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2015高考物理一轮复习训练

编辑:sx_mengxiang

2014-10-09

2015高考物理一轮复习训练

A 对点训练——练熟基础知识

题组一 整体法、隔离法在平衡中的应用

1.(单选)如图9所示,一光滑斜面固定在地面上,重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态.若斜面的倾角为θ,则  (  ).

图9

A.F=Gcos θ B.F=Gsin θ

C.物体对斜面的压力FN=Gcos θ D.物体对斜面的压力FN=Gcos θ

解析 物体所受三力如图所示,根据平衡条件,F、FN′的合力与重力等大反向,有F=Gtan θ,FN=FN′=Gcos θ,故只有D选项正确.

答案 D

2.(多选)3个相同的物体叠放在一起,置于粗糙的水平地面上,物体之间不光滑,如图10所示.现用一水平力F作用在B物体上,物体仍保持静止.下列说法正确的是 (  ).

图10

A.C受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左

B.A受到水平向右的摩擦力作用

C.B对C的摩擦力大小为F,方向水平向右

D.C受到5个力作用

解析 在选项A中,以A、B、C三者的整体为研究对象,此整体在水平方向上受平衡力的作用,因此C受到地面的摩擦力等于拉力F,方向向左,A选项正确;在选项B中,以A为研究对象,A不受摩擦力,选项B错误;在选项C中,B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等,方向相反,由此可知,B对C的摩擦力的大小等于F,方向水平向右,故选项C正确;对于选项D,可将C隔离开作为隔离体进行分析,C受到5个力的作用,选项D正确.选A、C、D.

答案 ACD

3.(多选)如图11所示,水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,现对B施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上,此时弹簧的长度为l,则弹簧原长l0和推力F的大小分别为 (  ).

图11

A.l0=l+mg2k  B.l0=l-mg2k

C.F=233mg  D.F=23mg

解析 以A、B整体为研究对象,则Fcos 30°=2mgsin 30°,得F=233mg;隔离A球有kx=mgsin 30°,得弹簧原长为l0=l-x=l-mg2k,则可得选项B、C正确.

答案 BC

4.如图12所示,球A重G1=60 N,斜面体B重G2=100 N,斜面倾角为30°,一切摩擦均不计.则水平力F为多大时,才能使A、B均处于静止状态?此时竖直墙壁和水平面受到的压力各为多大?

图12

解析 方法一 (隔离法) 分别对A、B进行受力分析,建立直角坐标系如图甲、乙所示,由共点力平衡条件可得

对A有F2sin 30°=F1,F2cos 30°=G1

对B有F=F2′sin 30°,F3=F2′cos 30°+G2

其中F2和F2′是一对相互作用力,即F2=F2′

代入数据,联立解得F=F1=203 N,F3=160 N

由牛顿第三定律可知,竖直墙壁和水平面受到的压力分别为203 N、160 N.

方法二 (整体法) 将A、B视为一个整体,该整体处于静止状态,所受合力为零.对整体进行受力分析如图丙所示,由平衡条件得

F=F1,F3=G1+G2=160 N

再隔离B进行受力分析如图乙所示,由平衡条件可得F=F2′sin 30°

F3=F2′cos 30°+G2

联立解得F2′=403 N,F1=F=203 N

由牛顿第三定律可知,竖直墙壁和水平面受到的压力分别为203 N、160 N.

答案 203 N 203 N 160 N

题组二 合成法、效果分解法、正交分解法的应用

5.(单选)如图13所示,一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点,现用另一轻绳将一物体系于O点,设轻绳AO、BO相互垂直,α>β,且两绳中的拉力分别为FA、FB,物体受到的重力为G,下列表述正确的是  (  ).

图13

A.FA一定大于G B.FA一定大于FB

C.FA一定小于FB D.FA与FB大小之和一定等于G

解析 物体受力分析如图所示,由三力平衡的知识可知,FA、FB的合力大小等于G,方向竖直向上,FA=Gsin α,FB=Gsin β.故FA一定小于G,A选项错误;因为α>β,故FA一定大于FB,B选项正确,C选项错误;FA与FB大小之和大于G,D选项错误.

答案 B

6.(单选)如图14所示,一直杆倾斜固定,并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F=10 N的力,圆环处于静止状态,已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,g=10 m/s2.下列说法正确的是  (  ).

图14

A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上

B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 N

C.圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上

D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N

解析 对小环受力分析如图所示:由于F=10 N>mg=5 N,所以杆对环的弹力FN垂直杆向下,杆对环还有沿杆向下的静摩擦力Ff,则FN与Ff的合力应竖直向下,大小为F合=F-mg=5 N,所以FN=F合cos 30°=523 N,Ff=F合sin 30°=2.5 N.综上可知选项D正确.

答案 D

7.(2013•湖北八市联考)(多选)一个倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使质量分布均匀的光滑铁球静止在如图15所示的位置,需用一个水平推力F作用于球体上,F的作用线通过球心.设球体的重力为G,竖直墙对球体的弹力为FN1,斜面对球体的弹力为FN2,则以下结论正确的是  (  ).

图15

A.FN2>G  B.FN1=F

C.G≤F  D.FN2一定大于FN1

解析 画出球体的受力示意图,由物体平衡条件可知,FN2>G,FN1

答案 AC

题组三 假设法在平衡中的应用

8.(单选)人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图16所示.以下说法正确的是  (  ).

图16

A.人受到重力和支持力的作用 B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用

C.人受到的合外力不为零 D.人受到的合外力方向与速度方向相同

解析 人在竖直方向上受到重力和支持力作用,水平方向上是否受摩擦力作用呢?假设人受到水平向左的静摩擦力作用,而人做匀速运动,故所受合外力为零,故水平方向不应该受力,即人不受摩擦力的作用.

答案 A

9.(单选)如图17所示,固定斜面上有一光滑小球,分别与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接着,小球处于静止状态,则关于小球所受力的个数不可能的是 (  ).

图17

A.1  B.2

C.3  D.4

解析 设斜面倾角为θ,小球质量为m,假设轻弹簧P对小球的拉力恰好等于小球重力mg,则小球受二力平衡;假设轻弹簧Q对小球的拉力等于mgsin θ,小球受到重力、弹簧Q的拉力和斜面的支持力作用,三力平衡;假设两个弹簧对小球都施加了拉力,那么除了重力,小球只有再受到斜面的支持力才能保证其受力平衡,即四力平衡;小球只受单个力的作用,合力不可能为零,小球不可能处于静止状态.

答案 A

10.(多选)如图18所示,在斜面上,木块A与B的接触面是水平的.绳子呈水平状态,两木块均保持静止.则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为 (  ).

图18

A.2个和4个  B.3个和4个

C.4个和4个  D.4个和6个

解析 (1)假设绳子的拉力为零,以A、B为研究对象,B和斜面之间一定有静摩擦力,A、B的受力图如图,所以选项A正确.

(2)假设绳子上有拉力,对A、B分别画受力图可知,A受到重力、B对A的支持力、绳子的拉力和B对A的静摩擦力而平衡,B受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的静摩擦力,斜面对B的摩擦力可有可无,所以选项C正确.

答案 AC

题组四 图解法在平衡中的应用

11.(单选)作用于O点的三力平衡,设其中一个力大小为F1,沿y轴正方向,力F2大小未知,与x轴负方向夹角为θ,如图19所示.下列关于第三个力F3的判断中正确的是   (  ).

图19

A.力F3只能在第四象限

B.力F3与F2夹角越小,则F2和F3的合力越小

C.F3的最小值为F1cos θ

D.力F3可能在第一象限的任意区域

解析 O点受三力平衡,因此F2、F3的合力大小等于F1,方向与F1相反,故B错误;作出平行四边形,由图可以看出F3的方向范围为第一象限中F2反方向下侧及第四象限,故A、D错;当F3⊥F2时,F3最小,F3=F1cos θ,故C正确.

答案 C

12.(单选)如图20所示,用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平.现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳端由B点缓慢上移至B′点,此时绳OB′与绳OA之间的夹角θ<90°.设此过程中绳OA、OB的拉力分别为FOA、FOB,下列说法正确的是  (  ).

图20

A.FOA逐渐增大  B.FOA逐渐减小

C.FOB逐渐增大  D.FOB逐渐减小

解析 以O点为研究对象,进行受力分析,其中OA绳拉力方向不变,OA绳、OB绳拉力的合力方向竖直向上,大小等于物体的重力,始终不变,根据力的矢量三角形定则可知,FOA逐渐减小,FOB先减小后增大,如图所示,选项B正确,A、C、D错误.

答案 B

B 深化训练——提高能力技巧

13.(多选)一个光滑的圆球搁在光滑的斜面和竖直的挡板之间,如图21所示.斜面和挡板对圆球的弹力随斜面倾角α变化而变化,故 (  ).

图21

A.斜面弹力FN1的变化范围是(mg,+∞)

B.斜面弹力FN1的变化范围是(0,+∞)

C.挡板的弹力FN2的变化范围是(0,+∞)

D.挡板的弹力FN2的变化范围是(mg,+∞)

解析 圆球受3个力,其中重力的大小和方向均为确定的;挡板对圆球的弹力FN2的方向始终是水平的,亦为确定的;而斜面对圆球的作用力的大小和方向均在变化中.但是,不论α如何变动,只要α取一个确定的值,圆球就在三力作用下处于平衡状态,此三力就组成一个封闭的矢量三角形,如图所示.

因为0<α<90°,所以FN1>mg,FN2>0.

当然,也可以由FN1=mgcos α,FN2=mgtan α解出.

因此,正确答案为A、C.

答案 AC

14.如图22所示,两个截面为直角三角形的实心铁块A、B并排放在粗糙水平地面上,一截面为矩形的实心铁块C水平架在两铁块的光滑斜面上,系统处于静止状态.已知三个铁块的重力分别为GA=GB=100 N、GC=10 N,θ=60°,求:

图22

(1)地面对铁块A的摩擦力Ff的大小;

(2)铁块A对地面的压力FN的大小.

解析 (1)以C为研究对象进行受力分析,如图甲所示.

由平行四边形定则知:FN1=FN2=GC

对A进行受力分析,如图乙所示

将FN2′进行正交分解,有:Fx=FN2′sin 60°

Ff=Fx,则Ff=53 N.

(2)由图乙可知:Fy=FN2′cos 60°

FN=GA+Fy,解得:FN=105 N.

答案 (1)53 N (2)105 N

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