2014年高考物理二轮复习专题1：力和物体的平衡配套检测

8e18438905087632311212f3 1 2014年高考物理二轮复习专题1：力和物体的平衡配套检测

（满分：100分 时间：60分钟）

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每道小题的四个选项中，只有一个选项正确）

1．如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重力为G ，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F 1，墙壁对工人的弹力大小为F 2，则（ ）。

A ．F 1＝G

sin α

B ．F 2＝G tan α

C ．若缓慢减小悬绳的长度，F 1与F 2的合力变大

D ．若缓慢减小悬绳的长度，F 1减小，F 2增大

2．如图所示，一斜劈C 被两个小桩固定在光滑的水平地面上，B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A 连接，连接B 的一段细绳与斜面平行，A 、B 、C 都处于静止状态，则（ ）。

A ．

B 受到

C 的摩擦力一定不为零

B ．

C 可能受到左边小桩的弹力

C ．不论B 、C 间摩擦力大小、方向如何，C 一定受到右边小桩的弹力

D ．水平面对C 的支持力的大小可能等于B 、C 的总重力

3．F 1、F 2是力F 的两个分力。若F ＝10 N ，则下列哪组力不可能是F 的两个分力（ ）。

A ．F 1＝10 N F 2＝10 N

B ．F 1＝20 N F 2＝20 N

C ．F 1＝2 N F 2＝6 N

D ．F 1＝20 N F 2＝30 N

4．在建筑工地上有一台塔吊正在匀速吊起一块水泥板，如图所示。水泥板重G ，绳PA

8e18438905087632311212f3 2 能承受的最大拉力为2G ，绳AB 、AC 等长且能承受的最大拉力均为G ，则AB 与AC 之间的夹角不能超过（ ）。

A ．30°

B ．60°

C ．90°

D ．120°

5．如图所示，凹槽半径R ＝30 cm ，质量m ＝1 kg 的小物块在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态。已知弹簧的劲度系数k ＝50 N/m ，自由长度L ＝40 cm ，一端固定在圆心O 处，弹簧与竖直方向的夹角为37°。取g ＝10 m/s 2

，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则（ ）。

A ．物块对槽的压力大小是15 N

B ．物块对槽的压力大小是12 N

C ．槽对物块的摩擦力大小是6 N

D ．槽对物块的摩擦力大小是8 N

6．射箭是奥运会比赛项目之一，如图甲为我国著名选手张娟娟的射箭场景。已知弓的顶部跨度为l ，弦均匀且弹性良好，其自由长度为l 。发射时弦和箭可等效为图乙的情景，假设弓的跨度保持不变，即箭在弦的正中间，弦夹住类似动滑轮的附加装置上，将箭发射

出去。已知弦的劲度系数为k ，发射箭时弦的最大长度为53

l （弹性限度内），则箭被发射瞬间所受的最大弹力为（设弦的弹力满足胡克定律）（ ）。

8e18438905087632311212f3 3 A ．kl B ．1615

kl C ．3kl D ．2kl 7．如图甲所示，一物块置于水平地面上。现用一个与竖直方向成θ角的力F 拉物块，现使力F 沿顺时针转动，并保持物块沿水平方向做匀速直线运动；得到拉力F 与θ变化关系图线如图乙所示，根据图中信息可知物块与地面之间的动摩擦因数为（ ）。

A ．12

B ．32

C ．2－ 3

D ．3－12

8．如图所示，重力均为G 的两条形磁铁分别用细线A 和B 悬挂在水平的天花板上，静止时，A 线的张力为F 1，B 线的张力为F 2，则（

）。

A ．F 1＝2G ，F 2＝G

B ．F 1＝2G ，F 2＞G

C ．F 1＜2G ，F 2＞G

D ．F 1＞2G ，F 2＞G

9．在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ，整个装置处于静止状态。现对B 加一竖直向下的力F ，F 的作用线通过球心，设墙对B 的作用力为F 1，B 对A 的作用力为F 2，地面对A 的作用力为F 3。若F 缓慢增大而整

个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（ ）。

A ．F 1保持不变，F 3缓慢增大

8e18438905087632311212f3 4 B ．F 1缓慢增大，F 3保持不变

C ．F 2缓慢增大，F 3缓慢增大

D ．F 2缓慢增大，F 3保持不变

10．如图所示，物体A 、B 用细绳连接后跨过定滑轮。A 静止在倾角为30°的斜面上，B 被悬挂着。已知质量m A ＝2m B ，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由30°增大到50°，但物体仍保持静止，那么下列说法中正确的是（ ）。

A ．绳子的张力将增大

B ．物体A 对斜面的压力将减小

C ．物体A 受到的静摩擦力将先增大后减小

D ．滑轮受到的绳的作用力不变

二．不定项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。在每道小题的四个选项中，有一个选项正确，也有多个选项正确的，全对得5分，不全得3分，不正确的得0分）

11．下列关于摩擦力的说法正确的是( )．

A ．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速

B ．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速

C ．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速

D ．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速

12．如图1-8所示，光滑斜面固定于水平面，滑块A 、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A 上表面水平，则在斜面上运动时，B 受力的示意图为( )．

图

1-8

13．如图19所示，一轻绳的两端分别固定在不等高的A 、B 两点，现用另一轻绳将一物体系于O 点，设轻绳AO 、BO 相互垂直，α>β，且两绳中的拉力分别为F A 、F B ，物体受到

8e18438905087632311212f3 5 的重力为G ，下列表述正确的是( )．

图1-9

A ．F A 一定大于G

B ．F A 一定大于F B

C ．F A 一定小于F B

D ．F A 与F B 大小之和一定等于G

14．如图1-10所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m ＝1.0 kg 的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N ．关于物体受力的判断(取g ＝9.8 m/s 2

)，下列说法正确的( )．

图1-10

A ．斜面对物体的摩擦力大小为零

B ．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N ，方向沿斜面向上

C ．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N ，方向竖直向上

D ．斜面对物体的支持力大小为4.9 N ，方向垂直斜面向上

15．如图1-11所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中．金属杆ab 垂直导轨放置，当金属杆ab 中通有从a 到b 的恒定电流I 时，金属杆ab 刚好静止，则( )．

图1-11

8e18438905087632311212f3 6 A ．磁场方向竖直向上

B ．磁场方向竖直向下

C ．金属杆ab 受安培力的方向平行于导轨向上

D ．金属杆ab 受安培力的方向水平向右

三、非选择题（本题共3小题，共35分）

16．（10分）为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图所示，在木块A 和木板B 上贴上待测的纸，B 木板水平固定，砂桶通过细线与木块A 相连，调节砂桶中砂的多少，使A 匀速向左运动。测出砂桶和砂的总质量m ，以及木块A 的质量M ，则两纸间的动摩擦因数μ＝m /M 。

（1）该同学为什么要把纸贴在木块A 和木板B 上，而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力？

________________________________________________________________________。

（2）在实际操作中，发现要保证木块A 做匀速运动较困难，请你对这个实验作一改进来克服这一困难。

①你设计的改进方案是：_____________________________________________________；

②根据你的方案做实验，结果动摩擦因数μ的表达式是：_______________________； ③根据你的方案要添加的器材有

______________________________________________。

17．（10分）如图所示，重为G 的均匀链条，两端用等长的轻绳连接，挂在等高的地方，轻绳与水平方向成θ角。试求：

（1）绳子的拉力；

（2）链条在最低点的相互拉力的大小。

18．（15分）如图所示，AB 、CD 是两根长度均为l ＝4.0 m ，质量分别为m 1＝0.6 kg 和m 2＝0.2 kg 的金属棒，两根等长的细金属杆将两节干电池与两个金属棒串联成闭合回路，整个回路用绝缘细线悬挂在天花板上，保证金属棒水平。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B ＝1.0 T ，电路中的电流I ＝0.5 A ，待系统稳定之后（金属棒、细金属

8e18438905087632311212f3 7 杆在力的作用下不会发生变形，取g ＝10 m/s 2

），求：

（1）绝缘细线与竖直方向的夹角；

（2）细金属杆与竖直方向的夹角。

8e18438905087632311212f3 8 参考答案

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每道小题的四个选项中，只有一个选项正确）

1．B 解析：工人受力如图所示，

由平衡条件，F 1cos α＝G ，F 1sin α＝F 2，于是F 1＝G

cos α

，F 2＝G tan α，所以A 错，B 对；缓慢减小悬绳的长度，α角变大，F 1、F 2都增大，工人仍然处于平衡状态，所以F 1与F 2的合力不变，C 、D 均错。

2．C 解析：如果绳子的拉力正好等于物体B 所受重力沿斜面向下的分力，物体B 就不会受到斜面的摩擦力，选项A 错；以B 、C 为整体进行受力分析，它们在水平方向上受到绳子向右斜上方的拉力，此拉力有水平向右的分力和竖直向上的分力，因此B 和C 有向右运动的趋势，正是由于右边木桩的阻挡才没有向右运动，选项B 错误，C 正确；由于绳子有向上的分量，因此地面对C 的支持力小于B 、C 的总重力，选项D 错误。

3．C 解析：合力F 和两分力F 1、F 2之间的关系为|F 1－F 2|≤F ≤|F 1＋F 2|，故应选C 项。

4．D 解析：设AB 和AC 间的夹角为2θ，AB 和AC 绳上的拉力为F ，对水泥板受力分析有：2F cos θ＝G ，当F ≤G 时，θ≤60°，2θ≤120°。

5．C 解析：由受力分析可知物体对槽的压力F ＝mg cos 37°＋k Δx ＝8 N ＋5 N ＝13 N ，槽对物块的摩擦力F f ＝mg sin 37°＝6 N 。

6．B 解析：弓弦张力F ＝k （53l －l ）＝23kl ，弓弦对箭的作用力F ′＝2F cos 37°＝1615kl 。

7．C 解析：从图象中可以看出，当力与竖直方向夹角为30°和120°时，外力相等，设此时拉力大小为F ′，则物体受重力mg 、支持力F N 、摩擦力F f 和F ′处于平衡状态，根据平衡条件可知，夹角为30°时有：F ′sin 30°＝μ（mg －F ′cos 30°），夹角为120°时，力与水平方向成30°夹角，则由平衡条件得：F ′cos 30°＝μ（mg ＋F ′sin 30°），联立解得：μ＝2－3。故C 选项正确。

8．B 解析：以两条形磁铁整体为研究对象，得F 1＝2G ，隔离下面的磁铁，它受重力和两磁体的斥力及B 线的张力三个力的作用处于平衡状态，前两个力的方向向下，所以F 2＞G 。

8e18438905087632311212f3 9 9．C 解析：设AB 圆心连线与竖直方向的夹角为α，先以B 为研究对象，其受力分析如图甲所示，由平衡条件可得

甲

F 2′sin α＝F 1，F 2′cos α＝F ＋m B g ，

根据牛顿第三定律F 2＝F 2′，

当F 增大时，F 2增大，F 1也增大。

再以A 、B 整体为研究对象，其受力分析如图乙所示，设地面对A 的支持力为F N ，对A 的摩擦力为F f ，则F 3就是F N 与F f 的合力。由整体的平衡得（m A ＋m B ）g ＋F ＝F N ，F f ＝F 1。当F 增大时，F N 、F f 都增大，所以F 3也增大，所以C 正确。

乙

10．B 解析：由于B 物体的质量保持不变，且B 物体静止，所以绳的张力保持不变，A 项错误；以A 物体为研究对象，在垂直于斜面的方向上有m A g cos θ＝F N ，沿斜面方向有2m B g sin θ－m B g ＝F f ，当斜面的倾角为30°时，摩擦力恰好为0，当斜面的倾角增大时，支持力减小，静摩擦力增大，B 项正确，C 项错误；在斜面倾角增大的过程中，绳子的张力不变，但是两段绳夹角减小，所以滑轮受到绳的作用力增大，因此D 项错误。

二．不定项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。在每道小题的四个选项中，有一个选项正确，也有多个选项正确的，全对得5分，不全得3分，不正确的得0分）

11．CD 解析：摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，而物体间的相对运动与物体的实际运动无关．当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时，摩擦力是动力，方向相反时为阻力，故C 、D 项正确．

12．A 解析：以A 、B 为整体，A 、B 整体沿斜面向下的加速度a 可沿水平方向和竖直

8e18438905087632311212f3 10 方向分解为加速度a ∥和a ⊥，如图所示，以B 为研究对象，B 滑块必须受到水平向左的力来产生加速度a ∥.因此B 受到三个力的作用，即：重力、A 对B 的支持力、A 对B 的水平向左的静摩擦力，故只有选项A 正确．

13．B 解析：将F A 和F B 正交分解，水平方向分力大小相等，竖直方向分力之和等于G ，可知F A 一定大于F B .

14．A 解析：选斜面上的物体为研究对象对其进行受力分析如图所示(设摩擦力的方向

向下)由平衡条件得沿斜面方向上， F －mg sin 30°－F f ＝0

①

垂直斜面方向上 F N －mg cos 30°＝0 ②

F ＝4.9 N ③

由①②③得F f ＝0，F N ＝4.9 3 N 所以选项A 正确，B 、C 、D 均错误．

15．AD 解析：本题考查物体的平衡及安培力方向的判断．受力分析如图所示， 当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab 受力可以平衡，A 正确；若磁场方向竖直向下，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab 受力无法平衡，D 正确，B 、C 错误．

三、非选择题（本题共3小题，共35分）

16．答案：见解析

解析：（1）因纸质量较小，两者间摩擦力也很小，不易测量。纸贴在木板、木块上，可增大正压力，从而增大滑动摩擦力，便于测量。

（2）①参考方案：只要将测力计的一端与木块A 相连接，测力计的另一端与墙壁或竖直挡板之类的固定物相连。用手通过轻绳拉动木板B ，读出并记下测力计的读数F ，测出木块A 的质量M 。

8e18438905087632311212f3 11 ②μ＝F Mg

③弹簧测力计

17．答案：（1）G

2sin θ （2）G cot θ2

解析：（1）先用整体法，以整个链条为研究对象，链条受重力G 和两端轻绳的拉力F 1、F 2的作用，此三力必相交于一点O ，如图甲所示。则有：

F 1cos θ＝F 2cos θ，即F 1＝F 2。

F 1sin θ＋F 2sin θ＝

G ，解得F 1＝F 2＝G

2sin θ。

（2）再用隔离法，以链条的左半部为研究对象，如图乙所示，左半部链条受到的重力为G 2，受到绳的拉力F 1，受到右半部链条的拉力F 的作用，此三力相交于一点O ′，则有： F ＝F 1cos θ，G 2

＝F 1sin θ。 解得F ＝12

G cot θ。 18．答案：（1）0° （2）45°

解析：（1）以整体为研究对象，整体总共受到四个力的作用。水平方向上，金属杆受到大小均为F ＝BIl 且方向相反的安培力，这两个力互相平衡；竖直方向上，绝缘细线的拉力与总的重力平衡，因为重力的方向竖直向下，所以，绝缘细线的拉力一定是竖直向上，也就是说，绝缘细线与竖直方向的夹角为0°，受力情况如图

（2）以CD 棒为研究对象，CD 棒受三个力而平衡。

8e18438905087632311212f3 12 安培力F ＝BIl ＝1×0.5×4 N＝2 N

CD 棒的重力m 2g ＝0.2×10 N＝2 N

tan θ＝F m 2g

＝1 所以，θ＝45°，即细金属丝与竖直方向的夹角为45°。

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