2015高考物理一轮复习—专题系列卷：受力分析-力的平衡

选择题专练卷(一)受力分析力的平衡一、单项选择题1．玩具汽车停在模型桥面上，如图1所示，下列说法正确的是()图1A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变2.(2014·皖北协作区联考)如图2所示，倾角θ＝37°的斜面固定在水平面上，一质量M＝1kg的物块C受平行于斜面向上的轻质橡皮筋拉力F＝9N的作用，平行于斜面的轻绳一端固定在物块C上，另一端跨过光滑定滑轮连接A、B两个小物块，物块C处于静止状态。已知物块C与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，mA＝0.2kg，mB＝0.3kg，g取10m/s2。则剪断A、B间轻绳后，关于物块C受到的摩擦力的说法中正确的是(sin37°＝0.6)()图2A．滑动摩擦力，方向沿斜面向下，大小为4NB．滑动摩擦力，方向沿斜面向下，大小为5NC．静摩擦力，方向沿斜面向下，大小为1ND．静摩擦力，方向沿斜面向下，大小为3N3．如图3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M、m都静止，此时小车受力个数为()图3A．3B．4C．5D．64．2010年广州亚运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，为中国体育军团勇夺第一金，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环(设开始时两绳与肩同宽)，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图4所示位置，则在两手之间距离增大的过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为()图4A．FT增大，F不变B．FT增大，F增大C．FT增大，F减小D．FT减小，F不变5．(2013·江南十校联考)如图5所示，将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧，一端固定于水平天花板上相距为2L的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°。若将物体的质量变为M，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，则Mm等于()图5A.932B.916C.38D.346．(2014·盐城模拟)质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，如图6所示，a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F′作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，下列说法正确的是()图6A．b对a的支持力一定等于mgB．水平面对b的支持力可能大于2mgC．a、b之间一定存在静摩擦力D．b与水平面之间可能存在静摩擦力7．(原创题)如图7所示，在野营时需要用绳来系住一根木桩。细绳OA、OB、OC在同一平面内。两等长绳OA、OB夹角是90°。绳OC与竖直杆夹角为60°，绳CD水平，如果绳CD的拉力等于100N，那么OA、OB的拉力等于多少时才能使得桩子受到绳子作用力方向竖直向下？()图7A．50NB．100NC.10063ND.10033N8．如图8所示，用轻滑轮悬挂重为G的物体。轻绳总长为L，绳能承受的最大拉力是2G，现将轻绳一端固定，另一端缓慢向右移动距离d而使绳不断，则d的最大值为()图8A.L2B.22LC.2L3D.154L9．如图9所示，两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两小球用长为2L的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动。则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)()图9A．mg/2B．mgC.3F/3D．F10．(2014·河南中原名校模拟)在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于平衡状态，截面如图10所示。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F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，在此过程中()图10A．F1保持不变，F3缓慢增大B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2缓慢增大，F3缓慢增大D．F2缓慢增大，F3保持不变二、多项选择题11．某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态，设计了如图11所示的装置，一位同学坐在长直木板上，让长直木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大)，另一端不动，则该同学受到支持力FN、合外力F合、重力沿斜面方向的分力G1、摩擦力Ff随角度θ的变化关系图12中正确的是()图11图12图1312．如图13所示，一辆质量为M的汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将质量为m的重物A缓慢吊起。在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力FT、汽车对地面的压力FN和汽车受到的摩擦力Ff随细绳与水平方向的夹角θ变化的图像中正确的是()图1413．(2014·江阴模拟)如图15所示，斜面体静止于水平地面上，斜面上的物块在竖直向上的力F作用下也处于静止，现保持力F的大小不变，将力的方向由竖直向上沿顺时针缓慢旋转到垂直斜面向下，该过程中斜面体和物块始终保持静止，下列分析正确的是()图15A．物块受到的摩擦力一直减小B．物块受到的摩擦力先增大后减小C．地面受到的压力一直增大D．地面受到的摩擦力先增大后减小14．(2014·潮州模拟)如图16所示，甲、乙两物块用跨过定滑轮的轻质细绳连接，分别静止在斜面AB、AC上，滑轮两侧细绳与斜面平行。甲、乙两物块的质量分别为m1、m2。AB斜面粗糙，倾角为α，AC斜面光滑，倾角为β，不计滑轮处摩擦，则以下分析正确的是()图16A．若m1sinαm2sinβ，则甲所受摩擦力沿斜面向上B．若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的摩擦力一定变小C．若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的拉力一定变大D．若在甲物块上面再放一相同物块后，甲、乙仍静止，则甲所受拉力一定变大15．(2014·南京模拟)如图17所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力为G，其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上。现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，则应有()图17A．拉力F先增大后减小，最大值是GB．开始时拉力F最大为3G，以后逐渐减小为0C．a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到GD．a、b间的压力由0逐渐增大，最大为G16．(2014·扬州模拟)如图18所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。则()图18A．A对地面的压力等于(M＋m)gB．A对地面的摩擦力方向向左C．B对A的压力大小为R＋rRmgD．细线对小球的拉力大小为rRmg答案1．选C桥面受到向下的弹力是汽车轮胎形变产生的，桥面发生了形变，对汽车有向上的弹力，A、B、D均错误，C正确。2．选C剪断A、B间轻绳之前，以A、B为整体可得，连接物块C的轻绳受到的拉力为T＝(mA＋mB)g，物块C受到的沿斜面向上的拉力为F＝9N，对于物块C由平衡条件可得：F＋f＝T＋Mgsin37°，解得物块C受到的摩擦力f＝2N，方向沿斜面向上，说明物块C与斜面间最大静摩擦力大于等于2N；剪断A、B间轻绳后假设系统仍然静止，由F′＝mAg＋Mgsin37°＋f′，其中沿斜面向上的拉力F′＝9N，可得f′＝1N2N，故物块C所受摩擦力为静摩擦力，大小为1N，方向沿斜面向下，C正确。3．选B由整体法可判断，小车与墙壁之间无作用力，小车受到重力、地面的支持力、m对M的压力和摩擦力，共4个力作用，故B正确。4．选A运动员双臂缓慢张开，在两手之间距离增大的过程中，对运动员进行受力分析，运动员重力不变，且始终处于平衡状态，两绳之间的夹角变大，因此绳上拉力FT增大，合力F始终等于运动员的重力，即F不变，故A正确。5．选A弹簧原长为L，挂质量为m的物体时，弹簧的伸长量为x1，根据几何关系有(L＋x1)sin37°＝L，根据平衡条件有：2kx1cos37°＝mg；挂质量为M的物体时，弹簧的伸长量为x2，根据几何关系有(L＋x2)sin53°＝L，根据平衡条件有：2kx2cos53°＝Mg，联立解得Mm＝932，选A。6．选C隔离a分析受力，由平衡条件可知，b对a的支持力一定小于mg，a、b之间一定存在静摩擦力，选项A错误，C正确。把ab看做整体，分析受力，由平衡条件可知，水平面对b的支持力等于2mg，b与水平面之间不可能存在静摩擦力，选项B、D错误。7．选C桩子受到绳子作用力方向竖直向下，绳OC的拉力水平分量应该与绳CD拉力相等，因此绳OC的拉力FOC＝100sin60°＝20033N，又因为2FOA＝FOC，所以FOA＝10063N，故C正确。8．选D以轻绳与滑轮接触处的一小段绳为研究对象，其受到轻滑轮对它的作用力大小等于G，两边的轻绳对它的等大的拉力为FT，设当d达到最大值时两绳张角为2θ，则FTcosθ＝G2，cosθ＝L22－d22L2，比较两式易得d的最大值为154L，D项正确。9．选C由题意可知，两绳与竖直方向夹角为30°，设每个小球所受的拉力大小为T，则由平衡条件可得：Tcos30°＝mg,2Tcos30°＝F，故T＝2mg3＝F3，C正确。10．选C隔离球B，受力分析如图所示。由平衡条件可得：F1＝F2′sinθ。F2′cosθ＝mBg＋F，F2＝F2′，可见随F增大，F1、F2均增大，再以A、B为整体，受力分析如图所示，由平衡条件可得：FNA＝(mA＋mB)g＋F，FfA＝F1，随F的增大，FNA、FfA均增大，故FNA和FfA的合力F3也随F增大，只有C正确。11．选ACD重力沿斜面方向的分力G1＝mgsinθ，C正确，支持力FN＝mgcosθ，A正确；该同学滑动之前，F合＝0，Ff＝mgsinθ，滑动后，F合＝mgsinθ－μmgcosθ，Ff＝μmgcosθ，考虑到最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的情况，可知B错误，D正确。12．选AC重物A缓慢吊起过程中，FT＝mg，不随θ变化，A正确；对汽车应用平衡条件可得：FN＝Mg－FTsinθ＝Mg－mgsinθ，Ff＝FTcosθ＝mgcosθ，故C正确，B、D均错误。13．选CD因F和物体质量大小均未知，无法确定在F变化时，物块所受摩擦力大小的变化情况，故A、B均错误；设F由竖直向上顺时针旋转的角度为θ，以物块和斜面为整体，由平衡条件可知，FN＝(m＋M)g－Fcosθ，Ff＝Fsinθ，因θ的变化范围为[0,180°－α]，故FN一直增大，Ff先增大后减小，C、D均正确。14．选AC若m1sinαm2sinβ，物块甲有下滑趋势，受沿斜面向上的摩擦力，故A正确；细绳拉力FT＝m2gsinβ，在乙物块上再放一小物块后，FT′＝(m2＋Δm)gsinβFT，但在甲物块上再放一物块，并不影响FT的大小，故C正确，D错误；因不知甲物块原来的运动趋势，故在乙物块上再放一小物块后，无法判断甲所受摩擦力大小的变化情况，B错误。15．选BC分析a圆柱体受力，由平衡条件可得：FN·sinθ＝G，FNcosθ＝F，解得：FN＝Gsinθ，F＝Gtanθ，FN随θ的增大而减小，开始时θ＝30°，FN最大为2G，当θ＝90°时，FN＝G，C正确，D错误；F随θ的增大而减小，θ＝30°时最大，Fmax＝Gtan30°＝3G，θ＝90°时，F最小为零，故A错误，B正确。16．选AC以A、B为一系统受力分析，由平衡条件可知，A正确，B错误；再对B隔离分析如图所示，由平衡条件可得：FN＝mgcosθ，FT＝FNsinθ＝mgtanθ，又cosθ＝RR＋r，tanθ＝r＋R2－R2R，故C正确，D错误。