高考物理二轮复习 第一部分 专题整合 专题一 力与运动 第1讲 力与物体的平衡课时检测-人教版高三全册物理试题.doc

第一部分专题一第1讲力与物体的平衡一、单项选择题1.图1118为某城市雕塑的一部分。将光滑的球搁置在竖直的高挡板AB与竖直的矮挡板CD之间，由于长时间作用，CD挡板的C端略向右偏过一些，C与AB挡板的距离始终小于球的直径，则与C端未偏时相比图1118AAB挡板的支持力变大，C端的支持力变大BAB挡板的支持力变小，C端的支持力变小CAB挡板的支持力变小，C端的支持力变大DAB挡板的支持力变大，C端的支持力变小解析以小球为研究对象，受到重力、AB挡板的支持力F，C的支持力FC，如图所示：根据平衡条件可得：AB挡板的支持力Fmgtan ，C端的支持力FC；CD挡板的C端略向右偏，角增大，则AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大，故A正确、BCD错误；故选A。答案A2如图1119所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是图1119解析天平处于平衡状态，说明线圈受到的重力和安培力的合力等于两侧砝码重力差，根据安培力公式FBIL，知选项A中线圈在磁场中有效长度最大，所受安培力最大，磁场发生微小变化时，安培力变化最大，天平最容易失去平衡，选项A符合题意。答案A3.(2018·开封月考)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的光滑柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图1120所示。设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则图1120AF1保持不变，F3增大BF1增大，F3保持不变CF2增大，F3增大 DF2增大，F3保持不变解析在B上加物体C前后，分别以B和B、C整体为研究对象，进行受力分析可知，它们均在三个力作用下处于平衡状态，且对应各力方向相同，由于B、C整体所受重力大于B所受重力，所以墙壁对B的作用力F1和A对B的作用力均增大，由牛顿第三定律可知，B对A的作用力F2也增大；在B上加物体C前后，分别对A受分析，由于F2增大，所以A所受支持力和摩擦力均增大，这两个力的合力即F3也随之增大，故C项正确。答案C4.如图1121所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为，则物体A，B的质量之比mAmB等于图1121A1cos Bcos 1Ctan 1 D1sin 解析设绳子的拉力为T，隔离A分析有TmAg隔离B分析有：Tcos mBg由以上两个公式可解mAmB1cos ，故A正确。故选A。答案A5(2018·惠州二调)如图1122所示，三根相同的绳子末端连接于O点，A、B端固定，C端受一水平力F，当F逐渐增大时(O点位置保持不变)，最先断的绳子是图1122AOA绳 BOB绳COC绳 D三绳同时断解析对结点O受力分析，受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三个绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断，A项正确。答案A6(2017·全国卷)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)A86 cm B92 cmC98 cm D104 cm解析设弹性绳的劲度系数为k，挂上钩码后弹性绳伸长L20 cm，由几何关系可知，钩码两侧弹性绳与竖直方向夹角为53°，如图所示，由共点力的平衡条件可知，钩码的重力为G2kLcos 53°将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时，钩码的重力为G2kL，解得LL12 cm。弹性绳的总长度变为L0L92 cm，选项B正确。答案B7.如图1123所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住。现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力N的变化情况是图1223AF增大，N减小BF增大，N增大CF减小，N减小 DF减小，N增大解析某时刻小球的受力情况如图所示，设小球与半球面的球心连线与竖直方向的夹角为，则Fmgtan ，N，随着挡板向右移动，角越来越大，则F和N都要增大。故选项B正确。答案B8.(2016·海南单科)如图1124所示，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则图1124Af10，f20，f30 Bf10，f20，f30Cf10，f20，f30 Df10，f20，f30解析对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f30；再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f20，再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即f10，选项C正确。答案C二、多项选择题9如图1125所示，a、b物块质量均为m，轻质弹性绳(遵循胡克定律)A端固定在a上，绕过B、C滑轮，另一端点D悬挂在与定滑轮B等高的天花板上，轻质光滑滑轮B、C都可视为质点，AB0.7 m、BCCD0.3 m，且BC、CD竖直，弹性绳原长1 m，斜面倾角为37°，已知重力加速度大小为g，sin 37°0.6，cos 37°0.8。现将D点缓慢右移，a始终静止，当C到天花板的距离为0.24 m时，有图1125A弹性绳长为1.5 mB弹性绳长为1.3 mCa受摩擦力大小为，方向沿斜面向下Da受摩擦力大小为，方向沿斜面向上解析本题主要考查受力分析、动态平衡等问题，需要考生利用相关知识解题。初态弹性绳长为1.3 m，由胡克定律有2k(1.3 m1 m)mg，末态如图所示，弹性绳拉力大小T，又由几何关系可知BC，此时k(2BC0.7 m1 m)T，解得cos 0.6，BC0.4 m，绳中拉力大小T，绳长为2BC0.7 m1.5 m，因为Tmgsin 37°，则a受到的摩擦力为Tmgsin 37°，方向沿斜面向下，A、C对，B、D错。答案AC10如图1126所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上。小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，连接b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N固定在M的正下方，两带电小球在缓慢漏电的过程中，M、b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是图1126Ab对c的摩擦力可能始终增加B地面对c的支持力始终变小Cc对地面的摩擦力方向始终向左D滑轮对绳的作用力方向始终不变解析 两带电小球在缓慢漏电的过程中，库仑引力逐渐减小，对M分析，可知拉力逐渐减小，对b分析，开始b所受的摩擦力可能沿斜面向上，则拉力减小，摩擦力可能增加，故A正确；对b、c整体分析，受力分析如图，根据平衡条件得知水平面对c的支持力FN(GbGc) FTsin ，拉力逐渐减小，则支持力逐渐增大，故B错误；以b、c整体为研究对象，根据平衡条件得知水平面对c的摩擦力Ff FTcos ，方向水平向左，则c对地面的摩擦力方向始终向右，故C错误；绳子对滑轮的作用力为两个相等的力，FT方向不变，所以绳子对滑轮的作用力方向不变，则滑轮对绳子的作用力方向始终不变，故D正确。答案AD三、计算题11(2018·济宁一模)如图1127所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直方向的匀强磁场中，当导体棒中通以自左向右的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37°角的导轨上，取sin 37°0.6，cos 37°0.8，求：图1127(1)磁场的磁感应强度B；(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN。解析 (1)从左向右看，受力分析如图所示。由平衡条件得tan 37°，F安BIL，解得B。(2)设两导轨对导体棒支持力为2FN，则有2FNcos 37°mg，所以每个圆导轨对导体棒的支持力大小FNmg。答案(1)(2)mg12(2018·眉山二模)如图1128所示，粗糙斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与物块A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块B后，当滑轮两边轻绳的夹角为106°时，A、B恰能保持静止且A所受摩擦力沿斜面向下，求物块B的质量。图1128解析先对A受力分析，如图所示。根据共点力平衡条件，有mgsin 30°fT，FNmgcos 30°，又fFN，联立解得T1.25mg，再对B受力分析，则有2TcosMg，联立解得M1.5 m。答案1.5 m