（全國通用）2018年高考物理二輪復習 真題模型再現(xiàn)1 斜面體模型學案

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1、 真題模型再現(xiàn)(一)——斜面體模型 來源 圖例 考向 模型核心歸納 2013·新課標全國卷Ⅱ第15題 受力分析、靜摩擦力、平衡的臨界問題 斜面模型是中學物理中常見的模型之一。斜面模型的基本問題有物體在斜面上的平衡、運動及受力問題。 1.?？嫉男泵婺Ｐ? (1)斜面中的“平衡類模型” (2)斜面中的“動力學模型” (3)斜面中的“連接體模型” 2.模型解法 (1)注意斜面的幾何特點，尤其是斜面的角度關系的應用。 (2)利用共點力的平衡條件、牛頓運動定律、勻變速運動規(guī)律以及功能關系列方程。 (3)注意整體法與隔離法、合成法、正交分解法等物理方法的應用。 2015

2、·新課標全國卷Ⅰ第20題 受力分析、運動的圖象、牛頓第二定律 2015·新課標全國卷Ⅱ第25題 受力分析、滑動摩擦力、勻變速直線運動、牛頓運動定律 2016·新課標全國卷Ⅰ第24題 安培力、物體的平衡、歐姆定律、法拉第電磁感應定律 【預測1】 (多選)(2017·廣東省百校聯(lián)盟高三第一次聯(lián)考)如圖13所示，地面上固定一個斜面，斜面上疊放著A、B兩個物塊并均處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)對物塊A施加一斜向上的力F作用，A、B兩個物塊始終處于靜止狀態(tài)。則木塊B的受力個數可能是(　　) 圖13 A.3個 B.4個 C.5個 D.6個 解析　對A受力分析可得，A受豎直向下

3、的重力、斜向左上方的拉力F、豎直向上的支持力及水平向右的摩擦力，對B受力分析可得，B受重力、A對B的壓力、斜面的支持力、A對B向左的摩擦力，且斜面若對B沒有摩擦力則B受到4個力，若斜面對B有摩擦力則B受5個力，選項A、D錯誤，B、C正確。 答案　BC 【預測2 (2017·天津靜海區(qū)模擬)如圖14甲所示，一物塊放在粗糙斜面體上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面體和物塊始終處于靜止狀態(tài)，當F按圖乙所示規(guī)律變化時，物塊與斜面體間的摩擦力大小變化規(guī)律可能是圖中的(　　) 圖14 解析　在t0時刻F為零，t0以后摩擦力和重力沿斜面向下的分力等大、反向，摩擦力恒定不變，故A、B錯誤；若

4、剛開始F>mgsin θ，此時有F＝mgsin θ＋Ff，隨著F的減小，摩擦力也在減小，當F＝mgsin θ時，摩擦力減小到零，F(xiàn)繼續(xù)減小，有F＋Ff＝mgsin θ，則摩擦力增大，當F減小到零后Ff＝mgsin θ，摩擦力恒定不變，這種情況下，摩擦力先減小后增大；若剛開始F

5、滑輪用輕繩OP懸掛在天花板上，用另一輕繩通過滑輪系在輕環(huán)上，用手拉住輕繩另一端并使OP恰好在豎直方向，如圖15所示?，F(xiàn)水平向右拉繩，當輕環(huán)重新靜止不動時，OP繩與天花板之間的夾角為(　　) 圖15 A.90° B.45° C.θ D.45°＋ 解析　對輕環(huán)Q進行受力分析如圖甲，則只有繩子的拉力垂直于桿時，繩子的拉力沿桿的方向沒有分力，輕環(huán)重新靜止不動，由幾何關系可知，PQ繩與豎直方向之間的夾角是θ。對滑輪進行受力分析如圖乙，由于滑輪的質量不計，則OP對滑輪的拉力與兩段繩子上拉力的合力大小相等，方向相反，所以OP的方向一定在兩段繩子夾角的角平分線上，由幾何關系得OP與豎直方向之間

6、的夾角β＝－θ＝45°－，則OP與天花板之間的夾角為90°－β＝45°＋，故選項D正確。 答案　D 課時跟蹤訓練 一、選擇題(1～6題為單項選擇題，7～10題為多項選擇題) 1.(2017·江西南昌調研)已知直升機飛行時所受的空氣阻力與其運動方向相反，當其水平勻速飛行時，需調整旋翼的旋轉平面使其與前進方向成某一角度α(如圖1所示)。若空氣對旋翼產生的升力垂直于旋翼旋轉的平面，直升機重力為G，則直升機勻速向前飛行時，空氣對旋翼的升力大小為(　　) 圖1 A.G B. C. D. 解析　直升機勻速向前飛行時，對飛機受力分析，由平衡條件可知空氣對旋翼的升力大小為F

7、＝，B正確。 答案　B 2.一通電直導體棒用兩根絕緣輕質細線懸掛在天花板上，靜止在水平位置(如正面圖)?，F(xiàn)在通電導體棒所處位置加上勻強磁場，使導體棒能夠靜止在偏離豎直方向θ角(如側面圖)的位置。如果所加磁場的強弱不同，則磁場方向的范圍是(以下選項中各圖，均是在側面圖的平面內畫出的，磁感應強度的大小未按比例畫)(　　) 圖2 解析　對導體棒受力分析可知，導體棒受到的安培力與重力和繩子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定則可以判斷出磁場的方向范圍，故C正確。 答案　C 3.如圖3所示，質量為2 kg的物體與水平地面間的動摩擦因數為0.2，水平地面足夠大。t＝0時，物體

8、以2 m/s的初速度向右運動，同時對物體施加一個水平向左的大小恒為2 N 的拉力F，向右為正方向，取g＝10 m/s2，則在t＝0之后(　　) 圖3 A.物體所受摩擦力不會變化 B.物體所受摩擦力會由－4 N變?yōu)椋? N C.物體所受摩擦力會由－4 N變?yōu)椋? N D.物體所受摩擦力會由＋4 N變?yōu)椋? N 解析　分析摩擦力問題的關鍵是弄清楚是滑動摩擦力還是靜摩擦力，由題意知，剛開始物體向右運動，所以物體受到向左的滑動摩擦力為－4 N；又因為t＝0時，物體受到向左的水平恒力，所以物體會向右做勻減速直線運動直到速度為0；之后水平恒力小于最大靜摩擦力，故物體受到向右的靜摩擦力，與水

9、平恒力等大反向，大小為＋2 N，選項B正確。 答案　B 4.(2017·洛陽市高三第一次統(tǒng)考)如圖4甲所示，光滑導軌水平放置在與水平方向夾角為60°的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定圖甲中B的方向為正方向)，導體棒ab垂直導軌放置且與導軌接觸良好，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平拉力作用下始終處于靜止狀態(tài)，規(guī)定a―→b的方向為電流的正方向，水平向右的方向為拉力的正方向，則在0～t1時間內，能正確反映流過導體棒ab的電流I和導體棒ab所受水平拉力F隨時間t變化的圖象是(　　) 圖4 解析　在0～t1時間內，磁感應強度變化率＝，由

10、法拉第電磁感應定律可知產生的感應電動勢恒定，感應電流恒定，選項A、B錯誤；根據楞次定律可判斷出ab中感應電流方向為b指向a，導體棒所受安培力F安＝BIL，0～t0時間內，F(xiàn)安斜向下右方，隨時間均勻減小，t0～t1時間內，F(xiàn)安斜向左上方，隨時間均勻增大，由平衡條件可知，導體棒所受水平拉力F時刻與F安在水平方向上的分力等大反向，選項D正確，C錯誤。 答案　D 5.如圖5所示，在水平地面上放置一個質量為M的斜面體(斜面光滑)，斜面體上放置一個質量為m的物塊，物塊與固定在墻面上的輕質彈簧相連，彈簧的軸線始終與斜面平行。若物塊在斜面上做往復運動的過程中，斜面體始終保持靜止，則圖中畫出的關于地面對斜面

11、體的摩擦力Ff與時間t的關系圖象正確的是(　　) 圖5 解析　設斜面體M的傾角為θ，以物塊m為研究對象，可知斜面體對m的支持力為FN＝mgcos θ，以斜面體M為研究對象，經受力分析可知地面對斜面體的摩擦力為Ff＝FNsin θ＝mgsin θcos θ＝mgsin 2θ，故選項C正確。 答案　C 6.(2017·河北保定二模)如圖6所示，兩根剛性輕桿上端由自由旋轉軸A連接，輕桿下端固定一根自然伸長的勻質輕彈簧，圍成邊長為L的等邊三角形ABC，將此裝置豎直放在光滑水平面上，在軸A處施加豎直向下的、大小為F的作用力，彈簧被拉伸一定長度，若此時彈簧彈力大小恰為，則彈簧的勁度系數為(

12、　　) 圖6 A. B. C. D. 解析　設F與AB的夾角為α，F(xiàn)作用在AB桿上的分力為F′，則2F′cos α＝F，F(xiàn)′sin α＝kx＝，兩式聯(lián)立解得tan α＝1，所以平衡時AB與AC垂直。由幾何知識可得彈簧的伸長量為x＝L－L，由＝kx，解得k＝，故B正確。 答案　B 7.(2017·昆明模擬)如圖7所示，有兩條和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B，一根質量為m的金屬桿(內阻不計)從軌道上由靜止滑下，經過足夠長的時間，金屬桿的速度達到最大速度vm，則(　　) 圖7 A.如果B變

13、大，vm將變大 B.如果α變大，vm將變大 C.如果R變大，vm將變大 D.如果m變小，vm將變大 解析　當金屬桿勻速運動時速度最大，對金屬桿受力分析，由平衡條件得mgsin α－BIl＝0，由法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律得I＝，解得vm＝，分析得B、C正確。 答案　BC 8.把a、b兩個完全相同的導體小球分別用長為l的絕緣細線拴接，小球質量均為m。先讓a球帶上＋q的電荷量并懸掛于O點，如圖8所示?，F(xiàn)將不帶電的小球b也懸掛于O點(圖中未畫出)，兩球接觸后由于靜電斥力分開，平衡時兩球相距l(xiāng)。已知重力加速度為g，靜電力常量為k，帶電小球可視為點電荷。關于a球所受的靜電力大小F及

14、O點處的場強大小E下列正確的是(　　) 圖8 A.F＝mg B.F＝mg C.E＝ D.E＝ 解析　對平衡時的a球受力分析如圖所示，由正交分解法可得FTsin 60°＝mg，F(xiàn)Tcos 60°＝F，聯(lián)立解得F＝mg，選項A正確，B錯誤；兩小球接觸后電荷量會平分，則每個小球的電荷量都為＋，由點電荷的場強公式可得Ea＝Eb＝k＝，由平行四邊形定則可得E＝2Eacos 30°＝，選項C錯誤，D正確。 答案　AD 9.在如圖9所示的裝置中，兩物塊A、B的質量分別為mA、mB，而且mA＞mB，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，設此時動滑輪右端的輕繩與水平面之間的夾角為θ，若小車向左緩慢移動一

15、小段距離并停下來后，整個系統(tǒng)再次保持靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是(　　) 圖9 A.物塊A的位置將變高 B.物塊A的位置將變低 C.輕繩與水平面的夾角θ將變大 D.輕繩與水平面的夾角θ將不變 解析　當小車向左緩慢移動一小段距離后，輕繩所受到的拉力大小不變，以輕質動滑輪與輕繩的接觸點O為研究對象，分析O點的受力情況，作出O點的受力分析圖如圖所示，設繩子的拉力大小為F，兩繩子的夾角為2α，由于動滑輪兩側繩子的拉力關于豎直方向有對稱性，則有2Fcos α＝mBg，由于F＝mAg保持不變，由此可知，α角保持不變，由幾何知識可得，α＋θ＝90°，則θ保持不變，當小車向左緩慢移動一小段距離

16、后，動滑輪將下降，則物塊A的高度增大，故選項A、D正確，B、C錯誤。 答案　AD 10.(2017·天津理綜，8)如圖10所示，輕質不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止狀態(tài)。如果只人為改變一個條件，當衣架靜止時，下列說法正確的是(　　) 圖10 A.繩的右端上移到b′，繩子拉力不變 B.將桿N向右移一些，繩子拉力變大 C.繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小 D.若換掛質量更大的衣服，則衣架懸掛點右移 解析　設兩桿間距離為d，繩長為l，Oa、Ob段長度分別為la和lb，則l＝la＋lb，兩部分繩子與豎直方向夾

17、角分別為α和β，受力分析如圖所示。繩子中各部分張力相等，F(xiàn)a＝Fb＝F，則α＝β。滿足2Fcos α＝mg，d＝lasin α＋lbsin α＝lsin α，即sin α＝，F(xiàn)＝，d和l均不變，則sin α為定值，α為定值，cos α為定值，繩子的拉力保持不變，故A正確，C錯誤；將桿N向右移一些，d增大，則sin α增大，cos α減小，繩子的拉力增大，故B正確；若換掛質量更大的衣服，d和l均不變，繩中拉力增大，但衣服的位置不變，D錯誤。 答案　AB 二、非選擇題 11.如圖11甲所示，在水平地面上固定一對與水平面傾角為α的光滑平行導電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂

18、直，頂端接有電源。將一根質量為m的直導體棒ab放在兩軌道上，導體棒與兩軌道垂直。通過導體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖。若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強磁場，使導體棒在軌道上保持靜止。 圖11 (1)請在圖乙所示的平面圖中畫出導體棒受力的示意圖； (2)求出磁場對導體棒的安培力的大??； (3)如果改變軌道所在空間的磁場方向，試確定使導體棒在軌道上保持靜止的勻強磁場的磁感應強度B的最小值的大小和方向。 解析　(1)如圖所示。 (2)根據共點力的平衡條件可知，磁場對導體棒的安培力的大小 F＝mgtan α。 (3)要

19、使磁感應強度最小，則要求安培力最小。根據受力情況可知，最小安培力Fmin＝mgsin α，方向平行于軌道向上。 所以最小磁感應強度Bmin＝＝ 根據左手定則可判斷出此時的磁感應強度的方向為垂直軌道平面向上。 答案　(1)見解析圖　(2)mgtan α　(3)　垂直軌道平面向上 12.質量為M、傾角為θ的木楔在水平面上保持靜止，質量為m的木塊剛好可以在木楔上表面勻速下滑，現(xiàn)在用與木楔上表面成α角的力F拉著木塊勻速上滑，如圖12所示。重力加速度為g。 圖12 (1)當α為多大時，拉力F有最小值？最小值為多少？ (2)當拉力F最小時，水平面對木楔的摩擦力為多大？ 解析　(1)木塊剛好可以沿木楔上表面勻速下滑時， 則有mgsin θ＝μmgcos θ 可得μ＝tan θ 用力F拉著木塊勻速上滑，受力分析如圖甲所示，有 Fcos α＝mgsin θ＋Ff FN＋Fsin α＝mgcos θ 又Ff＝μFN 聯(lián)立解得F＝ 所以，當α＝θ時，F(xiàn)有最小值， 為Fmin＝mgsin 2θ。 (2)對木塊和木楔整體受力分析如圖乙所示， 由平衡條件可得 Ff′＝Fcos(θ＋α) 當拉力F最小時， Ff′＝Fmincos 2θ＝mgsin 4θ。 答案　(1)θ　mgsin 2θ (2)mgsin 4θ - 12 -