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高考物理二轮复习 第1部分 专题讲练突破一 力与运动限时规范训练1


限时规范训练
建议用时:45 分钟 1.如图在倾斜的直杆上套一个质量为 m 的圆环,圆环通过轻绳拉着一个质量为 M 的物体, 在圆环沿杆向下滑动的过程中,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,则( )

A.圆环只受三个力作用 B.圆环一定受四个力作用 C.物体做匀加速运动 D.轻绳对物体的拉力小于物体的重力 解析:选 B.悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,则圆环和物体均做匀速直线运动,C、D 错; 对圆环受力分析,圆环要保持平衡状态必受到重力、绳的拉力、杆的支持力、杆对圆环的摩 擦力四个力作用,A 错,B 对. 2.(2016·河南名校模拟)如图所示,斜面小车 M 静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.若 再在斜面上加一物体 m,且小车 M、物体 m 相对静止,此时小车受力个数为( )

A.3 C.5

B.4 D.6

解析:选 B.对小车和物体整体,它们必受到重力和地面的支持力,因小车、物体相对静止, 由平衡条件知墙面对小车必无作用力,以小车为研究对象,它受重力 Mg,地面的支持力 FN1, 物体对它的压力 FN2 和静摩擦力 Ff,B 对. 3.(2016·湖北黄石二模)将一横截面为扇形的物体 B 放在水平面上,一小滑块 A 放在物体

B 上, 如图所示, 除了物体 B 与水平面间的摩擦力之外, 其余接触面的摩擦力均可忽略不计,
已知物体 B 的质量为 M、滑块 A 的质量为 m,当整个装置静止时,滑块 A 与物体 B 接触的一 面与竖直挡板之间的夹角为 θ .已知重力加速度为 g,则下列选项正确的是( )

1

A.物体 B 对水平面的压力大小为 Mg B.物体 B 受水平面的摩擦力大小为 mgtan θ C.滑块 A 与竖直挡板之间的弹力大小为 tan θ D.滑块 A 对物体 B 的压力大小为

mg

mg
cos θ

解析:选 C.以滑块 A 为研究对象进行受力分析,并运用合成法,如图所示,由几何知识得, 挡板对滑块 A 的弹力大小为 N1= , C 正确; 物体 B 对滑块 A 的弹力大小为 N2= , tan θ sin θ 根据牛顿第三定律,滑块 A 对物体 B 的压力大小为 ,D 错误;以滑块 A 和物体 B 组成 sin θ 的系统为研究对象,在竖直方向上受力平衡,则水平面对物体 B 的支持力 N=(M+m)g,故 水平面所受压力大小为(M+m)g,A 错误;A 和 B 组成的系统在水平方向上受力平衡,则水平 面对物体 B 的摩擦力大小为 f=N1= ,B 错误. tan θ 4.如图所示,固定斜面上的物体 A 用跨过滑轮的细线与小砂桶相连,连接 A 的细线与斜面 平行,不计细线与滑轮间的摩擦力.若要使物体 A 在斜面上保持静止,砂桶中砂的质量有一 定的范围, 已知其最大值和最小值分别为 m1 和 m2(m2>0), 重力加速度为 g, 由此可求出( )

mg

mg

mg

mg

A.物体 A 的质量 B.斜面的倾角 C.物体 A 对斜面的正压力 D.物体 A 与斜面间的最大静摩擦力 解析:选 D.设物体 A 的质量为 M,砂桶的质量为 m0,物体与斜面间的最大静摩擦力为 fm,斜 面倾角为 θ ,由平衡条件可得物体 A 将要上滑时,有 m0g+m1g=Mgsin θ +fm;物体 A 将要

2

下滑时,有 m0g+m2g=Mgsin θ -fm,可得 fm= A、B、C 错误.

m1g-m2g
2

,D 正确.不能求出其他的物理量,

5.(2017·江西南昌质检)如图所示,粗糙水平面上有一固定的、粗糙程度处处相同的圆弧 形框架 ABC,框架下面放置一块厚度不计的金属板,金属板的中心 O 点是框架的圆心,框架 上套有一个轻圆环, 用轻弹簧把圆环与金属板的 O 点固定连接, 开始时轻弹簧处于水平拉伸 状态.用一个始终沿框架切线方向的拉力 F 拉动圆环,从左侧水平位置缓慢绕框架运动,直 到轻弹簧达到竖直位置,金属板始终保持静止状态,则在整个过程中( )

A.沿框架切线方向拉力 F 逐渐减小 B.水平面对金属板的摩擦力逐渐增大 C.水平面对金属板的支持力逐渐减小 D.框架对圆环的支持力逐渐减小 解析:选 C.弹簧伸长量不变,弹簧的弹力大小 F′不变,弹簧与水平方向夹角为 θ .金属板 受重力 mg、支持力 N、弹簧的拉力 F′和向右的静摩擦力 f 作用,水平方向 f=F′cos θ , 竖直方向 N+F′sin θ =mg,得 N=mg-F′sin θ ,随着 θ 的增大,支持力不断减小,静 摩擦力逐渐减小,故 B 错,C 对;圆环受弹簧的拉力、框架的支持力(大小不变为 F′)、拉 力 F 和滑动摩擦力 f′,有 F=f′=μ F′,故拉力大小不变,A、D 错. 6.(2016·陕西咸阳五校联考)质量均为 m 的 a、b 两木块叠放在水平面上,如图所示,a 受 到斜向上且与水平面成 θ 角的力 F1 的作用, b 受到斜向下且与水平面成 θ 角的力 F2 的作用, 两力大小相等,均为 F,且在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则( )

A.b 一定受到四个力的作用 B.水平面对 b 的支持力可能大于 2mg C.a、b 之间一定存在静摩擦力 D.b 与水平面之间一定存在静摩擦力 解析:选 C.a 受重力 mg、支持力 FN、力 F1、静摩擦力 Ff,在水平方向上有 Ff=F1cos θ , 故 C 对;对 a、b 整体分析,在水平方向上,F1 和 F2 的分力大小相等,方向相反,则地面对

b 无摩擦力,在竖直方向上,F1 和 F2 的分力大小相等,方向相反,则地面的支持力为 2mg,
故 B、D 错;由以上分析知,b 受重力 mg、地面支持力、a 对 b 的压力和摩擦力、力 F2 共五
3

个力作用,A 错. 7.一轻绳一端系在竖直墙 M 上,另一端系一质量为 m 的物体 A,用一轻质光滑圆环 O 穿过 轻绳,并用力 F 拉住轻环上一点,如图所示.现使物体 A 从图中实线位置缓慢下降到虚线位 置.则在这一过程中,力 F、绳中张力 FT 和力 F 与水平方向夹角 θ 的变化情况是( )

A.F 保持不变,FT 逐渐增大,夹角 θ 逐渐减小 B.F 逐渐增大,FT 保持不变,夹角 θ 逐渐增大 C.F 逐渐减小,FT 保持不变,夹角 θ 逐渐减小 D.F 保持不变,FT 逐渐减小,夹角 θ 逐渐增大 解析:选 C.圆环受到三个力,拉力 F 以及两个绳子的拉力 FT,三力平衡,故两个绳子的拉 力的合力与拉力 F 始终等值、反向、共线,由于两个绳子的拉力等于 mg,夹角越大,合力 越小,且合力在角平分线上,故拉力 F 逐渐变小,由于始终与两轻绳拉力的合力反向,故拉 力 F 逐渐水平,θ 逐渐变小,选项 C 正确. 8.(2016·河北保定一模)在机场货物托运处,常用传送带运送行李和货物,如图所示.靠 在一起的两个材料相同、 质量和大小均不同的行李箱随传送带一起上行, 假设最大静摩擦力 等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )

A.匀速上行时 b 受 3 个力作用 B.匀加速上行时 b 受 4 个力作用 C.在上行过程中传送带因故突然停止后,b 受 4 个力作用 D.在上行过程中传送带因故突然停止后,b 受的摩擦力一定比原来大 解析:选 A.匀速上行时,对行李箱 a、b 受力分析,分别受重力、支持力和静摩擦力作用,

a、b 间没有挤压,故不会有弹力,A 对;同理,匀加速上行时,a、b 间也没有挤压,故不
会有弹力,B 错;在上行过程中传送带因故突然停止时,a、b 由于惯性继续上滑,根据牛顿 第二定律,有 mgsin θ +μ mgcos θ =ma,解得 a=g(sin θ +μ cos θ ),由于 a、b 的材 料相同,动摩擦因数相同,故加速度相同,没有相互挤压,a、b 受重力、支持力和沿传送 带向下的摩擦力三个力作用,C 错;在上行过程中传送带因故突然停止后,a、b 由于惯性继 续上滑,所受摩擦力为滑动摩擦力,而 a、b 沿传送带匀速运动时所受摩擦力不大于最大静

4

摩擦力,故 b 受到的摩擦力不一定变大,D 错. 9.(多选)如图所示,质量为 M 的三角形木块 A 静止在水平面上,其左右两斜面光滑.一质 量为 m 的物体 B 沿倾角 α =30°的右侧斜面加速下滑时,三角形木块 A 刚好保持静止.假 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则当物块 B 沿倾角 β =60°的左侧斜面下滑时,下列说 法中正确的是( )

A.A 将向右滑动,若要使 A 仍然静止需对其施加向左侧的作用力 B.A 仍然静止不动,地面对 A 的摩擦力两种情况下等大 C.A 仍然静止不动,对地面的压力比沿右侧下滑时对地面的压力小 D.若 α =45°,物块沿右侧斜面下滑时,A 将滑动

解析:选 AD.物体 B 沿着右侧斜面下滑时,对斜面的压力等于重力的垂直分力,为 F=mgcos 30°,对物体 A 受力分析,受重力、压力、支持力和向右的静摩擦力,如图所示.物体 A 恰好不滑动,故静摩擦力达到最大值,等于滑动摩擦力,根据平衡条件得,水平方向: Ff 3m =Fsin 30°,竖直方向:FN=Mg+Fcos 30°,其中 Ff=μ FN,解得 μ = .物体 B 从 3m+4M 左侧下滑,先假设斜面体 A 不动,受重力、支持力、压力和向左的摩擦力,如图所示:

1 压力等于物体 B 重力的垂直分力,为 F=mgcos 60°= mg;竖直方向受力平衡,支持力为: 2

FN=Mg+Fcos 60°=Mg+ mg,故最大静摩擦力 Ffm=μ FN=
分力为 Fcos 30°=

1 4

3m 1 (Mg+ mg);压力的水平 3m+4M 4

3 mg>Ffm,故一定滑动,要使 A 静止,需要对其施加向左的推力,故 4

选项 A 正确,B、C 错误;若 α =45°,物体 B 沿右侧斜面下滑时,先假设 A 不滑动,B 对 A 的压力为 mgcos 45°,该压力的水平分量为 mgcos 45°sin 45°,竖直分量为 mgcos 45°, 与 α =30°时相比,B 对 A 压力的水平分力变大了,B 对 A 压力的竖直分力变小了,故最大 静摩擦力减小了,故一定滑动,故选项 D 正确.
2

5

10. 长为 L 的通电导体放在倾角为 θ 的光滑斜面上, 并处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 如图所示,当 B 方向竖直向上,电流为 I1 时导体处于平衡状态,若 B 方向改为垂直斜面向 上,则电流为 I2 时导体仍处于平衡状态,电流比值 应为(

I1 I2

)

A.cos θ C.sin θ

B. D.

1 cos θ 1 sin θ

解析:选 B.当 B 竖直向上时,对导体受力分析如图 1 所示,由平衡条件得:BI1L=mgtan θ ①

当 B 垂直斜面向上时,对导体受力分析如图 2 所示,

由平衡条件得:BI2L=mgsin θ ② 联立①②得: =

I1 1 ,故选项 B 正确. I2 cos θ

11. (2016·湖北省天门市调研)如图所示, 小球 P、 Q 带电量相等、 质量相等(可视为点电荷), 都用同样长度的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上 O 点,P 球靠墙且其悬线刚好竖直,Q 球悬线 偏离竖直方向一定角度而静止. 由于某种外部原因, 两球再次静止时它们之间的距离变为原 来的两倍,则下面所列原因中可能正确的是( )

A.Q 的带电量不变,P 的带电量变为原来的 2 倍 B.P 的带电量不变,Q 的带电量变为原来的 4 倍
6

C.Q 的带电量不变,P 的带电量变为原来的 8 倍 D.P 的带电量不变,Q 的带电量变为原来的 16 倍 解析:选 C.小球 Q 受力如图所示,两绝缘线的长度都是 L,则△OPQ 是等腰三角形,线的拉 θ 力 T 与重力 G 相等,G=T,小球静止处于平衡状态,则库仑力 F=2Gsin ,若它们之间的 2 距离变为原来的两倍,根据力和边三角形相似可得 = = ,当 x 加倍时,库仑力 F 必加倍, 即库仑力变为原来的 2 倍,根据库仑定律 F=

T G F L L x

kQq ,则有:当 Q 的带电量不变,P 的带电量变 r2

为原来的 2 倍,且间距变为原来的 2 倍,那么库仑力变为原来的一半,故 A 错误;当 P 的带 电量不变,Q 的带电量变为原来的 4 倍,且间距变为原来的 2 倍,那么库仑力不变,故 B 错 误;当 Q 的带电量不变,P 的带电量变为原来的 8 倍,且间距变为原来的 2 倍,那么库仑力 变为原来的 2 倍,故 C 正确;当 P 的带电量不变,Q 的带电量变为原来的 16 倍,且间距变 为原来的 2 倍,那么库仑力变为原来的 4 倍,故 D 错误.

12.如图所示,水平细杆上套一环 A,环 A 与球 B 间用一轻质绳相连,质量分别为 mA、mB, 由于 B 球受到风力作用,环 A 与 B 球一起向右匀速运动.已知绳与竖直方向的夹角为 θ , 则下列说法中正确的是( )

A.B 球受到的风力 F 为 mBgtan θ B.风力增大时,轻质绳对 B 球的拉力保持不变 C.风力增大时,杆对环 A 的支持力增大 D.环 A 与水平细杆间的动摩擦因数为

mB mA+mB

解析:选 A.对球 B 受力分析如图 1 所示.由平衡条件可知 A 正确;当风力增大时,由于 F 拉 =T= ,θ 增大,F 拉增大,所以 B 错误;以整体为研究对象,受力分析如图 2 所示, cos θ 竖直方向杆对环 A 的支持力与环 A 和 B 球整体受到的重力平衡, C 错误; 水平方向上, mBgtan θ =μ (mA+mB)g,所以 D 错误.
7

mBg

13. (2016·湖南八校二联)(多选)如图所示, 顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平 地面上,三条细绳结于 O 点.一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块 P,一条绳连接小球 Q,

P、Q 两物体处于静止状态,另一条绳 OA 在外力 F 的作用下使夹角 θ <90°.现缓慢改变绳 OA 的方向至 θ >90°,且保持结点 O 位置不变,整个装置始终处于静止状态.下列说法正
确的是( )

A.绳 OA 的拉力先减小后增大 B.斜面对物块 P 的摩擦力的大小可能先减小后增大 C.地面对斜面体有向右的摩擦力 D.地面对斜面体的支持力大于物块 P 和斜面体的重力之和 解析:选 ABD.缓慢改变绳 OA 的方向至 θ >90°的过程,OA 拉力的方向变化如图 2,从 1 位置到 2 位置到 3 位置所示, 可见 OA 的拉力先减小后增大, OP 的拉力一直增大; 故 A 正确; 若开始时 P 受绳子的拉力比较小,则斜面对 P 的摩擦力沿斜面向上,OP 拉力一直增大,则 摩擦力先变小后反向增大,故 B 正确;以斜面和 PQ 整体为研究对象受力分析,根据平衡条 件:斜面受地面的摩擦力与 OA 绳子水平方向的拉力等大反向,故摩擦力方向向左,C 错误; 以斜面体和 P 为研究对象,在竖直方向上有:M 斜 g+MPg=N+F′cos α ,故 N>M 斜 g+MPg, 故 D 正确.

14.(多选)如图所示,一个质量为 4 kg 的半球形物体 A 放在倾角为 θ =37°的斜面 B 上静 止不动.若用通过球心的水平推力 F=10 N 作用在物体上,物体仍静止在斜面上,斜面仍相 对地面静止.已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取 g=10 m/s ,则(
2

)

A.物体 A 受到斜面 B 的摩擦力增加 8 N
8

B.物体 A 对斜面 B 的作用力增加 10 N C.地面对斜面 B 的弹力不变 D.地面对斜面 B 的摩擦力增加 10 N

解析:选 CD.若用通过球心的水平推力 F=10 N 作用在物体上,物体仍静止在斜面上,将该 力沿斜面方向和垂直斜面方向分解,由平衡条件可得:Fcos 37°+Ff=mgsin 37°,解得 摩擦力 Ff=16 N.物体 A 受到斜面 B 的摩擦力减小 Δ Ff=24 N-16 N=8 N,选项 A 错误; 没有施加水平力 F 时,根据平衡条件,A 受斜面作用力与重力等大反向,即大小为 40 N,根 据牛顿第三定律,物体 A 对斜面的作用力为 40 N,方向竖直向下.施加水平力 F 后,物体 A 对斜面的作用力如图, F′= 10 +40 N=10 17 N, 物体 A 对斜面 B 的作用力增加(10 17- 40)N,选项 B 错误;把物体 A 和斜面 B 看做整体,分析受力,由平衡条件可知,地面对斜面
2 2

B 的弹力不变,摩擦力增加 10 N,选项 C、D 正确.

9


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