（全國(guó)通用）2017屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題一 力與運(yùn)動(dòng) 第1講 力與物體的平衡試題.doc

專(zhuān)題一 力與運(yùn)動(dòng)第1講力與物體的平衡一、選擇題(17題為單項(xiàng)選擇題，810題為多項(xiàng)選擇題)1.如圖1所示，一豎直放置的大圓環(huán)，在其水平直徑上的a、b兩端系著一根不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩，繩上套有一光滑小鐵環(huán)?，F(xiàn)將大圓環(huán)在豎直平面內(nèi)繞o點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)微小角度，則關(guān)于輕繩對(duì)a、b兩點(diǎn)拉力fa、fb的變化情況，下列說(shuō)法正確的是()圖1afa變小，fb變小 bfa變大，fb變大cfa變大，fb變小 dfa變小，fb變大解析柔軟輕繩上套有光滑小鐵環(huán)，兩側(cè)輕繩中拉力相等。將大圓環(huán)在豎直平面內(nèi)繞o點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)微小角度，a、b兩點(diǎn)之間的水平距離減小，光滑小鐵環(huán)兩側(cè)輕繩間夾角2減小，由2fcos mg可知，輕繩中拉力f減小，輕繩對(duì)a、b兩點(diǎn)的拉力fa和fb都變小，選項(xiàng)a正確。答案a2如圖2所示，一光滑小球靜置在光滑半球面上，被豎直放置的光滑擋板擋住，現(xiàn)水平向右緩慢地移動(dòng)擋板，則在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(該過(guò)程小球未脫離球面且球面始終靜止)，擋板對(duì)小球的推力f、半球面對(duì)小球的支持力fn的變化情況是()圖2af增大，fn減小 bf增大，fn增大cf減小，fn減小 df減小，fn增大解析某時(shí)刻小球的受力如圖所示，設(shè)小球與半球面的球心連線跟豎直方向的夾角為，則fmgtan ，fn，隨著擋板向右移動(dòng)，越來(lái)越大，則f和fn都要增大。答案b3如圖3所示，在水平地面上靜止著一質(zhì)量為m、傾角為的斜面，自由釋放質(zhì)量為m的滑塊能在斜面上勻速下滑(斜面始終靜止)，則下列說(shuō)法中正確的是()圖3a滑塊對(duì)斜面的作用力大小等于mgcos ，方向垂直斜面向下b斜面對(duì)滑塊的作用力大小等于mg，方向豎直向上c斜面受到地面的摩擦力水平向左，大小與m的大小有關(guān)d滑塊能勻速下滑，則水平地面不可能是光滑的解析因滑塊在重力、斜面的摩擦力及斜面的支持力作用下勻速下滑，如圖所示，所以斜面對(duì)滑塊的作用力大小等于滑塊重力mg，方向豎直向上，b項(xiàng)正確；而滑塊對(duì)斜面的作用力與斜面對(duì)滑塊的作用力是一對(duì)作用力與反作用力，所以a項(xiàng)錯(cuò)誤；又因斜面及滑塊均處于平衡狀態(tài)，所以可將兩者看成一個(gè)整體，則整體在豎直方向受重力和地面的支持力作用，水平方向不受力的作用，即水平地面對(duì)斜面沒(méi)有摩擦力作用，c、d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案b4如圖4所示，絕緣水平桌面上放置一長(zhǎng)直導(dǎo)線a，導(dǎo)線a的正上方某處放置另一長(zhǎng)直導(dǎo)線b，兩導(dǎo)線中均通以垂直紙面向里的恒定電流?，F(xiàn)將導(dǎo)線b向右平移一小段距離，若導(dǎo)線a始終保持靜止，則()圖4a導(dǎo)線b受到的安培力方向始終豎直向下b導(dǎo)線b受到的安培力逐漸減小c導(dǎo)線a對(duì)桌面的壓力減小d導(dǎo)線a對(duì)桌面的摩擦力方向水平向左解析導(dǎo)線a、b均處在對(duì)方產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，故兩導(dǎo)線均會(huì)受到安培力作用，由“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”可知，當(dāng)導(dǎo)線b未移動(dòng)時(shí)，其受到的安培力方向豎直向下指向?qū)Ь€a，當(dāng)導(dǎo)線b向右平移一小段距離后，導(dǎo)線b受到的安培力仍會(huì)指向?qū)Ь€a，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由于導(dǎo)線a、b之間的距離增大而導(dǎo)線中的電流不變，故兩導(dǎo)線之間的相互作用力減小(安培力fbil)，選項(xiàng)b正確；導(dǎo)線b向右平移后導(dǎo)線a的受力情況如圖所示，由于導(dǎo)線a始終在桌面上保持靜止，所以有fngfsin ，因?yàn)榘才嗔減小，sin 減小，所以桌面對(duì)導(dǎo)線a的支持力增大，由牛頓第三定律可知，導(dǎo)線a對(duì)桌面的壓力增大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由圖可知，桌面對(duì)導(dǎo)線a的靜摩擦力方向水平向左，故導(dǎo)線a對(duì)桌面的摩擦力方向水平向右，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案b5如圖5所示，粗糙水平地面上的長(zhǎng)方體物塊將一重為g的光滑圓球抵在光滑豎直的墻壁上，現(xiàn)用水平向右的拉力f緩慢拉動(dòng)長(zhǎng)方體物塊，在圓球與地面接觸之前，下面的相關(guān)判斷正確的是()圖5a球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u減小b水平拉力f逐漸減小c地面對(duì)長(zhǎng)方體物塊的摩擦力逐漸增大d地面對(duì)長(zhǎng)方體物塊的支持力逐漸增大解析對(duì)球進(jìn)行受力分析，如圖甲所示。fn1gtan ，fn2。當(dāng)長(zhǎng)方體物塊向右運(yùn)動(dòng)中，增大，fn1、fn2均增大，由牛頓第三定律知，球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u增大，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；圓球?qū)ξ飰K的壓力在豎直方向的分力fn2cos g等于重力，在拉動(dòng)長(zhǎng)方體物塊向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)物塊受力分析如圖乙所示，物塊與地面之間的壓力fng1fn2cos g1g不變，滑動(dòng)摩擦力ffn不變，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；又由于圓球?qū)ξ飰K的壓力在水平方向的分力fn2sin 逐漸增大，所以水平拉力fffn2sin 逐漸減小，選項(xiàng)b正確；由于物塊與地面之間的壓力不變，由牛頓第三定律可知，地面對(duì)物塊的支持力不變，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案b6如圖6所示，一個(gè)半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，o點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量分別為m1和m2的小球a、b。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，碗內(nèi)的細(xì)線與水平方向的夾角為60，小球b位于水平地面上，設(shè)此時(shí)半球形的碗對(duì)a的彈力為f，小球b對(duì)地面的壓力大小為fn，細(xì)線的拉力大小為t，則下列說(shuō)法中正確的是()圖6afn(m2m1)g bfnm2gm1gct0 dfm1g解析分析小球a的受力情況，由平衡條件可得，細(xì)線的拉力tf，fsin 60tsin 60m1g，解得tfm1g，選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤；分析小球b的受力情況，由平衡條件可得tfnm2g，即fnm2gm1g，故a錯(cuò)誤，b正確。答案b7(2016安徽皖南八校二次聯(lián)考)如圖7所示，三角形abc是固定在水平面上的三棱柱的橫截面，a30，b37，c處有光滑小滑輪，質(zhì)量分別為m1、m2的兩物塊通過(guò)細(xì)線跨放在ac面和bc面上，且均恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知ac面光滑，物塊2與bc面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則兩物塊的質(zhì)量比m1m2不可能是()圖7a13 b35 c53 d21解析物塊1受重力m1g、細(xì)線拉力t和斜面支持力fn作用處于平衡狀態(tài)，則tm1gsin 30，物塊2受重力m2g、細(xì)線拉力t、斜面支持力fn及摩擦力ff作用處于平衡狀態(tài)，當(dāng)m1較大時(shí)，最大靜摩擦力方向沿斜面向下，此時(shí)有tm2gsin 37m2gcos 37，即2；當(dāng)m1較小時(shí)，最大靜摩擦力方向沿斜面向上，此時(shí)有tm2gsin 37m2gcos 37，即，所以2。答案a8如圖8所示，一根通電的導(dǎo)體棒放在傾斜的粗糙斜面上，置于圖示方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)增大電流，導(dǎo)體棒仍靜止，則在增大電流過(guò)程中，導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小變化情況可能是()圖8a一直增大 b先減小后增大c先增大后減小 d始終為零解析若f安mgsin ，因安培力方向向上，則摩擦力方向向上，當(dāng)f安增大時(shí)，f摩減小到零，再向下增大，b項(xiàng)對(duì)，c、d項(xiàng)錯(cuò)；若f安mgsin ，摩擦力方向向下，隨f安增大而一直增大，a項(xiàng)對(duì)。答案ab9.如圖9所示，帶電物體p、q可視為點(diǎn)電荷，電荷量相同。傾角為、質(zhì)量為m的斜面體放在粗糙水平面上，將質(zhì)量為m的物體p放在粗糙的斜面體上。當(dāng)物體q放在與p等高(pq連線水平)且與物體p相距為r的右側(cè)位置時(shí)，p靜止且受斜面體的摩擦力為0，斜面體保持靜止，靜電力常量為k，則下列說(shuō)法正確的是()圖9ap、q所帶電荷量為bp對(duì)斜面的壓力為0c斜面體受到地面的摩擦力為0d斜面體對(duì)地面的壓力為(mm)g解析設(shè)p、q所帶電荷量為q，對(duì)物體p受力分析如圖所示，受到水平向左的庫(kù)侖力fk、豎直向下的重力mg、支持力fn，由平衡條件可得tan ，解得q，選項(xiàng)a正確；斜面對(duì)p的支持力fnmgcos fsin ，由牛頓第三定律可知，p對(duì)斜面的壓力為fnmgcos fsin ，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；對(duì)p和斜面體整體受力分析，可知水平方向受到q對(duì)p向左的庫(kù)侖力fk和地面對(duì)斜面體水平向右的摩擦力，由平衡條件可知，斜面體受到水平向右的摩擦力大小為fk，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；對(duì)p和斜面體整體受力分析，豎直方向受到豎直向下的重力(mm)g和水平面的支持力，由平衡條件可得，水平面支持力等于(mm)g，根據(jù)牛頓第三定律，斜面體對(duì)地面的壓力大小為(mm)g，選項(xiàng)d正確。答案ad10如圖10所示，用兩根完全相同的橡皮筋m、n將兩個(gè)質(zhì)量均為m1 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a、b拴接在一起，并懸掛在水平天花板上，在小球a上施加一水平向左的恒力f，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，橡皮筋m與豎直方向的夾角為60。假設(shè)兩橡皮筋的勁度系數(shù)均為k5 n/cm，且始終處在彈性限度以?xún)?nèi)，重力加速度取g10 m/s2。則()圖10a橡皮筋m的伸長(zhǎng)量為4 cmb橡皮筋n的伸長(zhǎng)量為2 cmc水平恒力的大小為10 nd如果將水平恒力撤去，則小球b的瞬時(shí)加速度為零解析先對(duì)小球b進(jìn)行受力分析，小球b受重力mg和橡皮筋n的拉力f1，根據(jù)平衡條件，有f1mg10 n，又f1kxn，解得橡皮筋n的伸長(zhǎng)量xn2 cm，選項(xiàng)b正確；再將小球a、b看成一個(gè)整體，整體受重力2mg、水平恒力f和橡皮筋m的拉力f2，如圖所示，根據(jù)平衡條件，有f2mgtan 602mg20 n，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；橡皮筋m的彈力f24mg40 n，根據(jù)胡克定律有f2kxm，解得橡皮筋m的伸長(zhǎng)量xm8 cm，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；小球b受重力和橡皮筋n的拉力，撤去水平恒力的瞬間，小球b的重力和橡皮筋n的拉力都不變，故小球仍處于平衡狀態(tài)，加速度為零，選項(xiàng)d正確。答案bd二、非選擇題11如圖11所示，一質(zhì)量為m2 kg的鐵塊套在傾斜放置的桿上，桿與水平方向的夾角60，一輕繩一端連在鐵塊上，一端連在一質(zhì)量為m1 kg的小球上，一水平力f作用在小球上，連接鐵塊與球的輕繩與桿垂直，鐵塊和球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。(g取10 m/s2)求：圖11(1)拉力f的大小；(2)桿對(duì)鐵塊的摩擦力的大小。解析(1)對(duì)b球受力分析如圖所示。根據(jù)力的平衡fmgtan 解得f10 n(2)由于繩對(duì)鐵塊的拉力垂直于桿，且鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此鐵塊受到的摩擦力等于鐵塊的重力沿斜面向下的分力，即ffmgsin ff10 n答案(1)10 n(2)10 n12如圖12所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離d1.0 m，導(dǎo)軌所在平面與水平面之間的夾角為53，在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b1.5 t，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)e6.0 v，內(nèi)阻r1.0 的直流電源?，F(xiàn)將一質(zhì)量m0.5 kg，電阻r3.0 ，長(zhǎng)度為1.0 m的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，開(kāi)關(guān)s接通后導(dǎo)體棒剛好能保持靜止。已知電路中定值電阻r06.0 ，重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，導(dǎo)體棒受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求：圖12(1)導(dǎo)體棒中通過(guò)的電流大??；(2)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)。解析(1)由電路知識(shí)可知，導(dǎo)體棒與定值電阻r0并聯(lián)后接在電源兩端，設(shè)電路中的總電阻為r總，則有r總r，代入數(shù)據(jù)可得r總3 ，由閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流i2 a，導(dǎo)體棒ab兩端的電壓為uabeir，代入數(shù)據(jù)可得uab4 v，所以流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流ir a。(2