[ID:6-5719303] 2019年人教版高考物理二轮复习模拟测试《物体受力平衡专题》
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绝密★启用前 2019年人教版高考物理二轮复习模拟测试《物体受力平衡专题》 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共120分,考试时间150分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题(共15小题,每小题5.0分,共75分) 1.如图所示,三根细线共系于O点,其中OA在竖直方向上,OB水平并跨过定滑轮悬挂一个重物,OC的C点固定在地面上,整个装置处于静止状态。若OC加长并使C点左移,同时保持O点位置不变,装置仍然保持静止状态,则细线OA上拉力T1和OC上的拉力T2与原先相比是( ) A.T1,T2都减小 B.T1,T2都增大 C.T1增大,T2减小 D.T1减小,T2增大 【答案】A 【解析】以O点为研究对象,其受FA,FB,FC三个力平衡,如图.当按题示情况变化时,OB绳的拉力FB不变,OA绳拉力FA的方向不变,OC绳拉力FC的方向与拉力FB方向的夹角减小,保持平衡时FA,FC的变化如虚线所示,显然都是减小了. 2.如图所示,用平行于斜面体A斜面的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态。下列说法正确的是:(  ) A. 物块P与斜面之间一定存在摩擦力 B. 弹簧的弹力一定沿斜面向下 C. 地面对斜面体A的摩擦力水平向左 D. 若增大推力,则弹簧弹力一定减小 【答案】C 【解析】物块P与斜面之间有无摩擦力将无法确定,选项A错误;弹簧的弹力可能沿斜面向上也可能向下,选项B错误;对斜面和物块的整体而言,F对P的作用力沿斜面向上,故地面对斜面体A的摩擦力水平向左,选项C 正确;因为弹簧可能处于压缩状态,故若增大推力,则弹簧弹力可能增大,选项D错误。 3.一物体静止在斜面上如图所示,当斜面的倾角θ逐渐增大而物体仍静止在斜面上时 ( ) A. 物体所受重力和静摩擦力的合力逐渐增大 B. 物体所受重力和支持力的合力逐渐增大 C. 物体所受支持力和静摩擦力的合力逐渐增大 D. 物体所受重力,支持力和静摩擦力的合力逐渐增大 【答案】A 【解析】只要物体还是静止的,就存在三力平衡(重力,支持力,静摩擦力,而重力是竖直向下,大小不变的力=>N=Gcosθ,f=Gsinθ),任两个力的合力大小上等于第三个力。故:随着θ变大,A对是因为静摩擦力Gsinθ增大,B错是因为支持力Gcosθ减小,C错是因为重力大小不变,D错是因为平衡时合力始终为零。 4.如图所示,有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱,其中第3,4块固定在地面上,每块石块的两个面间所夹的圆心角为37°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1,2块石块间的作用力和第1,3块石块间的作用力的大小之比为:( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】设每块石块的重力为G,第1,3块石块间的作用力为,第1,2块石块间的作用力为,以第1块石块为研究对象,受力分析如图所示。由平衡条件可得,解得。故C正确。 5.如图所示,重为G的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态。若将斜面换成材料和质量相同,但倾角θ稍小一些的斜面,以下判断正确的( ) A. 球对斜面的压力变大 B. 墙面受到压力变小 C. 地面受到的压力变小 D. 斜面可能向左滑动 【答案】B 【解析】以球为研究对象,它受到重力mg,斜面对它的支持力N1,墙壁对它的弹力F的作用而处于平衡状态,如图所示. 根据平衡条件有:N1cosθ=mg,N1sinθ=F,解得F=mgtanθ,所以静摩擦力f=F=mgtanθ,,倾角θ减小时,N1变小,F变小,由牛顿第三定律知球对斜面的压力变小,墙面受到压力变小,故A错误,B正确;选取球和斜面这个整体为研究对象,受到重力(M+m)g,地面支持力N,墙壁的弹力F和地面的静摩擦力f的作用而处于平衡状态.如图所示. 根据平衡条件有:N=(M+m)g,地面受到的压力不变,F=f. 倾角θ减小时,静摩擦力f减小,斜面仍将保持静止,故C,D错误. 6.如图所示,质量为m的木块A放在水平面上的质量为M的斜面B上,现用大小相等方向相反的两个水平推力F分别作用在A,B上,A,B均保持静止不动。则( ) A.A与B之间一定存在摩擦力 B.B与地面之间一定存在摩擦力 C.B对A的支持力一定等于mg D. 地面对B的支持力大小一定等于(m+M)g 【答案】D 【解析】以A为研究对象,受重力mg,推理F,支持力FN,当这三个力的合力为零时,A,B间没有摩擦力,所以A错误;B对A的支持力无法求出,所以C错误;把A,B视为一整体,进行受力分析,水平方向整体受两个推理F,竖直方向重力(M+m)g,地面对AB的支持力,水平方向两推理恰好平衡,故B与地面间没有摩擦力,所以B错误;地面对B的支持力等于(M+m)g,故D正确; 7.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,截面如图所示,在此过程中( ) A.F1缓慢增大,F3缓慢增大 B.F1缓慢增大,F3保持不变 C.F2保持不变,F3缓慢增大 D.F2缓慢增大,F3保持不变 【答案】A 【解析】 据题意,如果压力F增加,据以上左图可知有,则地面对A的作用力增加;据以上右图,设F和F2的夹角为,则有,当F增加时F2也增加;而据,可得F1也增加,故A选项正确。 8.如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O'点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO'段水平,长度为L;绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L。则钩码的质量为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】假设平衡后轻环位置为P,平衡后,物体上升L,说明此时POO'恰好构成一个边长为L的正三角形,绳中张力处处相等,均为Mg,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,故其质量为,选D。 9.如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M,N处受力的方向,下列说法正确的是 ( ) A.M处受到的支持力竖直向上 B.N处受到的支持力竖直向上 C.M处受到的静摩擦力沿MN方向 D.N处受到的静摩擦力沿水平方向 【答案】A 【解析】弹力的方向与接触面切线垂直,M处支持力方向与地面垂直,即竖直向上,所以A正确;N处的支持力方向与MN垂直向上,所以B错误;摩擦力方向与接触面切线平行,所以C,D错误 10.某小孩在广场游玩时,将一氢气球系在了水平地面上的砖块上,在水平 风力的作用下,处于如图所示的静止状态。若水平风速缓慢增大,不考 虑气球体积及空气密度的变化,则下列说法中正确的是 ( ) A. 砖块对地面的压力保持不变 B. 砖块受到的摩擦力可能为零 C. 砖块可能被绳子拉离地面 D. 细绳受到的拉力逐渐减小 【答案】A 【解析】以气球为研究对象,分析受力如图1所示:重力G1,空气的浮力F1,风力F,绳子的拉力T.设绳子与水平方向的夹角为,当风力增大时,将减小.根据平衡条件得 竖直方向:F1=G1+Tsin,当减小时,sin减小,而F1,G1都不变,则绳子拉力T增大.故D错误.以气球和砖块整体为研究对象,分析受力如图2,根据平衡条件得: 竖直方向:N+F1=G1+G2, 水平方向:f=F 气球所受的浮力F1,气球的重力G1,砖块的重力G2都不变,则地面对砖块的支持力N不变,地面受到砖块的压力也不变.在砖块滑动前,当风力F增大时,砖块所受的摩擦力增大,当砖块滑动后受到的摩擦力f=μN保持不变.故B错误,A正确.由于地面对砖块的支持力N=G1+G2-F1保持不变,与风力无关,所以当风力增大时,砖块连同气球一起不可能被吹离地面.故C错误. 11.在两个倾角均为的光滑斜面上,各放有一个相同的金属棒,分别通以电流I1和I2,磁场的磁感应强度大小相同,方向如图中(a),(b)所示,两金属棒均处于平衡状态,则两种情况下的电流的比值I1:I2为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】对图a中的导线,由平衡可知:;对图b中的导线,由平衡可知:,联立解得:,选项D 正确。 12.如图甲,手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位4缓慢地调至卡位1(如图乙),电脑始终静止在底座上,则( ) A. 电脑受到的支持力变大 B. 电脑受到的摩擦力变小 C. 散热底座对电脑的作用力变大 D. 散热底座对电脑的作用力不变 【答案】D 【解析】笔记本电脑受重力,支持力和静摩擦力,如图所示:根据平衡条件,有:①② A:由原卡位1调至卡位4,角度减小,根据②式,静摩擦力减小,故A错误; B:由原卡位1调至卡位4,角度减小,根据①式,支持力N增加,根据牛顿第三定律,电脑对散热底座的压力变小故B错误;电脑受到的支持力与摩擦力两力的矢量和与重力平衡,但大小的和是变化的,故C错误;散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与重力平衡,始终是不变的,故D正确; 13.风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备,如图是一重为G的设备模型在风洞中进行模拟实验的示意图,其中AB代表模型的界面,OL为模型的牵引绳,风向水平,风对模型的作用力与模型的截面垂直.模型静止在空气中,牵引绳水平,模型平面与水平面的夹角为θ.先增大风对模型的作用力的同时保持绳子水平,模型仍能保持静止状态,下列分析正确的是(  ) A. 绳子张力可能不变 B. 绳子张力一定减小 C. 模型平面与水平面的夹角一定增大 D. 模型平面与水平面的夹角可能不变 【答案】C 【解析】以模型为研究对象分析受力,如下图所示: 根据平衡条件有:,故可知,当F增大时,则减小,夹角增大,故选项C正确,D错误;而,可知绳子的拉力增大,所以选项AB错误; 14.如图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A,B点等高,O为结点,轻绳AO,BO长度相等,拉力分别为FA,FB,灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是( ) A.FA一定小于G B.FA与FB大小相等 C.FA与FB是一对平衡力 D.FA与FB大小之和等于G 【答案】B 【解析】设∠AOB=2θ,O点受到FA,FB,F三力作用,根据平衡条件得知:FA与FB合力与重力 大小相等,方向相反,所以此合力的方向竖直向上. 建立如图所示的坐标系,列平衡方程得: 解出:.当θ=60°时,FA=FB=G;当θ<60°时,FA=FB<G;当θ>60°时,FA=FB>G;故A错误,B正确;平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以FA与FB不是一对平衡力.故C错误;可知FA不一定小于G;两力可能与G相等,两力的大小之和大于G,故D错误. 故选:B. 15.如图所示,倾角为60o的斜面固定在水平面上,轻杆B端用铰链固定在竖直墙上,A端顶住质量为m,半径为R的匀质球并使之在图示位置静止,此时A与球心O的高度差为,不计一切摩擦,轻杆可绕铰链自由转动,重力加速度为g,则有( ) A. 轻杆与水平面的夹角为60o B. 轻杆对球的弹力大小为2mg C. 斜面对球的弹力大小为mg D. 球所受的合力大小为mg,方向竖直向上 【答案】C 【解析】设轻杆与水平方向夹角为,由sin=,=30°,故A错误;对球受力分析如图: 由几何知识得:轻杆对球的弹力大小N2=mg,故B错误;如上图,由几何知识可得斜面对球的弹力大小为mg,C正确;球处于静止,平衡状态,所受的合力大小为0,D错误; 第II卷 二、计算题(共3小题,每小题15.0分,共45分) 16.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=物体甲及人均处于静止状态。(已知,,g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求: (1)轻绳OA,OB受到的拉力分别是多大? (2)人受到的摩擦力是多大?方向如何? (3)若人的质量=60kg,人与水平面之间的动 摩擦因数为,欲使人在水平面上不滑动, 则物体甲的质量最大不能超过多少? 【答案】(1)5mg/4,3mg/4 (2) 3mg/4方向水平向左(3)24kg 【解析】(1)以结点O为研究对象,如图,由平衡条件有: 联立得:FOA= FOB=m1gtanθ= 故轻绳OA,OB受到的拉力分别为, (2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,受力如图所示,由平衡条件得: f=FOB=方向水平向左 方向水平向左 此时人受到的静摩擦力达到最大值。当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值fm=μm2g 由平衡条件得:FOBm =f m 又 FOBm=m1mgtanθ= 联立得: 即物体甲的质量m1最大不能超过24kg。 17.如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。求: (1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ; (2)导体棒匀速运动的速度大小v; (3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q。 【答案】(1)(2)(3) 【解析】(1)在绝缘涂层上 受力平衡 解得 (2)在光滑导轨上 感应电动势感应电流 安培力受力平衡 解得 (3)摩擦生热 能量守恒定律 解得 18.一条长为l的丝线穿着两个相同的质量均为m的小金属环A和B,将线的两端都系于同一点O,当金属环带电后,由于两环间的静电斥力使丝线构成等边三角形,此时两环于同一水平线上,如图所示如果不计环与线的摩擦,两环各带多少电荷量? 【答案】 【解析】因为两个小环完全相同,它们的带电情况可以认为相同,令每环电荷电量为q,既是小环,可视为点电荷。斥开后如图所示,取右面环B为研究对象,且注意到同一条线上的拉力F1大小相等,则右环受力情况如图, 其中库仑斥力F沿电荷连线向右,根据平衡条件: 竖直方向有① 水平方向有② 两式相除得,所以 绝密★启用前 2019年人教版高考物理二轮复习模拟测试《物体受力平衡专题》 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共120分,考试时间150分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题(共15小题,每小题5.0分,共75分) 1.如图所示,三根细线共系于O点,其中OA在竖直方向上,OB水平并跨过定滑轮悬挂一个重物,OC的C点固定在地面上,整个装置处于静止状态。若OC加长并使C点左移,同时保持O点位置不变,装置仍然保持静止状态,则细线OA上拉力T1和OC上的拉力T2与原先相比是( ) A.T1,T2都减小 B.T1,T2都增大 C.T1增大,T2减小 D.T1减小,T2增大 2.如图所示,用平行于斜面体A斜面的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态。下列说法正确的是:(  ) A. 物块P与斜面之间一定存在摩擦力 B. 弹簧的弹力一定沿斜面向下 C. 地面对斜面体A的摩擦力水平向左 D. 若增大推力,则弹簧弹力一定减小 3.一物体静止在斜面上如图所示,当斜面的倾角θ逐渐增大而物体仍静止在斜面上时 ( ) A. 物体所受重力和静摩擦力的合力逐渐增大 B. 物体所受重力和支持力的合力逐渐增大 C. 物体所受支持力和静摩擦力的合力逐渐增大 D. 物体所受重力,支持力和静摩擦力的合力逐渐增大 4.如图所示,有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱,其中第3,4块固定在地面上,每块石块的两个面间所夹的圆心角为37°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1,2块石块间的作用力和第1,3块石块间的作用力的大小之比为:( ) A. B. C. D. 5.如图所示,重为G的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态。若将斜面换成材料和质量相同,但倾角θ稍小一些的斜面,以下判断正确的( ) A. 球对斜面的压力变大 B. 墙面受到压力变小 C. 地面受到的压力变小 D. 斜面可能向左滑动 6.如图所示,质量为m的木块A放在水平面上的质量为M的斜面B上,现用大小相等方向相反的两个水平推力F分别作用在A,B上,A,B均保持静止不动。则( ) A.A与B之间一定存在摩擦力 B.B与地面之间一定存在摩擦力 C.B对A的支持力一定等于mg D. 地面对B的支持力大小一定等于(m+M)g 7.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,截面如图所示,在此过程中( ) A.F1缓慢增大,F3缓慢增大 B.F1缓慢增大,F3保持不变 C.F2保持不变,F3缓慢增大 D.F2缓慢增大,F3保持不变 8.如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O'点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO'段水平,长度为L;绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L。则钩码的质量为( ) A. B. C. D. 9.如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M,N处受力的方向,下列说法正确的是 ( ) A.M处受到的支持力竖直向上 B.N处受到的支持力竖直向上 C.M处受到的静摩擦力沿MN方向 D.N处受到的静摩擦力沿水平方向 10.某小孩在广场游玩时,将一氢气球系在了水平地面上的砖块上,在水平 风力的作用下,处于如图所示的静止状态。若水平风速缓慢增大,不考 虑气球体积及空气密度的变化,则下列说法中正确的是 ( ) A. 砖块对地面的压力保持不变 B. 砖块受到的摩擦力可能为零 C. 砖块可能被绳子拉离地面 D. 细绳受到的拉力逐渐减小 11.在两个倾角均为的光滑斜面上,各放有一个相同的金属棒,分别通以电流I1和I2,磁场的磁感应强度大小相同,方向如图中(a),(b)所示,两金属棒均处于平衡状态,则两种情况下的电流的比值I1:I2为( ) A. B. C. D. 12.如图甲,手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位4缓慢地调至卡位1(如图乙),电脑始终静止在底座上,则( ) A. 电脑受到的支持力变大 B. 电脑受到的摩擦力变小 C. 散热底座对电脑的作用力变大 D. 散热底座对电脑的作用力不变 13.风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备,如图是一重为G的设备模型在风洞中进行模拟实验的示意图,其中AB代表模型的界面,OL为模型的牵引绳,风向水平,风对模型的作用力与模型的截面垂直.模型静止在空气中,牵引绳水平,模型平面与水平面的夹角为θ.先增大风对模型的作用力的同时保持绳子水平,模型仍能保持静止状态,下列分析正确的是(  ) A. 绳子张力可能不变 B. 绳子张力一定减小 C. 模型平面与水平面的夹角一定增大 D. 模型平面与水平面的夹角可能不变 14.如图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A,B点等高,O为结点,轻绳AO,BO长度相等,拉力分别为FA,FB,灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是( ) A.FA一定小于G B.FA与FB大小相等 C.FA与FB是一对平衡力 D.FA与FB大小之和等于G 15.如图所示,倾角为60o的斜面固定在水平面上,轻杆B端用铰链固定在竖直墙上,A端顶住质量为m,半径为R的匀质球并使之在图示位置静止,此时A与球心O的高度差为,不计一切摩擦,轻杆可绕铰链自由转动,重力加速度为g,则有( ) A. 轻杆与水平面的夹角为60o B. 轻杆对球的弹力大小为2mg C. 斜面对球的弹力大小为mg D. 球所受的合力大小为mg,方向竖直向上 第II卷 二、计算题(共3小题,每小题15.0分,共45分) 16.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=物体甲及人均处于静止状态。(已知,,g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求: (1)轻绳OA,OB受到的拉力分别是多大? (2)人受到的摩擦力是多大?方向如何? (3)若人的质量=60kg,人与水平面之间的动 摩擦因数为,欲使人在水平面上不滑动, 则物体甲的质量最大不能超过多少? 17.如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。求: (1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ; (2)导体棒匀速运动的速度大小v; (3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q。 18.一条长为l的丝线穿着两个相同的质量均为m的小金属环A和B,将线的两端都系于同一点O,当金属环带电后,由于两环间的静电斥力使丝线构成等边三角形,此时两环于同一水平线上,如图所示如果不计环与线的摩擦,两环各带多少电荷量?
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