2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí)專題強化訓(xùn)練1力與物體的平衡

1、高考物理專題強化訓(xùn)練（一）、選擇題1. （2019 河北名校聯(lián)盟質(zhì)檢）如圖所示，光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，A端與水平面相切.穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由 A向B運動，F(xiàn)始終沿軌道的切線方向，軌道對球的彈力為A. F增大,N減小B . F減小，N減小C. F增大,N增大D . F減小，N增大12解析由題意知,小球在由A運動到B的過程中始終處于平衡狀態(tài).設(shè)某一時刻小球運動至如圖所示位置，則對球由平衡條件，得F= mgin 0 , Nh mgcos 0 ,在運動過程中，0增大,故F增大，N減小，A項正確.答案A2. （2019 葫蘆島重點高中期中聯(lián)考）用右圖所示簡易裝置

2、可以測定水平風(fēng)速，在水平地面上豎直固定一直桿， 半徑為R、質(zhì)量為m的空心塑料球用細線懸于桿頂端 O當(dāng)風(fēng)沿水平方向吹來時，球在風(fēng)力的作用下飄了起來.已知風(fēng)力大小與“風(fēng)速”和“球正對風(fēng)的截面積”均成正比，當(dāng)風(fēng)速vo=3 m/s時，測得球平衡時細線與豎直方向的夾角e =30° ,則A.風(fēng)速v=4.5 m/s 時，細線與豎直方向的夾角0 =45°B.若風(fēng)速增大到某一值時，細線與豎直方向的夾角0可能等于90。C.若風(fēng)速不變，換用半徑更大、質(zhì)量不變的球，則夾角 e增大D.若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量更大的球，則夾角 e增大解析對小球受力分析如圖,由平衡條件可得風(fēng)力大小F=mgan0

3、,而由題意知FSv,又S=rR2,則F= k %R2v（k為常數(shù)），則有mgan 0 = k兀R2v,由此可知：當(dāng)風(fēng)速由“tan 93 m/s 增大到 4.5 m/s 時，-4.5tan30,可得tan 0=當(dāng)，A錯誤.因小球所受重力方向豎直向下，而風(fēng)力方向水平向右,則知細線與水平方向的夾角0不可能等于90° , B錯誤.由mgan e = k兀R2v可知，當(dāng)v、m不變，R增大時，0角增大；當(dāng)v、R不變，m曾大時，9角減小，C正確，D錯誤.答案C3 . （2019 上饒重點高中一模）如圖所示，在斜面上等高處，靜止著兩個相同的質(zhì)量為m的物塊A和B.兩物塊之間連接著一個勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)

4、彈簧，斜面的傾角為0 ,兩物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)均為,重力加速度為g,則彈簧的最大伸長量是（）A mgkC.mgsin 0 +mgcos 0kmg w 2cos' 8 - sin飛k解析物塊靜止在斜面上，在斜面所在平面內(nèi)受三個力作用，一個是重力沿斜面向下的分力mgin 0 ,靜摩擦力f wfm= mgcos 9 ,方向不確定，水平方向的彈簧彈力kx,則物塊所受靜摩擦力f大小等于kx與m$in 0的合力，當(dāng)靜摩擦力最大時有kx = m msin e 2,可得x爪2co心一,故D正確.k答案D4 .（多選）（2019 河北五校聯(lián)考 ）如圖所示，形狀和質(zhì)量完全相同的兩個圓柱體a、b靠在一起

5、，表面光滑，重力為 G其中b的下半部分剛好固定在水平面MN的下方，上邊露出另一半，a靜止在水平面上，現(xiàn)過a的軸心施加一水平作用力F,可緩慢地將a拉離水平面一直滑到b的頂端，對該過程分析，則應(yīng)有 （）A.拉力F先增大后減小，最大值是 GB.開始日拉力F最大為小G,以后逐漸減小為 0C. a、b間的壓力開始最大為 2G,而后逐漸減小到 GD. a、b間的壓力由0逐漸增大，最大為 G解析要把a拉離水平面，在剛拉離時水平面MN寸a的支持力應(yīng)為零，因此對 a受力分析如圖甲所示，則 sin1,所以0 =30。，拉力F=' : =<3g；當(dāng)a逐漸2R 2tan30上移時用圖解法分析可知F逐漸減

6、小至零（如圖乙所示）；在開始時，a、b間的壓力 Fn=sin30= 2G,以后逐漸減小至 G因此選項B、C正確，A D錯誤.圖乙答案BC5. （2019 河北五校聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為 M的半圓形框架豎直放置在粗糙的水平地 面上，質(zhì)量為 m的光滑小球P在水平外力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，P與圓心O的連線與水平面的夾角為0 ,將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢地轉(zhuǎn)過90。，框架與小球始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，在此過程中下列說法正確的是（）A.框架對小球的支持力一直減小B.力F的最小值為 m（sin 0C.地面對框架的摩擦力先減小后增大D.框架對地面的壓力一直增大解析用圖解法求解，蜃對小球受力分析如圖所示，力

7、F順時針轉(zhuǎn)過90。的過程中，先減小后增大，最小值為mgos 0 ;框架對小球的支持力 Fn一直減小，A正確，B錯誤.以框架為研究對象，由平衡 條件得地面對框架的摩擦力大小等于Fncos 0 ,隨Fn減小，F(xiàn)ncos 0減小，C錯誤；框架對地面的壓力等于 Mg+ FNSin 0 ,隨Fn的減小而減小，D錯誤.答案A6. （2019 河北五校聯(lián)考）如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m和m2的小球.當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為 mi的小球與O點的連線與水平線的夾角為 a = 90。，質(zhì)量為m2的小球位于水平

8、地面上， 設(shè)此時質(zhì)量為 m2的小球?qū)Φ孛娴膲毫Υ笮?Fn,細線的拉力大小為Ft,則（B. Fn= m2gC. Ft=手mgA. Fn= (rmm)gD. Ft= m乎m g解析分析小球（m）的受力情況，由物體的平衡條件可得，線的拉力Ft= 0,故C、D均錯誤；分析小球（m）的受力情況，由平衡條件可得Fn=Fn' = mg,故A錯誤、B正確.答案B7. （2019 寶雞質(zhì)檢）如右圖所示，輕桿A端用錢鏈固定，滑輪在A點正上方（滑輪大小 及摩擦均可不計），輕桿B端吊一重物，現(xiàn)將輕繩的一端拴在桿的 B端，用拉力F將B端緩 慢上拉（均未斷），在輕桿達到豎直前，以下分析正確的是 （ ）A.輕繩的

9、拉力越來越大C.輕桿的彈力越來越大B .輕繩的拉力越來越小D .輕桿的彈力越來越小解析以B點為研究對象,它受三個力的作用而處于動態(tài)平衡狀態(tài)，其中一個是輕桿的彈力F, 一個是輕繩斜向上的拉力T, 一個是輕繩豎直向下的拉力 F'（大小等于重物所受的重力 ），如圖所示，根據(jù)相 似三角形法，可得鼻=占7Th由于OA和AB不變，O璐漸減小，因此輕桿的彈力大小不OA AB OB變，而輕繩的拉力越來越小，故選項 B正確，A、C D錯誤.答案B8. （2019 山西六校聯(lián)考）如圖，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上；a、b帶正電，電荷量均為 q, c帶負電

10、.整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中.已知靜電力常量為k.若三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強電場場強的大小為（）解析,方向如圖所示，根據(jù)平行四邊形帶電小球a、b在c球位置處的場強大小均為Ea="定則，其合電場強度大小為 國=43四,該電場應(yīng)與外加的勻強電場 E等大反向，即E= "3四,B項正確.答案B9. （2019 池州二模）如圖所示，在傾角為0=37。的斜面上，固定一平行金屬導(dǎo)軌，現(xiàn)在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量m 0.4 kg的金屬棒ab,它與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為科=0.5.整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，導(dǎo)軌接電源E,若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s 2

11、, sin37 ° = 0.6 , cos37° = 0.8 ,滑動變阻器的阻值符合要求，現(xiàn)閉合 開關(guān)S,要保持金屬棒 ab在導(dǎo)軌上靜止不動，則（）A.金屬棒所受安培力的方向水平向左B.金屬棒所受到的摩擦力方向一定沿平行斜面向上8C.金屬棒所受安培力白取值范圍是-NK FW 8 N11D.金屬棒受到的安培力的最大值為16 N解析由左手定則可以判斷金屬棒所受安培力的方向水平向右，故選項A錯誤；當(dāng)金屬棒剛好不向上運動時，金屬棒受到的摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向下，設(shè)金屬棒受到的安培力大小為 F1,其受力分析如圖甲所示，則由平衡條件得 Fn= F1sin 0 + mgpo

12、s 0 ,用”,所以金屬棒受到Ficos 0 = mg>in 0 +fmax, fmax= Fn,聯(lián)立解得 Fi= 8 N;當(dāng)金屬棒剛好不向下運動時，設(shè)金 屬棒受到的安培力大小為F2,其受力分析如圖乙所示，則由平衡條件得Fn' = F2Sin e +mgcos 0 , F2cos 0 +fmax' = mgsin 0 , fmax' =(iFn',聯(lián)立解得8的安培力的取值范圍為 N< F<8 N,故選項C正確，B D錯誤.答案C10. （多選）（2019 遼寧五校聯(lián)考）如圖所示，在半徑為R的光滑半球形碗的最低點 P處固定兩原長相同的輕質(zhì)彈簧，彈

13、簧的另一端與質(zhì)量均為 m的兩小球相連，當(dāng)兩小球分別在A B兩點靜止不動時，OA OB與0貶間的夾角滿足 a<B,已知彈簧不彎曲且始終在彈性限度內(nèi)，則下列說法正確的是A.靜止在B點的小球?qū)ν雰?nèi)壁的壓力較小B.兩小球?qū)ν雰?nèi)壁的壓力一樣大C.靜止在A點的小球受到彈簧的彈力較大D. P、B之間彈簧的勁度系數(shù)比 A P之間的彈簧的勁度系數(shù)大解析兩小球在 A B兩點的受力分析如圖所示.設(shè)碗內(nèi)壁對小球的支持力分別為Fi、F2,彈簧對小球的彈力分別為Fa、Fb,對A點的小球，由力的矢量三角形與幾何三角形相似可得Fi mg 旦口=口=募一 F2 mg Fb同理對B點的小球有RR XbP可得Fi=F2,由牛

14、頓第三定律可知，兩小球?qū)ν雰?nèi)壁的壓力一樣大，選項 A錯誤，B正確;Xbp>Xap,，F(xiàn)aFb一，-一，一又有因為a<B,所以Xbp>Xap, Fb>Fa,選項C錯誤；因兩彈簧原長相等, XapXbp所以R P間的彈簧壓縮量 xb小于A P間彈簧壓縮量xa,又Fa<Fb,由胡克定律可知， R P 間彈簧的勁度系數(shù) kB大于A、P間彈簧的勁度系數(shù) kA,選項D正確.答案BD二、非選擇題11. （2019 江西紅色七校聯(lián)考）如圖所示，傾角為 e =37°的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌 的間距為d,其底端接有阻值為 R的電阻，整個裝置處在垂直兩導(dǎo)軌所在斜面向上、磁感應(yīng)

15、強度大小為B的勻強磁場中.質(zhì)量均為m（質(zhì)量分布均勻）、電阻均為 R的導(dǎo)體桿ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸.兩導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為=03，現(xiàn)桿ab在恒力F作用下沿導(dǎo)軌向上做勻速運動，桿cd能保持靜止?fàn)顟B(tài).導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小為 g.求桿ab的速度大小.解析導(dǎo)體桿ab以速度v運動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則有：E= Bdv R根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E= I R+ R導(dǎo)體桿ab有最小速度Vmin時，對于導(dǎo)體桿cd則有B- I21d+ mgcos37° = mgsin37 °解得Vmin =3mgR5B2J導(dǎo)體桿ab有最大速度Vmax時，對于

16、導(dǎo)體桿cd則有I 2 ,。B - 2-d=(1 mgcos37 + mgsin37解得Vmax=3mgR故導(dǎo)體桿ab的速度應(yīng)滿足條件:3mgR3mgR函“罰答案3mgR 3mgR麗”而12. （2019 河北省衡水中學(xué)第一次調(diào)研 ）如下圖所示，放在粗糙的固定斜面上的物塊A和懸掛的物塊B均處于靜止?fàn)顟B(tài).輕繩AO繞過光滑的定滑輪與輕弓t簧的右端及輕繩BO勺上端連接于O點，輕彈簧中軸線沿水平方向， 輕繩的。星與豎直方向的夾角（0=53。，斜面 傾角a =37° ,物塊A和B的質(zhì)量分別為 m= 5 kg、m= 1.5 kg,彈簧的勁度系數(shù) k= 500 N/m, sin37 ° = 0.6, cos37° = 0.8 ,重力加速度 g=