2014届高考物理二轮复习专题演练：力与物体的平衡(鲁科版)

2014届高考物理二轮复习专题演练：力与物体的平衡(鲁科版) 一、单项选择题 1．(2013·南京模拟)壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是( )解析：选A.由于壁虎在竖直玻璃面上斜向上做匀速爬行，即做匀速直线运动，所以壁虎所受合力为零，即所受重力mg 和竖直向上的摩擦力F f 是一对平衡力，选项A 正确．2．(2013·福州模拟)两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧，已知a 弹簧的伸长量为L ，则( )A ．b 弹簧的伸长量也为LB ．b 弹簧的伸长量为k 1Lk 2C ．P 端向右移动的距离为2LD ．P 端向右移动的距离为⎝⎛⎭⎫1＋k 2k 1L 解析：选B.根据两根弹簧中弹力相等可得b 弹簧的伸长量为k 1Lk 2，P 端向右移动的距离为L ＋k 1k 2L ，选项B 正确．3.(2013·山东日照阶段训练)如图所示，倾角为θ的斜面体C 置于水平面上，B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A 相连接，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 受到水平面的摩擦力一定为零 C ．水平面对C 的摩擦力方向一定向左D ．水平面对C 的支持力与B 、C 的总重力大小相等解析：选C.隔离B 可知当m A g ＝m B g sin θ时，B 与C 之间无摩擦，A 错误；将B 、C 作为一整体时，由A 对B 的拉力在水平与竖直两方向上的分力知C 正确、B 错误；而水平面对C 的支持力应比B 、C 的总重力小，D 错误．4．(2013·江苏徐州质检)如图所示是某小型机械厂用于运输工件的简易装置，质量都为m 的箱子A 和物体B ，用跨过光滑的定滑轮的轻质细绳相连，A 置于倾角θ＝30°的斜面上，处于静止状态．现向A中缓慢加入沙子，直至A开始运动为止．则在加入沙子的过程中，A 所受的摩擦力()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小解析：选C.根据题意知：m A＝m B＝m，以A为研究对象，绳子的拉力mg大于A物体的下滑分力mg sin θ，物体A有上滑趋势，摩擦力F f沿斜面向下，则有F f＝m B g－m A g sin θ，向A中缓慢加入沙子，m A增大，F f减小；当沙子增加到一定程度时，物体A有下滑趋势，摩擦力F f沿斜面向上，则有F f＋m B g＝m A g sin θ，m A增大，F f增大，选项C正确．5.如图所示，A、B两个物块叠放在一起，放于斜面C上，物体B的上表面水平，现三者在水平外力F的作用下一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是() A．物体A可能受到3个力的作用B．物体B可能受到3个力的作用C．物体C对物体B的作用力竖直向上D．物体C和物体B之间可能没有摩擦力解析：选C.A、B、C均处于平衡状态，先对物体A进行受力分析，其在竖直方向上受重力和支持力的作用，二力平衡，水平方向上不会受到摩擦力的作用，A错误；对物体B，除了受到重力和斜面的支持力外，肯定还受到沿斜面向上的摩擦力作用，此外还受到物体A 的压力，共4个力作用，B、D错误；物体B共受4个力的作用，斜面对B的作用是指支持力和摩擦力的合力，这两个力的合力与物体B的重力和所受压力的合力“二力平衡”，所以斜面对B的作用力的方向竖直向上，C正确．6.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F的取值有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2＞0)．由此可求出()A．物块的质量B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的正压力解析：选C.当物块所受外力F为最大值F1时，具有向上的运动趋势，由平衡条件可得：F1＝mg sin θ＋F fm；同理：当物块所受外力F为最小值F2时，具有向下的运动趋势，即F2＋F fm＝mg sin θ.联立解得F fm ＝F 1－F 22，F 1＋F 2＝2mg sin θ，由于m 或斜面的倾角θ未知，故选项C 正确；选项A 、B 、D 错误．7.(2013·河南新密一高分校高三调研)如图所示，质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻弹簧，一端系在小球上，另一端固定在P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为( )A.mgk B.3mg2kC.3mg3kD.3mgk解析：选C.对小球受力分析如图所示，由几何关系得，F 弹＝F N ，由共点力作用下物体平衡的条件可知，2F 弹cos 30°＝mg ，其中F 弹＝kx ，解得x ＝3mg3k，故选项C 正确． 8．(2013·高考山东卷)如图所示，用完全相同的轻弹簧A 、B 、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A 与竖直方向的夹角为30°，弹簧C 水平，则弹簧A 、C 的伸长量之比为( )A.3∶4 B ．4∶ 3 C ．1∶2 D ．2∶1解析：选D.将两小球及弹簧B 视为整体进行受力分析有F C＝F A sin 30°F C＝kx CF A＝kx AF A F C＝1sin 30°＝21x A x C＝2 1故D正确，A、B、C错误．9.(2013·大连测试)用一轻绳将光滑小球P系于粗糙墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，整体处于静止状态，如图所示．略微改变绳子的长度，P、Q仍然均处于静止状态，则下列说法正确的是()A．小球P受4个力作用B．物块Q受3个力作用C．若绳子变长，绳子的拉力将变小D．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大解析：选C.小球P受重力、拉力和物块Q的支持力3个力的作用，A错．物块Q受重力、小球P的压力、墙面支持力和摩擦力4个力的作用，B错．拉力的竖直分力与小球P 所受重力平衡，设拉力与竖直方向的夹角为θ，则F cos θ＝m P g，绳子变长，拉力与竖直方向的夹角θ变小，则F变小，C正确．物块Q所受静摩擦力与其重力平衡，大小保持不变，D错．10.一套有细环的粗糙杆水平放置，带正电的小球通过绝缘细线系在细环上，并将整个装置放入一水平的匀强电场中，处于平衡状态，如图所示．现在将电场稍加大一些，小球再次平衡，下列说法不正确的是()A．细线对细环的拉力保持不变B．细线对带电小球的拉力变大C．细环所受的摩擦力变大D．粗糙杆对细环的支持力保持不变解析：选A.将电场稍加大一些，小球所受的电场力增大，设细线与竖直方向的夹角为θ，对带电小球由平衡条件得：水平方向F T sin θ＝qE，竖直方向F T cos θ＝mg，解得细线对带电小球的拉力变大，选项A错误，B正确．把小球和细环看做一个整体，水平方向F f＝qE，竖直方向F N＝(M＋m)g，小球所受电场力增大，细环所受的摩擦力变大，竖直方向二者所受重力不变，粗糙杆对细环的支持力保持不变，选项C、D正确．11.(2013·辽宁省实验中学、东北师大附中、哈师大附中第二次联考)如图所示，在一绝缘斜面C 上有一带正电的小物体A 处于静止状态．现将一带正电的小球B 沿以A 为圆心的圆弧缓慢地从P 点转至A 正上方的Q 点处，已知P 、A 在同一水平线上，且在此过程中物体A 和C 始终保持静止不动，A 、B 可视为质点．关于此过程，下列说法正确的是( )A ．物体A 受到斜面的支持力先增大后减小B ．物体A 受到斜面的支持力一直增大C ．地面对斜面C 的摩擦力先增大后减小D ．地面对斜面C 的摩擦力先减小后增大解析：选A.对A 受力分析如图，重力大小、方向不变，支持力F N 方向不变，小球B 顺时针移动时，库仑力F 也顺时针转，由图可知A 对，B 错；对A 、C 取整体为研究对象，库仑斥力大小恒定，沿水平方向分力减小，地面对C 的摩擦力一直减小至0，C 、D 错．二、非选择题 12．(2013·湖北孝感高三期末)如图甲、乙所示，传送带上有质量均为m 的三个木块1、2、3，中间均用原长为L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运动，三个木块处于平衡状态．求：甲 乙(1)在图甲状态下，1、3两木块之间的距离是多大？(2)在图乙状态下，细线的拉力是多大？木块1、3之间的距离又是多大？解析：(1)如题图甲所示，当三木块达到平衡状态后，对木块3进行受力分析，可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力，μmg ＝kx 3解得2和3间弹簧伸长量为x 3＝μmgk同理以2木块为研究对象得kx 2＝kx 3＋μmg即1和2间弹簧的伸长量为x 2＝2μmgk1、3两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即x ＝2L ＋3μmgk .(2)以木块1、2、3为系统，由平衡条件可得： T ＝f 123＋3mg sin α其中：f 123＝μ3mg cos α解得：T ＝3mg sin α＋3μmg cos α对木块3受力分析，设2、3之间的弹簧的形变量为Δx 1，由胡克定律结合平衡条件可得：k Δx 1＝mg sin α＋μmg cos α将2、3作为一个整体，设1、2之间的形变量为Δx 2，由胡克定律结合平衡条件可得： k Δx 2＝2mg sin α＋2μmg cos α 故1、3之间的距离为：L 13＝2L ＋3mg sin α＋3μmg cos αk .答案：见解析。