（江苏专用）2020高考物理二轮复习 第一部分 专题一 力与运动 第一讲 力与物体平衡——课前自测诊断卷.doc

第一讲力与物体平衡课前自测诊断卷考点一受力分析1.考查共点力的平衡条件(2019江苏高考)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为，绳的拉力为t，则风对气球作用力的大小为()a.b. ctsin dtcos 解析：选c对气球，受力分析如图所示，将绳的拉力t分解，在水平方向：风对气球的作用力大小ftsin ，选项c正确。2考查多个物体的平衡、弹力的方向判断如图所示，三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起。下列说法正确的是()a石块b对a的支持力一定竖直向上b石块b对a的支持力一定等于a受到的重力c石块c受到水平桌面向左的摩擦力d石块c对b的作用力一定竖直向上解析：选d由题图可知，a与b的接触面不是水平面，可知石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是一对平衡力，故a、b错误；以三个石块作为整体研究，整体受到的重力与支持力是一对平衡力，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故c错误；选取a、b作为整体研究，根据平衡条件，石块c对b的作用力与其重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故d正确。3考查摩擦力的有无及方向判断(2019苏锡常镇二模)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车，按图示方法置于两个平板小车上，三者置于水平实验桌上。当小明用遥控器启动小车向前运动后，他看到两个平板小车也开始运动，下列标出平板小车的运动方向正确的是()解析：选c用遥控器启动小车向前运动，后轮是主动轮顺时针转动，所以左侧平板小车对后轮的摩擦力向右，后轮对左侧平板小车的摩擦力向左；前轮是从动轮，所以右侧平板小车对前轮的摩擦力向左，前轮对右侧平板小车的摩擦力向右。因此左侧小车向左运动，右侧小车向右运动。故c项正确，a、b、d三项错误。4考查力的合成与分解(2019苏锡常镇二模)帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力。下列图中能使帆船获得前进动力的是()解析：选d船所受风力与帆面垂直，将风力分解成沿船前进方向和垂直于船身方向。船在垂直船身方向受到的阻力能抵消风力垂直于船身方向的分量。题图a中船所受风力垂直于船前进方向，沿船前进方向的分力是零，故a项错误；将题图b中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故b项错误；将题图c中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故c项错误；将题图d中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相同，能使帆船获得前进动力，故d项正确。考点二整体法与隔离法的应用5.考查整体法与隔离法、力的合成与分解如图所示，质量为m的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为m的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成角，圆柱体处于静止状态。则()a地面对圆柱体的支持力为mgb地面对圆柱体的摩擦力为mgtan c墙壁对正方体的弹力为d正方体对圆柱体的压力为解析：选c以正方体为研究对象，受力分析，如图：由几何知识得，墙壁对正方体的弹力fn1圆柱体对正方体的弹力fn2，根据牛顿第三定律得正方体对圆柱体的压力为。以圆柱体和正方体为研究对象，竖直方向受力平衡，地面对圆柱体的支持力：fn(mm)g，水平方向受力平衡，地面对圆柱体的摩擦力：fffn1。故c正确。6考查整体法与隔离法、物体的平衡条件(2019江苏如皋期末)如图，a、b、c、d是四个完全相同的球，重力皆为g，a、b、c放置在水平面上用细线扎紧，d球叠放在a、b、c三球上面，则球a对地面的压力为()a.gb.gc.gd.g解析：选a由对称性知，地面对a、b、c三个球的支持力相等；设地面对每个球的支持力为fn，对整体受力分析，根据平衡条件可得：3fn4g，解得：地面对每个球的支持力fng。根据牛顿第三定律可得，球a对地面的压力f压fng。故a项正确，b、c、d三项错误。7.考查整体法与隔离法、摩擦力的分析与判断多选如图所示，质量为m的斜面体a放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球b置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角及轻绳与竖直方向的夹角均为30。不计小球与斜面间的摩擦，重力加速度为g，则()a轻绳对小球的作用力大小为mgb斜面体对小球的作用力大小为mgc斜面体对水平面的压力大小为(mm)gd斜面体与水平面间的摩擦力大小为mg解析：选ad以小球b为研究对象，受力如图甲所示，由几何关系知30。根据受力平衡可得ftfnmg以斜面体a为研究对象，其受力如图乙所示。由受力平衡得fn1mgfncos mgmgfffnsin mg故选项b、c错误，a、d正确。考点三动态平衡问题8.考查用图解法分析动态平衡问题质量为m的物体用轻绳ab悬挂于天花板上。用水平向左的力f缓慢拉动绳的中点o，如图所示。用t表示绳 oa段拉力的大小，在o点向左移动的过程中()af逐渐变大，t逐渐变大bf逐渐变大，t逐渐变小cf逐渐变小，t逐渐变大df逐渐变小，t逐渐变小解析：选a以o点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动o点时，则绳oa与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知f逐渐变大，t逐渐变大，选项a正确。9考查用解析法分析动态平衡问题(2019江苏海安高三期末)如图所示，跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲，在此过程中，该运动员对跳板的()a压力不断增大b摩擦力不断增大c作用力不断增大d作用力不断减小解析：选b以运动员为研究对象，由平衡条件知，跳板对运动员的支持力nmgcos ，摩擦力fmgsin ，是跳板与水平方向的夹角。随着的增大，n减小，f增大。由牛顿第三定律知，运动员对跳板的压力减小，摩擦力增大，a错误，b正确；跳板对运动员的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力等大反向，则跳板对运动员的作用力保持不变，所以运动员对跳板的作用力保持不变，故c、d错误。10考查用相似三角形法求解动态平衡问题多选如图所示，质量均为m的小球a、b用劲度系数为k1的轻弹簧相连，b球用长为l的细绳悬于o点，a球固定在o点正下方，当小球b平衡时，绳子所受的拉力为ft1，弹簧的弹力为f1；现把a、b间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为ft2，弹簧的弹力为f2，则下列关于ft1与ft2、f1与f2大小之间的关系，正确的是()aft1ft2bft1ft2cf1f2df1f2解析：选bc小球b受重力mg、绳子拉力ft和弹簧弹力f三个力而平衡，平移ft、f构成力的矢量三角形如图所示，由图可以看出，力的矢量三角形总是与几何三角形oab相似，因此有，其中oa、l保持不变，因此绳子的拉力ft大小保持不变，a错误、b正确；当弹簧的劲度系数k增大时，弹簧的压缩量减小，a、b间距离增大，因此对应的力f增大，c正确、d错误。考点四电磁场中的平衡问题11.考查库仑定律、物体的平衡条件、力的合成与分解多选如图所示，绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角30。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，且小球a正好静止在斜面中点。在小球a的正下方地面处固定放置一带电小球b，两球相距为d。已知两球的质量均为m、电荷量均为q，静电力常量为k，重力加速度为g，两球均可视为点电荷。则下列说法正确的是()a两球之间的库仑力fkb当 时，斜面对小球a的支持力为c当 时，细线上拉力为0d将小球b移到斜面底面左端c点，当2时，斜面对小球a的支持力为0解析：选abd依据库仑定律，得两球之间的库仑力大小为fk，故a正确；当 时，则有kmg，对球a受力分析，如图甲所示：根据矢量的合成法则，依据三角知识，则支持力n，拉力t，故b正确，c错误；当小球b移到斜面底面左端c点，对球a受力分析，如图乙所示：依据几何关系可知，t与f的夹角为120，且两力的合力与重力反向，当 时，即有kmg，根据矢量的合成法则，则有两合力与重力等值反向，那么斜面对小球a的支持力为n0，而现在2时，即有k4mg，那么小球a离开斜面，因此斜面对小球a的支持力仍为零，故d正确。12考查库仑力作用下物体的动态平衡问题如图所示，可视为质点的两个带同种电荷的小球a和b，分别静止在竖直墙面和水平地面上；b球被光滑竖直板挡住，所有接触面均光滑，a球由于缓慢漏电而缓慢下降，在此过程中()a地面对b球的支持力变小b竖直挡板对b球的弹力变小ca、b两球间的作用力变大d以上说法均不正确解析：选c对a、b整体而言，竖直方向受重力和地面的支持力，故支持力总等于两球的重力，可知地面对b球的支持力不变，选项a错误；对a球受力分析如图：受到重力g，库仑力f和墙面的弹力n，当a球下移时，由受力图可知，n和f均变大，可知选项c正确；对a、b整体，水平方向竖直挡板对b球的弹力等于墙面对a球的弹力n，则竖直挡板对b球的弹力变大，选项b错误；综上所述，选项d错误。13考查复合场中带电粒子的平衡问题质量为m，电量为q的微粒以速度v与水平方向成角从o点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、磁场力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到a，下列说法中正确的是()a该微粒可能带正电荷也可能带负电荷b微粒从o到a的运动一定是匀加速直线运动c该磁场的磁感应强度大小为d该电场的场强为解析：选c若粒子带正电，电场力向左，洛伦兹力垂直于oa线斜向右下方，则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡；若粒子带负电，电场力向右，洛伦兹力垂直于oa线斜向左上方，则电场力、洛伦兹力和重力能平衡，则该微粒带负电，故a错误。粒子受到重力和电场力不变，由于粒子沿直线运动，则洛伦兹力大小不变，粒子的运动一定是匀速直线运动，故b错误。粒子受力如图，由平衡条件得：qvbcos mg，qemgtan ，解得：b，e，故c正确，d错误。14考查安培力作用下导体的动态平衡问题如图所示，两根通电直导体棒用四根长度相等的绝缘细线悬挂于o1、o2两点，已知o1o2连线水平，导体棒静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为，保持导体棒中的电流大小和方向不变，在导体棒所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角