2022年高考物理二輪復習 專題一 力與運動 專題突破練1 力與物體的平衡

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1、2022年高考物理二輪復習 專題一 力與運動 專題突破練1 力與物體的平衡 一、選擇題(共11小題,每小題7分,共77分。在每小題給出的四個選項中,第1~8小題只有一個選項符合題目要求,第9~11小題有多個選項符合題目要求,全部選對的得7分,選對但不全的得3分,有選錯或不答的得0分) 1. (2018湖北武漢調(diào)研)如圖所示,在水平桌面上疊放著物體a、b、c,三個物體均處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是(　　) A.b對a的摩擦力可能水平向右 B.b對a的支持力與a受到的重力是一對平衡力 C.c一定受到水平桌面施加的摩擦力 D.c對b的作用力一定豎直向上 2. (2018河

2、南鄭州一中期中)如圖所示,三個物塊A、B、C疊放在斜面上,用方向與斜面平行的拉力F作用在B上,使三個物塊一起沿斜面向上做勻速運動。設物塊C對A的摩擦力為FfA,對B的摩擦力為FfB,下列說法正確的是(　　) A.如果斜面光滑,FfA與FfB方向相同,且FfA>FfB B.如果斜面光滑,FfA與FfB方向相反,且FfA>FfB C.如果斜面粗糙,FfA與FfB方向相同,且FfA>FfB D.如果斜面粗糙,FfA與FfB方向相反,且FfA

3、剎車制動,在小車整個運動的過程中,A、B兩物體始終保持相對靜止且隨小車一起運動,則下列說法正確的是(　　) A.在小車勻速運動過程中,A、B兩物體間存在摩擦力 B.在小車勻速運動過程中,B物體相對小車有向右運動的趨勢 C.在小車剎車制動過程中,A相對B一定有沿斜面向上運動的趨勢 D.在小車剎車制動過程中,A、B兩物體間一定存在著沿斜面方向上的摩擦力 4. (2018陜西安康質(zhì)量聯(lián)考)如圖所示,兩個小球a、b的質(zhì)量均為m,用細線相連并懸掛于O點?，F(xiàn)用一輕質(zhì)彈簧給小球a施加一個拉力F,使整個裝置處于靜止狀態(tài),且Oa與豎直方向夾角為30°,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,則彈

4、簧的最短伸長量為(　　) A. B. C. D. 5. (2018遼寧錦州質(zhì)檢)在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A,A與豎直墻之間放另一截面也為半圓的柱狀物體B,整個裝置處于靜止狀態(tài),截面如圖所示。設墻對B的作用力為F1,B對A的作用力為F2,地面對A的作用力為F3。在B上加一物體C,整個裝置仍保持靜止,則(　　) A.F1保持不變,F3增大 B.F1增大,F3保持不變 C.F2增大,F3增大 D.F2增大,F3保持不變 6. (2018寧夏銀川一中一模)把一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),在光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔,如圖所示。質(zhì)量為m的小球套在

5、圓環(huán)上,一根細線的下端系著小球,上端穿過小孔用手拉住?，F(xiàn)拉動細線,使小球沿圓環(huán)緩慢上移。在小球移動過程中手對細線的拉力F和圓環(huán)對小球的彈力FN的大小變化情況是(　　) A.F不變,FN增大 B.F不變,FN減小 C.F減小,FN不變 D.F增大,FN不變 7. (2018湖北黃岡模擬)一物塊用輕繩AB懸掛于天花板上,用力F拉住套在輕繩上的光滑小圓環(huán)O(圓環(huán)質(zhì)量忽略不計),系統(tǒng)在圖示位置處于靜止狀態(tài),此時輕繩OA與豎直方向的夾角為α,力F與豎直方向的夾角為β。當緩慢拉動圓環(huán)使α(0<α<90°)增大時(　　) A.F變大,β變大 B.F變大,β變小 C.F變小,β變大 D.F變小

6、,β變小 8.(2018山西太原三模)如圖所示,一光滑的輕滑輪用細繩OO'懸掛于O點;另一細繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系于水平粗糙桌面上的物塊b上,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將物塊c輕輕放在a上,整個系統(tǒng)依然處于靜止狀態(tài),則(　　) A.繩OO'與豎直方向的夾角變小 B.繩OO'的張力一定變大 C.連接a和b的繩的張力可能不變 D.b與桌面間的摩擦力保持不變 9. (2018山東濟南一中段考)如圖所示,水平地面上的L形木板M上放著小木塊m,M與m間有一個處于拉伸狀態(tài)的彈簧,整個裝置處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是(　　) A.M對m無摩擦力作用 B.M對m的摩擦

7、力方向向左 C.地面對M的摩擦力方向向左 D.地面對M無摩擦力作用 10. (2018河南師大附中模擬)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點,懸掛衣服的衣架鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止狀態(tài)。如果只人為改變一個條件,當衣架靜止時,下列說法正確的是(　　) A.繩的右端上移到b',繩子拉力不變 B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大 C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小 D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣服架懸掛點右移 11. (2018河北衡水中學調(diào)研)半圓柱體P放在粗糙的水平面上,有一擋板MN,其延長線總是過半圓柱體的軸心O,但擋板與半圓柱

8、體不接觸,在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q(P的截面半徑遠大于Q的截面半徑),整個裝置處于靜止狀態(tài),如圖是這個裝置的截面圖,若用外力使MN繞O點緩慢地逆時針轉動,在Q到達最高位置前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止,在此過程中,下列說法正確的是(　　) A.MN對Q的彈力大小逐漸減小 B.P、Q間的彈力先增大后減小 C.桌面對P的摩擦力先增大后減小 D.P所受桌面的支持力保持不變 二、計算題(本題共2個小題,共23分) 12. (10分)(2018山西重點中學協(xié)作體期末)一個底面粗糙、質(zhì)量為M的斜劈放在粗糙的水平面上,斜劈的斜面光滑且與水平面成30°角;現(xiàn)用一端固定的輕繩系一質(zhì)量

9、為m的小球,小球放在斜面上,小球靜止時輕繩與豎直方向的夾角也為30°,如圖所示,試求: (1)當斜劈靜止時繩子的拉力大小; (2)若地面對斜劈的最大靜摩擦力等于地面對斜劈支持力的k倍,為使整個系統(tǒng)靜止,k值必須滿足什么條件? 13. (13分)(2018廣東東莞期末)如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.4 m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導軌所在平面內(nèi),分布著磁感應強度B=0.5 T方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場,金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.5 Ω的直流電源,現(xiàn)把質(zhì)量m=0.04 kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體

10、棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R=2.5 Ω,金屬導軌電阻不計,g取10 m/s2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求: (1)通過導體棒的電流I的大小; (2)導體棒受到的安培力F的大小及方向; (3)導體棒受到的摩擦力Ff的大小及方向。 專題突破練1　力與物體的平衡 一、選擇題(共11小題,每小題7分,共77分。在每小題給出的四個選項中,第1~8小題只有一個選項符合題目要求,第9~11小題有多個選項符合題目要求,全部選對的得7分,選對但不全的得3分,有選錯或不答的得0分) 1.D　解析 因ab的接觸面不水平

11、,則b對a的摩擦力不可能沿水平方向,選項A錯誤;b對a的支持力方向斜向上,不可能與向下的重力成為平衡力,選項B錯誤;對abc整體來說,水平方向不受力,則c不受水平桌面的摩擦力,選項C錯誤;對ab整體來說,受到向下的重力作用,則c對b的作用力與重力等大反向,即豎直向上,選項D正確;故選D。 2.D　解析 如果斜面光滑,先以A為研究對象,根據(jù)平衡條件:FfA=mAgsin θ,FfA沿斜面向上,即C對A的摩擦力大小為FfA,方向沿斜面向上;以C為研究對象受力分析,根據(jù)平衡條件:FfB'=FfA+mCgsin θ,FfB'沿斜面向上,比較得FfA

12、沿斜面向下,即與FfA方向相反且大于FfA,故A、B錯誤;如果斜面粗糙,先以A為研究對象,根據(jù)平衡條件:FfA=mAgsin θ,FfA沿斜面向上,以C為研究對象受力分析,根據(jù)平衡條件:FfB'=FfA+mCgsin θ+Ff斜,FfB'沿斜面向上,且可以看出FfA

13、B無運動趨勢時,此時A、B間的摩擦力為零。此時存在一個臨界加速度值,a0==gtan θ,當a>a0時A相對B有向上的運動趨勢,此時B對A的靜摩擦力沿斜面向下;當a

14、壁支持力和A的支持力,根據(jù)平衡條件,三個力可以構成首尾相連的矢量三角形,如圖所示:加上C物體,相當于整體的重力增加了,故墻對B的作用力F1增加,A對B的支持力也增加,根據(jù)牛頓第三定律,B對A的作用力為F2增加;再對ABC整體分析,受重力、地面支持力、地面的靜摩擦力、墻壁的支持力,根據(jù)平衡條件,地面的支持力等于整體的重力,故加上C物體后,地面的支持力F3變大,故A、B、D錯誤,C正確。 6.C　解析 小球沿圓環(huán)緩慢上移可看做勻速運動,對小球進行受力分析,小球受重力G、拉力F和彈力FN三個力,滿足受力平衡。作出受力分析圖如下 由圖可知△OAB∽△GFA,即,當A點上移時,半徑不變,AB長度

15、減小,故F減小,FN不變,故A、B、D錯誤;C正確。 7.B　解析 圓環(huán)受到三個力,拉力F以及兩個繩子的拉力FT,三力平衡,故兩個繩子拉力的合力與拉力F始終等值、反向、共線,由于兩個繩子的拉力等于mg,夾角越小,合力越大,且合力在角平分線上,故拉力F逐漸變大。由于始終與兩細線拉力的合力反向,故β逐漸變小,故選B。 8.B　解析 以滑輪為研究對象,受a、b、OO'繩子的拉力而平衡,a、b繩子拉力大小等于a的重力,其合力與OO'繩子的拉力等大反向。將物塊c輕輕放在a上,a、b繩子拉力增大,其合力增大,合力方向不變,繩OO'與豎直方向的夾角不變,繩OO'的張力一定變大,A、C錯誤、B正確;以b為

16、研究對象,b繩拉力沿水平方向的分力等于b與桌面間的摩擦力,變大,D錯誤。 9.BD　解析 對m受力分析,m受到重力、支持力、水平向右的彈簧的拉力,根據(jù)平衡條件知,M對m的摩擦力方向向左,故A錯誤,B正確;對整體受力分析,在豎直方向上受到重力和支持力平衡,若地面對M有摩擦力,則整體合力不為零,故地面對M無摩擦力作用,故C錯誤,D正確。 10.AB　解析 設兩桿間距離為d,繩長為l,Oa、Ob段長度分別為la和lb,則l=la+lb,兩部分繩子與豎直方向夾角分別為α和β,受力分析如圖所示。繩子中各部分的張力相等,Fa=Fb=F,則α=β。滿足2Fcos α=mg,d=lasin α+lbsin

17、 α=lsin α,即sin α=,F=,d和l均不變,則sin α為定值,α為定值,cos α為定值,繩子的拉力保持不變,故A正確,C錯誤;將桿N向右移一些,d增大,則sin α增大,cos α減小,繩子的拉力增大,故B正確;換掛質(zhì)量更大的衣服,繩子拉力變大,衣服位置不變,D錯誤。 11.AC　解析 以小圓柱體Q為研究對象,分析受力情況,作出受力示意力圖,如圖甲所示。F1與F2方向垂直,則=mg,分析可知,α增大,β減小,MN對Q的彈力F1減小,P對Q的彈力F2增大,故A正確,B錯誤。若剛開始,擋板在最低點,處于水平位置,對整體受力分析可知,整體水平方向不受力,桌面對P的摩擦力為零,當

18、Q運動到最高點時,對整體受力分析可知,整體水平方向不受力,桌面對P的摩擦力仍為零,則整個過程中,桌面對P的摩擦力先增大后減小,故C正確。對P研究,作出受力如圖乙,地面對P的彈力FN=Mg+F2sin α,F2增大,α增大,所以FN增大,故D錯誤。故選AC。 甲　　　　　　　乙 二、計算題(本題共2個小題,共23分) 12.答案 (1)mg　(2)k值不能小于 解析 (1)對小球進行受力分析如圖甲 FTcos 30°+FN1cos 30°=mg FTsin 30°=FN1sin 30° 解得:FT=FN1=mg (2)對斜劈進行受力分析如圖乙 FN2=Mg+FN1cos

19、 30°=Mg+mg Ff=FN1sin 30° 要使整體不滑動則有:Ff≤kFN2 由以上三式解得k=。 13.答案 (1)1.5 A　(2)0.30 N,沿斜面向上　(3)0.06 N,沿斜面向下 解析 (1)導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路,由閉合電路歐姆定律得I=,解得I=1.5 A。 (2)導體棒受到的安培力F=BIL=0.30 N 由左手定則可得,安培力F方向沿斜面向上。 (3)導體棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin 37°=0.24 N 由于F1小于安培力,故導體棒受沿斜面向下的摩擦力Ff 畫出導體棒的受力示意圖如圖: 則據(jù)共點力平衡條件mgsin 37°+Ff=F,解得Ff=0.06 N。