(江苏专版)2019版高考物理二轮复习第一部分专题一力与运动检测(含解析).doc
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1、1力与运动第一讲力与物体平衡考点一 受力分析1.考查共点力的平衡条件、弹力的方向判断如图所示,三个形状不规则的石块 a、 b、 c 在水平桌面上成功地叠放在一起。下列说法正确的是( )A石块 b 对 a 的支持力一定竖直向上B石块 b 对 a 的支持力一定等于 a 受到的重力C石块 c 受到水平桌面向左的摩擦力D石块 c 对 b 的作用力一定竖直向上解析:选 D 由题图可知, a 与 b 的接触面不是水平面,可知石块 b 对 a 的支持力与其对 a 的静摩擦力的合力,跟 a 受到的重力是一对平衡力,故 A、B 错误;以三个石块作为整体研究,整体受到的重力与支持力是一对平衡力,则石块 c 不会受
2、到水平桌面的摩擦力,故 C 错误;选取 a、 b 作为整体研究,根据平衡条件,石块 c 对 b 的作用力与其重力平衡,则石块 c 对 b 的作用力一定竖直向上,故 D 正确。2考查摩擦力的有无及方向判断如图所示,超市为方便顾客,安装了智能化的倾斜向上的自动扶梯(无台阶)。在没有乘客乘行时,自动扶梯以较小的速度匀速运行,当乘客站立乘行(手不扶扶手)时,自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则该扶梯在运送乘客的过程中( )A扶梯匀速运行时,乘客不受摩擦力作用B扶梯匀速运行时,乘客对扶梯的作用力方向竖直向下C扶梯加速运行时,扶梯对乘客的摩擦力方向与运动方向相反D扶梯加速运行时,扶梯对乘客的作用力方向
3、与运动方向相反解析:选 B 扶梯匀速运行时,乘客所受的摩擦力等于重力沿扶梯向下的分力,选项A 错误;匀速运动阶段,乘客处于平衡状态,扶梯对乘客的作用力竖直向上,乘客对扶梯的作用力方向竖直向下,选项 B 正确;扶梯加速运行时,由于智能化的自动扶梯无台阶,乘客站在斜面上,乘客的加速度的方向沿斜面向上,乘客要受到沿斜面向上的摩擦力的作用,与运动方向相同,选项 C 错误;加速度有水平方向的分量,扶梯对乘客的摩擦力有水平方向的分力,所以扶梯对乘客的作用力指向斜上方,选项 D 错误。3考查力的合成与分解2在如下所示的甲、乙、丙、丁四图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴 O 安装在一根轻木杆 P 上,一根
4、轻绳 ab 绕过滑轮, a 端固定在墙上, b 端下面挂一个质量都是 m 的重物,当滑轮和重物都静止不动时,甲、丙、丁图中杆 P 与竖直方向夹角均为 ,图乙中杆 P 在竖直方向上,假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 F 甲 、 F 乙 、F 丙 、 F 丁 ,则以下判断中正确的是( )A F 甲 F 乙 F 丙 F 丁 B F 丁 F 甲 F 乙 F 丙C F 甲 F 丙 F 丁 F 乙 D F 丙 F 甲 F 乙 F 丁解析:选 B 由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力大小,即四个选项中绳子的拉力是大小相等的,根据平行四边形定则知两个力的夹角越小,则合力越大,即滑轮两边绳子
5、的夹角越小,绳子拉力的合力越大,故丁图中绳子夹角最小,绳子拉力的合力最大,则滑轮受到木杆的弹力最大,丙图中绳子夹角最大,绳子拉力的合力最小,则滑轮受到木杆的弹力最小,甲、乙两图中绳子的夹角相等,绳子拉力的合力相等,故滑轮受到木杆的弹力大小 F 甲 F 乙 ,所以 F 丁 F 甲 F 乙 F 丙 ,故选 B。4考查物体的平衡条件科技的发展正在不断地改变着我们的生活,图甲是一款放在水平桌面上的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上。图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图,若手机的重力为 G,下列说法正确的是( )A手机受到的支持力大小为
6、 Gcos B手机受到的摩擦力大小大于 Gsin C纳米微吸材料对手机的作用力方向竖直向上D纳米微吸材料对手机的作用力大小为 Gsin 解析:选 C 手机处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件可知,在垂直支架方向有:FN Gcos F 吸 ,大于 Gcos ,故 A 错误;在平行斜面方向,根据平衡条件,有:f Gsin ,故 B 错误;手机处于静止状态,受力平衡,受到重力和纳米微吸材料对手机的作用力,根据平衡条件可知,纳米微吸材料对手机的作用力大小等于重力,方向与重力方向相反,竖直向上,故 C 正确,D 错误。3考点二 整体法与隔离法的应用5.考查整体法与隔离法、力的合成与分解如图所示,质量为
7、M 的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为 m 的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成 角,圆柱体处于静止状态。则( )A地面对圆柱体的支持力为 MgB地面对圆柱体的摩擦力为 mgtan C墙壁对正方体的弹力为mgtan D正方体对圆柱体的压力为mgcos 解析:选 C 以正方体为研究对象,受力分析,如图:由几何知识得,墙壁对正方体的弹力 FN1mgtan 圆柱体对正方体的弹力FN2 ,mgsin 根据牛顿第三定律得正方体对圆柱体的压力为 。mgsin 以圆柱体和正方体为研究对象,竖直方向受力平衡,地面对圆柱体的支持力:
8、FN( M m)g,水平方向受力平衡,地面对圆柱体的摩擦力:Ff FN1 。故选 C。mgtan 6考查整体法与隔离法、物体的平衡条件多选如图所示,木板 C 放在水平地面上,木板 B 放在 C 的上面,木板 A 放在 B 的上面, A 的右端通过轻质弹簧秤固定在竖直的墙壁上, A、 B、 C 质量相等,且各接触面动摩擦因数相同,用大小为 F 的力向左拉动 C,使它以速度 v 匀速运动,三者稳定后弹簧秤的示数为 T。则下列说法正确的是( )A B 对 A 的摩擦力大小为 T,方向向左B A 和 B 保持静止, C 匀速运动C A 保持静止, B 和 C 一起匀速运动D C 受到地面的摩擦力大小为
9、 F T解析:选 ACD 由题意, A、 B、 C 质量相等,且各接触面动摩擦因数相同,再依据滑动摩擦力公式 Ff F N,可知, B、 C 之间的滑动摩擦力大于 A、 B 之间的滑动摩擦力,因此4在 F 作用下, B、 C 作为一整体是运动的,对 A 受力分析: A 受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,那么根据平衡条件可知, B 对 A 的摩擦力大小为 T,方向向左,故 A、C 正确,B 错误;又因为木板间力的作用是相互的,则木板 B 受到 A 对它水平向右的摩擦力,大小为 T,由于 B、 C 做匀速直线运动,则 B、 C 受到水平向左的拉力 F 和水平向右的两个摩擦力( A 对 B 的摩擦
10、力和地面对 C 的摩擦力)而平衡,根据平衡条件可知, C 受到地面的摩擦力大小为 F T,故 D 正确。7考查整体法与隔离法、摩擦力的分析与判断多选如图所示,质量为 M 的斜面体 A 放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为 m 的小球 B 置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向的夹角均为 30 。不计小球与斜面间的摩擦,则( )A轻绳对小球的作用力大小为 mg33B斜面体对小球的作用力大小为 mg2C斜面体对水平面的压力大小为( M m)gD斜面体与水平面间的摩擦力大小为 mg36解析:选 AD 以小球 B 为研究对象,受力如图甲所示,由几何关系知 30 。根据受力平衡可得
11、FT FN mg33以斜面体 A 为研究对象,其受力如图乙所示。由受力平衡得 FN1 Mg FNcos Mg mg12Ff FNsin mg36故选项 B、C 错误,A、D 正确。考点三 动态平衡问题8.考查用图解法分析动态平衡问题质量为 m 的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上。用水平向左的力 F 缓慢拉动绳的中点 O,如图所示。用 T 表示绳 OA 段拉力的大小,在 O 点向左移动的过程中( )5A F 逐渐变大, T 逐渐变大B F 逐渐变大, T 逐渐变小C F 逐渐变小, T 逐渐变大D F 逐渐变小, T 逐渐变小解析:选 A 以 O 点为研究对象,受力如图所示,当用水平向左的力缓慢
12、拉动 O 点时,则绳 OA 与竖直方向的夹角变大,由共点力的平衡条件知F 逐渐变大, T 逐渐变大,选项 A 正确。9考查用解析法分析动态平衡问题多选如图所示,叠放在一起的 A、 B 两物体放置在光滑水平地面上,A、 B 之间的水平接触面是粗糙的,细线一端固定在 A 物体上,另一端固定于 N 点,水平恒力 F 始终不变, A、 B 两物体均处于静止状态,若将细线的固定点由 N 点缓慢下移至 M 点(线长可变), A、 B 两物体仍处于静止状态,则( )A细线的拉力将减小B A 物体所受的支持力将增大C A 物体所受摩擦力将增大D水平地面所受压力将减小解析:选 AB 以 A、 B 两物体组成的系
13、统作为研究对象,受力分析如图甲所示。水平方向 FTcos F,竖直方向: FN FTsin ( mA mB)g,因为细线与水平地面的夹角 减小,cos 增大,sin 减小, FT将减小, FN将增大,所以细线所受拉力减小,地面受到的压力增大,A 正确,D 错误;以物体 A 为研究对象,受力分析如图乙所示,竖直方向: FNA FTsin mAg, FT减小,sin 减小,所以 FNA增大,B 正确;以 B 为研究对象,在水平方向上由力的平衡可得 Ff F, A 物体所受摩擦力不变,C 错误。10考查用相似三角形法求解动态平衡问题多选如图所示,质量均为 m 的小球 A、 B 用劲度系数为 k1的轻
14、弹簧相连, B 球用长为 L 的细绳悬于 O 点, A 球固定在 O 点正下方,当小球 B 平衡时,绳子所受的拉力为 FT1,弹簧的弹力为 F1;现把 A、 B 间的弹簧换成原长相同但劲度系数为 k2(k2k1)的另一轻弹簧,在其他条件不变的情况下仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为 FT2,弹簧的弹力为 F2,则下列关于 FT1与 FT2、 F1与 F2大小之间的关系,正确的是( )6A FT1FT2 B FT1 FT2C F1mbmc B mbmamcC mcmamb D mcmbma解析:选 B 该空间区域为匀强电场、匀强磁场和重力场的叠加场, a 在纸面内做匀速圆周运动,可知其重力与所受
15、到的电场力平衡,洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力,有 mag qE,解得 ma 。 b 在纸面内向右做匀速直线运动,由左手定则可判断出其所受洛qEg伦兹力方向竖直向上,可知 mbg qE qvbB,解得 mb 。 c 在纸面内向左做匀速直qEg qvbBg17线运动,由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向下,可知 mcg qvcB qE,解得mc 。综上所述,可知 mbmamc,选项 B 正确。qEg qvcBg2多选图甲 bacd 为导体做成的框架,其平面与水平面成 角,质量为 m 的导体棒PQ 与 ab、 cd 接触良好,回路的电阻为 R,整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中,
16、磁感应强度的变化如图乙所示, PQ 始终静止,在 0 t1时间内,下列说法正确的是( )A PQ 受安培力方向始终沿轨道斜面向上B PQ 受安培力方向始终沿轨道斜面向下C PQ 受到的摩擦力可能一直增大D PQ 受到的摩擦力可能先减小后增大解析:选 CD 根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流,开始导体棒 PQ 受到沿导轨向上的安培力,若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力 mgsin ,则摩擦力为 f mgsin F 安 ,随着安培力的减小,摩擦力 f 逐渐增大,当安培力反向时, f mgsin F 安 ,安培力逐渐增大,故摩擦力也是逐渐增大;若开始安培力大于mgsin ,
17、则摩擦力为 f F 安 mgsin ,由于安培力逐渐减小,故摩擦力逐渐减小,当F 安 mgsin 时,摩擦力为零并开始反向变为 f mgsin F 安 ,随着安培力的减小,摩擦力 f 逐渐增大,当安培力反向时, f mgsin F 安 ,安培力逐渐增大。故 C、D 正确。1(2017全国卷)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)( )A86 cm B92 cmC98 cm D1
18、04 cm解析:选 B 将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为 k)与竖直方向夹角 均满足 sin ,对钩码 (设其重力为 G)静止时受力分析,45得 G2 k cos ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,(1 m2 0.8 m2 )18得 G2 k ,联立解得 L92 cm,可知 A、C、D 项错误,B 项正确。(L2 0.8 m2 )2多选(2017天津高考)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、 N 上的 a、 b 两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确
19、的是( )A绳的右端上移到 b,绳子拉力不变B将杆 N 向右移一些,绳子拉力变大C绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移解析:选 AB 设两段绳子间的夹角为 2 ,由平衡条件可知,2 Fcos mg,所以F ,设绳子总长为 L,两杆间距离为 s,由几何关系 L1sin L2sin s,得mg2cos sin ,绳子右端上移, L、 s 都不变, 不变,绳子张力 F 也不变,A 正确;sL1 L2 sL杆 N 向右移动一些, s 变大, 变大,cos 变小, F 变大,B 正确;绳子两端高度差变化,不影响 s 和 L,所以 F 不变,C 错误;衣服质量增加,绳子
20、上的拉力增加,由于 不会变化,悬挂点不会右移,D 错误。3(2018盐城三模)如图所示,一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方匀速运动。用 G 表示无人机重力, F 表示空气对它的作用力,下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是( )解析:选 B 由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动即所受合外力为零 ,所以只有B 图受力可能为零,故 B 正确。4.(2018淮安、宿迁期中)质量为 m 的物体用轻绳 AB 悬挂于竖直墙壁上,今用水平向右的拉力 F 拉动绳的中点 O 至图示位置。用 T 表示绳 OA 段拉力的大小,在拉力 F 由图示位置逆时针缓慢转过 90的过程中,始终保持 O 点位置不动
21、,则( )A F 先逐渐变小后逐渐变大, T 逐渐变小B F 先逐渐变小后逐渐变大, T 逐渐变大C F 先逐渐变大后逐渐变小, T 逐渐变小D F 先逐渐变大后逐渐变小, T 逐渐变大解析:选 A 若保持 O 点位置不变,将 F 由水平位置绕 O 点逆时针缓19慢转过 90的过程中, F 和 AO 的拉力的合力始终与 mg 等大、反向、共线,由平行四边形定则可知,当 F 竖直时,拉力 F 最大,最大值 Fmax mg;当 F AO 时, F 最小,则 F 先逐渐变小后逐渐变大,由图可知, T 逐渐变小,故 A 正确。5.(2018镇江一模)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有
22、电阻 R。金属棒 ab 与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀增加, ab 始终保持静止,下列说法正确的是( )A ab 中感应电流方向由 b aB ab 中的感应电流逐渐增加C ab 所受的安培力保持不变D ab 受到水平向右的摩擦力解析:选 D 磁感应强度均匀增加,磁通量增加,根据楞次定律得, ab 中的感应电流方向由 a b,故 A 错误。由于磁感应强度均匀增加,根据法拉第电磁感应定律 E S 得, B t感应电动势恒定,则 ab 中的感应电流不变,故 B 错误。根据安培力公式 F BIL 知,电流不变, B 均匀增大,则
23、安培力增大,故 C 错误。导体棒水平方向受安培力和静摩擦力处于平衡, ab 受到的安培力方向向左,则所受的静摩擦力方向向右,故 D 正确。6(2018南京、盐城二模)如图甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”(又被网友称为“麻辣小龙虾”),其长长的手臂前端有两个对称安装的“铁夹” 。在某次救援活动中, “麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重量为 G 的长方形水泥制品,水泥制品在空中处于静止状态,如图乙所示,则( )A水泥制品受到的摩擦力大小一定等于 GB水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下C若“铁夹”的位置稍向上移,水泥制品受到的摩擦力变大D若增大“铁夹”对水泥制品的挤压,水泥制品受到的
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