高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題1 力與物體的平衡

專題限時(shí)練(一)力與物體的平衡(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小儀器中有一根輕質(zhì)金屬絲懸掛著一個(gè)金屬球，無風(fēng)時(shí)金屬球自由下垂，當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(fēng)時(shí)，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度并保持恒定，如圖所示關(guān)于風(fēng)力大小F與小球質(zhì)量m、偏角之間的關(guān)系，下列關(guān)系中正確的是()圖AFmgtan BFmgsin CF DFA對(duì)金屬球的受力分析如圖所示，由幾何知識(shí)得，F(xiàn)mgtan ，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤2(2016貴陽(yáng)二模)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的左端與物塊P相連，另一端固定在木板上先將木板水平放置，并使彈簧處于壓縮狀態(tài)緩慢抬起木板的右端，使傾角逐漸增大，直至物塊P剛要沿木板向下滑動(dòng)，在這個(gè)過程中，物塊P所受靜摩擦力的大小變化情況是()圖A一直增大B保持不變C先減小后增大D先增大后減小A在抬起木板右端的過程中，物塊受重力、支持力、彈簧對(duì)物塊沿木板向下的彈力、摩擦力作用，由平衡條件有mgsin kxFf，為木板與水平面的夾角，所以在抬起木板右端的過程中物塊所受摩擦力不斷增大，A項(xiàng)正確3(2016南京市鹽城市二聯(lián))如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)則下列判斷中正確的是 ()圖A球B對(duì)墻的壓力增大B球B對(duì)柱狀物體A的壓力增大C地面對(duì)柱狀物體A的摩擦力不變D地面對(duì)柱狀物體A的支持力不變D以B為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示，由圖可知，把A向右移動(dòng)少許，墻對(duì)球B的壓力F1減小，柱狀物體A對(duì)球B的支持力F2減小，由牛頓第三定律知，球B對(duì)墻的壓力減小，球B對(duì)柱狀物體A的壓力減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；把A、B作為一個(gè)整體，受力分析如圖乙所示，由平衡條件得，地面對(duì)柱狀物體A的摩擦力FfF1，地面對(duì)柱狀物體A的支持力FN(mAmB)g，由此可知，地面對(duì)柱狀物體A的摩擦力減小，地面對(duì)柱狀物體A的支持力不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確甲乙4(2016天津河西區(qū)二模)將某材料制成的長(zhǎng)方體鋸成A、B兩塊放在水平面上，A、B緊靠在一起，物體A的角度如圖所示現(xiàn)用水平方向的力F推物體B，使物體A、B保持原來形狀整體沿力F的方向勻速運(yùn)動(dòng)，則()圖A物體A在水平方向受兩個(gè)力的作用，合力為零B物體A只受一個(gè)摩擦力C物體B對(duì)A的壓力小于桌面對(duì)物體A的摩擦力D物體B在水平方向受三個(gè)力的作用C對(duì)A受力分析如圖所示，A在水平方向受到B對(duì)A的壓力FN、B對(duì)A沿斜面向上的摩擦力f1、桌面對(duì)A的摩擦力f2三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，合力為零，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對(duì)A由平衡條件有f2sin 60FN，故B對(duì)A的壓力小于桌面對(duì)物體A的摩擦力，選項(xiàng)C正確；對(duì)B受力分析知，B在水平方向受到水平方向的推力、A對(duì)B的壓力、A對(duì)B的摩擦力、桌面對(duì)B的摩擦力四個(gè)力的作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5(2016濟(jì)南二模)如圖所示，在豎直放置的穹形支架上，一根長(zhǎng)度不變且不可伸長(zhǎng)的輕繩通過輕質(zhì)光滑滑輪懸掛一重物G.現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn)，另一端從B點(diǎn)沿支架緩慢地向C點(diǎn)靠近(C點(diǎn)與A點(diǎn)等高)則在此過程中繩中拉力大小 ()A先變大后不變B先變大后變小C先變小后不變D先變小后變大A當(dāng)輕繩的右端從B點(diǎn)移到直桿最上端時(shí)，設(shè)兩繩的夾角為2；以滑輪為研究對(duì)象，分析受力情況如圖甲所示根據(jù)平衡條件得2Fcos mg，得到繩子的拉力F，所以在輕繩的右端從B點(diǎn)移到直桿最上端的過程中，增大，cos 減小，則F變大；當(dāng)輕繩的右端從直桿最上端移到C點(diǎn)時(shí)，設(shè)兩繩的夾角為2，設(shè)繩子總長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩直桿間的距離為s，由幾何知識(shí)得到sin ，L、s不變，則保持不變，再根據(jù)平衡條件可知，兩繩的拉力F保持不變，所以繩中拉力大小變化的情況是先變大后不變，選項(xiàng)A正確甲乙6如圖所示，一質(zhì)量為m1的光滑勻質(zhì)球，夾在豎直墻面和傾角為的斜塊之間，斜塊質(zhì)量為m2，斜塊底面與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，兩者始終保持靜止下列說法正確的是()圖A斜塊對(duì)球的作用力為m1g/cos B地面對(duì)斜塊的摩擦力為(m1m2)gC減小m1，地面對(duì)斜塊的摩擦力一定減小D減小m1，墻面對(duì)球的作用力一定增大AC小球受力情況如圖所示，根據(jù)三力平衡，斜塊對(duì)球的作用力FN2，選項(xiàng)A正確；根據(jù)小球平衡，墻壁對(duì)球的作用力FN1m1gtan ，整體研究m1和m2，地面對(duì)斜塊的靜摩擦力為m1gtan ，減小m1，地面對(duì)斜塊的靜摩擦力減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；墻壁對(duì)球的作用力FN1m1gtan ，減小m1，墻面對(duì)球的作用力一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7如圖所示，水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行小球A的質(zhì)量為m、電量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷小球A靜止在斜面上，則 ()圖A小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為B當(dāng)時(shí)，細(xì)線上的拉力為0C當(dāng)時(shí)，細(xì)線上的拉力為0D當(dāng)時(shí)，斜面對(duì)小球A的支持力為0AC兩球間庫(kù)侖力為F，A項(xiàng)正確；當(dāng)細(xì)線上的拉力為0時(shí)，小球A受到庫(kù)侖力、斜面支持力、重力，具體關(guān)系為mgtan ，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；由受力分析可知，斜面對(duì)小球的支持力不可能為0，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤8如圖113所示，ACD、EFG為兩根相距L的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌，它們被豎直固定在絕緣水平面上，CDGF面與水平面成角兩導(dǎo)軌所在空間存在垂直于CDGF平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.兩根質(zhì)量均為m、長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，兩金屬細(xì)桿的電阻均為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)當(dāng)ab以速度v1沿導(dǎo)軌向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以速度v2向下勻速運(yùn)動(dòng)重力加速度為g.以下說法正確的是 ()圖A回路中的電流為Bab桿所受摩擦力為mgsin Ccd桿所受摩擦力為D與v1大小的關(guān)系為CD回路中只有ab桿切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，故I，A錯(cuò)誤；兩桿所受安培力大小為F安abF安cdBIL，ab桿所受摩擦力Ff2mgsin F安abmgcos ，B錯(cuò)誤；cd桿所受的摩擦力Ff1mgcos FN1(mgsin F安cd)(mgsin )，由以上兩式可得：與v1大小的關(guān)系為，故C、D均正確二、非選擇題(共2小題，32分)9(16分)(2016江西十校聯(lián)考)如圖所示，一個(gè)底面粗糙，質(zhì)量為m的斜面體靜止在水平地面上，斜面體的斜面是光滑的，傾角為30，現(xiàn)用一端固定的輕繩系一質(zhì)量為m的小球，小球靜止時(shí)輕繩與斜面的夾角是30.圖(1)求當(dāng)斜面體靜止時(shí)繩的拉力大小；(2)若地面對(duì)斜面體的最大靜摩擦力等于地面對(duì)斜面體支持力的k倍，為了使整個(gè)系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，k值必須滿足什么條件？【解析】(1)設(shè)繩的拉力為FT，斜面體對(duì)小球的支持力為FN，對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示，由平衡條件可知，F(xiàn)T和FN的合力豎直向上，大小等于mg，由幾何關(guān)系可得出FNFTmg.(2)對(duì)斜面體進(jìn)行受力分析，設(shè)小球?qū)π泵骟w的壓力為FN，地面的支持力為F，地面的靜摩擦力為Ff，由正交分解和平衡條件可知，在豎直方向上：FmgFNcos 30在水平方向上：FfFNsin 30根據(jù)(1)和牛頓第三定律可知；FNFNmg又由題設(shè)可知FfmaxkFFf綜合上述各式解得k.【答案】(1)mg(2)k10(16分)(2016邵陽(yáng)二模)如圖所示為一電流表的原理示意圖質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長(zhǎng)度大于.當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合；當(dāng)MN中有電流通過時(shí)，指針示數(shù)可表示電流的大小(不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用)圖(1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)多少？(重力加速度為g)(2)若要電流表正常工作，MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接？(3)若k2.0 N/m，0.20 m，0.050 m，B0.20 T，此電流表的量程是多少？【解析】(1)設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x，則有mgkx，得x.(2)為使電流表正常工作，作用于通有電流的金屬棒MN的安培力必須向下，因此M端應(yīng)接正極(3)設(shè)電流表滿偏時(shí)通過MN間電流為Im，則有BImmgk(x)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得Im2.5 A.【答案】(1)(2)M端(3)2.5 A