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1、历年高考物理精选真题专题专题04 斜面模型和连接体模型一、单选题1（2021全国高考真题）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角的大小有关。若由30逐渐增大至60，物块的下滑时间t将（）A逐渐增大B逐渐减小C先增大后减小D先减小后增大【答案】 D【解析】设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知可得可知时，t 有最小值，故当从由30逐渐增大至60时下滑时间t先减小后增大。故选D。2（2014福建高考真题）如图，滑块以初速度v0
2、沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是（ ）ABCD【答案】 B【解析】CD、由题意知，在下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得：，故加速度保持不变，物块做匀减速运动，所以C、D错误；B、根据匀变速运动的规律，可得B正确；A、下降的高度，所以A错误3（2012上海高考真题）如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平则在斜面上运动时，B受力的示意图为 （ ）ABCD【答案】 A【解析】将A、B做为一个整体
3、，则一起冲上斜面时，受重力及斜面的支持力，合力沿斜面向下，然后再用隔离体法，单独对B进行受力分析可知，B受摩擦力一定沿水平方向上，且一定水平向左，竖直方向上重力大于支持力这样才能使合力沿斜面向下了，故A正确，BCD错误4（2013安徽高考真题）如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为（重力加速度为g）（）ATm（gsinacos），FNm（gcosasin）BTm（gcosasin），FNm（gsinacos）CTm（acos
4、gsin），FNm（gcosasin）DTm（asingcos），FNm（gsinacos）【答案】 A【解析】当加速度a较小时，小球与斜面一起运动，此时小球受重力G、绳子拉力T和斜面的支持力FN，绳子平行于斜面；小球的受力如图：由牛顿第二定律得水平方向上：；竖直方向上，由平衡得：，联立得：，故A正确，BCD错误5（2020山东高考真题）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）A0t1时间内，v增大，FNmgBt1t2时间内，v减小，FNmgCt2t3时间内，v增大，FN m
5、g【答案】 D【解析】A由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FNmg，选项C错误，D正确；故选D。6（2010福建高考真题）质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为02，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为A18mB54mC72mD198m【答案】 B【解析】对物体受力分析可知，0到3s内，由于滑动摩擦力为：Ff=FNmg=0220N=
6、4N，恰好等于外力F大小，所以物体仍能保持静止状态，3s到6s内，物体产生的加速度为：，发生的位移为： ；6s到9s内，物体所受的合力为零，做匀速直线运动，由于6s时的速度为：v=at=23=6m/s，所以发生的位移为：x3=vt=6（9-6）=18m；9到12s内，物体做匀加速直线运动，发生的位移为：x4=vt+at2=63+232=27m；所以总位移为：x=0+x2+x3+x4=9+18+27=54m，所以B正确；7（2021海南高考真题）如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物
7、块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（）ABCD【答案】 A【解析】P静止在水平桌面上时，由平衡条件有推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即故Q物体加速下降，有可得而P物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P由牛顿第二定律解得故选A。8（2020江苏高考真题）中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（）AFBCD【答案】 C
8、【解析】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有联立解得。故选C。9（2017海南高考真题）如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为。用大小为F的水平外力推动物块P，设R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是（）A若0，则k=B若0 ， k = C若=0，则D若=0，则【答案】 D【解析】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动；则加速度大小：所以，和之间相互
9、作用力为：与之间相互作用力：所以可得：由于谈论过程与是否为零无关，故有恒成立；A与分析不符，故A错误；B与分析不符，故B错误；C与分析不符，故C错误；D与分析相符，故D正确；故选D。10（2019全国高考真题）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为A150kgBkgC200 kgDkg【答案】 A【解析】T=f+mgsin，f=N，N=mgcos，代入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意11（2013全国高考真题）如图，在固定斜面上的一物块受到
10、一外力F的作用，F平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F20）.由此可求出A物块的质量B斜面的倾角C物块与斜面间的最大静摩擦力D物块对斜面的正压力【答案】 C【解析】根据题意，设物块受到的最大静摩擦力为f，对物块受力分析（如图所示），若Fmgsin，则物体有沿斜面向上运动的趋势，f的方向应沿斜面向下阻碍物体相对运动趋势，有-；若Fmgsin，则物体有沿斜面向下的运动趋势，f的方向沿斜面向上阻碍物体相对运动趋势，有-；由最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知-，由可求得f的值，而物块的质量m、斜面的倾角无法求出，故物块对斜面的正压力（）也无
11、法求出综上所述，正确答案为C【考点定位】静摩擦力及力的平衡12（2019浙江高考真题）如图所示为某一游戏的局部简化示意图D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是（ ）A5sB4.8sC4.4sD3s【答案】 A【解析】设小车的质量为m，小车在AB段所匀减速直线运动，加速度，在
12、AB段，根据动能定理可得，解得，故；小车在BC段，根据机械能守恒可得，解得，过圆形支架的圆心O点作BC的垂线，根据几何知识可得，解得，故小车在BC上运动的加速度为，故小车在BC段的运动时间为，所以小车运动的总时间为，A正确13（2016海南高考真题）沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度时间图线如图所示已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在05 s、510 s、1015 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则AF1F3CF1F3DF1=F3【答案】 A【解析】由vt图象可知，05 s内加速度a1=0.2 m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin fF1=
13、ma1，F1=mgsin f0.2m；510 s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsin fF2=ma2，F2=mgsin f；1015 s内加速度a3=0.2 m/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有mgsin fF3=ma3，F3=mgsin f+0.2m故可得：F3F2F1，选项A正确【学科网考点定位】图像，牛顿第二定律14（2012海南高考真题）如图，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为和，且.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑在小物块从a运动到c
14、的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是（）ABCD【答案】 C【解析】设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2根据牛顿第二定律得：mgsin+mgcos=ma1，mgsin-mgcos=ma2，得a1=gsin+gcos，a2=gsin-gcos，则知a1a2；而v-t图象的斜率等于加速度，所以上滑段图线的斜率大于下滑段图线的斜率上滑过程的位移大小较小，而上滑的加速度较大，由x=at2知，上滑过程时间较短因上滑过程中，物块做匀减速运动，下滑过程做匀加速直线运动，两段图象都是直线由于物体克服摩擦力做功，机械能不断减小，所以物体到达c点的速度小于v0故C正确，ABD错误故选C15（2013重庆高考真题）图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角
