高考物理二輪作業(yè)手冊(cè) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第1講 力與物體的平衡

專題限時(shí)集訓(xùn)(一)[第1講力與物體的平衡](時(shí)間：40分鐘)1．如圖1－1所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩AB、CD將日光燈懸掛在水平天花板上，AB繩、CD繩與天花板間的夾角都為60°，日光燈質(zhì)量為m，則AB繩、CD繩所受拉力大小分別為()圖1－1A.eq\f(\r(3),2)mg和eq\f(\r(3),2)mgB.eq\f(\r(3),3)mg和eq\f(\r(3),3)mgC.eq\r(3)mg和eq\r(3)mgD.eq\r(3)mg和eq\f(\r(3),2)mg2．如圖1－2所示，一個(gè)“Y”字形彈弓頂部跨度為L(zhǎng)，兩根相同的橡皮條均勻且彈性良好，其自由長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，在兩根橡皮條的末端用一塊軟羊皮(長(zhǎng)度不計(jì))做成裹片可將彈丸發(fā)射出去．若橡皮條的彈力滿足胡克定律，且勁度系數(shù)為k，發(fā)射彈丸時(shí)每根橡皮條的最大長(zhǎng)度為2L(彈性限度內(nèi))，則彈丸被發(fā)射過(guò)程中所受的最大彈力為()圖1－2A.eq\f(\r(15)kL,2)B.eq\f(\r(3)kL,2)C．kLD．2kL圖1－33．如圖1－3所示，電荷量為Q1、Q2的兩個(gè)正點(diǎn)電荷分別置于A點(diǎn)和B點(diǎn)，兩點(diǎn)相距L.在以L為直徑的光滑絕緣半圓環(huán)上，穿著一個(gè)帶電荷量＋q的小球(視為點(diǎn)電荷)，在P點(diǎn)平衡，PA與AB的夾角為α.不計(jì)小球的重力，則()A．tan3α＝eq\f(Q2,Q1)B．tanα＝eq\f(Q2,Q1)C．O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零D．Q1＜Q24．如圖1－4所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直于傾角為α的絕緣粗糙斜面向上，一質(zhì)量為m的帶正電荷的滑塊靜止于斜面上，關(guān)于該滑塊的受力，下列分析正確的是(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)()圖1－4A．滑塊可能只受重力、電場(chǎng)力、摩擦力共三個(gè)力的作用B．滑塊所受摩擦力大小一定為mgsinαC．滑塊所受電場(chǎng)力大小可能為mgcosαD．滑塊對(duì)斜面的壓力大小一定為mgcosα5．如圖1－5所示，一條細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接兩個(gè)小球A、B，它們都穿在一根光滑的豎直桿上，不計(jì)繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)兩球平衡時(shí)OA繩與水平方向的夾角為2θ，OB繩與水平方向的夾角為θ，則球A、B的質(zhì)量之比為()圖1－5A．2cosθ∶1B．1∶2cosθC．tanθ∶1D．1∶2sinθ6．如圖1－6所示，質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上，通過(guò)最高點(diǎn)處的釘子用水平細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B.則()圖1－6A．A對(duì)地面的壓力大于(M＋m)gB．A對(duì)地面的摩擦力方向向左C．B對(duì)A的壓力大小為eq\f(R＋r,R)mgD．細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為eq\f(r,R)mg7．在很多旅游景區(qū)都會(huì)見(jiàn)到空中纜車．現(xiàn)將空中纜車簡(jiǎn)化為物理模型，如圖1－7所示，滑輪A可以在軌道上上下滑動(dòng)．重物B通過(guò)輕繩與滑輪相連．若當(dāng)滑輪沿軌道向下滑動(dòng)時(shí)，連接滑輪與重物之間的輕繩始終保持豎直，則關(guān)于此時(shí)滑輪受力情況的說(shuō)法中正確的是()圖1－7A．滑輪受兩個(gè)力B．滑輪受三個(gè)力C．滑輪受四個(gè)力D．滑輪受五個(gè)力8．如圖1－8所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上．物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物體上，使其能沿斜面勻速上滑，若改用水平推力F2作用于物體上，也能使物體沿斜面勻速上滑，則兩次力之比eq\f(F1,F2)為()圖1－8A．cosθ＋μsinθB．cosθ－μsinθC．1＋μtanθD．1－μtanθ9．如圖1－9所示，質(zhì)量為m的物體，放在一固定斜面上，當(dāng)斜面傾角為30°時(shí)恰能沿斜面勻速下滑．對(duì)物體施加一大小為F的水平向右的恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)斜面傾角增大并超過(guò)某一臨界角θ0時(shí)，不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，試求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)這一臨界角θ0的大小．圖1－910．如圖1－10所示是一種研究劈的作用的裝置，托盤A固定在細(xì)桿上，細(xì)桿放在固定的圓孔中，下端有滾輪，細(xì)桿只能在豎直方向上移動(dòng)，在與托盤連接的滾輪正下面的底座上也固定一個(gè)滾輪，輕質(zhì)劈放在兩滾輪之間，劈背的寬度為a，側(cè)面的長(zhǎng)度為l，劈尖上固定的細(xì)線通過(guò)滑輪懸掛總質(zhì)量為m的鉤碼，調(diào)整托盤上所放砝碼的質(zhì)量M，可以使劈在任何位置時(shí)都不發(fā)生移動(dòng)．忽略一切摩擦和劈、托盤、細(xì)桿與滾輪的重力，若a＝eq\f(\r(10),5)l，試求：M是m的多少倍？圖1－10

專題限時(shí)集訓(xùn)(一)1．B[解析]對(duì)日光燈受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件可得，在x軸方向上，F(xiàn)ABcos60°＝FCDcos60°，在y軸方向上，F(xiàn)ABsin60°＋FCDsin60°＝G＝mg，可得FAB＝FCD＝eq\f(\r(3),3)mg，選項(xiàng)B正確．2．A[解析]發(fā)射彈丸時(shí)每根橡皮條的最大長(zhǎng)度為2L，對(duì)應(yīng)每根橡皮條的彈力大小為kL，設(shè)兩根橡皮條之間的夾角為θ，由幾何關(guān)系有sineq\f(θ,2)＝eq\f(1,4)，彈丸被發(fā)射過(guò)程中所受的最大彈力為F＝2kLcoseq\f(θ,2)，解得F＝eq\f(\r(15)kL,2)，選項(xiàng)A正確．3．A[解析]對(duì)帶電小球受力分析，有FAP＝eq\f(kqQ1,（Lcosα）2)，F(xiàn)BP＝eq\f(kqQ2,（Lsinα）2)，圓環(huán)對(duì)帶電小球的作用力為F，由平行四邊形定則知，F(xiàn)AP＝Fcosα，F(xiàn)BP＝Fsinα，聯(lián)立解得tan3α＝eq\f(Q2,Q1)，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因電荷量Q1、Q2關(guān)系不明確，故不能確定O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度是否為零，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．4．B[解析]滑塊受重力、電場(chǎng)力、支持力和摩擦力共四個(gè)力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿斜面方向，有mgsinα＝Ff，選項(xiàng)B正確；垂直斜面方向，有mgcosα－qE＝FN，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．5．A[解析]以A為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件得：Tsin2θ＝mAg，以B為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件得：Tsinθ＝mBg，解得mA∶mB＝2cosθ∶1，答案為A.6．C[解析]對(duì)A、B整體，由平衡條件，地面對(duì)A的支持力FN＝(M＋m)g，地面對(duì)A的摩擦力為零，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對(duì)木塊B，由平衡條件，有eq\f(mg,R)＝eq\f(FNB,R＋r)＝eq\f(FT,r＋l)(設(shè)繩長(zhǎng)為l)，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．C[解析]先對(duì)重物B受力分析，繩子的拉力與重力的合力在豎直方向上，而它的運(yùn)動(dòng)方向是平行于桿，故它一定做勻速運(yùn)動(dòng)；再對(duì)滑輪A分析，滑輪A與重物B相對(duì)靜止，滑輪也做勻速運(yùn)動(dòng)，合力為零，故滑輪一定受到重力、軌道的支持力、輕繩的拉力及軌道的摩擦力共四個(gè)力的作用．8．B[解析]用F1推物體沿斜面勻速上滑，有F1＝mgsinθ＋μmgcosθ；用F2推物體沿斜面勻速上滑時(shí)，有F2cosθ＝μ(mgcosθ＋F2sinθ)＋mgsinθ，則有eq\f(F1,F2)＝cosθ－μsinθ，選項(xiàng)B正確．9．(1)eq\f(\r(3),3)(2)60°[解析](1)物體恰勻速下滑，由平衡條件有FN1＝mgcos30°mgsin30°＝μFN1則μ＝tan30°＝eq\f(\r(3),3).(2)設(shè)斜面傾角為α，由平衡條件有Fcosα＝mgsinα＋fFN2＝mgcosα＋Fsinα靜摩擦力f≤μFN2聯(lián)立解得F(cosα－μsinα)≤mgsinα＋μmgcosα要使“不論水平恒力F多大”，上式都成立，則有cosα－μsinα≤0所以tanα≥eq\f(1,μ)＝eq\r(3)＝tan60°即θ0＝60°10．1.5[解析]設(shè)劈尖的頂角為2α，對(duì)托盤，由平衡條件，有F3＝F1co