高考物理相互作用模拟试题含解析.docx

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1、高考物理相互作用模拟试题含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为.(3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan．【解析】【详解】（1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得：Fcos30°=TcosθF

2、sin30°+Tsinθ=mg代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30°（2）对M进行受力分析，由平衡条件有FN=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μFN解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：FN+Fsinα=（M+m）gf=Fcosα=NμF联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα解得：F＝令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ=则：所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan【点睛】本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即

3、可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味．2．质量m＝5kg的物体在20N的水平拉力作用下，恰能在水平地面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝37°角的力推物体，仍要使物体在水平地面上匀速滑动，所需推力应为多大？（g＝10N/kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】35.7N；【解析】解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，根据平衡条件，有：fmgf20解得：0.4mg50改用水平力推物体时，对物块受力分析，并建正交坐标系如图：由FX0得：Fcosf①由FY0得

4、：NmgFsin②其中：fN③解以上各式得：F35.7N【点睛】本题关键是两次对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件列方程求解，注意摩擦力是不同的，不变的是动摩擦因数．3．如图所示，一质量m=4．0kg的小球在轻质弹簧和细线的作用下处于静止状态，细线AO与竖直方向的夹角0，弹簧BO水平并处于压缩状态，小球与弹簧接触但不粘连，θ=37已知弹簧的劲度系数k=100N/m，取sin370=0．6，cos370=0．8，求：（1）小球静止时，细线中的拉力T和弹簧的压缩量x；（2）剪断细线AB瞬间，小球的加速度a。【答案】（1）50N，0．3m（2）

5、12．5m/s2【解析】试题分析：（1）小球的受力图如图，根据平衡条件可知：弹簧的弹力F=mgtanθTmgcos而F=kx解得：T=50N，x=0．3m（2）剪断细线的瞬间，小球受到重力、弹力不变；合力与原细线中的拉力T等大反向，则aT12.5m/s2方向与竖直方向成角370，斜向下沿原细线AB方向。m考点：胡克定律；牛顿第二定律的应用【名师点睛】本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，知道剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变。4．用质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ，并将其放在倾角为的平行绝缘导轨上，平行导轨的

6、间距也为l，如图所示，线框与导轨之间是光滑的，在导轨的下端有一宽度为l（即abl）、磁感应强度为B的有界匀强磁场，磁场的边界aa'、bb'垂直于导轨，磁场的方向与线框平面垂直，线框从图示位置由静止释放，恰能匀速穿过磁场区域，重力加速度为g，求：（1）线框通过磁场时的速度v；（2）线框MN边运动到aa'的过程中通过线框导线横截面的电荷量q；（3）通过磁场的过程中，线框中产生的热量Q。【答案】（1）vmgRsin22?BlBl2（2）qR（3）Q2mglsin【解析】试题分析：（1）感应电动势:EBlv，感应电流:IE，安培力：FBIlR线框在

7、磁场区域做匀速运动时，其受力如图所示Fmgsin解得匀速运动的速度:vmgRsin22?Bl（2）解法一：由BIlmgsin得，ImgsintlB2l3，BlvmgRsin，所以qItBl2R解法二：平均电动势En，IEtn，所以qBl2，qIR。tRR（3）解法一：通过磁场过程中线框沿斜面匀速运动了2l的距离，由能量守恒定律得：E增E减，Q2mglsin。解法二：QI2Rt2QmgsinR2l2mglsinBlv考点：导体切割磁感线时的感应电动势【名师点睛】遇到导轨类问题首先要画出侧视图及其受力分析图，然后列式求解；在求有关热量问题时，要

8、从能量守恒的角度求解。5．如图所示，倾角为θ＝30°d＝1m、长为L＝4m的光滑倾斜导轨，导轨、宽度为CD、CD顶端接有定值电阻R＝15Ω，倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁