专题01+力与物体的平衡（易错练兵）-2018年高考物理备考黄金易错点 15页

‎【易错练兵，虎口脱险】 ‎ ‎1.(多选)如图3所示，在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯，该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节，下列对于台灯的受力分析正确的是(　　)‎ 图3‎ A.台灯受到水平向左的摩擦力 B.若将灯头向前调一点(台灯未倒)，则桌面对台灯的支持力将变大 C.支架对灯头的支持力方向竖直向上 D.整个台灯所受的合外力为零 答案　CD ‎2.如图4所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平面上，一质量为m的滑块通过一跨过两定滑轮的轻绳与一重力为G的钩码相连(两滑轮间的轻绳水平)，现将滑块置于斜面上，滑块在斜面上匀速上滑，且发现在滑块运动过程中，斜面一直保持不动，则下列说法中正确的是(　　)‎ 图4‎ A.地面对斜面体的摩擦力方向水平向右，大小为Gsin θ B.滑块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向上，大小为G－mgcos θ C.地面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g＋G x.k.w D.地面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g 解析　以滑块和斜面体为整体进行研究，其受力分析如图甲所示，由平衡条件可知地面对斜面体的支持力大小为FN＝(M＋m)g，选项C错误，D正确；地面对斜面体的摩擦力水平向右，大小为f＝G，故选项A错误；再以滑块为研究对象，受力分析如图乙所示，由力的平衡可知斜面体对滑块的滑动摩擦力为f′＝G－mgsin θ，故选项B错误。‎ 答案　D ‎3.(多选)如图5所示，A为静止在水平地面上的斜面，斜面光滑，轻绳一端与B球相连，另一端与一轻质弹簧测力计相连，再用另一轻绳与弹簧测力计相连后固定在天花板上，整个装置处于静止状态，B球靠近斜面底端位置，现用一水平向左的推力F′缓慢推动斜面。当B快要到达斜面顶端时，弹簧测力计接近于水平位置，在推动过程中两轻绳都处于拉伸状态。设斜面对小球的支持力为FN，弹簧测力计的示数为F，则在该过程中下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.FN与F的合力变大 B.FN与F的合力方向始终不变 C.FN保持不变，F先增大后减小 D.FN不断增大，F先减小后增大 答案　BD ‎4.如图8所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上，其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为l，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则(　　)‎ 图8‎ A.A、B间库仑力大小F＝ B.A、B间库仑力大小F＝ C.细线拉力大小FT＝ D.细线拉力大小FT＝mg 答案　B ‎5. 如图9所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)。一质量为m、电荷量为q的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v做匀速直线运动，重力加速度为g。则(　　)‎ 图9‎ A.匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外 B.小球一定带正电荷 C.电场强度大小为 D.磁感应强度的大小为 答案　C ‎6.如图11所示，楔形木块M固定在水平桌面上，它的两底角α和β分别为37°和53°，两个物块a和b放在两侧的斜面上，由绕过木块顶端的光滑定滑轮的细绳相连接，并处于静止状态，两物块与斜面的动摩擦因数均为0.2。如果a的质量为m1，b的质量为m2，物块与斜面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则可能为(　　)‎ 图11‎ A. B. ‎ C.2 D.3‎ 解析　当a刚好不下滑时，m1gsin α－μm1gcos α＝m2gsin β＋μm2gcos β，求得＝；当b刚好不下滑时，m1gsin α＋μm1gcos α＝m2gsin β－μm2gcos β，求得＝，因此，介于和之间，选项C正确。‎ 答案　C ‎7.如图12所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a 施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ＝45°，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量最小值是(　　)‎ 图12‎ A. B. ‎ C. D. 答案　A ‎8．在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小．仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个金属球，无风时金属球自由下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定，如图所示．关于风力大小F与小球质量m、偏角θ之间的关系，下列关系中正确的是(　　)‎ 图‎ A．F＝mgtan θ B．F＝mgsin θ C．F＝ D．F＝ ‎【答案】A　【解析】对金属球的受力分析如图所示，由几何知识得，F＝mgtan θ，选项A正确，选项B、C、D错误．‎ ‎9．如图所示，轻质弹簧的左端与物块P相连，另一端固定在木板上．先将木板水平放置，并使弹簧处于压缩状态．缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是(　　)‎ 图　　‎ A．一直增大 B．保持不变 ‎ C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎ 10．如图所示，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，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态．则下列判断中正确的是 (　　)‎ 图‎ A．球B对墙的压力增大 B．球B对柱状物体A的压力增大 C．地面对柱状物体A的摩擦力不变 D．地面对柱状物体A的支持力不变 ‎【答案】D　【解析】以B为研究对象，受力分析如图甲所示，由图可知，把A向右移动少许，墙对球B的压力F1减小，柱状物体A对球B的支持力F2减小，由牛顿第三定律知，球B对墙的压力减小，球B对柱状物体A的压力减小，选项A、B错误；把A、B作为一个整体，受力分析如图乙所示，由平衡条件得，地面对柱状物体A的摩擦力Ff＝F1，地面对柱状物体A的支持力FN＝(mA＋mB)g，由此可知，地面对柱状物体A的摩擦力减小，地面对柱状物体A的支持力不变，选项C错误，D正确．‎ 甲　　　　　　　　　乙 ‎11．将某材料制成的长方体锯成A、B两块放在水平面上，A、B紧靠在一起，物体A的角度如图所示．现用水平方向的力F推物体B，使物体A、B保持原来形状整体沿力F的方向匀速运动，则(　　)‎ 图‎ A．物体A在水平方向受两个力的作用，合力为零 B．物体A只受一个摩擦力 C．物体B对A的压力小于桌面对物体A的摩擦力 D．物体B在水平方向受三个力的作用 ‎12．如图所示，在竖直放置的穹形支架上，一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)．则在此过程中绳中拉力大小 (　　)‎ A．先变大后不变 B．先变大后变小 C．先变小后不变 D．先变小后变大 甲　　　　　　　　乙 ‎13．如图所示，一质量为m1的光滑匀质球，夹在竖直墙面和倾角为θ的斜块之间，斜块质量为m2，斜块底面与水平地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两者始终保持静止．下列说法正确的是(　　)‎ 图‎ A．斜块对球的作用力为m1g/cos θx./k.w B．地面对斜块的摩擦力为μ(m1＋m2)g C．减小m1，地面对斜块的摩擦力一定减小 D．减小m1，墙面对球的作用力一定增大 ‎14．如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则 (　　)‎ 图‎ A．小球A与B之间库仑力的大小为 B．当＝时，细线上的拉力为0‎ C．当＝时，细线上的拉力为0‎ D．当＝时，斜面对小球A的支持力为0‎ ‎【答案】AC　【解析】两球间库仑力为F＝，A项正确；当细线上的拉力为0时，小球A受到库仑力、斜面支持力、重力，具体关系为＝mgtan θ，B项错误，C项正确；由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，所以D项错误．‎ ‎15．如图113所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成θ角．两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计．当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动．重力加速度为g.以下说法正确的是 (　　)‎ 图‎ A．回路中的电流为 B．ab杆所受摩擦力为mgsin θ C．cd杆所受摩擦力为μ D．μ与v1大小的关系为μ＝ ‎16．如图所示，一个底面粗糙，质量为m的斜面体静止在水平地面上，斜面体的斜面是光滑的，倾角为30°，现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球静止时轻绳与斜面的夹角是30°.‎ 图‎ ‎(1)求当斜面体静止时绳的拉力大小；‎ ‎(2)若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k倍，为了使整个系统始终处于静止状态，k值必须满足什么条件？‎ ‎【解析】　(1)设绳的拉力为FT，斜面体对小球的支持力为FN，对小球进行受力分析如图所示，由平衡条件可知，FT和FN的合力竖直向上，大小等于mg，由几何关系可得出FN＝FT＝mg.‎ 综合上述各式解得k≥.‎ ‎【答案】　(1)mg　(2)k≥ ‎17．如图所示为一电流表的原理示意图．质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流的大小．(不计通电时电流产生的磁场的作用) ‎ 图　　‎ ‎(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)‎ ‎(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？‎ ‎(3)若k＝2.0 N/m，＝0.20 m，＝0.050 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？‎ ‎【解析】　(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx，‎ 则有mg＝kΔx，‎ 得Δx＝.‎ ‎(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极．‎ ‎(3)设电流表满偏时通过MN间电流为Im，‎ 则有BIm＋mg＝k(＋Δx)‎ 联立并代入数据得Im＝2.5 A.‎ ‎【答案】　(1)　(2)M端　(3)2.5 A ‎18.如图10所示的平行金属导轨，倾角θ＝37°，导体棒MN、PQ分别与导轨垂直放置，质量分别为m1和m2，MN与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，PQ与导轨无摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，装置整体置于方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中，现将导体棒PQ由静止释放(设PQ离底端足够远)。取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。试分析m1与m2应该满足什么关系，才能使导体棒MN在导轨上运动。‎ 图10‎ 解析　释放PQ，回路中产生由P—Q—N—M—P的感应电流，对MN棒受力分析如图甲所示。‎ 答案　m2≥m1‎