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2022年高三二輪復習物理專題通關 課時鞏固過關練（二） 力與直線運動1.2 Word版含答案
一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分。第1～5題只有一項符合題目要求,第6～8題有多項符合題目要求)
1.如圖所示的四角支架經(jīng)常使用在架設高壓線路、通信的基站塔臺等領域?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的四角支架置于水平地面上,其四根鐵質(zhì)支架等長,與豎直方向均成θ角,重力加速度為g,則每根支架對地面的作用力大小為( )
A. B. C.mgtanθ
2、 D.mg
【解析】選B。設每根支架對地面的作用力大小為F,根據(jù)牛頓第三定律以及力的合成與分解知識可得4Fcosθ=mg,解得F=,選項B正確。
2.粗細均勻的電線架在A、B兩根電線桿之間。由于熱脹冷縮,電線在夏、冬兩季呈現(xiàn)如圖所示的兩種形狀,若電線桿始終處于豎直狀態(tài),下列說法中正確的是( )
A.冬季,電線對電線桿的拉力較大
B.夏季,電線對電線桿的拉力較大
C.夏季與冬季,電線對電線桿的拉力一樣大
D.夏季,桿對地面的壓力較大
【解析】選A。電線受到自身重力和兩端電線桿的拉力作用,如圖所示,根據(jù)對稱性,兩端拉力F大小相等,根據(jù)平衡條件,兩個拉力F的合力豎直向上,大小等
3、于重力,設拉力與豎直方向夾角為θ,則有2Fcosθ=mg,拉力F=,夏天電線拉長,θ小,拉力F小,根據(jù)相互作用,夏天電線對電線桿的拉力較小,冬季拉力較大,選項A對,B、C錯;把電線和電線桿看作一個整體,無論冬夏,它們的重力不變,所以地面支持力不變,桿對地面壓力不變,選項D錯。
【加固訓練】如圖所示,將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑的半球形容器底部O′處(O為球心),彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球相連,小球靜止于P點。已知容器半徑為R,與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,OP與水平方向的夾角θ=30°。下列說法正確的是( )
A.容器相對于水平面有向左運動的趨勢
B.容器對小球的作用力
4、豎直向上
C.輕彈簧對小球的作用力大小為mg
D.彈簧原長為R+
【解析】選D。容器和小球組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),受力如圖甲所示,容器相對于水平面沒有向左運動的趨勢, A錯;小球受力如圖乙所示,容器對小球的作用力是支持力,指向球心O,B錯;由θ=30°得,小球受到容器的支持力和彈簧對小球的彈力大小均為mg,C錯;題圖中彈簧長度為R,壓縮量為,故原長為R+,D正確。
3.(xx·海南高考)如圖,一不可伸長的光滑輕繩,其左端固定于O點,右端跨過位于O′點的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體;OO′段水平,長度為L;繩上套一可沿繩滑動的輕環(huán)。現(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼,平衡后,物體上升L。則鉤碼的
5、質(zhì)量為( )
A.M B.M C.M D.M
【解題指南】解答此題可按以下思路進行：
(1)由題意明確懸掛鉤碼平衡后繩的幾何狀態(tài)。
(2)根據(jù)力的平衡知識和平行四邊形定則求解。
【解析】選D。平衡后,物體上升L,說明環(huán)下移后,將繩子拉過來的長度為L,取環(huán)重新平衡的位置為A點,則OA=O′A=L,幾何位置如圖,由幾何知識易知mg=Mg,選項D正確。
4.(xx·開封一模)質(zhì)量為m的導體棒ab置于光滑圓弧形金屬導軌上,導軌下端接有電源,如圖所示。磁場方向為下列哪一種情況時導體棒可以靜止在導軌上
( )
A.沿ab方向 B.沿ba方向
C.豎直
6、向下 D.豎直向上
【解析】選C。導體棒受重力G、支持力F和安培力FB作用,重力G與支持力F的合力為F合,由于導體棒靜止,處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知,安培力FB與合力等大反向,安培力水平向里,由圖示可知,ab棒中電流由a向b,由左手定則可知,磁場豎直向下,選項C正確。
5.如圖所示,斜劈A靜止放置在水平地面上,木樁B固定在水平地面上,彈簧K把物體與木樁相連,彈簧與斜面平行。質(zhì)量為m的物體和人在彈簧K的作用下沿斜劈表面向下運動,此時斜劈受到地面的摩擦力方向向左。則下列說法正確的是
( )
A.若剪斷彈簧,物體和人的加速度方向一定沿斜面向下
B.若剪斷彈簧,物體和人仍
7、向下運動,A受到的摩擦力方向可能向右
C.若人從物體m離開,物體m仍向下運動,A受到的摩擦力可能向右
D.若剪斷彈簧同時人從物體m離開,物體m向下運動,A可能不再受到地面摩擦力
【解析】選A。斜劈受到地面的摩擦力方向向左,對斜劈受
力分析如圖,正交分解,水平方向：f地+fcosθ=Nsinθ即：
Nsinθ>fcosθ,f=μN,二式結(jié)合,μcosθμMgcosθ,所以A正確;若剪斷彈簧,A的受力沒有變化,所以仍向左;A受到的摩擦力的方向取決于μ,與上面物體質(zhì)量無關,剪斷彈簧同時人從物體m離開,A還受地面摩擦力。
【加固訓練】(xx
8、·新課標全國卷Ⅰ)如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))。與穩(wěn)定在豎直位置時相比,小球的高度( )
A.一定升高
B.一定降低
C.保持不變
D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定
【解析】選A。本題考查了牛頓第二定律與受力分析。設橡皮筋原長為l0,靜止時kx1=mg,小球距離懸點高度l0+x1=l0+,加速時,設橡皮筋與水平方向夾角為θ,此時kx2sinθ=mg,小球距離懸點高度(l0+x2)sinθ=l0sinθ+,因此小球高度升
9、高了。
6.如圖所示,水平地面上有楔形物體b,b的斜面上有一小物塊a,a與b之間、b與地面之間均存在摩擦。已知a恰好可沿斜面勻速下滑,此時若對a施加如圖所示的作用力,a仍沿斜面下滑,則下列說法正確的是( )
A.在a上施加豎直向下的力F1,則地面對b無摩擦力
B.在a上施加沿斜面向下的力F2,則地面對b的摩擦力水平向左
C.在a上施加一個水平向左的力F3,則地面對b的摩擦力水平向右
D.無論在a上施加什么方向的力,地面對b均無摩擦力
【解析】選A、D。沒有施加作用力時,物塊a沿斜面勻速下滑,物塊a所受支持力N和滑動摩擦力μN的合力與重力等大反向,即tanθ==μ,反過來斜面受
10、力為壓力和沿斜面向下的摩擦力,合力豎直向下,所以斜面和地面之間沒有摩擦力。無論對a施加什么力,使得支持力變大或者變小,那么摩擦力都會等比例地變大或變小,二者合力與支持力的夾角正切值依然等于μ,即合力仍然豎直向上。斜面受到a的作用力依然豎直向下,斜面沒有運動趨勢,地面也不會產(chǎn)生摩擦力,A、D對,B、C錯。
7.(xx·煙臺二模)如圖所示,斜面上放有兩個完全相同的物體a、b,兩物體間用一根細線連接,在細線的中點加一與斜面垂直的拉力F,使兩物體均處于靜止狀態(tài)。則下列說法正確的是( )
A.a、b兩物體的受力個數(shù)一定相同
B.a、b兩物體對斜面的壓力相同
C.a、b兩物體受到的摩擦力大小
11、一定相等
D.當逐漸增大拉力F時,物體a先開始滑動
【解析】選B、D。對a、b進行受力分析,b物體處于靜止狀態(tài),當繩子拉力沿斜面向上的分量與重力沿斜面向下的分量相等時,摩擦力為零,所以b可能只受3個力作用,而a物體必定受到摩擦力作用,肯定受4個力作用,故A錯誤;a、b兩個物體,垂直于斜面方向受力都平衡,則有：N+Tsinθ=mgcosα,解得：
N=mgcosα-Tsinθ,則a、b兩物體對斜面的壓力相同,故B正確;根據(jù)A項的分析可知,b的摩擦力可以為零,而a的摩擦力一定不為零,故C錯誤;對a沿斜面方向有：Tcosθ+mgsinα=fa,對b沿斜面方向有：Tcosθ-mgsinα=fb,
12、正壓力相等,所以最大靜摩擦力相等,則a先達到最大靜摩擦力,先滑動,故D正確。
8.如圖甲,筆記本電腦散熱底座一般置有四個卡位用來調(diào)節(jié)角度。某同學將電腦放在散熱底座上,為了獲得更好的舒適度,由原卡位1緩緩調(diào)至卡位4(如圖乙),筆記本電腦始終處于靜止狀態(tài),則( )
A.電腦受到的摩擦力變小
B.電腦對散熱底座的壓力變小
C.散熱底座對電腦的作用力大小之和等于其重力
D.散熱底座對電腦的作用力的合力不變
【解析】選A、D。由原卡位1緩緩調(diào)至卡位4,傾斜角變小,重力的下滑分力減小,垂直斜面的重力分量增加,根據(jù)電腦受力平衡得A對,B錯;散熱底座對電腦的作用力的矢量和等于其重力,C錯
13、,D對。
二、計算題(本大題共2小題,共36分。需寫出規(guī)范的解題步驟)
9.(18分)如圖所示,一質(zhì)量為M=2kg的鐵塊套在傾斜放置的桿上,桿與水平方向的夾角θ=60°,一輕繩一端連在鐵塊上,一端連在一質(zhì)量為m=1kg的小球上,一水平力F作用在小球上,連接鐵塊與球的輕繩與桿垂直,鐵塊和球都處于靜止狀態(tài)。(g取10m/s2)求：
(1)拉力F的大小。
(2)桿對鐵塊的摩擦力的大小。
【解析】(1)對B球受力分析如圖。
根據(jù)力的平衡F=mgtanθ (6分)
解得F=10N (3分)
(2)由于繩對鐵塊的拉力垂直于桿,且
14、鐵塊處于靜止狀態(tài),因此鐵塊受到的摩擦力等于鐵塊的重力沿斜面向下的分力,
即Ff=Mgsinθ (6分)
Ff=10N (3分)
答案：(1)10N (2)10N
【總結(jié)提升】共點力平衡問題的一般解題步驟
(1)選取研究對象：根據(jù)題目要求,選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng),也可以是結(jié)點)作為研究對象。
(2)畫受力示意圖：對研究對象進行受力分析,畫出受力示意圖。
(3)正交分解：選取合適的方向建立直角坐標系,將所受各力正交分解。
(4)列方程求解：根據(jù)平衡條件列出平衡方程,解平衡方程,對結(jié)果進行討論。
10.(18分)
15、如圖所示,木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變,當θ=30°時,可視為質(zhì)點的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑。若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上運動,隨著θ的改變,小木塊沿木板向上滑行的距離x將發(fā)生變化,重力加速度為g。
(1)求小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)。
(2)當θ為何值時,小木塊沿木板向上滑行的距離最小,并求出此最小值。
【解析】(1)當θ=30°時,木塊處于平衡狀態(tài),對木塊受力分析：
mgsinθ=μFN ①(2分)
FN-mgcosθ=0 ②(2分)
解得：μ=tanθ=tan30°= ③(2分)
(2)當θ變化時,設沿斜面向上為正方向,木塊的加速度為a,則：
-mgsinθ-μmgcosθ=ma ④(3分)
木塊的位移x為：
0-=2ax ⑤(2分)
則x= (2分)
令tanα=μ,則當α+θ=90°時x最小,
即θ=60° ⑥(2分)
x最小值為xmin== (3分)
答案：(1) (2)60°
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2022年高三二輪復習物理專題通關 課時鞏固過關練（二） 力與直線運動1.2 Word版含答案
