2023年高考物理二轮复习第一部分专题二能量与动量课时作业1新人教版

课时作业一一、选择题1．(2023·广东华南三校联考)如下图，小球A、B通过一细绳跨过定滑轮连接，它们都穿在一根竖直杆上．当两球平衡时，连接两球的细绳与水平方向的夹角分别为θ和2θ，假设装置中各处摩擦均不计，那么A、B球的质量之比为()A．2cosθ∶1B．1∶2cosθC．tanθ∶1 D．1∶2sinθB小球A、B都平衡时，在竖直方向上：对A球Tsinθ＝mAg，对B球T′sin2θ＝mBg，又T＝T′，解得：eq\f(mA,mB)＝eq\f(1,2cosθ)，B项正确．2．如下图，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，那么在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是()A．F增大，FN减小 B．F增大，FN增大C．F减小，FN减小 D．F减小，FN增大B某时刻小球的受力如下图，设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α，那么F＝mgtanα，FN＝eq\f(mg,cosα)，随着挡板向右移动，α越来越大，那么F和FN都要增大．3．(2023·安徽江南十校联考)如下图，竖直面光滑的墙角有一个质量为m，半径为r的半球体A.现在A上放一密度和半径与A相同的球体B，调整A的位置使得A、B保持静止状态，A与地面间的动摩擦因数为0.5.那么A球心距墙角的最远距离是()A．2r B.eq\f(9,5)rC.eq\f(11,5)r D.eq\f(13,5)rC由题可知B球质量为2m，当A球球心距墙角最远时，A受地面水平向右的摩擦力f＝μ·3mg，此时以B球为研究对象，对其受力分析如下图，有F2＝eq\f(2mg,tanθ)，以A和B整体为研究对象，在水平方向有μ·3mg＝F2，那么tanθ＝eq\f(2mg,3μmg)，代入数据得θ＝53°.由几何关系可知，A球球心到墙角的最远距离l＝r＋2rcosθ＝eq\f(11,5)r，选项C正确．4．如图甲、乙、丙是生活中三种不同的背包方式．为了研究方便，假设背包者身体均呈竖直，因而可认为每条背包带均在竖直面内．甲中背包带对人的肩部的作用力设为F1；乙中的背包带与竖直方向的夹角为θ(如图)，其背包带对人肩部的作用力设为F2；丙中的两根背包带与竖直方向的夹角均为θ(如图)，其每根背包带对人肩部的作用力均为F3.假设三种情况所背的包完全相同，不考虑背包跟人体间的摩擦，那么关于F1、F2、F3大小的以下关系正确的选项是()A．F1>F2 B．F2>F3C．F1>F3 D．F3＝F2B由图可知，题图甲中背包带沿竖直方向，所以每一根背包带的作用力都等于0.5mg，那么背包带对肩部的作用力等于两根背包带的作用力的和，即等于F1＝mg；乙图中，背包受到重力、腿部的支持力和肩膀的作用力如图a：那么：F2＝eq\f(mg,cosθ)题图丙中，背包受到两边肩膀的作用力，如图b所示，那么：mg＝2F3cos所以：F3＝eq\f(mg,2cosθ)由以上的分析可得：F1<F2，F3<F2，由于夹角θ是未知的，所以不能判断F3与重力mg的大小关系，因此不能判断出F3与F1的大小关系．所以只有选项B正确．5．(多项选择)(2023·九江4月模拟)如下图，一根通电的导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，那么在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A．一直增大 B．先减小后增大C．先增大后减小 D．始终为零AB假设F安＜mgsinα，因安培力方向向上，那么摩擦力方向向上，当F安增大时，F摩减小到零，再向下增大，B项对，C、D项错；假设F安＞mgsinα，摩擦力方向向下，随F安增大而一直增大，A项对．6．如下图，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的选项是()A．球对墙壁的压力逐渐减小B．水平拉力F逐渐减小C．地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大D．地面对长方体物块的支持力逐渐增大B对球进行受力分析，如图甲所示．FN1＝Gtanθ，FN2＝eq\f(G,cosθ).当长方体物块向右运动中，θ增大，FN1、FN2均增大，由牛顿第三定律知，球对墙壁的压力逐渐增大，选项A错误；圆球对物块的压力在竖直方向的分力FN2′cosθ＝G等于重力，在拉动长方体物块向右运动的过程中，对物块受力分析如图乙所示，物块与地面之间的压力FN＝G1＋FN2′cosθ＝G1＋G不变，滑动摩擦力f＝μFN不变，选项C错误；又由于圆球对物块的压力在水平方向的分力FN2′sinθ逐渐增大，所以水平拉力F＝f－FN2′sinθ逐渐减小，选项B正确；由于物块与地面之间的压力不变，由牛顿第三定律可知，地面对物块的支持力不变，选项D错误．7．如下图，在一个倾角为θ的斜面上，有一个质量为m，带负电的小球P(可视为点电荷)，空间存在着方向垂直斜面向下的匀强磁场，带电小球与斜面间的摩擦力不能忽略，它在斜面上沿图中所示的哪个方向运动时，有可能保持匀速直线运动状态()A．v1方向 B．v2方向C．v3方向 D．v4方向C假设小球的速度沿v1方向，滑动摩擦力与v1的方向相反，即沿图中v3方向，由左手定那么知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v1垂直向下，重力的分力mgsinθ沿斜面向下，那么知球在斜面平面内所受的合外力不为零，小球不可能做匀速直线运动，故A错误；假设小球的速度沿v2方向，滑动摩擦力与v2的方向相反，即沿图中v4方向，由左手定那么知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v2垂直向上，重力的分力mgsinθ沿斜面向下，那么知球在斜面平面内所受的合外力不为零，小球不可能做匀速直线运动，故B错误；假设小球的速度沿v3方向，滑动摩擦力与v3的方向相反，即沿图中v1方向，由左手定那么知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v3垂直向上，即沿v2方向，重力的分力mgsinθ沿斜面向下，那么知斜面平面内的合外力可能为零，小球有可能做匀速直线运动，故C正确；假设小球的速度沿v4方向，滑动摩擦力与v4的方向相反，即沿图中v2方向，由左手定那么知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v4垂直向下，重力的分力mgsinθ沿斜面向下，那么知斜面平面内的合外力不可能为零，小球不可能做匀速直线运动，故D错误．8．(2023·安徽皖南八校二次联考)如下图，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的横截面，∠A＝30°，∠B＝37°，C处有光滑小滑轮，质量分别为m1、m2的两物块通过细线跨放在AC面和BC面上，且均恰好处于静止状态，AC面光滑，物块2与BC面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么两物块的质量比m1∶m2不可能是()A．1∶3 B．3∶5C．5∶3 D．2∶1A物块1受重力m1g、细线拉力T和斜面支持力FN作用处于平衡状态，那么T＝m1gsin30°，物块2受重力m2g、细线拉力T、斜面支持力FN′及摩擦力Ff作用处于平衡状态，当m1较大时，最大静摩擦力方向沿斜面向下，此时有T＝m2gsin37°＋μm2gcos37°，即eq\f(m1,m2)＝2；当m1较小时，最大静摩擦力方向沿斜面向上，此时有T＝m2gsin37°－μm2gcos37°，即eq\f(m1,m2)＝eq\f(2,5)，所以eq\f(2,5)≤eq\f(m1,m2)≤2.9．(多项选择)如下图，带电物体P、Q可视为点电荷，电荷量相同．倾角为θ、质量为M的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上．当物体Q放在与P等高(PQ连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，静电力常量为k，那么以下说法正确的选项是()A．P、Q所带电荷量为eq\r(\f(mgr2tanθ,k))B．P对斜面的压力为0C．斜面体受到地面的摩擦力为0D．斜面体对地面的压力为(M＋m)gAD设P、Q所带电荷量为q，对物体P受力分析如下图，受到水平向左的库仑力F＝keq\f(q2,r2)、竖直向下的重力mg、支持力FN，由平衡条件可得tanθ＝eq\f(F,mg)，解得q＝eq\r(\f(mgr2tanθ,k))，选项A正确；斜面对P的支持力FN＝mgcosθ＋Fsinθ，由牛顿第三定律可知，P对斜面的压力为FN′＝mgcosθ＋Fsinθ，选项B错误；对P和斜面体整体受力分析，可知水平方向受到Q对P向左的库仑力F＝keq\f(q2,r2)和地面对斜面体水平向右的摩擦力，由平衡条件可知，斜面体受到水平向右的摩擦力大小为f＝keq\f(q2,r2)，选项C错误；对P和斜面体整体受力分析，竖直方向受到竖直向下的重力(M＋m)g和水平面的支持力，由平衡条件可得，水平面支持力等于(M＋m)g，根据牛顿第三定律，斜面体对地面的压力大小为(M＋m)g，选项D正确．10．(多项选择)如下图，用两根完全相同的橡皮筋M、N将两个质量均为m＝1kg的可视为质点的小球A、B拴接在一起，并悬挂在水平天花板上，在小球A上施加一水平向左的恒力F，当系统处于静止状态时，橡皮筋M与竖直方向的夹角为60°.假设两橡皮筋的劲度系数均为k＝5N/cm，且始终处在弹性限度以内，重力加速度取g＝10m/s2.那么()A．橡皮筋M的伸长量为4cmB．橡皮筋N的伸长量为2cmC．水平恒力的大小为10eq\r(3)ND．如果将水平恒力撤去，那么小球B的瞬时加速度为零BD先对小球B进行受力分析，小球B受重力mg和橡皮筋N的拉力F1，根据平衡条件，有F1＝mg＝10N，又F1＝kxN，解得橡皮筋N的伸长量xN＝eq\f(F1,k)＝2cm，选项B正确；再将小球A、B看成一个整体，整体受重力2mg、水平恒力F和橡皮筋M的拉力F2，如下图，根据平衡条件，有F＝2mgtan60°＝2eq\r(3)mg＝20eq\r(3)N，选项C错误；橡皮筋M的弹力F2＝eq\f(2mg,cos60°)＝4mg＝40N，根据胡克定律有F2＝kxM，解得橡皮筋M的伸长量xM＝eq\f(F2,k)＝8cm，选项A错误；小球B受重力和橡皮筋N的拉力，撤去水平恒力的瞬间，小球B的重力和橡皮筋N的拉力都不变，故小球仍处于平衡状态，加速度为零，选项D正确．二、非选择题11．如下图，一质量为M＝2kg的铁块套在倾斜放置的杆上，杆与水平方向的夹角θ＝60°，一轻绳一端连在铁块上，一端连在一质量为m＝1kg的小球上，一水平力F作用在小球上，连接铁块与球的轻绳与杆垂直，铁块和球都处于静止状态．(g取10m/s2)求：(1)拉力F的大小；(2)杆对铁块的摩擦力的大小．解析(1)对B球受力分析如下图．根据力的平衡F＝mgtanθ解得F＝10eq\r(3)N(2)由于绳对铁块的拉力垂直于杆，且铁块处于静止状态，因此铁块受到的摩擦力等于铁块的重力沿斜面向下的分力，即Ff＝MgsinθFf＝10eq\r(3)N答案(1)10eq\r(3)N(2)10eq\r(3)N12．(2023·承德一模)如下图，两平行金属导轨间的距离d＝1.0m，导轨所在平面与水平面之间的夹角为θ＝53°，在导轨所在的空间内分布着磁感应强度大小为B＝1.5T，方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，导轨的一端接有电动势E＝6.0V，内阻r＝1.0Ω的直流电源．现将一质量m＝0.5kg，电阻R＝3.0Ω，长度为1.0m的导体棒ab垂直导轨放置，开关S接通后导体棒刚好能保持静止．电路中定值电阻R0＝6.0Ω，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，导体棒受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)导体棒中通过的电流大小；(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数．解析(1)由电路知识可知，导体棒与定值电阻R0并联后接在电源两端，设电路中的总电阻为R总，那么有R总＝eq\f(RR0,R＋R0)＋r，代入数据可得R总＝3Ω，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流I＝eq\f(E,R总)＝2A，导体棒ab两端的电压为Uab＝E－Ir，代入数据可得Uab＝4V，所以流经导体棒的电流IR＝eq\f(Uab,R)＝eq\f(4,3)A.(2)对