《高考物理二輪課時作業(yè)：專題一 1 力與物體的平衡 Word版含解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪課時作業(yè)：專題一 1 力與物體的平衡 Word版含解析（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題一 第1講 [A級－對點練] [題組一]　物體的靜態(tài)平衡 1．(2019·江蘇單科，2)如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對氣球的作用力水平向右．細(xì)繩與豎直方向的夾角為α，繩的拉力為T，則風(fēng)對氣球作用力的大小為(　　) A.　　　B.　　　C．Tsin α　　　D．Tcos α 解析：C　[本題考查力的分解內(nèi)容，有利于培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力，體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中的模型建構(gòu)要素．如圖所示，氣球處于平衡狀態(tài)，在水平方向上風(fēng)力與拉力T的水平分力平衡，F(xiàn)風(fēng)＝Tsin α，故選項C正確．] 2．(2018·天津理綜，7)(多選)明朝謝肇淛的《五雜組

2、》中記載：“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè)，議欲正之，非萬緡不可．一游僧見之曰：無煩也，我能正之．”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去，經(jīng)月余扶正了塔身．假設(shè)所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為θ，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN，則(　　) A．若F一定，θ大時FN大 B．若F一定，θ小時FN大 C．若θ一定，F(xiàn)大時FN大 D．若θ一定，F(xiàn)小時FN大 解析：BC　[本題考查力的分解．如圖所示，把力F分解在垂直于木楔兩側(cè)的方向上，根據(jù)力的作用效果可知，F(xiàn)1＝F2＝FN＝，由此式可見，B、C項正確，A、D項錯．] 3．用圖示簡易裝置可以測定水平風(fēng)速，在水平

3、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(xì)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v0＝3 m/s時，測得球平衡時細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°，則(　　) A．風(fēng)速v＝4.5 m/s時，細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝45° B．若風(fēng)速增大到某一值時，細(xì)線與豎直方向的夾角θ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θ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θ增大 解析：C　[對小球受力分析，如圖，由平衡條件可得風(fēng)力大小F＝mgtan θ，而由題意知F

4、∝Sv，又S＝πR2，則F＝kπR2v(k為常數(shù))，則有mgtan θ＝kπR2v，由此可知，當(dāng)風(fēng)速由3 m/s增大到4.5 m/s時，＝，可得tan θ＝，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(xì)線與豎直方向的夾角θ不可能等于90°，B錯誤．由mgtan θ＝kπR2v可知，當(dāng)v、m不變，R增大時，θ角增大；當(dāng)v、R不變，而m增大時，θ角減?。瓹正確，D錯誤．] 4．如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一圓心為O、半徑為R的光滑圓環(huán)，原長為R的輕彈簧上端固定在圓環(huán)的最高點A，下端系有一個套在環(huán)上且重力為G的小球P(可視為質(zhì)點)．若小球靜止時，O、P兩點的連線恰好水平，且彈簧

5、的形變未超出其彈性限度，則彈簧的勁度系數(shù)為(　　) A. B. C. D. 解析：C　[對小球受力分析，如圖所示，由幾何知識可知θ＝45°，則F＝G，彈簧的伸長量Δx＝(－1)R，則k＝＝，C項正確．] [題組二]　物體的動態(tài)平衡 5．一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈固定于豎直桿AO上，B端掛一重物，并系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過桿頂A處光滑小滑輪，用力F拉住，如圖所示．現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減小，則在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是(　　) A．FN先減小，后增大 B．FN始終不變 C．F先減小，后增大 D．F始終不變 解

6、析：B　[取BO桿的B端為研究對象，受到繩子拉力F1(大小等于F)、BO桿的支持力F′N和懸掛重物的繩子的拉力F2(大小等于G)的作用，將F′N與F2合成，其合力與F1等值反向，如圖所示，得到一個力三角形與幾何三角形OBA相似．設(shè)AO長為H，BO長為L，AB段繩長為l，則由對應(yīng)邊成比例可得＝＝，又F2＝G，F(xiàn)1＝F，則有＝＝，式中G、H、L均不變，l逐漸變小，所以可知F′N不變，F(xiàn)逐漸變小．由牛頓第三定律知桿BO所受壓力FN不變．] 6.(2019·江西紅色七校二模，19)(多選)一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OA懸掛于O點，站在地面上的人用輕繩跨過滑輪拉住沙漏斗，在沙子緩慢漏出的過程中，人握住輕

7、繩保持不動，則在這一過程中(　　) A．細(xì)繩OA的張力保持不變 B．細(xì)繩OA的張力逐漸增大 C．人對地面的壓力逐漸增大 D．人對地面的摩擦力逐漸減小 解析：CD　[輕滑輪的重力不計，受三個拉力而平衡，三個拉力的方向均不變，故細(xì)繩OA與豎直方向夾角不變，隨著沙子緩慢漏出，拴沙漏斗的繩子的拉力F不斷減小，所以O(shè)A繩的張力不斷減小，故A、B錯誤；對人受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件有f＝Fsin θ，N＝mg－Fcos θ，由于F減小，故支持力增加，摩擦力減小，根據(jù)牛頓第三定律，人對地面的壓力增加、摩擦力減小，故C、D正確．] 7．(2019·安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考，20)(多選)如

8、圖，傾角為30°的斜面體放置于粗糙水平面上，物塊A通過跨過光滑定滑輪的柔軟輕繩與小球B連接，O點為輕繩與定滑輪的接觸點．初始時，小球B在水平向右的拉力F作用下使輕繩OB段與水平拉力F的夾角θ＝120°，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將小球向右上方緩慢拉起，并保持夾角θ不變．從初始到輕繩OB段水平的過程中，斜面體與物塊A均保持靜止不動，則在此過程中(　　) A．拉力F逐漸增大 B．輕繩上的張力先增大后減小 C．地面對斜面體的支持力逐漸增大 D．地面對斜面體的摩擦力先增大后減小 解析：AD　[小球B受重力G、輕繩OB的拉力FT和拉力F，由題意可知，三個力的合力始終為零，力的矢量三角形如圖所

9、示，在FT轉(zhuǎn)至水平的過程中，輕繩OB的拉力FT逐漸減小，拉力F逐漸增大，故選項A正確，選項B錯誤；整體(含斜面體、物塊A和小球B)受到向下的重力、向上的支持力、向左的摩擦力和拉力四個力的作用，根據(jù)小球的受力分析可知，拉力F的豎直分力逐漸增大，水平分力先增大后減小，所以支持力逐漸減小，摩擦力先增大后減小，故選項C錯誤，選項D正確．] [題組三]　平衡中的極值問題 8.如圖所示，兩個小球a、b質(zhì)量均為m，用細(xì)線相連并懸掛于O點，現(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?fàn)顟B(tài)，且Oa與豎直方向夾角為θ＝45°，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則彈簧形變量不可能是(　　) A.

10、B. C. D. 解析：B　[對a球進(jìn)行受力分析，利用圖解法可判斷：當(dāng)彈簧上的拉力F與細(xì)線上的拉力垂直時，拉力F最小，為2mgsin θ＝mg.再根據(jù)胡克定律得最小形變量Δx＝，則形變量小于是不可能的，由圖可知在條件允許的情況下，拉力可以一直增大．則可知B項不可能．] [題組四]　電磁場中的平衡問題 9．(多選)A、C是兩個帶電小球，質(zhì)量分別是mA、mC，電荷量大小分別是QA、QC，用兩條等長絕緣細(xì)線懸掛在同一點O，兩球靜止時如圖所示，此時細(xì)線對兩球的拉力分別為FTA、FTC，兩球連線AC與O所在豎直線的交點為B，且AB＜BC，下列說法正確的是(　　) A．QA＞QC B

11、．mA∶mC＝FTA∶FTC C．FTA＝FTC D．mA∶mC＝BC∶AB 解析：BD　[設(shè)兩個小球之間的庫侖力為F，利用相似三角形知識可得，A球所受三個力F、FTA、mAg構(gòu)成的三角形與三角形OBA相似，＝＝；C球所受三個力F、FTC、mCg構(gòu)成的三角形與三角形OBC相似，＝＝；因OA＝OC，所以mA∶mC＝FTA∶FTC；mA∶mC＝BC∶AB，則選項B、D正確，C錯誤；因兩球之間的作用力是相互作用力，則無法判斷兩球帶電荷量的多少，選項A錯誤．] 10．如圖所示，A、B、C三根平行通電直導(dǎo)線質(zhì)量均為m，通入的電流大小相等，其中C中的電流方向與A、B中的電流方向相反，A、B放置在粗

12、糙的水平面上，C靜止在空中，三根導(dǎo)線的截面處于一個等邊三角形的三個頂點，且三根導(dǎo)線均保持靜止，重力加速度為g，則A導(dǎo)線受到B導(dǎo)線的作用力大小和方向為(　　) A.mg，方向由A指向B B.mg，方向由B指向A C.mg，方向由A指向B D.mg，方向由B指向A 解析：A　[三根導(dǎo)線的截面處于一個等邊三角形的三個頂點，通入的電流大小相等，則FBC＝FAC＝FAB，又反向電流相互排斥，對電流C受力分析如圖： 由平衡條件可得：2FACcos 30°＝mg，解得：FAC＝mg，則FAB＝mg 同向電流相互吸引，A導(dǎo)線受到B導(dǎo)線的作用力方向由A指向B.] [B級－綜合練] 11

13、.(多選)如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平地面上，小物體B置于斜面體C上，通過細(xì)繩跨過光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體A相連接，連接物體B的一段細(xì)繩與斜面平行，已知A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，定滑輪通過細(xì)桿固定在天花板上，則下列說法中正確的是(　　) A．物體B可能不受靜摩擦力作用 B．斜面體C與地面之間可能不存在靜摩擦力作用 C．細(xì)桿對定滑輪的作用力沿桿豎直向上 D．將細(xì)繩剪斷，若物體B仍靜止在斜面體C上，則此時斜面體C與地面之間一定不存在靜摩擦力作用 解析：AD　[對物體B進(jìn)行受力分析，由共點力的平衡條件可得，如果mAg＝mBgsin θ，則物體B一定不受靜摩擦力作用，反之，則一定會

14、受到斜面體C對其作用的靜摩擦力，選項A正確；將物體B和斜面體C看成一個整體，則該整體受到一個大小為mAg、方向沿斜面向上的細(xì)繩的拉力，該拉力在水平向左方向上的分量為mAgcos θ，故地面一定會給斜面體一個方向水平向右、大小為mAgcos θ的靜摩擦力，選項B錯誤；由于連接物體A和物體B的細(xì)繩對定滑輪的合力方向不是豎直向下，故細(xì)桿對定滑輪的作用力方向不是豎直向上，選項C錯誤；若將細(xì)繩剪斷，將物體B和斜面體C看成一個整體，則該整體受豎直向下的重力和地面對其豎直向上的支持力，故斜面體C與地面之間一定不存在靜摩擦力作用，選項D正確．] 12．(多選)如圖所示，在豎直平面內(nèi)，一輕質(zhì)絕緣彈簧上端固定在

15、P點，下端與帶電小圓環(huán)連接，帶電小圓環(huán)套在半徑為R的光滑絕緣大圓環(huán)上，大圓環(huán)的圓心O點固定一個帶電小球，帶電小圓環(huán)與帶電小球均可看做點電荷，它們的電性相同且電荷量大小均為q，P點在O點的正上方，當(dāng)把帶電小圓環(huán)放在大圓環(huán)A、B位置時，帶電小圓環(huán)均能保持平衡，且B點與O點在同一水平線上，帶電小圓環(huán)在B位置平衡時，大圓環(huán)與帶電小圓環(huán)之間剛好無相互作用力，已知∠APO＝∠AOP＝30°，靜電力常量為k，則下列說法正確的是(　　) A．帶電小圓環(huán)在A位置時彈簧一定處于壓縮狀態(tài) B．帶電小圓環(huán)在A位置平衡時，大圓環(huán)與帶電小圓環(huán)之間無彈力 C．帶電小圓環(huán)的重力為k D．彈簧的勁度系數(shù)為k 解析

16、：BD　[在B位置，對帶電小圓環(huán)受力分析可知：G＝k×tan 60°＝k，選項C錯誤；小圓環(huán)在A位置時，若彈簧給帶電小圓環(huán)斜向下的彈力，不論有沒有大圓環(huán)的彈力，帶電小圓環(huán)都不可能平衡，故彈簧一定處于拉伸狀態(tài)，選項A錯誤；帶電小圓環(huán)在A位置平衡時，對帶電小圓環(huán)受力分析，假設(shè)兩圓環(huán)之間的相互作用力為F，由平衡知識：FAPsin 30°＝sin 30°，F(xiàn)APcos 30°＋cos 30°＝G，解得F＝0，即兩圓環(huán)之間無彈力，選項B正確；由平衡條件可知，A、B兩位置的彈簧彈力分別為：FA＝k，F(xiàn)B＝＝，彈簧形變量為Δx＝R，由胡克定律得彈簧的勁度系數(shù)為k′＝＝＝，選項D正確．] 13.(2019·

17、山西省長治、運城、大同、朔州、陽泉五地市聯(lián)考)如圖所示，光滑的圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，圓心為O，三個完全相同的小圓環(huán)a、b、c穿在大環(huán)上，小環(huán)c上穿過一根輕質(zhì)細(xì)繩，繩子的兩端分別固定著小環(huán)a、b，通過不斷調(diào)整三個小環(huán)的位置，最終三個小環(huán)恰好處于平衡位置，平衡時a、b的距離等于繩子長度的一半．已知小環(huán)的質(zhì)量為m，重力加速度為g，輕繩與c的摩擦不計．則(　　) A．a(chǎn)與大環(huán)間的彈力大小為mg B．繩子的拉力大小為mg C．c受到繩子的拉力大小為3mg D．c與大環(huán)間的彈力大小為3mg 解析：C　[三個小圓環(huán)能靜止在光滑的圓環(huán)上，由幾何知識知：a、b、c恰好能組成一個等邊三角形，對a受力

18、分析如圖所示： 在水平方向上：FTsin 30°＝FNsin 60° 在豎直方向上：FTcos 30°＝mg＋FNcos 60° 解得：FN＝mg；FT＝mg，故A、B錯誤； c受到繩子拉力的大小為：2FTcos 30°＝3mg，故C正確；以c為研究對象，受力分析得： 在豎直方向上：FN1＝mg＋2FT′cos 30° 又FT′＝FT 解得：FN1＝mg＋2mg×＝4mg，故D錯誤．] 14．(多選)兩輕桿通過鉸鏈相連構(gòu)成一個三角形框架，AB、BC、CA三邊長度分別為30 cm、20 cm和40 cm，在A點用一細(xì)線懸掛質(zhì)量為m＝1 kg的物塊，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，取重力

19、加速度g＝10 m/s2，則(　　) A．AB桿對A點有沿桿從B點指向A點的彈力 B．CA桿作用于A點的彈力不一定沿CA桿方向 C．CA桿產(chǎn)生的彈力大小為20 N D．若改為懸掛質(zhì)量為0.5 kg的物塊，則AB桿上的彈力也會變?yōu)樵瓉淼囊话? 解析：CD　[由于AB、CA是輕桿，且通過鉸鏈連接，分析受力情況可知，AB桿對A點有沿桿從A點指向B點的拉力，CA桿作用于A點的彈力一定沿CA桿方向，選項A、B錯誤；分析A點的受力情況，由相似三角形關(guān)系可知，＝，解得CA桿產(chǎn)生的彈力大小為FCA＝2mg＝20 N，選項C正確；同理可知＝，若改為懸掛質(zhì)量為0.5 kg的物塊，則由計算可知AB桿上彈力也會變?yōu)樵瓉淼囊话?，選項D正確．]