【高考導(dǎo)航】2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元過關(guān)檢測(二)力物體的平衡

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1、《高考導(dǎo)航》2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元過關(guān)檢測 （二）：力物 體的平衡（人教版） （時間：90分鐘滿分：100分） 一、選擇題（本大題共10個小題，每小題 5分，共50分.每小題只有一個答案正確，把正 確選項前的字母填在題后的括號內(nèi) ） 1. （2012年淮北模擬）兩個相同的可視為質(zhì)點的小球 A和B,質(zhì)量均為m^ 用長度相同的兩根細線把 A B兩球懸掛在水平天花板上的同一點 O, 并用長度相同的細線連接 A B兩個小球，然后用一水平方向的力 F 作用在小球 A上，此時三根線均處于伸直狀態(tài)，且 OB細線恰好處于 豎直方向，如圖所示.如果兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則力 F的大小為（

2、） A. 0 B. mg 葉 D. . 3mg 3 解析：分析B球受力，由平衡條件得， AB段細線的拉力為零, 再分析A球的受力情況，如圖所示，則有： Ftcos 0 = mg Esin 0 = F, 所以：F=mgan 0 =，3mg 故D項正確. 答案：D 2 .用一根長1 m的輕質(zhì)細繩將一幅質(zhì)量為 1 kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上, 如圖所示.已知繩能承受的最大張力為 10 N,為使繩不斷裂，畫框上 兩個掛釘?shù)拈g距最大為（g取10 m/s 2）（ ） A .3 0 2 A. - m B. - m C.2 m 解析：一個大小方向確定的力分解為兩個等大的力時，合

3、力在分力的角平分線上，且 兩分力的夾角越大，分力越大；題中當(dāng)繩子拉力達到 F= 10 N的時候，繩子間的張角 最大，即兩個掛釘間的距離最大；繩子與豎直方向的夾角為 0 ,繩子長為L0=1 m則 L0 有mg= 2Fcos 0 ,兩個掛釘?shù)拈g距為 L=2 ? —sin 0 , 3 解得L=]- m.故正確答案為 A. 答案：A 3 .（2012年吉林敦化期中）用與豎直方向成 0角（。<45 ）的傾斜輕 繩a 和水平輕繩b共同固定一個小球，這時繩 b的拉力大小為 F1.則 保持小球在原位置不動，使繩 b在原豎直平面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)過 0角 后固定，繩b的拉力大小變?yōu)?F2,再轉(zhuǎn)

4、過0角固定，繩b的拉力大小為F3,則（ ） A. Fi = F3> F2 B. F1VF2VF3 C. F1=F3〈F2 D. F1>F2>F3 解析：對小球受力分析如圖，平移力 Ta、Tb,構(gòu)成圖示力三角形. 當(dāng)Tb轉(zhuǎn)過0 ,其方向與 工垂直.由圖可知 F1 = F3>F2. 答案：A 4 .如圖所示，在一內(nèi)壁光滑的半圓球殼內(nèi)有兩個可視為質(zhì)點的小球用 一勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接著，已知球殼固定且內(nèi)半徑為 R,兩 小球質(zhì)量均為 m兩小球與彈簧靜止時處在同一水平線上，小球與球 殼球心連線與水平方向成 0角，彈簧形變在彈性限度范圍內(nèi)，則彈簧的原長為 （ ） b.3 A -m

5、g. ktan 0 + 2RCos mg D.2ktan 0 + 2Rbos 8 解析：以小球為研究對象，小球受三個力：重力、彈力和球殼的 支持力如右圖所示，由平衡條件 tan 0=m! x=, t mg.,彈簧 kx ktan 0 原長 mg 右 X0= - -+ 2RCos 0 , C正確. ktan 0 答案：C 5.如圖所示，在一根粗糙的水平直桿上，套有兩個質(zhì)量均為 m的鐵環(huán), 兩鐵環(huán)上系著兩根等長細線，共同拴住質(zhì)量為 M的小球，兩鐵環(huán) 與小球都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)想辦法使得兩鐵環(huán)間距離增大稍許而同時 仍能保持系統(tǒng)平衡，則水平直桿對鐵環(huán)的支持

6、力 Fn和摩擦力Ff的可能變化是（ ） A. Fn不變 B . Fn增大 C. Ff減小 D . Ff不變 解析：分析本題可以先用整體法，把小球和兩個鐵環(huán)看做一個整體，且該整體受到豎 直向下的重力和桿對它們豎直向上的支持力作用，由題意整體平衡知該整體在豎直方 向上受力必然平衡，即受到豎直向下的重力為 （2 mg^ Mg,與豎直向上的支持力大小相 等，所以選項 B錯誤、選項 A正確.再用隔離法，分析小球平衡得到細線中的拉力隨 兩鐵環(huán)間距離變大而增大，所以當(dāng)對其中一個鐵環(huán)受力分析可以得到細線沿水平方向 的分力F在逐漸變大，則鐵環(huán)水平方向受到的摩擦力必與 F大小相等，所以摩擦力在

7、變大，選項C錯誤、選項D錯誤.綜上所述，本題的正確答案應(yīng)該為 A. 答案：A 6.如圖所示，傳送機的皮帶與水平方向的夾角為 物體放在皮帶傳送機上，隨皮帶一起向下以加速度 a(a>gsin a)做 勻加速直線運動，則（ ） A.小物體受到的支持力與靜摩擦力的合力等于 mg B.小物體受到的靜摩擦力的方向一定沿皮帶向下，大小是 ma C.小物塊受到的靜摩擦力的大小可能等于 mg,in ” D.小物塊受到的重力和靜摩擦力的合力的方向一定沿皮帶方向向下 解析：對物塊： mgsin a + Ff= ms Fn= mccos a ② 由①知FfVmq故B錯；若a=2gs

8、in a ,則Ff= mgsin a ,可見C對.由①②得支持 力與靜摩擦力的合力為： F= mg^Jcos2 a + ^―sin a 2,由于 a值不確定，故 A錯. 答案：C 7 .如圖1所示，斜面體 M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上. 看 彈簧的一端固定在墻面上，另一端與放在斜面上的物塊 m相連，彈 用唯威 簧的軸線與斜面平行. 若物塊在斜面上做簡諧運動， 斜面體保持靜止， 則地面對斜面體的摩擦力 R與時間t的關(guān)系圖象是圖2中的（ ） 圖i 圖2 解析：由于斜面光滑，盡管物塊在斜面上做簡諧運動，但由于物塊對斜面的摩擦力為 零，對斜面的正壓力始終等于重力沿垂直斜

9、面方向的分力，因此地面對斜面體的摩擦 力始終是一個恒力， C正確. 答案：C 8 . （2012年蕪湖模擬）如圖所示，傾角為 a的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足夠長 的輕質(zhì)綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側(cè)，綢帶與斜面間無摩擦. ‘以瑞帶 現(xiàn)將質(zhì)量分別為m mM>m的小物塊同時輕放在斜面兩側(cè)的綢帶上. 兩物塊與綢帶間的動摩擦因數(shù)相等，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大 小相等.在“角取不同值的情況下，下列說法正確的有 （ ） A.兩物塊所受摩擦力的大小不相等 B.兩物塊不可能同時相對綢帶靜止 C. M不可能相對綢帶發(fā)生滑動 D. m不可能相對斜面向上滑動 解析：綢帶與

10、斜面間無摩擦，且為輕質(zhì)綢帶，因此綢帶無論運動與否， mm故M的Ffm大于 m的Ffm,當(dāng)a增大時，mgsin m相對綢帶滑動，此時綢帶兩端的摩擦力仍大小相等，故沒有達到 綢帶仍相對靜止，C正確、D錯誤. 答案：C 9. 在機場貨物托運外，常用傳送帶運送行李和貨物，如圖所示， 靠在一起的兩個質(zhì)地相同，質(zhì)量和大小均不同的包裝箱隨傳 送帶一起上行，下列說法正確的是 （ ） A.勻速

11、上行時b受三個力作用 “增大到m的Ffm時, M的Ffm,故M與 B.勻加速上行時 b受四個力作用 D.若上行過程傳送帶因故突然停止后, b受的摩擦力一定比原來大 C.若上行過程傳送帶因故突然停止時， b受四個力作用 解析：由于兩包裝箱的質(zhì)地相同，則動摩擦因數(shù)相同.無論兩包裝箱勻速、勻加速運 動，a、b之間均無相對運動趨勢，故無相互作用力，包裝箱 b只受三個力的作用， A 正確，B錯誤；當(dāng)傳送帶因故突然停止時，兩包裝箱加速度仍然相同，故兩者之間仍無 相互作用力，C錯誤；傳送帶因故突然停止時， 包裝箱受到的摩擦力與停止前無法比較， 所以D錯誤. 答案：A 10. （2

12、012年六安模擬）如圖所示，兩根直木棍 AB和CD相互平行, 斜靠在豎直墻壁上固定不動，水泥圓筒從木棍的上部勻速 滑下.若保持兩木棍傾角不變，將兩木棍間的距離減小后固定 不動，仍將水泥圓筒放在兩木棍上部，則 （ ） A.每根木棍對圓筒的支持力變大，摩擦力變大 B.每根木棍對圓筒的支持力變小，摩擦力變大 C.圓筒仍能勻速滑下 D.圓筒將勻加速滑下 解析：保持兩木棍傾角不變，兩木棍間距減小時，每根木棍對圓筒支持力的角度變小， 則支持力變小，摩擦力變小，而圓筒沿斜面下滑的分力不變， 故圓筒將勻加速滑下， D 正確. 答案：D 二、非選擇題（本題共6小題，共50分，解答時應(yīng)寫出必要的文

13、字說明、方程式和演算步 驟，有數(shù)值計算白^要注明單位 ） 11. （5分）在“探究求合力的方法”的實驗中，需要將橡皮條的一 固定點 端 固定在水平木板上，另一端系上兩根細繩，細繩的另一端都有 一橡皮條 繩套（如圖）.實驗中需用兩個彈簧測力計分別勾住繩套，并互 蠢上： / 節(jié)總I 成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置 O J （1）某同學(xué)在做該實驗時認為： ,套 A.拉橡皮條的繩細一些且長一些，實驗效果較好 B.拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行 C.橡皮條彈性要好，拉結(jié)點到達某一位置 O時，拉力要適當(dāng)大些 D.拉力F1和F2的夾角

14、越大越好 其中不正確的是（填入相應(yīng)的字母）. （2）若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為 4 N ,且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直，則 （選填“能”或“不能”）用一個量程為 5 N的彈簧測力計測量出它們的合 力，理由是. 解析：（1）拉力Fi和E的夾角越大，而合力小，作圖時相對誤差太大， 正確的選項為 A、 B C. （2）若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為 4 N,且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直，則其合 力為4/N > 5 N ,故不能用一個量程為 5N的彈簧測力計測量出它們的合力. 答案：（1）D （2）不能 量程太小 12. （5分）某同學(xué)在做“研究彈簧的形變與外力的關(guān)系”實驗時,

15、 將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂；然后在其下部施加外 0 10 20 30 40 Ucm 力F,測出彈簧的總長度 L,改變外力F的大小，測出幾組 數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖所示.（實 驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的 ）由圖可知該彈簧的自然長度為 cm;該彈 簧的勁度系數(shù)為 N/m. 解析：當(dāng)外力F=。時，彈簧的長度即原長， L0=10 cm,圖線的斜率就是彈簧的勁度系 數(shù)，即 k=1300 1(0I。2 N/m = 50 N/m. 答案：10 50 13. （9分）如圖所示，質(zhì)量為 6 kg 木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為 37。角的斜向下的推力推木塊，

16、 的木塊靜止在水平桌面上， 科=0.5 ,現(xiàn)用與水平方向 木塊勻速前進，求該推力的大小.（g=10 m/s2, sin 37 =0.6 , cos 37 = 0.8) 解析：木塊的受力如圖所示，將 F分解，由于木塊處于平衡狀態(tài). 所以 F=cos 37。Tn 37 貝U Fcos 37 —科 Fn= 0① Fn— G- Fsin 3 7 = 0② 解①②得： Fcos 37 — ( G+ Fsin 37 0.5 X6X 10 0.8 —0.5 X0.6 N = 60 N. 即推力的大小為 60 N. 答案：60 N 14. （

17、9分）電梯修理員或牽引專家常常需要監(jiān)測金屬繩中的張力， 但不能到繩的自由端去直 接測量.某公司制造出一種能測量繩中張力的儀器，工作原理如圖所示，將相距為 L 的兩根固定支柱 A、B（圖中小圓圈表示支柱的橫截面 ）垂直于金屬繩水平放置， 在AB的 中點用一可動支柱 C向上推動金屬繩，使繩在垂直于 AB的方向豎直向上發(fā)生一個偏移 量d（d? L）,這時儀器測得繩對支柱 C豎直向下的作用力為 F. （1）試用L、d、F表示這時繩中的張力 Ft. （2）如果偏移量d=10 mm,作用力 F= 400 N, L=250 mm,計算繩中張力的大小. 解析：（1）設(shè)C點兩邊繩的張力為 F

18、t1和Ft2, AB與BC的夾角為0 ,如圖所示. 依對稱 f陰I： FT1=FT2=FT, 由力的合成有：F= 2FTsin 0 , ……，、，一， 2d 根據(jù)幾何關(guān)系有：tan 0 =—, 聯(lián)立解得: 「 皿 FL 因d? L，故Ft=元. 解析：設(shè)懸點A B處對繩的拉力為 Fi,取繩M和m為一整體, 由平衡條件得: 2F1COS a (2)將 d=10 mm F= 400 N、L=250 mm代入 Ft= FL, 4d 解得：Ft= 2.5X10 3N. 答案：⑴F-FL （2）繩中的張力為23X 103 N. 15. （10分）（2012

19、年阜陽模擬）如圖所示，一根勻質(zhì)繩質(zhì)量為 M 其兩端固定在天花板上的 A、B兩點，在繩的中點懸掛一重物, 質(zhì)量為m,懸掛重物的繩 PQ質(zhì)量不計.設(shè) “、3分別為繩 子端點和中點處繩子的切線方向與豎直方向的夾角，試求 tan a tan-T的大小. = (M+ m)g 設(shè)繩在P點的張力大小為 F2,對P點由平衡條件得: 2F2cos 3 = mg 再以AP段繩為研究對象，由水平方向合力為零可得: Rsin a = Fzsin 3 由以上三式聯(lián)立可得: tan a m tan 3 M+ m 16. （12分）如圖所示，傾角 & =60的斜面上，放一質(zhì)量為 1

20、kg的物 體, 用k=100 N/m的輕質(zhì)彈簧平行于斜面拉著，物體放在 PQ之間任 何位置都能處于靜止?fàn)顟B(tài)， 而超過這一范圍，物體就會沿斜面滑動. 若AP= 22 cm, AQ= 8 cm,試求物體與斜面間的最大靜摩擦力的大小. (取 g= 10 m/s2) 解析：P、Q兩點應(yīng)是靜摩擦力最大的兩個臨界位置，在 P點彈簧處于伸長狀態(tài)，受力 分析如圖（1）所示. Em= F1 — mgsin a ① ⑴ 在Q點彈簧處于壓縮狀態(tài)，受力分析如圖 （2）所示. Ffm= F2 + mgsin a ② 設(shè)彈簧的原長為X,有 F= k(0.22 — x)③ E= k(x- 0.08)④ 聯(lián)立①②③④得 2Ffm=Fi+F2=k(0.22 - 0.08) 1 所以 Ffm=-X1OOXO.14N = 7 N. 答案：7N 9