（新课标Ⅰ版）高三物理 试题解析分项汇编（第01期）专题02 相互作用 共点力的平衡（含解析）.doc

（新课标版）2014届高三物理 试题解析分项汇编（第01期）专题02 相互作用 共点力的平衡（含解析）全国新课标卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。本资料以全国新课标卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。备注：新课标卷专版所选试题和新课标卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。专题2 相互作用 共点力的平衡（解析版）一、单项选择题1.【2014山东省德州市平原一中高三上学期9月月考】下列说法正确的是a重力的方向总是垂直地面向下 b弹力的方向一定与接触面垂直c物体受滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反d摩擦力的大小总是与物体间的弹力成正比1.b 解析：重力的方向总是竖直向下的，与物体所处的位置无关，a错误；弹力有三种：压力、支持力和拉力，压力和支持力一定与接触面垂直，轻绳的拉力沿着绳子指向绳收缩的方向，b正确；滑动摩擦力总是阻碍物体之间的相对运动，总是与物体之间的相对运动方向相反，c错误；滑动摩擦力的大小与弹力的大小总是成正比，而静摩擦力的大小与弹力的大小没有直接关系，故d错误。本题选b。考点：三种常见性质力（重力、弹力、摩擦力）的特点2.【2014河北省高阳中学高三月考】在下列运动状态下，物体处于平衡状态的有 a蹦床运动员上升到最高点时b秋千摆到最低点时c相对静止于水平匀速运动的传送带上的货物d宇航员聂海胜、张晓光、王亚平乘坐“神舟”10号进入轨道绕地球做圆周运动时2.c 解析：蹦床运动员上升到最高点时,有向下的加速度g，所以不是平衡状态；秋千摆到最低点时，有向上的向心加速度，所以不是平衡状态；相对静止于水平匀速运动的传送带上的货物的加速度为零，所以是平衡状态；宇航员聂海胜、张晓光、王亚平乘坐“神舟”10号进入轨道绕地球做圆周运动时，有向心加速度所以不是平衡状态。考点：平衡态的概念。3【2014河北省赵县六中高三月考】如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角。若此人所受重力为g，则为ag bgsin cgcos dgtan 3.a 解析：把椅子各部分对人的作用力进行合成，合成的合力与人本身的重力相互平衡，所以椅子各部分对人的作用力的合力大小等于人的重力g，方向竖直向上，选项a正确。考点：本题考查力的合成，力的平衡条件。4【2014河北省高阳中学高三周练】物体a的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为=0.2，从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力f=1n的作用，则能反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图象的是图1-3中的哪一个（取向右为正方向，g=10m/s2 ） 4.a 解析：开始时，滑动摩擦力方向与速度方向相反，即水平向左，大小为;当物体的速度减到零时，由于物体受到向左的恒力f=1n的作用，所以物体将受到向右的静摩擦力，大小等于1n.选项a正确。考点：物理图象；静摩擦力和滑动摩擦力。5【2014河北省高阳中学高三周练】小木块m从光滑曲面上p点滑下，通过粗糙静止的水平传送带落于地面上的q点，如图所示。现让传送带在皮带轮带动下逆时针转动，让m从p处重新滑下，则此次木块的落地点将 pmqa仍在q点 b在q点右边 c在q点左边 d木块可能落不到地面5.a 解析：当传送带静止时，物体在传送带上滑动时所受的摩擦力为；当传送带逆时针转动时，物体在传送带上滑动时所受的摩擦力仍为；故物体仍然落到q点。考点：滑动摩擦力。6.【2014江西省新余一中、宜春中学高三9月联考】如图所示，两楔形物块a、b两部分靠在一起，接触面光滑，物块b放置在地面上，物块a上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态， a、b两物块均保持静止。则（ ）a绳子的拉力可能为零 b地面受的压力大于物块b的重力c物块b与地面间不存在摩擦力 d物块b受到地面的摩擦力水平向左6.c 解析：由于a物体保持静止，所以a物体只受绳的拉力和重力，绳子的拉力等于a的重力，a错；地面受到的压力等于b的重力，b错；由于b物体与a物体间没有相互作用力且静止，所以b物体只受竖直方向的重力和地面对b的支持力，水平方向不存在摩擦力，c对d错。 考点：共点力平衡 7【2014陕西省延安市一中高三第一次质量检测】倾角为、质量为m的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是a.木块受到的摩擦力大小是mgcosb.木块对斜面体的压力大小是mg sinc.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsincos d.桌面对斜面体的支持力大小是（m+m）g7.d 解析：先对木块m受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，可得木块受到的摩擦力大小f=mgsin，斜面对木块的支持力n=mgcos，木块对斜面的压力和斜面对木块的支持力大小相等，选项a、b错误；对m和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面对斜面体的支持力为（m+m）g，静摩擦力为零，故c错误，d正确。考点：共点力平衡的条件及其应用。8.【2013湖北省黄冈中学高三下学期6月适应性考试】如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部处（o为球心），弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于p点。已知容器半径为r，与水平面间的动摩擦因数为，op与水平方向的夹角为。下列说法正确的是（ ）a. 容器相对于水平面有向左运动的趋势 b. 轻弹簧对小球的作用力大小为c. 容器对小球的作用力竖直向上 d. 弹簧原长为8.d 解析：由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，a错；容器对小球的作用力是弹力，指向球心o，b错；对小球受力分析，如图所示，由得小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，c错；图中弹簧长度为r，压缩量为，故原长为，d正确.考点：本题考查了弹力、胡克定律及力的平衡的理解应用。 9.【2014河南省驻马店高中高三第一次月考】质量均为的、两木块叠放在水平面上，如图所示，受到斜向上与水平面成角的力作用，受到斜向下与水平面成角等大的力作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止a. 对的支持力一定等于mg b. 水平面对的支持力可能大于2mgc. 、之间一定存在静摩擦力 d. 与水平面之间可能存在静摩擦力9.c 解析：对a受力分析如图竖直方向，b对a的支持力不等于，a错。水平方向c对。a、b看做一个整体，则整体受到重力，地面支持力，两个f等大反向合力为0.因此整体水平方向没有运动趋势也就没有摩擦力，d错。竖直方向只有两个力平衡即，b错。考点：静摩擦力，整体法、隔离法的应用。 10.【2014山西省忻州一中、康杰中学等四校高三第一次联考】如图所示，物体p静止于固定的斜面上，p的上表面水平。现把物体q轻轻地叠放在p上，则qpap受力个数增加了一个 bp受力个数增加了两个cp所受的合外力增大 dp与斜面间的静摩擦力不变10.a 解析：p物体静止与斜面，据平衡条件有：mpgsin=ftan；当叠加了q物体后有：(mp+mq)cos tan(mp+mq) cos=(mp+mq) sin,所用此时两物体也处于静止状态，则p物体受到重力g、支持力n、摩擦力f和压力fn，它们的合力为0，而摩擦力增大，所以a选项正确。考点：本题考查对物体的平衡条件的应用。 11【2014河北省高阳中学高三月考】如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为g，悬绳与竖直墙壁的夹角为，悬绳对工人的拉力大小为f1 ，墙壁对工人的弹力大小为f2 ， 则 af1= bf2=g tanc若缓慢减小悬绳的长度，f1与f2的合力变大 d若缓慢减小悬绳的长度，f1减小，f2增大 11.b 解析：对人受力分析如图。则f1=，f2=g tan。若缓慢减小悬绳的长度，f1与f2的合力仍等于g不变；若缓慢减小悬绳的长度，则角变大，f1变大，f2增大。选项b正确。gf1f2考点：力的平衡及力的平行四边形法则。12.【2014北京大学附属中学河南分校高三第一次月考】如图所示，acb是一光滑的，足够长的，固定在竖直平面内的“”形框架，其中ca、cb边与竖直方向的夹角分别为37和53。p、q两个轻质小环分别套在ca、cb上，两根细绳的一端分别系在p、q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为o。将质量为m的钩码挂在绳套上，op、oq两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，受到的拉力分别用f1和f2表示，下列说法正确的是（ ）a若l1= l2，则两绳受到的拉力f1=f2 b若l1= l2，则两绳受到的拉力f1f2 c若l1l2，则两绳受到的拉力f1l2，则两绳受到的拉力f1=f212.c 解析：光滑的杆上套上小环，要想保证小环不滑动，那么必须保证绳子拉力垂直杆的方向，那么受力分析就变得明朗了，受力分析如图，由于绳子和轻杆垂直，两个轻杆垂直，那么绳子互相垂直，长度不可能相等，根据夹角关系而是，力的合成示意图如图，两个拉力的合力与重力等大反向竖直向上，因此f1f2对照，c对。考点：受力平衡13【2013湖北省华中师大附中高三期中检测】如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的最底端，利用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中（该过程小球未脱离球面），木板对小球的推力f1、半球面对小球的支持力f2的变化情况正确的是：a f1增大、f2减小 bf1增大、f2增大 c f1减小、f2减小 df1减小、f2增大13.b 解析：小球受力分析如图所示，根据平衡条件：，随着向右移动，角越来越大，这样和都增大，因此b正确。考点：物体受力分析，力的合成与分解.14.【2014河南省驻马店高中高三第一次月考】在斜面上等高处，静止着两个相同的物块a和b. 两物块之间连接着一个轻质弹簧，劲度系数为k，斜面的倾角为，两物块和斜面间的摩擦因数均为，则弹簧的最大伸长量是a. b. c. d. 14.d 解析：物块静止在斜面上，在斜面这个平面内共有三个力作用在物体上，一个是重力沿斜面向下的分力，静摩擦力方向不确定，弹簧弹力水平方向kx，三者关系如图所示，则弹力等于和静摩擦力的合力，当静摩擦力最大时合力最大，即弹力最大，此时得对照答案d对。考点：力的动态平衡 15.【2014河南省驻马店高中高三第一次月考】弹性轻绳的一端固定在o点，另一端拴一个物体，物体静止在水平地面上的b点，并对水平地面有压力，o点的正下方a处有一垂直于纸面的光滑杆，如图所示，oa为弹性轻绳的自然长度，现在用水平力使物体沿水平面运动，在这一过程中，物体所受水平面的摩擦力的大小的变化情况是a. 先变大后变小b. 先变小后变大 c. 保持不变d. 条件不够充分，无法确定15.c 解析：假设橡皮绳和水平方向夹角，则弹性绳的伸长量为，弹性绳的弹力，对物体进行受力分析，竖直方向，得，物体沿水平面运动过程摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力和夹角无关，答案c正确。考点：受力分析 动态平衡 16【2014陕西省延安市一中高三第一次质量检测】如图，用oa、ob两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时ob 绳水平。现保持o点位置不变，改变ob绳长使绳末端由b点缓慢上移至b点，此时ob与oa之间的夹角2（m+m）g时，木板便会开始运动d无论怎样改变f的大小，木板都不可能运动 24.ad 解析：由于木板静止，所以地面给木板的静摩擦力大小等于木块给长木板的滑动摩擦力，选项a正确、b错误。木板会不会动，完全取决于木板的受力，木板受到木块的摩擦力已经是最大的了，无法让木板运动，因此选项c错误、d正确。考点：本题考查滑动摩擦力，静摩擦力等知识。25【2014广西区桂林十八中高三上学期第一次月考】将某均匀的长方体锯成如图所示的a、b两块后，放在水平桌面上并排放在一起，现用水平力f垂直于b的左边推b物体，使a、b整体仍保持矩形沿f方向匀速运动，则（）a物体a在水平方向上受三个力的作用，且合力为零b物体a在水平方向上受两个力的作用，且合力为零cb对a的作用力方向与f方向相同db对a的压力等于桌面对a的摩擦力25.ac 解析：对物体a进行受力分析，受到b物体产生的弹力、静摩擦力和水平桌面产生的滑动摩擦力，如下图，由于a、b整体仍保持矩形沿f方向匀速运动，物体a所受合力为零；b对a的作用力方向垂直于接触面；b对a的作用力与桌面对a的摩擦力等大反向，b对a的作用力与f方向相同，正确选项为ac。考点：本题考查了受力分析和共点力的平衡。26【2014陕西省延安市一中高三第一次质量检测】如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的p点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30则a滑块可能受到三个力作用 b弹簧一定处于压缩状态c斜面对滑块的支持力大小可能为零 d斜面对滑块的摩擦力大小一定等于26.ad 解析：弹簧与竖直方向的夹角为30，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，此时弹簧弹力为零，处于原长状态，a正确，b错误；由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于），不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，c错误，d正确。考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用27【2014河南省郑州第47中学高三第一次月考】作用于o点的三力平衡,设其中一个力的大小为沿y轴正方向,力大小未知,与x轴负方向夹角为如图所示,下列关于第三个力的判断正确的是a.力只能在第四象限 b.力与夹角变小,但和的合力不变 c.的最小值为f2cos d.力在第一象限的任意区域 27.bc 解析：根据平衡知识，方向沿x轴正向，因为大小未知,所以f3y,大小及方向均不能确定，所以力不可能只在第四象限；因为力与的合力为f1，所以当力与夹角变小时,和的合力不变 ；当f3y=0时，的最小值为f2cos；力f3的位置上限不可能超过f2的反向延长线。选项bc正确。考点：共点力的平衡问题。28.【2013辽宁五校协作体高三冲刺考试】如图所示，我国国家大剧院外部呈椭球型，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在椭球型屋顶向上缓慢爬行，他在向上爬的过程中a屋顶对他的支持力变大 b屋顶对他的支持力变小c屋顶对他的摩擦力变大 d屋顶对他的摩擦力变小28.ad 解析：此人受力分析如图所示，此人受静摩擦力：，屋顶对他的支持力：，随着向上缓慢爬行，角度越来越大，这样摩擦力越来越小，而支持力越来越大考点：共点力作用下物体的平衡29【2014宁夏银川一中高三月考】在如图所示装置中，两物体质量分别为m1、m2，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态。由图可知( )a. m1一定大于m2 b. m1可能大于2m2 c. m1一定小于2m2 d 一定等于 29.cd 解析：由于m1用滑轮悬挂，绳子上的弹力处处相等，均等于m2g，则悬挂m1的两段绳子关于竖直方向对称，选项d正确。根据菱形法，有，再根据三角函数的特点有，则选项c正确。考点：本题考查力的平衡，菱形法，以及不等式等数学知识。三、非选择题30【2014江西省江西师大附中高三开学摸底考试】如图所示，一个质量为m，顶角为的直角劈和一个质量为m的长方形木块，夹在两竖直墙之间，不计摩擦，则m对左墙压力的大小为_。 30.解析：m受到三个力（重力、m对它的弹力和右墙对它的弹力）的作用而静止，其中右墙对它的弹力大小为mg cot ，方向水平向左；再用整体法，左墙对m的弹力等于mg cot ；根据牛顿第三定律，m对左墙压力的大小也为mg cot 。考点：本题考查受力分析、整体法和隔离法、牛顿第三定律。31【2014河北省高阳中学高三周练】刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈，劈的截面是一个三角形，如图所示，使用劈的时候，在劈背上加力f，这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体，把物体劈开.设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是d，劈的侧面的长度是。试求劈的两个侧面对物体的压力f1、f2。31.解析：如图所示，将力f分解为f1、f2，其中f1=f2，则根据相似三角形可得 ,解得f1=f2=f。f2ff1考点：力的分解。32【2014陕西省延安市一中高三第一次质量检测】如图所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为，若要使物体沿着墙向下匀速运动，则外力f的大小为多少？32.解析：当物体沿墙向下运动时，分析物体的受力如图所示，把f沿竖直和水平方向正交分解水平方向：fcos=fn竖直方向： mg=fsinff，又ff=fn，解得：f=。考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用33【2014广西区桂林十八中高三上学期第一次月考】如图所示，在倾角为37的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8。sin 37=0.6，cos 37=0.8。求：（1）物体所受的摩擦力；(（2）若用原长为10 cm，劲度系数为3.1103 n/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？取g=10 m/s233.解析：（1）物体静止在斜面上受力分析如图（1）所示，物体受到的静摩擦力为：代入数据解得：，摩擦力方向为沿斜面向上。（2）当物体沿斜面向上被匀速拉动时，受力分析如图（2）所示，弹簧拉力设为f，伸长量为x，则， ， 弹簧最终长度，由以上方程解得：考点：本题考察了物体的平衡条件及受力分析。34【2013湖北省华中师大附中高三期中检测】如图所示，水平面上有一个倾角为30的斜劈，质量为m。一个光滑小球，质量也为m，用绳子悬挂起来