（全国通用）高考物理二轮复习 专题一 第1讲 力与物体的平衡提升训练.doc

第1讲力与物体的平衡专题提升训练一、选择题(19题为单项选择题，1013题为多项选择题) 1.(2015金华十校高三4月模拟考试)在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上推力f时，磨石恰好能沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为，则磨石受到的摩擦力大小为()图1a.fsin b.fcos c.(fmg)sin d.(fmg)cos 解析磨石受竖直向下的重力、竖直向上的推力f、垂直于斜壁向下的弹力fn和沿斜壁向下的摩擦力ff作用，由于磨石匀速运动，故其所受合力为0。故垂直于斜壁方向有mgsin fnfsin ，故fnfsin mgsin ，所以fffn(fmg)sin ，平行于斜壁方向有ffmgcos fcos ，所以ff(fmg)cos ，故只选c。答案c2.(2015陕西宝鸡一检)在如图所示的a、b、c、d四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴o安装在一根轻木杆p上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质量都是m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图a、c、d中杆p与竖直方向夹角均为，图b中杆p在竖直方向上，假设a、b、c、d四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为fa、fb、fc、fd，则以下判断中正确的是()a.fafbfcfdb.fdfafbfcc.fafcfdfbd.fcfafbfd解析设滑轮两边细绳的夹角为，对重物，可得绳子拉力等于重物重力mg，滑轮受到木杆弹力f等于细绳拉力的合力，即f2mgcos，由夹角关系可得fdfafbfc，选项b正确。答案b3.(2015烟台一模)如图2所示，放在水平面上的斜面体b始终静止，物块a放在斜面体上，一轻质弹簧，两端分别与物块a及固定在斜面体底端的挡板拴接，初始时a、b静止，弹簧处于压缩状态。现用力f沿斜面向上拉a，但并未运动。下列说法正确的是()图2a.弹簧对挡板的作用力减小b.a、b之间的摩擦力可能大小不变c.b对地面的压力增加d.水平面对b的摩擦力不变解析开始弹簧处于压缩状态，加力f后，a未运动，弹簧长度不变，则弹簧对挡板作用力不变，a错；隔离物块a分析得，a受b的摩擦力可能方向变化、大小不变，b对；a、b整体受力平衡，f水平ff，f竖直fnm总g，所以c、d错误。答案b4.如图3所示，一个人站在水平地面上的长木板上用力f向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则()图3a.箱子受到的摩擦力方向向右b.地面对木板的摩擦力方向向左c.木板对地面的压力大小为3mgd.若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg解析对箱子受力分析，受重力、支持力、f、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与f平衡，故a错误；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不受静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故b错误；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力；根据牛顿第三定律，支持力等于压力；故压力等于整体的重力，为3mg；故c正确；人用斜向下的力推箱子，对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故压力依然等于3mg，故d错误。答案c5.如图4所示，一个l型木板(上表面光滑)放在斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的木块相连。斜面放在平板小车上，整体一起沿水平向右的方向做匀速直线运动，不计空气阻力。则关于各物体的受力情况，下列说法正确的是()图4a.l型木板受4个力的作用b.斜面可能只受2个力作用c.木块受2个力作用d.斜面不可能受平板小车对它的摩擦力作用解析先把l型木板、木块、斜面看成一个整体进行分析，受重力、小车的支持力，d正确；隔离木块进行分析，受重力、斜面的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向上)三个力作用处于平衡状态，c错误；隔离木板，受重力、斜面的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向下)、木块的压力、斜面对它的摩擦力5个力，a错误；隔离斜面，受4个力作用，b错误。答案d6.(2015江西南昌调研)水平面上有u形导轨nmpq，它们之间的宽度为l，m和p之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab，棒与导轨的动摩擦因数为(滑动摩擦力略小于最大静摩擦力)，通过棒的电流强度为i。现加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直于金属棒ab，与垂直导轨平面的方向夹角为 ，如图5所示，金属棒处于静止状态，重力加速度为g，则金属棒所受的摩擦力大小为()图5a.bilsin b.bilcos c.(mgbilsin ) d.(mgbilcos )解析金属棒处于静止状态，其合力为零，对其进行受力分析，如图所示，在水平方向有bilcos ff0，ffbilcos ，选项b正确，选项a、c、d错误。答案b7.(2015杭州市第一次教学质量检测)如图6所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为l，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，闭合开关k后导体棒中的电流为i，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性，使导体棒中电流反向，导体棒中电流仍为i，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2，忽略回路中电流产生的磁场，则匀强磁场的磁感应强度b的大小为()图6a.(x1x2) b.(x2x1)c.(x2x1) d.(x2x1)解析调转电源极性时导体棒受到的安培力方向与调转前相反。由平衡条件可得mgsin kx1bil；调转电源极性使导体棒中电流反向，由平衡条件可得mgsin bilkx2，联立解得b(x2x1)，选项d正确。答案d8.如图7所示，在粗糙水平面上建立一直角坐标系xoy，在坐标原点处有一物体，质量m5 kg，物体和水平面间的动摩擦因数为0.08，物体受到沿坐标轴的三个恒力f1、f2、f3的作用而静止于水平面上，其中f13 n，方向沿x轴正方向；f24 n，方向沿y轴正方向；f3沿x轴负方向。则下列说法正确的是()图7a.f3的大小可能大于4 nb.f3的大小可能小于3 nc.物体受到的摩擦力大小一定等于4 n，方向沿y轴负方向d.物体受到的摩擦力大小可能小于4 n，方向沿y轴负方向解析物体所受地面的最大静摩擦力ffmmg4 n，由平衡条件可知，f1、f2、f3的合力必须小于或等于4 n，其中f24 n，f1与f3反向，只有当f1f3时，三力的合力才等于4 n，否则一定大于4 n，因此f33 n，静摩擦力ffffm4 n，方向与f2相反，即沿y轴负方向，选项c正确。答案c9.如图8甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，地面对斜劈的摩擦力为ff1。若对该物块施加一平行于斜面向下的推力f1，使其加速下滑，如图乙所示，则地面对斜劈的摩擦力为ff2；若对该物块施加一平行于斜面向上的推力f2，使其减速下滑，如图丙所示，则地面对斜劈的摩擦力为ff3，下列关于ff1、ff2、ff3的大小关系正确的是()图8a.ff10 b.ff2ff3c.ff2ff3 d.ff2ff3解析题图甲中斜劈和物块都处于平衡状态，对整体，只有竖直方向的重力和支持力，地面对斜劈的摩擦力ff10，若有摩擦力，则系统不能平衡，故选项a错误；根据题图甲的情景可知，在题图乙、丙中，物块受到的斜面作用力都是滑动摩擦力和支持力，合力与物块的重力平衡，即竖直向上，因此物块对斜面的作用力(滑动摩擦力和压力的合力)总是竖直向下的，且与物块的重力等大，所以对斜劈，只受到了竖直方向的重力、地面支持力和物块的作用力，与题图甲中的受力情况相同，因此有ff1ff2ff30，选项b、c错误，d正确。答案d10.(2015武汉市调研考试)如图9所示，水平细杆上套一环a，环a与球b间用一轻质绳相连，质量分别为ma、mb，由于b球受到风力作用，a与b球一起向右匀速运动。已知轻质绳与竖直方向的夹角为。则下列说法中正确的是()图9a.风力增大时，轻质绳对b球的拉力保持不变b.b球受到的风力f为mbgtan c.杆对a球的支持力随着风力的增大而增大d.a球与水平细杆间的动摩擦因数为解析以b球为研究对象，受到重力、风力和拉力，三力平衡，如图所示，解三角形得到拉力ft，风力fmbgtan ，a项错误，b项正确；利用整体法，水平方向有f(mamb)g，解得，d项正确；竖直方向，杆对a球的支持力fna(mamb)g，c项错误。答案bd11. (2015烟台二模)如图10所示，两段等长细线l1和l2串接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于o点。现施加水平向右的力f缓慢拉动a，l1对a球的拉力大小为f1，l2对b球的拉力大小为f2，在缓慢拉动的过程中，f1和f2的变化情况是()图10a.f1变大 b.f1变小c.f2不变 d.f2变大解析在f缓慢拉动过程中，b球受力如图甲所示，由平衡条件得f2m2g，故f2不变，选项c正确，d错误；a、b球整体受力如图乙所示，由平衡条件得f1cos (m1m2)g0，在力f向右拉动过程中，l1与竖直方向的夹角变大，cos 变小，故f1变大，选项a正确，b错误。答案ac12. (2015山东省日照市高三校际联合检测)如图11所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的a点，另一端绕过动滑轮p悬挂一重物b，其中绳子的pa段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮p的轴相连，在绕过光滑的定滑轮q后在其端点o施加一水平向左的外力f，使整个系统处于平衡状态，滑轮均为光滑、轻质，且均可看做质点，现拉动绳子的端点o使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较()图11a.拉力f增加 b.拉力f减小c.角不变 d.角减小解析以动滑轮p为研究对象，ap、bp段绳子受的力始终等于b的重力，两绳子拉力的合力在apb角平分线上，拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故f增大，a项正确，b项错；pq与竖直方向夹角等于apb的一半，故拉动绳子后角减小，c项错，d正确。答案ad13.(2015四川省成都市毕业班一诊)如图12所示，一个质量为4 kg的半球形物体a放在倾角为37的斜面b上静止不动。若用通过球心的水平推力f10 n作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止。已知sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2，则()图12a.物体a受到斜面b的摩擦力增加8 nb.物体a对斜面b的作用力增加10 nc.地面对斜面b的弹力不变d.地面对斜面b的摩擦力增加10 n解析若用通过球心的水平推力f10 n作用在物体上，物体仍静止在斜面上，将该力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可得：fcos 37ffmgsin 37，解得摩擦力ff16 n。物体a受到斜面b的摩擦力减小ff24 n16 n8 n，选项a错误；没有施加水平力f时，根据平衡条件，a受斜面作用力与重力等大反向，即大小为40 n，根据牛顿第三定律，物体a对斜面的作用力为40 n，方向竖直向下。施加水平力f后，物体a对斜面的作用力如图，fn10 n，物体a对斜面b的作用力增加(1040)n，选项b错误；把物体a和斜面b看做整体，分析受力，由平衡条件可知，地面对斜面b的弹力不变，摩擦力增加10 n，选项c、d正确。答案 cd二、非选择题14.(2015浙江理综，24)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图13甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长l0.1 m，竖直边长h0.3 m，匝数为n1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度b01.0 t，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在02.0 a范围内调节的电流i。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取g10 m/s2) 甲 乙图13(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数n1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选n2100匝、形状相同的线圈