邊，對線框穿過磁場的整個過程，下列說法中正確的是A．線框勻速穿入磁場的速度為B．線框從gh穿出磁場的過程一直減速C．整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱大于2(MgL2-mgL2sinθ)D．線框穿入和穿出磁場的過程中，通過線框的電荷量均為23．如圖所示，在傾角θ=37°的光滑絕緣斜面內(nèi)有兩個質(zhì)量分別為4m和m的正方形導(dǎo)線框a、b電阻均為R，邊長均為l；它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，在兩導(dǎo)線框之間有一方向垂直斜面向下、寬度為2l的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為B；開始時，線框b的上邊框與勻強磁場的下邊界重合，線框a的下邊框到勻強磁場的上邊界的距離為l．現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，a線框恰好勻速穿越磁場區(qū)域．不計滑輪摩擦和空氣阻力，重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：(1)a線框穿出磁場區(qū)域時的電流大??；(2)a線框穿越磁場區(qū)域時的速度；(3)線框b進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱．2023年高三物理二輪常見模型與方法強化專訓(xùn)專練專題02連接體模型特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1高考真題（1T—4T）目標(biāo)2三大力場和熱學(xué)中連接體的平衡問題（5T—12T）目標(biāo)3三大力場中應(yīng)用牛頓第二定律應(yīng)用處理連接體問題（13T—18T）目標(biāo)4應(yīng)用能量的觀點處理連接體問題（19T—23T）【特訓(xùn)典例】高考真題1．（2020山東卷）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B，通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時，物塊A、B剛好要滑動，則μ的值為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】當(dāng)木板與水平面的夾角為時，兩物塊剛好滑動，對A物塊受力分析如圖沿斜面方向，A、B之間的滑動摩擦力根據(jù)平衡條件可知對B物塊受力分析如圖沿斜面方向，B與斜面之間的滑動摩擦力根據(jù)平衡條件可知兩式相加，可得解得故選C。2．（2022全國卷）如圖，一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為m的小球，初始時整個系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點，方向與兩球連線垂直。當(dāng)兩球運動至二者相距時，它們加速度的大小均為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】當(dāng)兩球運動至二者相距時，,如圖所示由幾何關(guān)系可知設(shè)繩子拉力為，水平方向有解得對任意小球由牛頓第二定律可得解得故A正確，BCD錯誤。故選A。3．（2021重慶卷）某同學(xué)設(shè)計了一種天平，其裝置如圖所示。兩相同的同軸圓線圈水平固定，圓線圈P與、N共軸且平行等距。初始時，線圈通以等大反向的電流后，在線圈P處產(chǎn)生沿半徑方向的磁場，線圈P內(nèi)無電流且天平平衡。設(shè)從上往下看順時針方向為正向。當(dāng)左托盤放入重物后，要使線圈P仍在原位置且天平平衡，可能的辦法是（）A．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入正向電流B．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入負向電流C．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入正向電流D．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入負向電流【答案】BC【詳解】AB．當(dāng)左托盤放入重物后，要使線圈P仍在原位置且天平平衡，則需要線圈P需要受到豎直向下的安培力，若P處磁場方向沿半徑向外，由左手定則可知，可在P中通入負向電流，故A錯誤，B正確；CD．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，由左手定則可知，可在P中通入正向電流，故C正確，D錯誤。故選BC。4．（2022全國卷）如圖，一豎直放置的汽缸由兩個粗細不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞Ⅱ不能通過連接處?；钊?、Ⅱ的質(zhì)量分別為、m，面積分別為、S，彈簧原長為l。初始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸連接處的距離相等，兩活塞間氣體的溫度為。已知活塞外大氣壓強為，忽略活塞與缸壁間的摩擦，汽缸無漏氣，不計彈簧的體積。（重力加速度常量g）（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當(dāng)活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，活塞間氣體的壓強和溫度。【答案】（1）；（2），【詳解】（1）設(shè)封閉氣體的壓強為，對兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有解得對活塞Ⅰ由平衡條件解得彈簧的勁度系數(shù)為（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞Ⅱ剛運動到汽缸連接處時，對兩活塞和彈簧的整體由平衡條件可知，氣體的壓強不變依然為即封閉氣體發(fā)生等壓過程，初末狀態(tài)的體積分別為，由氣體的壓強不變，則彈簧的彈力也不變，故有有等壓方程可知解得三大力場和熱學(xué)中連接體的平衡問題5．中國傳統(tǒng)的石拱橋是力與美的完美結(jié)合，如圖所示是科技館中小朋友搭建的拱橋模型，1、2與4、5分別是左右對稱的塑料構(gòu)件，構(gòu)件1、5緊貼在支撐底座上，構(gòu)件1、2、3的左側(cè)面與豎直面夾角分別為α、β、γ，且α＞β＞γ。小朋友重力為G，構(gòu)件質(zhì)量不計，小朋友站在構(gòu)件3的正中間保持靜止，可近似認為5塊構(gòu)件表面光滑，下列說法正確的是（）A．底座與構(gòu)件1間的彈力等于B．底座與構(gòu)件1間的彈力等于C．底座與構(gòu)件1間，構(gòu)件1、2間，構(gòu)件2、3間彈力依次變大D．底座與構(gòu)件1間，構(gòu)件1、2間，構(gòu)件2、3間彈力依次變小【答案】AC【詳解】AB．對5塊構(gòu)件與小朋友整體的受力分析如圖所示有F1sinα＋F5sinα＝G由對稱性可知，支撐底座對構(gòu)件1、5的彈力大小相等，有F1＝F5可得F1＝故A正確，B錯誤CD．同理，對構(gòu)件2、3、4與小朋友整體分析，可得構(gòu)件1、2間的彈力F2＝對構(gòu)件3與小朋友整體分析，可得構(gòu)件2、3間的彈力F3＝可知底座與構(gòu)件1間，構(gòu)件1、2間，構(gòu)件2、3間彈力依次變大，故C正確，D錯誤。故選AC。6．如圖所示，有一傾角θ=30°的斜面體B，質(zhì)量為M。質(zhì)量為m的物體A靜止在B上?，F(xiàn)用水平力F推物體A，在F由零逐漸增加至再逐漸減為零的過程中，A和B始終保持靜止。對此過程下列說法正確的是（）A．地面對B的支持力大于（M＋m）gB．地面對B的摩擦力的最小值為0，最大值為C．A對B的壓力的最小值為，最大值為D．A所受摩擦力的最小值為0，最大值為【答案】BC【詳解】A．對A、B整體受力分析可知，地面對B的支持力一直等于（M＋m）g，故A錯誤；B．對A、B整體受力分析可知，地面對B的摩擦力Ff=F則Ff的最小值為0，最大值為，故B正確；C．對A受力分析，受到重力、支持力、推力和靜摩擦力作用，垂直于斜面方向有當(dāng)時，最小，最小為當(dāng)時，最大，最大為根據(jù)牛頓第三定律可知A對B壓力的最小值為，最大值為，故C正確；D．對A，沿著斜面方向，當(dāng)即此時A受到的摩擦力為0。當(dāng)時，靜摩擦力方向沿斜面向上，大小為當(dāng)時，f最大，為當(dāng)時，靜摩擦力方向向下，則靜摩擦力為當(dāng)時，最大，為綜上可知，A所受摩擦力的最小值為0，最大值為，故D錯誤。故選BC。7．如圖所示，質(zhì)量為M的滑塊置于粗糙水平地面上，一輕質(zhì)彈簧右端與滑塊拴接，左端固定在豎直墻上，彈簧處于拉伸狀態(tài)。小球的質(zhì)量為m、帶電量為+q，兩者通過細繩跨過光滑輕質(zhì)滑輪相連，滑輪用豎直輕桿固定于B點。AB右側(cè)有一勻強電場，在電場力的作用下，連接小球的細線與豎直方向夾角為θ，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)緩慢改變勻強電場的電場強度，使得θ緩慢增大，滑塊M始終保持靜止。則下列說法正確的是（）A．電場強度可能減小B．輕桿對滑輪的作用力始終豎直向上C．彈簧彈力始終不變D．滑塊受到的摩擦力逐漸增大【答案】C【詳解】A．根據(jù)題意，對帶電小球受力分析，如圖所示根據(jù)平衡條件，由幾何關(guān)系可得，電場力為繩子的拉力為，緩慢增大時，電場力一定增大，則電場強度一定增大，故A錯誤；B．輕桿對滑輪的作用力與滑輪兩側(cè)細繩對滑輪的合力方向相反，而滑輪兩側(cè)細繩的合力并不能一直保持豎直向下，故B錯誤；C．滑塊M始終保持靜止，彈簧的長度沒有發(fā)生改變時，彈簧的彈力保持不變，故C正確；D．對M正交分解，由于水平方向有繩子向右的分量、彈簧向左的彈力，不確定兩者合力的方向和大小變化，故不能確定摩擦力的大小和方向，故D錯誤。故選C。8．如圖所示，三個可視為質(zhì)點的金屬小球A、B、C，質(zhì)量分別為3m、2m和m，B球帶負電，電荷量為-q，A、C不帶電，不可伸長的絕緣細線將三球連接，最上邊的細線連接在斜面頂端的O點，三球均處于場強大小為E的豎直向上的勻強電場中，三段細線均伸直，三個金屬球均靜止于傾角為30°的絕緣光滑斜面上，則下列說法正確的是（）A．A、B球間的細線的張力為B．當(dāng)場強大小由E增大為2E時，O與A間、B與C間細線中的張力均不變C．當(dāng)場強大小由E增大為2E時，三段細線中的張力均增大D．當(dāng)場強大小由E增大為2E時，O與A間、A與B間細線中的張力均增大了【答案】D【詳解】A．以球B、C作為整體進行受力分析，可得A與B間細線的張力A錯誤；BCD．由A選項可知，當(dāng)電場強度大小由E增大為2E時，A與B間細線的張力增大了；以球A、B、C為整體，可得OA間細線的拉力當(dāng)電場強度大小由E增大為2E時，O與A間細線中的張力增大了；以球C為研究對象，可得B與C間細線的拉力可知當(dāng)電場強度大小由E增大為2E時，B與C間細線中的張力保持不變，BC錯誤，D正確。故選D。9．如圖所示為電流天平，P處磁場方向垂直于紙面向里（虛線圍成的區(qū)域），天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，共N匝，線圈的下部懸在勻強磁場中，下底邊長為L，線圈中通有順時針方向的電流I時，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼，天平平衡；要使天平仍能保持平衡，可能的方法是（）A．若僅讓電流反向時，則右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼B．若僅讓電流反向時，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼C．若僅讓P處磁場增強時，則左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼D．若僅讓P處磁場增強時，則右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼【答案】AC【詳解】AB．圖中所示安培力向下，則有若僅讓電流反向時，安培力向上，則有即右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼，故A正確，B錯誤；CD．若僅讓P處磁場增強時，向下的安培力增大，由第一個等式可知，左邊再加上質(zhì)量為m的砝碼，故C正確，D錯誤。故選AC。10．如圖所示，電阻不計的水平導(dǎo)軌間距0.5m，導(dǎo)軌處于方向與水平面成53°角斜向右上方的磁感應(yīng)強度為5T的勻強磁場中。導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置且處于靜止?fàn)顟B(tài)，質(zhì)量1kg，電阻0.9Ω，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。電源電動勢10V，其內(nèi)阻0.1Ω，定值電阻的阻值4Ω。不計定滑輪摩擦，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，線對ab的拉力為水平方向，g取10m/s2。求：(1)通過ab的電流大小和方向；(2)ab受到的安培力大?。?3)重物重力G的取值范圍?！敬鸢浮?1)2A，電流方向由a到b；(2)5N；(3)【詳解】(1)由閉合電路歐姆定律可得電流方向由a到b；(2)ab受到的安培力大小為(3)①若導(dǎo)體棒恰好有水平向左的運動趨勢時，導(dǎo)體棒所受靜摩擦力水平向右，則由共點力平衡條件可得；；聯(lián)立解得：；②若導(dǎo)體棒恰好有水平向右的運動趨勢時，導(dǎo)體棒所受靜摩擦力水平向左，則由共點力平衡條件可得；；聯(lián)立解得：；綜合①②可得，重物重力G的取值范圍為11．如圖所示，固定于地面的絕熱汽缸與導(dǎo)熱汽缸中各封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦，且由剛性桿連接。開始時兩氣缸中氣體體積均為、溫度均為，壓強均為，兩氣缸橫截面積相等。緩慢加熱中氣體，停止加熱達到穩(wěn)定后，中氣體體積，設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變。求：（1）穩(wěn)定后汽缸中氣體的壓強；（2）穩(wěn)定后汽缸中氣體的溫度?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）對汽缸B中氣體，初狀態(tài)；末狀態(tài)由玻意耳定律得解得（2）設(shè)汽缸A中氣體的體積為VA，膨脹后A、B壓強相等，有；對汽缸A中氣體，由理想氣體狀態(tài)方程得解得12．如圖所示，傾角為α=37°的斜面固定在水平地面上，置于其上的物塊質(zhì)量為m=50kg，物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為μ=0.5，另有一氣缸也固定在水平地面上，用輕質(zhì)光滑活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和物塊之間用跨過兩個等高光滑定滑輪的輕繩連接（連接物塊的輕繩與斜面平行，連接活塞的輕繩豎直），物塊恰好不下滑。測得此時封閉氣體溫度為T=540K，已知活塞橫截面積為S=0.01m2，氣缸外大氣壓強為p0=1.0×105Pa，重力加速度為g=10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：①若對封閉氣體降溫，物塊始終保持靜止不動，則封閉氣體的最低溫度為多少？②若物塊恰好不下滑，活塞因氣密性不佳而出現(xiàn)了緩慢漏氣，氣體溫度始終保持T1不變，要讓物塊仍能保持靜止不動，漏出的氣體與漏氣前氣體質(zhì)量比最大為多少？【答案】①K；②【詳解】①物塊恰好不沿斜面下滑，設(shè)繩上拉力為，由物塊平衡可得①=100N設(shè)氣體的壓強為，由活塞的平衡有②Pa對氣體降溫時，氣體壓強變小，繩上拉力變大，會出現(xiàn)物塊恰好不上滑的臨界狀態(tài)，設(shè)此時繩上拉力為，由物塊的平衡得

③=500N設(shè)氣體的壓強為，由活塞的平衡有④Pa氣體在降溫過程中做等容變化，有

⑤得K⑥②漏氣前氣體壓強為，漏氣后物塊恰好不上滑時氣體壓強為，設(shè)漏氣前氣體體積為，漏出部分氣體的體積在壓強為時體積為，氣體做等溫變化，有

⑦得

⑧故因壓強變小，外界氣體會進入，可得漏出氣體與漏氣前氣體質(zhì)量比最大為。三大力場應(yīng)用牛頓第二定律應(yīng)用處理連接體問題13．如圖所示，懸掛于O點的輕質(zhì)彈簧，勁度系數(shù)k＝100N/m，其下端拴一質(zhì)量m＝1kg的小物體A，緊挨物體A有一質(zhì)量M＝2kg的物體B，對B施加一個豎直向上、大小為35N的力F，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)突然改變力F的大小，使物體A、B以加速度a＝5m/s2勻加速下降，直到A、B兩物體分離，取g＝10m/s2，則（）A．兩物體剛開始勻加速下降時，力F大小為20NB．兩物體分離時，彈簧剛好恢復(fù)原長C．改變力F的大小后經(jīng)0.2s，A、B兩物體分離D．從改變力F到兩物體分離的過程中，系統(tǒng)克服力F做的功為3.84J【答案】AC【詳解】A．系統(tǒng)靜止時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，設(shè)壓縮量為x1，則代入數(shù)據(jù)解得A、B兩物體剛開始勻加速下降時有代入數(shù)據(jù)解得，A正確；B．設(shè)經(jīng)時間t兩物體分離，A、B間的彈力為0，彈簧處于拉伸狀態(tài)，令拉伸量為x2，則對A有代入數(shù)據(jù)得故兩物體分離時，彈簧處于拉伸狀態(tài)，B錯誤；C．A、B分離瞬間整體下降的距離為而代入數(shù)據(jù)得，C正確；D．剛開始和兩物體分離瞬間，彈簧的形變量一樣，整個過程彈簧彈力做功為零，由動能定理可得其中聯(lián)立解得，D錯誤；故選AC。14．如圖所示，水平面上O點的左側(cè)光滑，O點的右側(cè)粗糙。有8個質(zhì)量均為m的完全相同的小滑塊（可視為質(zhì)點），用輕質(zhì)的細桿相連，相鄰小滑塊間的距離為L，滑塊1恰好位于O點左側(cè)滑塊，滑塊2、3。。。。。。依次沿直線水平向左排開?，F(xiàn)將水平恒力F作用于滑塊1上，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在第3個小滑塊過O點進入粗糙地帶后再到第4個小滑塊過O點進入粗糙地帶前這一過程中，小滑塊做勻速直線運動，已知重力加速度為g，則下列判斷中正確的是（）A．滑塊勻速運動時，各段輕桿上的彈力大小相等B．滑塊3勻速運動的速度是C．第5個小滑塊完全進入粗糙地帶到第6個小滑塊進入粗糙地帶前這一過程中，8個小滑塊的加速度大小為D．最終第7個滑塊剛能到達O點而第8個滑塊不可能到達O點【答案】BC【詳解】A.當(dāng)滑塊勻速運動時，處在光滑地帶的滑塊間的輕桿上的彈力都為零，處在粗糙地帶上的滑塊間的輕桿上彈力不為零，且各不相同，故A錯誤；B.將勻速運動的8個小滑塊作為一個整體，有解得從開始到第4個小滑塊過O點進入粗糙地帶前這一過程中，由動能定理得解得故B正確；C.第5個小滑塊完全進入粗糙地帶到第6個小滑塊進入粗糙地帶前這一過程中，8個小滑塊看作整體，由牛頓第二定律解得加速度大小為故C正確；D.假設(shè)第7個滑塊剛好能到達O點，由動能定理有解得＜0故第7塊滑塊不能到達O點，故D錯誤。故選BC。15．在一絕緣水平地面上有一質(zhì)量為m的帶電薄板甲，其帶電量為q，板甲上有一質(zhì)量為m2的絕緣立方體乙，板甲和水平地面間動摩擦因數(shù)為μ1，板甲和立方體乙間動摩擦因數(shù)為μ2，重力加速度為g，不計空氣阻力，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。現(xiàn)要求通過加一水平勻強電場的方法，將板甲從立方體乙下抽出，則所加的電場強度大小不小于（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】當(dāng)板甲剛好從立方體乙下抽出時，立方體所受的靜摩擦力達到最大，由牛頓第二定律，對立方體有對整體，有聯(lián)立解得故B正確，ACD錯誤。故選B。16．如圖所示，光滑絕緣水平面上有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B，帶異種電荷。有方向水平向右，大小為F的力作用在B上，當(dāng)A、B間的距離為L時，兩小球可保持相對靜止。若改用方向水平向左，大小為F的力作用在A上，兩小球仍能保持相對靜止，則此時A、B間的距離為（）A． B．L C． D．【答案】C【詳解】設(shè)小球A、B的電荷量分別為q1q2，則由題意得，當(dāng)F的力作用在B上，A、B間的距離為L時，兩小球可保持相對靜止，即兩小球的加速度相等，對兩小球整體受力分析得加速度為對小球A受力分析得解得同理可得，當(dāng)?shù)牧ψ饔迷贏上時，對兩小球構(gòu)成的整體和B小球分別受力分析滿足；解得則故選C。17．如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的導(dǎo)線框用一根絕緣細線連接起來，掛在兩個高度相同的定滑輪上，已知導(dǎo)線框電阻為R，橫邊邊長為L。有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場上下邊界的距離、導(dǎo)線框豎直邊長均為h。初始時刻，磁場的下邊緣和導(dǎo)線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，導(dǎo)線框加速進入磁場，穿出磁場前已經(jīng)做勻速直線運動，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）A．導(dǎo)線框進入磁場時的速度為B．導(dǎo)線框進入磁場后，若某一時刻的速度為v，則加速度為C．導(dǎo)線框穿出磁場時的速度為D．導(dǎo)線框通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q=5mgh-【答案】B【詳解】A．線框進入磁場前，根據(jù)重物與線框組成的機械能守恒得解得線框進入磁場時的速度為故A錯誤；B．線框進入磁場后，若某一時刻的速度為，對整體，根據(jù)牛頓第二定律得解得故B正確；C．線框穿出磁場時，根據(jù)平衡條件得安培力為聯(lián)立解得線框離開磁場時的速度為故C錯誤；D．設(shè)線框通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量為，對從靜止到剛通過磁場的過程，根據(jù)能量守恒得聯(lián)立以上解得故D錯誤。故選B。18．如圖所示，光滑斜面的傾角為，斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框，邊的邊長為，bc邊的邊長為，線框的質(zhì)量為，電阻為，線框通過絕緣細線繞過光滑的定滑輪與一重物相連，重物質(zhì)量為，斜面上線（平行底邊）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的，且線框的邊始終平行于底邊，則下列說法正確的是（）A．線框進入磁場前運動的加速度為B．線框進入磁場時勻速運動的速度為C．線框做勻速運動的總時間為D．該勻速運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】CD【詳解】A．設(shè)線框進入磁場前運動的加速度為，以重物為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得以線框為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得故A錯誤；B．設(shè)線框進入磁場時勻速運動的速度為，則有根據(jù)受力平衡可得聯(lián)立解得故B錯誤；C．線框做勻速運動的總時間為故C正確；D．根據(jù)能量守恒可知，勻速運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱為等于系統(tǒng)減少的重力勢能，則有故D正確。故選CD。應(yīng)用能量的觀點處理連接體問題19．如圖所示，質(zhì)量為m的小球甲穿過一豎直固定的光滑桿拴在輕彈簧上，質(zhì)量為4m的物體乙用輕繩跨過光滑的定滑輪與甲連接，開始用手托住乙，輕繩剛好伸直但無拉力，滑輪左側(cè)繩豎直，右側(cè)繩與水平方向夾角為，某時刻由靜止釋放乙（足夠高），經(jīng)過一段時間小球運動到Q點，OQ兩點的連線水平，，且小球在P、Q兩點處時彈簧彈力的大小相等。已知重力加速度為g，，。則下列說法正確的是（）A．彈簧的勁度系數(shù)為 B．小球位于Q點時的速度大小為C．物體乙的機械能先增大后減小 D．小球甲和物體乙的機械能之和先增大后減小【答案】ABD【詳解】A．P、Q兩點處彈簧彈力的大小相等，則由胡克定律可知P點的壓縮量等于Q點的伸長量，由幾何關(guān)系知則小球位于P點時彈簧的壓縮量為對P點的小球由力的平衡條件可知解得故A正確；B．當(dāng)小球運動到Q點時，假設(shè)小球甲的速度為v，此時物體乙的速度為零，又小球、物體和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，則由機械能守恒定律得解得故B正確；D．小球由P到Q的過程，彈簧的彈性勢能先減小后增大，則小球甲和物體乙的機械能之和先增大后減小，故D正確；C．繩子一直物體乙做負功，物體乙的機械能一直減小，故C錯誤。故選ABD。20．如圖所示，兩根圈定的光滑豎直桿與光滑水平桿交于O點，質(zhì)量均為的小環(huán)P、Q分別套在兩桿上，兩小環(huán)用長的輕直桿連接，將兩小環(huán)從輕直桿與水平方向夾角為時同時由靜止開始釋放，當(dāng)輕直桿與水平方向夾角為時，P、Q速度大小分別為、；當(dāng)P剛要到達O點前瞬間，P、Q速度大小分別為、。己知重力加速度g取，，，兩小環(huán)均可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，則（）A． B． C． D．【答案】ACD【詳解】當(dāng)輕直桿與水平方向夾角為時，根據(jù)機械能守恒又得，當(dāng)P剛要到達O點前瞬間，根據(jù)機械能守恒此時與輕桿垂直，沿桿方向的速度分量為0，則得故選ACD。21．如圖所示，不帶電物體A和帶電量為q（）的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，物體B靜止在傾