专题04 弹簧模型-【鼎力高考】2024年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练

2024年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练 专题04 弹簧模型 特训目标 特训内容 目标1 高考真题（1T—4T） 目标2 三大力场中有关弹模型的平衡问题（5T—10T） 目标3 三大力场中有关弹簧模型的动力学问题（11T—16T） 目标4 三大力场中有关弹簧模型的能量动量问题（17T—22T） 【特训典例】 1、 高考真题 1．（2023·山东·统考高考真题）餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（   ）    A．10N/m B．100N/m C．200N/m D．300N/m 2．（2022·湖北·统考高考真题）如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（　　） A．μmgk B． C． D． 3．（2023·辽宁·统考高考真题）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，PQ的质量是MN的2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。下列说法正确的是（　　）    A．弹簧伸展过程中、回路中产生顺时针方向的电流 B．PQ速率为v时，MN所受安培力大小为 C．整个运动过程中，MN与PQ的路程之比为2：1 D．整个运动过程中，通过MN的电荷量为 4．（2022·福建·高考真题）如图，L形滑板A静置在粗糙水平面上，滑板右端固定一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧左端与一小物块B相连，弹簧处于原长状态。一小物块C以初速度从滑板最左端滑入，滑行后与B发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），然后一起向右运动；一段时间后，滑板A也开始运动．已知A、B、C的质量均为，滑板与小物块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为；最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内。求： （1）C在碰撞前瞬间的速度大小； （2）C与B碰撞过程中损失的机械能； （3）从C与B相碰后到A开始运动的过程中，C和B克服摩擦力所做的功。 2、 三大力场中有关弹模型的平衡问题 5．如图所示，一轻质弹簧两端分别固定小球A和B，小球A穿在水平粗糙杆上，小球B穿在竖直光滑杆上，两小球均保持静止。现用竖直向下适当大小的力缓慢拉小球B，整个过程中小球A静止不动。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．小球A受到的合力增大 B．小球B受到竖直杆的弹力增大 C．小球A受到的摩擦力不变 D．两杆受到A、B两球作用力的合力增大 6．通用技术课上，某兴趣小组制作了一个电动爬杆小猴，原理如图所示，竖直杆OM与光滑杆ON均固定在电动机底座上，且ON与水平面间的夹角，一弹簧上端固定在OM杆上的P点，下端与穿在ON杆上质量为m的小猴相连。小猴静止时弹簧与竖直方向间的夹角，当电动机带动底座开始转动时，小猴开始爬杆。已知OP两点间的距离为L，重力加速度为g。则（    ） A．小猴静止时杆对小猴的弹力方向垂直杆ON斜向下 B．小猴静止时弹簧弹力的大小为mg C．小猴静止时杆对小猴的弹力大小为 D．电动机转动后，当小猴稳定在与P点等高的位置时杆的角速度为 7．如图，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与小球1连接。三小球1、2、3的质量均为m，q1＝q0＞0，q2＝－q0，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，则（　　） A．q3＝q0 B．弹簧伸长量为 C．球1受到的库仑力大小为2mgsinα D．相邻两小球间距为 8．如图，A、B两个点电荷的电量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接。当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0，若弹簧发生的均是弹性形变，则（　　） A．将Q变为2Q，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量小于4x0 B．保持q不变，将Q变为2Q，平