高考物理1.5轮资料汇编 专题02 力与物体的平衡试题精选精练-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题02 力与物体的平衡一、单选题1如图所示,两个物体A、B叠放在一起,接触面粗糙。现将它们同时以相同的速度水平抛出,不计空气阻力。在运动的过程中,物体B ( ) A. 只受重力B. 受重力和A对它的压力C. 受重力和A对它的摩擦力D. 受重力、A对它的压力和摩擦力【答案】 A【解析】把A、B视为一整体,则A、B做平抛运动,加速度为g,隔离法以B为研究对象,加速度为g,所以合外力为ma=mg,故B只受重力,所以A正确;B、C、D错误。考点:本题考查平抛运动、力。2观察一弹簧测力计的范围是0F,刻度的总长度是L,则该弹簧测力计上弹簧的劲度系数是 ( )A B C D【答案】 A【解析】弹簧测力计
2、受到拉力F时,刻度上的长度伸长L,即形变量为L,由胡克定律可知:,解得,选项A正确,选项B、C、D均错误,故选A.考点:本题考查了胡克定律3关于相互作用,下列说法正确的是: ( )A在相对静止的时候,互相接触的物体之间不可能产生摩擦力B维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是不同性质的力C在微观带电粒子的相互作用中,万有引力比库仑力强得多D由于强相互作用的存在,尽管带正电的质子之间存在斥力,但原子核仍能紧密的保持在一起【答案】 D【解析】相对静止的两物体,若存在相对运动趋势,则由静摩擦力作用,A错误;月球绕地球运动的力和使苹果落地的力都是万有引力,B错误;微观领域,库仑力远大于万有引力,C错误
3、;核子间的作用力为核力,核力是强相互作用,D正确。考点:本题考查物理学常识。4如图所示,物体A静止在倾角为30的斜面上,现将斜面倾角由30增大到37,物体仍保持静止,则下列说法中正确的是 ( ) A. A对斜面的压力不变B. A对斜面的压力增大C. A受到的摩擦力不变D. A受到的摩擦力增大【答案】 D 考点:物体的平衡;匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题是简单的动态平衡类型的问题,运用的是函数法,也可以采用图解法直观判断。5如图所示,水平桌面上叠放着A、B两物体,B物体受力F作用,A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动,则B物体的受力个数为 ( ) A. 4 B. 5 C. 6 D. 7【
4、答案】 C【解析】B受重力、地面的支持力、地面向左的摩擦力、水平拉力、A对B的压力及A对B的水平向右的摩擦力,故B受6个力,C对。考点: 受力分析、牛顿第二定律。【名师点睛】判断静摩擦力的有无及方向的常用方法(1)状态法:明确物体的运动状态,分析物体的受力情况,根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向(2)牛顿第三定律法:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向6如图所示,水平地面上的物体在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是 ( ) A. 物体A可能只受到二个力的作用B.
5、 物体A一定只受到三个力的作用C. 物体A一定受到了四个力的作用D. 物体A可能受到了四个力的作用【答案】 C【解析】物体一定受重力,拉力F产生两个作用效果,水平向右拉木块,竖直向上拉木块,由于木块匀速直线运动,受力平衡,水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡,即一定有摩擦力,结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力,因而物体一定受到四个力,C正确;考点:考查了受力分析7如图8甲所示,A、B两物体叠放在光滑水平面上,对B物体施加一水平变力F,Ft关系图象如图8乙所示两物体在变力F作用下由静止开始运动,且始终相对静止,则 ( ) A. t时刻,两物体之间的摩擦力最大B. t时刻,两物体的速度方向开始
6、改变C. t2t时间内,两物体之间的摩擦力逐渐增大D. 02t时间内,物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同【答案】 CD【解析】t时刻F0,A、B的加速度为零,因此两物体速度方向不变,且A、B间的摩擦力为零,可见选项A、B错t2t时间内,A、B系统的加速度逐渐增大,以A为研究对象,A受到的摩擦力应逐渐增大;A的加速度由其受到的摩擦力提供,因此A受到摩擦力与A、B加速度同向,即与F同向,可见选项C、D正确8如图所示,水平地面上一物体在F1=10N,F2=2N的水平外力作用下做匀速直线运动,则 ( ) A. 物体运动方向向左B. 物体所受滑动摩擦力大小为6NC. 撤去F1后物体最终会停下D
7、. 撤去F2后物体最终会停下【答案】 C考点:摩擦力 共点力的平衡9如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为L的金属棒ab悬挂在c、d两处,置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态为了使棒平衡在该位置上,所需的最小磁场的磁感应强度的大小方向是 ( ) A. ,竖直向上 B. ,竖直向下C. ,平行悬线向上 D. ,平行悬线向下【答案】 D【解析】为了使该棒仍然平衡在该位置上, ,得:,由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上故D正确,考点:考查了安培力的求解10如图所示,体重为510N的人,用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运
8、动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。动滑轮重为20N(不计绳重和摩擦,地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,)。则下列计算结果中正确的是 ( ) A绳子自由端受到的拉力大小是100NB人对地面的压力为400NC人对地面的压力为250ND绳子自由端运动速度是0.06m/s【答案】 B【解析】 滑轮组的受力以及各滑轮的运动速度标识如上图,根据定滑轮、动滑轮的特点,F1=f=200N,所以F3=0.5F2+10N=110N,所以F4=110N,所以人对地面的压力为400N,所以AC错误
9、,B正确。V1=0.02m/s,所以v2=0.02m/s,但是v3=2v2,所以速度应该是0.04m/s,D错误。考点:滑轮组点评:本题考查了滑轮组的受力分析以及运动情况的特点,本题在初中阶段时可能较难以理解,但是在高中学过参考系等知识,本题应该容易理解了。11如图所示,水平木板上有质量m=10kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2,下列判断正确的是 ( ) A. 5s内拉力对物块做功为零B. 4s末物块所受合力大小为40NC. 物块与木板之间的动摩擦因数为04D. 6s-9s内物块的加速度大小为20m/s2【
10、答案】 D 考点:牛顿第二定律的应用;摩擦力12如图所示的匀强磁场中有一根弯成45的金属线POQ,其所在平面与磁场垂直,长直导线MN与金属线紧密接触,起始时 ,且MNOQ,所有导线单位长度电阻均为r,MN运动的速度为,使MN匀速的外力为F,则外力F随时间变化的规律图正确的是 ( ) A. B. C. D. 【答案】 C考点:法拉第电磁感应定律;安培力.13一根轻质弹簧一端固定,用大小为的力压弹簧的另一端,平衡时长度为;改用大小为的力拉弹簧,平衡时长度为.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为 ( )A. B. C. D. 【答案】 C【解析】根据弹簧受两个力的作用时的弹簧的长度,分
11、别由胡克定律列出方程联立求解即可由胡克定律得,式中x为形变量,设弹簧原长为,则有, ,联立方程组可以解得,C正确【点睛】在利用胡克定律计算时,一定要注意式中x为弹簧的形变量,不是弹簧的长度,这是同学常出差的一个地方14如图所示,两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态,a弹簧与竖直方向成30角,b弹簧水平,a、b的劲度系数分别为k1、k2,则a、b两弹簧的伸长量x1与x2之比为 ( )A. B. C. D.【答案】 A【解析】本题可用正交分解法求解,将弹簧a的弹力沿水平和竖直方向分解,如图所示,则:,解得: ,故可得,A正确, 15如图所示,靠在竖直粗糙墙壁上的物块在t=0时被无初速释放,此时开
12、始受到一随时间变化规律为的水平力作用.、和分别表示物块所受的摩擦力、物块的加速度、速度和重力势能变化量。则下列图像能正确描述上述物理量随时间变化规律的是 ( ) 【答案】 C【解析】 物块在t=0时被无初速释放,由于F=kt,则开始过程,物块对墙壁的压力较小,所受的滑动摩擦力小于重力,物块加速下滑;后来,滑动摩擦力大于重力,物块减速下滑,直到速度为零,物块静止在墙壁上最后摩擦力等于重力,所以A错;加速运动过程中:mg-f=ma,又f=FN=F=kt,得a=g-,a随着t增大而减小,物块做加速度减小的变加速运动;v-t图象的斜率应减小减速运动过程中:由于mgf,由得知,随着t增大,a反向增大,物
13、块做加速度增大的变减速运动;v-t图象的斜率应增大故B错误,C正确;物体下落时,做变加速运动,很显然,其高度变化不随时间线性变化,所以D错。取竖直向下方向为正方向考点:动能定理的应用;滑动摩擦力;牛顿第二定律16如图所示,物块A、B叠放在粗糙的水平桌面上,水平外力F作用在B上,使A、B一起沿水平桌面向右加速运动。设A、B之间的摩擦力为,B与水平桌面间的摩擦力为.在始终保持A、B相对静止的情况下逐渐增大F,则摩擦力和的大小 ( ) A. 不变、变大 B. 变大、不变C. 和都变大 D. 和都不变【答案】 B【解析】根据牛顿第二定律得:对A物体:,对整体:,可见,当增大时,加速度增大,变大而,、都
14、不变,则不变故选B。考点:本题考查了静摩擦力和最大静摩擦力、滑动摩擦力、整体法和隔离法、牛顿第二定律。17粗铁丝弯成如图所示半圆环的形状,圆心为O,半圆环最高点B处固定一个小滑轮,小圆环A用细绳吊着一个质量为m2的物块并套在半圆环上。一根一端拴着质量为m1的物块的细绳,跨过小滑轮后,另一端系在小圆环A上。设小圆环、滑轮、绳子的质量以及相互之间的摩擦均不计,绳子不可伸长。若整个系统平衡时角AOB为,则两物块的质量比m1m2为 ( ) A. cos B. 2sin C. sin D. 2 cos【答案】 B【解析】 对小环进行受力分析,如图所示,小环受上面绳子的拉力m1g,下面绳子的拉力m2g,以
15、及圆环对它沿着OA向外的支持力,将两个绳子的拉力进行正交分解,它们在切线方向的分力应该相等:m1gsin=m2gcos(-900)即:m1cos=m2sin,变形可得:m1cos=2m2sincos;得:m1:m2=2sin,选项B正确。考点:力的平衡及正交分解法。18如图所示,质量m1 kg的小球放在光滑水平面上,一水平放置的轻弹簧一端与墙相连,另一端与小球相连,一不可伸长的轻质细绳一端与小球相连,另一端固定在天花板上,细绳与竖直方向成45角,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰为零,取,则在烧断轻绳的瞬间,下列说法正确的是 ( ) A小球所受合外力为零B小球加速度大小为,方向向左C
16、小球加速度大小为,方向向左D小球所受合外力的方向沿左下方与竖直方向成角【答案】 B 19如图所示,轻杆BC的一端用铰链接于C,另一端悬挂重物G,并用细绳绕过定滑轮用力拉住。开始时,现用拉力F使缓慢减小,直到BC接近竖直位置的过程中,杆BC所受的压力 ( )A保持不变 B逐渐增大C逐渐减小 D先增大后减小【答案】 A【解析】 以B点为研究对象,受到三个力分别为重物拉B点拉力T1=G,AB绳子拉力T2=F,及杆CB对B的弹力FN,三力合成如图所示,从图中可以看出,则有,得,则A正确。考点:本题考查物体的平衡。20如图,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始计时到弹簧压缩到最短的过程中,
17、下列叙述正确的是 ( ) A、小球的速度一直减少B、小球的加速度先减小后增大C、小球加速度的最大值,小于重力加速度D、小球机械能守恒【答案】 B【解析】小球向下运动的过程中,弹力增大,则加速度减小,加速度减小到零,速度达到最大,然后弹力大于重力,加速度方向向上,做减速运动,弹力增大,则加速度增加,所以速度先增大后减小,加速度先减小后增大,A错误,B正确;若小球从弹簧处由静止释放,到达最短点,根据运动的对称性,知加速度等于g,方向竖直向上,若从某一高度下降,下降的更低,则加速度大于g C错误;在运动的过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,小球的机械能不守恒, D错误。考点:本题考查了物体的动态
18、问题中受力以及能量的变化情况。21完全相同质量均为m的物块AB用轻弹簧相连,置于带有挡板C的固定斜面上。斜面的倾角为,弹簧的劲度系数为k。初始时弹簧处于原长,A恰好静止。现用一沿斜面向上的力拉A,直到B刚要离开挡板C,则此过程中物块A的位移为(弹簧始终处于弹性限度内)( )A B C D【答案】 D【解析】设刚开始时弹簧压缩量为x0,A对弹簧的压力:mgsin=kx0 B刚要离开挡板时,弹簧处于伸长状态,B对弹簧的拉力:mgsin=kx1所以物体A向上的位移:,故D正确。考点:胡克定律;物体的平衡。22如图所示,一质量为M的斜面体静止在水平地面上,物体B受沿斜面向上力F作用沿斜面匀速上滑,A、
19、B之间的动摩擦因数为,且质量均为m,则 ( ) A. A、B保持相对静止B. 地面对斜面体的摩擦力等于C. 地面受到的压力等于(M +2m)gD. B与斜面间的动摩擦因数为【答案】 D【解析】对A受力分析如(1)所示,A受到的最大摩擦力,即,可知A将沿B上表面向下做匀加速运动,故A错误;对B和斜面整体受力分析如(3)所示,地面对斜面体的摩擦力,故B错误;地面受到的压力,故C错误;对B受力分析如(2)所示,B做匀速运动,所受合外力为零,垂直于斜面方向上,斜面对B的摩擦力,沿斜面方向上,故B与斜面间的动摩擦因数为,故D正确。 考点:共点力的平衡。23倾角为30o的固定斜面上有一个质量为m=3.0k
20、g的小物体。小物体与轻绳相连,绳的另一端跨过光滑的定滑轮悬挂着一个质量为M=2.0kg的物体如图所示,两物体均处于静止状态。关于物体m的受力判断(取g=10m/s2),下列说法正确的是 ( ) A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为5N,方向沿斜面向上C斜面对物体的摩擦力大小为5N,方向沿斜面向下D斜面对物体的作用力为30N,方向竖直向上【答案】 C【解析】对于物体M:绳子拉力T与重力G=Mg平衡,T=Mg,对m受力分析可知,T -mgsin30=f,斜面对物体的摩擦力f大小为5N,方向沿斜面向下,A、B错误,C正确;斜面对物体的作用力为支持力和摩擦力的合力,大小不为20N,D
21、错误。考点:静摩擦力、物体的平衡。24一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是 ( ) A. 若小车向左运动,N可能为零B. 若小车向左运动,T不可能为零C. 若小车向右运动,N不可能为零D. 若小车向右运动,T不可能为零【答案】 A【解析】若小车向左做减速运动,则加速度向右,若小球受重力和绳子的拉力的合力可以使小球的加速度与小车的加速度相同,故此时N为零,故A正确; B、若小车向左加速运动,则加速度向左,若此时重力与斜面的支持力的合力可以使小球的加速度与
22、小车的加速度相同,则绳子的拉力为零,故B错误;同理可知当小车向右时,也可能做加速或减速运动,故加速度也可能向右或向左,故N和T均可以为零,故CD均错误; 考点:牛顿运动定律的应用-连接体;力的合成与分解的运用25如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若物块质量为6 kg,斜面倾角为,动摩擦因数为0.5,物块在斜面上保持静止,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10,则F的可能值为 ( ) A10 N B20 N C0 N D62 N【答案】 B【解析】当物体受到的摩擦力沿斜面向下时,由共点力平衡可知:解得:当物体受到的摩擦力沿斜面向下时,由共点力平衡可知:解得:故施
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