2018届高三物理(通用)二轮复习专题限时检测：专题一 物体的平衡 Word版含解析

专题一物体的平衡

(建议用时:40分钟满分:100分)

一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分.第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)

1. 重力为10 N的重物被绕过光滑定滑轮O′的轻绳悬挂在空中处于静止,光滑的轻质圆环套在轻绳的水平段OO′,当在圆环上挂上另一个钩码后,重物上升10 cm,已知原来的水平轻绳OO′长度也是10 cm,则钩码重力为( C )

A.5 N

B.5 N

C.10 N

D.10 N

解析:假设平衡后圆环位置为P,平衡后,重物上升10 cm,说明此时POO′恰好构成一个边长为10 cm的正三角形,轻绳中张力处处相等,均为10 N,故钩码的重力恰好与PO′,PO拉力的合力等大反向,由三角函数关系可知,钩码的重力为10 N,选项C正确.

2. (2017·广东惠州二调)如图所示,三根相同的绳子末端连接于O 点,A,B端固定,C端受一水平力F,当F逐渐增大时(O点位置保持不变),最先断的绳子是( A )

A.OA绳

B.OB绳

C.OC绳

D.三绳同时断

解析:对结点O受力分析,受三个绳的拉力,根据平衡条件的推论得,水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向,作出平行四边形,解得三个绳中OA绳的拉力最大,在水平拉力逐渐增大的过程中,OA绳先达到最大值,故OA绳先断,选项A正确.

3.(2017·全国Ⅲ卷,17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( B )

A.86 cm

B.92 cm

C.98 cm

D.104 cm

解析: 设弹性绳的劲度系数为k.挂上钩码后弹性绳伸长ΔL=20 cm,由几何关系可知,钩码两侧弹性绳与竖直方向夹角为53°,如图所示,由共点力的平衡条件可知,

钩码的重力为G=2kΔLcos 53°

将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时,钩码的重力为G=

2kΔL′,解得ΔL′=ΔL=12 cm.

弹性绳的总长度变为L0+ΔL′=92 cm,选项B正确.

4. (2017·山西太原模拟)如图所示,物块A和滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接,滑环B套在与竖直方向成θ=37°的粗细均匀的固定杆上,连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内,滑环B恰好不能下滑,滑环和杆间的动摩擦因数μ=0.4,设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则物块A和滑环B的质量之比为( C )

A. B.

C. D.

解析:设物块A和滑环B的质量分别为m1,m2,若杆对B的弹力垂直于杆向下,因滑环B恰好不能下滑,则由平衡条件有m2gcos θ=μ(m1g-

m2gsin θ),解得=;若杆对B的弹力垂直于杆向上,因滑环B恰好不能下滑,则由平衡条件有m2gcos θ=μ(m2gsin θ-m1g),解得

=-(舍去).所以选项C正确.

5. (2017·陕西宝鸡质检)如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定,轻杆A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮

大小及摩擦均可不计),轻杆B端吊一重物G,现将绳的一端拴在杆的B 端,用拉力F将B端缓慢上拉(均未断),在AB杆达到竖直前,以下分析正确的是( B )

A.绳子越来越容易断

B.绳子越来越不容易断

C.AB杆越来越容易断

D.AB杆越来越不容易断

解析: 以B点为研究对象,它受三个力的作用而处于动态平衡状态,其中一个是轻杆的弹力T,一个是绳子斜向上的拉力F,一个是绳子竖直向下的拉力F′(大小等于物体的重力mg),如图所示,根据相似三角形法,可得==,由于OA和AB不变,OB逐渐减小,因此轻杆上的弹力大小不变,而绳子上的拉力越来越小,故选项B正确,A,C,D错误.

6. (2017·广西武鸣高级中学二模)两个质量相等的物块通过轻绳绕过两个光滑滑轮处于如图所示的静止状态,AB与水平方向成45°角,过A的水平线与过B的竖直线交于C点,现给AB的中点O施加一外力F,使O点缓慢地向C点做直线运动,则运动过程中下列说法正确的是

( AC )

A.F的方向总是指向C

B.F的方向在不断地变化

C.F在不断地增大

D.F先增大后减小

解析:点O受两侧绳子的拉力和拉力F而平衡,两个物体重力相等,故两侧绳子的拉力等大;直线OC是线段AB的垂直平分线,两侧绳子的拉力等大,合力在角平分线上,即从C点指向O点,根据平衡条件,拉力F 的方向总是指向C,选项A正确,B错误;两侧绳子的拉力等大,夹角减小,由平行四边形定则可知合力变大,根据平衡条件,拉力F与两侧绳子的拉力的合力是大小相等,方向相反的,所以拉力F也变大,故选项C正确,D错误.

7. 如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为β,拉水桶的绳子与OA的夹角为α.人拉绳沿水平面向左运动,把井中质量为m的水桶匀速提上来,人的质量为M,重力加速度为g,在此过程中,以下说法正确的是( ACD )

A.α始终等于β

B.吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大

C.地面对人的摩擦力逐渐变大

D.地面对人的支持力逐渐变大

解析:水桶匀速上升,拉水桶的轻绳中的拉力T始终等于mg,对滑轮受力分析如图(甲)所示.

垂直于OA方向有Tsin α=Tsin β,所以α=β,沿OA方向有F= Tcos α+Tcos β=2Tcos α,人向左运动的过程中α+β变大,所以α和β均变大,吊装滑轮的绳子上的拉力F变小,选项A正确,B错误;对人受力分析如图(乙)所示,θ=α+β逐渐变大,水平方向有f= T′sin θ,地面对人的摩擦力逐渐变大,竖直方向有F N+T′cos θ=Mg,地面对人的支持力F N=Mg-T′cos θ逐渐变大,选项C,D正确. 8. (2017·山东日照模拟)如图,在水平面上A,B,C三点固定着三个电荷量为3Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点,OABC恰构成一棱长为L的正四面体.已知静电力常量为k,重力加速度为g.为使小球能静止在O点,则关于小球所受电场力的合力方向和所带的电荷量,下列说法中正确的是( AD )