2024年高一上学期期末物理考点《弹簧、动杆与定杆、死结与活结模型》含答案解析

高中PAGE1高中猜想05弹簧、动杆与定杆、死结与活结模型题题型一弹簧模型1．如图所示，两劲度系数均为20N/cm的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平向右F=20N的力作用在b弹簧的P端，达到平衡时P端向右移动的距离为（）A．1cm B．2cm C．3cm D．4cm2．弹力在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用。如生活中的缓冲装置就是利用弹簧的弹力作用来实现的。某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中，为原长相等、对应劲度系数的不同轻质弹簧。当垫片缓慢向右移动时（  ）A．弹簧产生的弹力较大 B．弹簧产生的弹力较大C．弹簧产生的压缩量较大 D．弹簧产生的压缩量较大3．图中a、b、c为三物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的细绳，它们连接如图并处于平衡状态，则有可能（）A．N处于拉伸状态而M处于压缩状态．B．N处于压缩状态而M处于拉伸状态．C．N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态．D．N、M均处于不伸不缩状态．4．如图所示，A、B两物体的重力分别是GA=3N，GB=4N。A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F=2N，则细线中的张力及B对地面的压力的可能值分别是（）A．5N和2N B．5N和1N C．1N和5N D．1N和6N题题型二动杆与定杆模型5．如图所示，杆BC的B端用铰链接在竖直墙上，另一端C为一滑轮．重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡．若将绳的A端沿墙缓慢向下移（BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计），则（）A．绳的拉力增大，BC杆受绳的压力增大B．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力增大C．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力减小D．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力不变6．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ.下列说法正确的是()A．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大B．当m一定时，θ越大，轻杆受力越大C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大D．当θ一定时，M越大，可悬挂重物C的质量m越大7．在建筑工地上经常使用吊车起吊货物。为了研究问题方便，把吊车简化成如图所示的模型，支撑硬杆OP的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上，质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物件缓慢上升，不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）A．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向竖直向下B．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定沿着OP方向C．钢丝绳索对定滑轮的作用力大小等于2mgD．钢丝绳索对定滑轮的作用力大小小于2mg8．甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙，两图中重物都静止，则下列说法中正确的是（）A．与轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为B．轻杆CD上的小滑轮受到杆的弹力大小为C．两根杆中弹力方向均沿杆方向D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，甲中轻绳更容易断裂题题型三死结与活结模型9．如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若β=50°，则α等于（）A．80° B．55° C．60° D．45°10．一种简易的重物提升装置如图所示。当木箱升至某高度后再缓慢向右拉动轻绳（轻绳相交于O点），使与竖直方向的夹角逐渐增大，此过程中轻绳始终保持水平，若木箱受到的重力为G，则下列说法正确的是（）A．木箱缓慢向右拉动的过程中，绳中的拉力增大B．木箱缓慢向右拉动的过程中，地面对人的摩擦力变小C．木箱缓慢向右拉动的过程中，绳中的张力大小不变D．当与竖直方向的夹角为时，绳中的张力为11．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，挡衣架静止时，下列说法正确的是（）A．绳的右端上移到b′，绳子拉力大小不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变小C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若只换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点不会左右移动12．抖空竹是我国传统文化苑中一株灿烂的花朵，既极具观赏性，又可健身。如图1所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图2中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（）

A．沿虚线a向左移动时，细线的拉力将增大B．沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小C．沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将增大D．沿虚线d向右移动时，细线的拉力将减小

猜想05弹簧、动杆与定杆、死结与活结模型题题型一弹簧模型1．如图所示，两劲度系数均为20N/cm的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平向右F=20N的力作用在b弹簧的P端，达到平衡时P端向右移动的距离为（）A．1cm B．2cm C．3cm D．4cm【答案】B【详解】两个轻质弹簧a、b串接在一起，两弹簧中弹力相等，有解得，P端向右移动的距离为故选B。2．弹力在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用。如生活中的缓冲装置就是利用弹簧的弹力作用来实现的。某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中，为原长相等、对应劲度系数的不同轻质弹簧。当垫片缓慢向右移动时（  ）A．弹簧产生的弹力较大 B．弹簧产生的弹力较大C．弹簧产生的压缩量较大 D．弹簧产生的压缩量较大【答案】D【详解】AB．当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联，弹力大小相等，故AB错误；CD．当垫片向右移动时，垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联，弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不相等，劲度系数小的弹簧，形变量大，所以k2弹簧产生的压缩量较大，故C错误，D正确；故选D。3．图中a、b、c为三物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的细绳，它们连接如图并处于平衡状态，则有可能（）A．N处于拉伸状态而M处于压缩状态．B．N处于压缩状态而M处于拉伸状态．C．N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态．D．N、M均处于不伸不缩状态．【答案】A【详解】B．先分析N弹簧，由于上面与细线相连，故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸，但不可能处于压缩状态，故B错误；CD．当N弹簧处于原长时，也就是均处于不伸不缩状态，细线的拉力为零，M弹簧在a物体的作用下处于压缩状态，不可能处于拉伸状态，也不可能处于拉伸状态，故CD错误；A．当N弹簧处于拉伸状态时，细线对a又拉力，当拉力小于a物体的重力时，M弹簧处于压缩状态，故A正确.4．如图所示，A、B两物体的重力分别是GA=3N，GB=4N。A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F=2N，则细线中的张力及B对地面的压力的可能值分别是（）A．5N和2N B．5N和1N C．1N和5N D．1N和6N【答案】AD【详解】当弹簧处于伸长状态时，对A由平衡条件得，细绳对A的拉力对B由平衡条件得，地面对B的支持力此时B对地面的压力为2N；当弹簧处于压缩状态时，对A由平衡条件得，细绳对A的拉力对B由平衡条件得，地面对B的支持力此时B对地面的压力为6N。故选AD。故选A。题题型二动杆与定杆模型5．如图所示，杆BC的B端用铰链接在竖直墙上，另一端C为一滑轮．重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡．若将绳的A端沿墙缓慢向下移（BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计），则（）A．绳的拉力增大，BC杆受绳的压力增大B．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力增大C．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力减小D．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力不变【答案】B【详解】由于杆一直平衡，则两根细线的拉力的合力一定在杆的方向上，否则杆会转动；由于是同一根绳子，故两根细线的拉力一定相等且等于物体的重力G，根据平行四边形定则，合力一定在角平分线上，将绳的A端沿墙缓慢向下移则两拉力的夹角不断减小，故两个拉力的合力不断变大，故杆受到的压力不断变大，故B正确，ACD错误．6．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ.下列说法正确的是()A．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大B．当m一定时，θ越大，轻杆受力越大C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大D．当θ一定时，M越大，可悬挂重物C的质量m越大【答案】D【详解】A.对A、B、C整体分析可知，对地面压力为FN＝(2M＋m)g，与θ无关，故A错误；B.将C的重力按照作用效果分解，如图所示：根据平行四边形定则，有故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，故B错误；C.对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件，有与M无关，故C错误；D.当θ一定时，M越大，M与地面间的最大静摩擦力越大，则可悬挂重物C的质量m越大，故D正确．7．在建筑工地上经常使用吊车起吊货物。为了研究问题方便，把吊车简化成如图所示的模型，支撑硬杆OP的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上，质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物件缓慢上升，不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）A．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向竖直向下B．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定沿着OP方向C．钢丝绳索对定滑轮的作用力大小等于2mgD．钢丝绳索对定滑轮的作用力大小小于2mg【答案】D【详解】AB．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向如图中所示，即为F合的方向，故AB错误；CD．质量为m的物件缓慢上升，可看成匀速运动，则F=mg，由菱形特点可得故C错误，D正确。故选D。8．甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙，两图中重物都静止，则下列说法中正确的是（）A．与轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为B．轻杆CD上的小滑轮受到杆的弹力大小为C．两根杆中弹力方向均沿杆方向D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，甲中轻绳更容易断裂【答案】AD【详解】A．甲中受力如下图，杆受力沿杆，两端绳中拉力不同，由平行四边形定则，可知；则轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为，故A正确；BC．乙图中受力如下图，杆受力不沿杆，绳中两个拉力大小相同，可知小滑轮受到杆的弹力故BC错误；D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，甲乙图中绳子拉力大小关系如下故甲中轻绳更容易断裂，故D正确。故选AD。题题型三死结与活结模型9．如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若β=50°，则α等于（）A．80° B．55° C．60° D．45°【答案】A【详解】可通过受力分析作图为由于甲、乙质量相等，通过矢量的合成法则，结合几何关系，则有；解得故选A。10．一种简易的重物提升装置如图所示。当木箱升至某高度后再缓慢向右拉动轻绳（轻绳相交于O点），使与竖直方向的夹角逐渐增大，此过程中轻绳始终保持水平，若木箱受到的重力为G，则下列说法正确的是（）A．木箱缓慢向右拉动的过程中，绳中的拉力增大B．木箱缓慢向右拉动的过程中，地面对人的摩擦力变小C．木箱缓慢向右拉动的过程中，绳中的张力大小不变D．当与竖直方向的夹角为时，绳中的张力为【答案】AC【详解】A．缓慢向右拉动轻绳OC的过程，此过程中轻绳OC始终保持水平，O点受、、三个力作用，设绳子与竖直方向的夹角为，三个力的关系如图所示在木箱缓慢运动过程中，木箱处于平衡状态，则OB对木箱的作用力保持不变，等于木箱的重力，在水平方向上有，与竖直方向的夹角逐渐增大，则绳中的拉力增大，AC正确；B．根据平衡条件有，与竖直方向的夹角逐渐增大，则绳中的拉力增大，对于人在水平方向上受地面的摩擦力和绳子拉力，因为摩擦力等于绳子拉力，即地面对人的摩擦力变大，B错误；D．与竖直方向的夹角为时，D错误。故选AC。11．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，挡衣架静止时，下列说法正确的是（）A．绳的右端上移到b′，绳子拉力大小不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变小C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若只换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点不会左右移动【答案】AD【详解】如图所示因为同一根绳子上的拉