2020届突破高考选择题-命题区间1-命题点分析.doc

突破高考选择题的14个命题区间命题区间一|共点力的平衡命 题 规 律受力分析与物体平衡几乎是每年必考的内容，近年来着重考查连接体的平衡，整体法、隔离法的应用，绳、杆、面弹力的大小与方向及胡克定律，摩擦力的大小及临界极值问题，单物体的动态平衡问题等选题不避常规模型，没有偏难怪选择题中物理情景较简单，难度在中等偏易到中等难度之间命题点一静态平衡问题1受力分析的常用技巧(1)转换研究对象法：对于不易判断的力(如弹力和摩擦力)，可以借助相互接触物体的受力情况来判定，还可以借助力和运动的关系进行分析和判断(2)假设法：假设弹力、摩擦力存在，运用物体的平衡条件进行相关计算，然后再进一步分析判断(3)整体法和隔离法不涉及系统内力时，优先考虑应用整体法，即“能整体、不隔离”同样应用“隔离法”，也要先隔离“简单”的物体，如待求量少或受力少或处于边缘处的物体各“隔离体”间的力，表现为作用力与反作用力，对整体系统则表现为内力2求解静态平衡问题的两种常用方法(1)力的合成法：对研究对象受力分析后，应用平行四边形定则(或三角形定则)求合力的方法力的合成法常用于仅受三个共点力作用且保持平衡的物体(2)正交分解法：把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上，然后分别列出两个方向上合力为零的方程并求解当物体受四个及四个以上共点力作用而平衡时，一般采用正交分解法1(2017全国卷)如图所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动若保持F的大小不变，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动物块与桌面间的动摩擦因数为()A2BC D解析：选C当F水平时，根据平衡条件得Fmg；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60角时，由平衡条件得Fcos 60(mgFsin 60)，联立解得，故选项C正确2(多选)如图所示，A、B、C三个完全相同的下水道水泥管道静止叠放在水平地面上，假设每个管道的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是()AA对B的弹力大小为 mgB地面对B、C均没有摩擦力作用C地面对B的支持力大小为 mgD地面对B的摩擦力大小为 mg解析：选AD选择A、B、C为研究对象，可得其截面图如图甲所示，对A受力分析如图乙所示，由题意知，FBAFCA,2FBAcos 30mg，则A对B的弹力大小FABFBAmg，选项A正确；对B受力分析如图丙所示，由于A对B有斜向左下的弹力，则地面对B有摩擦力作用，同理，地面对C也有摩擦力作用，选项B错误；由平衡条件可得mgFABcos 30FNB，FABsin 30Ff，联立解得FNBmg，Ffmg，选项C错误，选项D正确3(多选)(2019青岛检测)如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成30角，轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为m的小球b通过一条细绳跨过固定定滑轮与环a连接a、b静止时，细绳与杆间的夹角为30，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是()Aa受到3个力的作用Bb受到3个力的作用C细杆对b的作用力大小为 mgD细线对a的拉力大小为 mg解析：选BD轻质环a套在杆上，不计摩擦，则a静止时细线的拉力与杆对a的弹力平衡，故拉a的细线与杆垂直，a受到2个力作用，故A错误；对b球受力分析可知，b受到重力，绳子的拉力和杆对b球的弹力，b受到3个力的作用，故B正确；以b为研究对象，受力分析如图所示，根据几何关系可得30，细杆对b的作用力大小为N，细绳对b球的拉力大小为T，TN，则2Ncos 30mg，则Nmg，TNmg，则细线对a的拉力大小为Tmg，故C错误，D正确命题点二动态平衡问题【典例展示1】(多选) (2019唐山一中综合测试)如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行现给小滑块施加一竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则有()A轻绳对小球的拉力逐渐增大B小球对斜劈的压力先减小后增大C竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小D对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大解析先对小球受力分析，受重力、支持力和细线的拉力，其中支持力的方向不变，拉力方向改变，根据平衡条件并结合图示法分析支持力和拉力的变化情况；然后对球和滑块整体分析，根据平衡条件列式分析对小球受力分析，受重力、支持力和细线的拉力，如图甲所示：根据平衡条件，轻绳的拉力T增加，支持力N减小，根据牛顿第三定律，球对斜面的压力也减小，A正确，B错误；对球和滑块整体分析，受重力、斜面的支持力N，杆的支持力N，拉力F，如图乙所示，根据平衡条件，有：水平方向NNsin ，竖直方向FNcos G，由于N减小，故N减小，F增加，C错误，D正确答案AD规 律 总 结解决动态平衡问题的三种方法(1)解析法如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化(2)图解法如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法，画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况(3)相似三角形法此法是图解法的特例，一般研究对象受绳(杆)、或其他物体的约束，且物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法.4(2019长沙市一模)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拉力的合力变大解析：选B设OA、OB绳的拉力分别为FA和FB，重物的质量为m.对O点有FAcos mg0，FAsin FB0，解得FA，FBmgtan .当健身者缓慢地向右移动时，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如图所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被固定在水平天花板上，相距2l现在C点悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()Amg BmgCmg Dmg解析：选C对C点进行受力分析(如图)，由平衡条件可得绳CD对C点的拉力FCDmgtan 30.对D点进行受力分析(如图)，绳CD对D点的拉力F2FCDmgtan 30，故F2为恒力，F1方向不变，由平衡条件可知，F1与F3的合力F2一定与F2等大反向，当F3垂直于绳BD时，F3最小，由几何关系可知，此时F3F2sin 60，即F3mg，选项C正确6如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和环对小球的弹力FN的大小变化情况是()AF减小，FN不变 BF不变，FN减小CF不变，FN增大 DF增大，FN减小解析：选A对小球受力分析，其所受的三个力组成一个闭合三角形，如解析图所示，力三角形与圆内的三角形相似，由几何关系可知，小球缓慢上移时mg不变，R不变，L减小，F减小，FN大小不变，A正确命题点三电学中的平衡问题电学中的平衡问题是指在电场力、安培力、洛伦兹力参与下的平衡问题处理方法与纯力学问题的分析方法一样，把方法和规律进行迁移应用即可【典例展示2】如图所示，物体P、Q可视为点电荷，电荷量相同倾角为、质量为M的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上当物体Q放在与P等高(PQ连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，静电力常量为k，则下列说法正确的是()AP、Q所带电荷量为 BP对斜面体的压力为0C斜面体受到地面的摩擦力为0D斜面体对地面的压力为(Mm)g思路点拨(1)本题本质上属于多个物体在共点力作用下的平衡问题灵活选用整体法和隔离法是解答本题的关键(2)分别以P或P与斜面的整体为研究对象进行受力分析，依据共点力平衡列式求解解析以P为研究对象，受到重力mg、斜面体的支持力FN和库仑力F，由平衡条件得Fmgtan ，FN根据库仑定律得Fk联立解得qr由牛顿第三定律得P对斜面体的压力大小为FNFN，故A、B错误；以斜面体和P整体为研究对象，由平衡条件得地面对斜面体的摩擦力为FfF，即斜面体受到地面的摩擦力为F.地面对斜面体的支持力为FN1(Mm)g，根据牛顿第三定律得斜面体对地面的压力大小为FN1FN1(Mm)g，故C错误，D正确答案D规 律 总 结电场力、磁场力的方向特点(1)正电荷受力方向与所处电场方向相同，负电荷相反(2)安培力和洛伦兹力的方向用左手定则判断，安培力方向同时与磁感应强度方向和电流方向垂直，洛伦兹力的方向同时与磁感应强度方向和电荷运动方向垂直.7美国物理学家密立根(R.AMillikan)于20世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如图所示模型：两个相距为d的平行金属板A、B水平放置，两板接有可调电源从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测到这个速度的大小为v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k，重力加速度为g.则计算油滴带电荷量的表达式为()Aq BqCq Dq解析：选B根据油滴恰好悬浮在两板间，由平衡条件得qmg，由题意知vkm，联立解得q，选项B正确8如图所示，上下不等宽的平行导轨，EF和GH部分导轨间的距离为L，PQ和MN部分的导轨间距为3L，导轨平面与水平面的夹角为30，整个装置处在垂直于导轨平面的匀强磁场中金属杆ab和cd的质量均为m，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆ab施加一个沿导轨平面向上的作用力F，使其沿斜面匀速向上运动，同时cd处于静止状态，则F的大小为()Amg BmgCmg Dmg解析：选A设ab杆向上做切割磁感线运动时，产生感应电流大小为I，受到安培力大小为F安BIL，对于cd，由平衡条件得BI3Lmgsin 30，对于ab杆，由平衡条件得Fmgsin 30BIL，综上可得Fmg，故选项A正确9如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)一质量为m、电荷量为q的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30角斜向左上方的速度v做匀速直线运动，重力加速度为g.则()A匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外B小球一定带正电荷C电场强度大小为D磁感应强度的大小为解析：选C小球做匀速直线运动，受到的合力为零，假设小球带正电，则小球的受力情况如图甲所示，小球受到的洛伦兹力沿虚线但方向未知，小球受到的重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡，故小球不可能做匀速直线运动，假设不成立，小球一定带负电，选项B错误；小球的受力情况如图乙所示，小球受到的洛伦兹力一定斜向右上方，根据左手定则，匀强磁场的方向一定垂直于纸面向里，选项A错误；根据几何关系，电场力大小qEmg，洛伦兹力大小qvBmg，解得E，B，选项C正确，D错误