高考物理二轮复习 重点讲练专题一 力与物体的平衡课时作业

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线专题一 力与物体的平衡一、选择题(共11个小题，19为单选，1011为多选，每题5分共55分)1(2016广西桂林月考)如图所示，斜面体A上的物块P，用平行于斜面体的轻弹簧拴接在挡板B上，在物块P上施加水平向右的推力F，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是()A物块P与斜面之间一定存在摩擦力B轻弹簧一定被拉长C地面对斜面体A一定存在摩擦力D若增大推力F，则弹簧弹力一定减小答案C解析若物块P受到弹簧的弹力与物块的重力及推力F、支持力平衡，则不受摩擦力，选项A错误；若物块P受到支持力与物块的重力及推力F三力平衡，则无弹簧弹力，选项B错误；物块P、斜面A及弹簧相对静止，可看成一整体，受到的水平面的摩擦力等于推力F，选项C正确；增大推力F，根据此时静摩擦力的特点，即ffm，判断弹簧弹力减小、不变或者增大都有可能，选项D错误2(2015大庆实验中学三模)如图甲所示，在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈A，其质量为M，两个底角均为30.两个完全相同的、质量均为m的小物块p和q恰好能沿两侧面匀速下滑若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1、F2，且F1F2，如图乙所示，则在p和q下滑的过程中，下列说法正确的是()A斜劈A对地向右运动B斜劈A受到地面向右的摩擦力作用C斜劈A对地面的压力大小等于(M2m)gD斜劈A对地面的压力大于(M2m)g答案C解析甲图中，三个物体都处于平衡状态，故可以对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故支持力为(M2m)g，地面对A没有摩擦力；在图乙中，物体p、q对斜劈的压力和摩擦力不变，故斜劈受力情况不变，故斜劈A仍保持静止，斜劈A对地面的压力大小等于(M2m)g，与地面间没有摩擦力；故C项正确，A、B、D项错误3.如图，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N.在运动过程中()AF增大，N减小BF减小，N减小CF增大，N增大 DF减小，N增大答案A解析小球一直受到重力、支持力、拉力作用，根据共点力平衡，有Fmgsin，Nmgcos(是支持力与竖直方向的夹角)，随着夹角的增大，支持力逐渐减小，拉力逐渐增大，A项正确4(2015烟台高考测试)如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态则下列说法正确的是()Aa、b两物体的受力个数一定相同Ba、b两物体对斜面的压力相同Ca、b两物体受到的摩擦力大小一定相等D当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动答案B解析A项，对a、b进行受力分析，如图所示：b物体处于静止状态，当绳子沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以b可能只受3个力作用，而a物体必定受到摩擦力作用，肯定受4个力作用，故A项错误；B项，a、b两个物体，垂直于斜面方向受力都平衡，则有NTsinmgcos，解得NmgcosTsin，则a、b两物体对斜面的压力相同，故B项正确；C项，根据A的分析可知，b的摩擦力可以为零，而a的摩擦力一定不为零，故C项错误；D项，对a沿斜面方向有Tcosmgsinfa，对b沿斜面方向有Tcosmgsinfb.正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则a先达到最大静摩擦力，先滑动，故D项错误5(2016湖南浏阳月考)如图所示，物体B通过动滑轮悬挂在细绳上，整个系统处于静止状态，动滑轮的质量和一切摩擦均不计如果将绳的左端点由P点缓慢地向右移到Q点，整个系统重新平衡后，绳的拉力F和绳子与竖直方向的夹角的变化情况是()AF变大，变大 BF变小，变小CF不变，变小 DF不变，变大答案B解析整个系统处于静止状态，设两侧绳子的夹角为，滑轮两侧绳的拉力F，左端移动到Q点后，根据几何关系可知，此时两绳的夹角减小，所以两侧绳的拉力变小，由几何知识可知，图中角大小是两绳的夹角大小的一半，由于滑轮两侧绳的夹角减小，所以角减小，故B项正确，故A、C、D项错误6.(2015山东)如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑已知A与B间的动摩擦因数为1，A与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力A与B的质量之比为()A. B.C. D.答案B解析对物体A、B整体在水平方向F2(mAmB)g；对物体B在竖直方向有1FmBg；联立解得，选项B正确7(2016河北省保定市高三调研)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比()AA对B的作用力减小BB对A的支持力减小C木板对B的支持力减小D木板对B的摩擦力增大答案B解析开始和转到虚线位置，A对B的作用力都等于A的重力，大小不变，选项A错；木板转到虚线位置后倾角减小，B受到的摩擦力Ff(mAmB)gsin减小，即木板对B的摩擦力减小，B对木板的压力FN(mAmB)gcos增大，木板对B的支持力也增大，选项C、D错；转到虚线位置时物体B的上表面倾斜，对A受力分析，易知，B对A的支持力减小，选项B正确8(2016江西省吉安市高三上学期质检)如图所示，质量为m的物体A静止在倾角为30、质量为M的斜面体B上现用水平力F推物体A，在F由零增大至mg再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止对此过程下列说法正确的是()A地面对B的支持力大于(Mm)gBA对B的压力的最小值为mg，最大值为mgCA受到摩擦力的最小值为0，最大值为mgDA受到摩擦力的最小值为0，最大值为mg答案D解析对A、B整体应用平衡条件可得地面对B的支持力等于(Mm)g，A项错误；对A受力分析如图所示当F0时，A对B的压力最小，如图(1)为FN1mgcosmg，当Fmg，A对B的压力最大，如图(2)为FN2mgcos30mgsin30mg，B项错误；当Fcos30mgsin30，即Fmg(在0mg之间)时，A受的静摩擦力为零，当Fmg时，如图(2)，由平衡条件得：摩擦力FfFcos30mgsin30mg，最大，故C项错，D项正确9(2015宿迁市三校检测)如图，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B点，此时OB与OA之间的夹角90.设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是()AFOA一直减小BFOA一直增大CFOB一直减小 DFOB先增大后减小答案A解析以结点O为研究对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力FOA和绳BO的拉力FOB，如图所示，根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图，由图看出，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，当90时，FOB最小举一反三本题运用图解法研究动态平衡问题，也可以根据几何知识得到两绳垂直时，轻绳OB的拉力最小来判断10如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷小球A静止在斜面上，则()A小球A与B之间库仑力的大小为kq2/d2B当时，细线上的拉力为0C当时，细线上的拉力为0D当时，斜面对小球A的支持力为0答案AC解析点电荷库仑定律Fkq2/d2，所以A项正确；当细线上的拉力为0的时候，小球A受到库仑力、斜面支持力、重力，具体关系为kq2/d2mgtan，即C项正确由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，所以D项错误11.如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为Q的小球P，带电量分别为q和2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P与M相距L，P、M和N视为点电荷，下列说法正确的是()AM与N的距离大于LBP、M和N在同一直线上C在P产生的电场中，M、N处的电势相同DM、N及细杆组成的系统所受合外力为零答案BD解析对小球M、N和杆组成的整体，由题意可知kk，得xN，则C项错误；M、N及细杆静止于光滑绝缘桌面上，所以系统所受合外力为零，D项正确二、计算题(共3个小题，12题12分，13题15分，14题18分，共45分)12(2016北京市海淀区)如图所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面成30角，平行导轨间距L1.0 m匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B0.20 T两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动两金属杆的质量均为m0.20 kg，电阻均为R0.20 .若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)cd杆受安培力F安的大小；(2)通过金属杆的感应电流I；(3)作用在金属杆ab上拉力的功率P.答案(1)1.0 N(2)5.0 A(3)20 W解析(1)金属杆cd静止在金属导轨上，所受安培力方向与导轨平面平行向上则F安mgsin30解得：F安1.0 N(2)F安BIL，解得I5.0 A(3)金属杆ab所受安培力方向与导轨平面平行向下，金属杆ab匀速上滑，则FBILmgsin30，根据电磁感应定律，金属棒ab上产生的感应电动势为E感BLv.根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆ab的电流I，根据功率公式：PFv.解得：P20 W考点定位闭合电路欧姆定律，电磁感应定律13(2016天津)如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为E5 N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B0.5 T有一带正电的小球，质量m1.0106 kg，电荷量q2106 C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)取g10 m/s2，求(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t.答案(1)20 m/s与电场方向成60角斜向上(2)3.5 s解析(1)小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有qvB代入数据解得v20 m/s速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足tan代入数据解得tan60(2)解法一：撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，如图所示，设其加速度为a，有a设撤去磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有xvt设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有yat2a与mg的夹角和v与E的夹角相同，均为，又tan联立式，代入数据解得t2 s3.5 s解法二：撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以P点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速运动，其初速度为vyvsin若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向上分位移为零，则有vytgt20联立式，代入数据解得t2 s3.5 s14(2014江苏)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直，质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g，求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.答案(1)tan(