2011届高三高考模拟试题汇编2：力与物体的平衡1

第一章 专题三1.“阶下儿童仰面时，清明妆点最堪宜．游丝一断浑无力，莫向东风怨别离．”这是《红楼梦》中咏风筝的诗，风筝在风力F 、线的拉力T 以及重力G 的作用下，能够高高地飞在蓝天上．下列关于风筝在空中的受力情况可能正确的是( )【解析】 物体受三个力作用而平衡时，这三个力的合力必为零，对照选项，只有A 可能正确．【答案】 A2．如图所示，A 、B 两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A 、B 间接触面光滑．在水平推力F 作用下两物体一起加速运动，物体A 恰好不离开地面，则物体A 的受力个数为( )A ．3B ．4C ．5D ．6【解析】 A 恰好不离开地面，即A 与地面无作用力，故A 受到重力、F 和B 对A 的作用力，共三个力，A 正确．【答案】 A3．(2009·江苏单科)用一根长1m 的轻质细绳将一幅质量为1 kg 的画框对称悬挂在墙壁上．已知绳能承受的最大张力为10 N ．为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g 取10 m/s 2)( )A.32m B.22 m C.12mD.34m 【解析】 当两个挂钉间距最大时绳中的张力达到最大值10 N ．设此时绳与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件可得12mg ＝10 cos θ，则有θ＝60°，再由几何关系可得挂钉间距最大为32m ，选项A 对． 【答案】 A4. (2009·浙江理综)如图所示，质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )A.32mg 和12mg B. 12mg 和32mg C. 12mg 和12μmgD.32mg 和32μmg 【解析】 三棱柱受重力、斜面的支持力和摩擦力三力平衡，故F N ＝mg cos θ＝32mg .F f＝mg sin θ＝12mg ，A 选项正确．【答案】 A5．物体在共点力的作用下，下列说法中正确的是( )A ．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B ．物体相对于另一物体保持静止，物体一定处于平衡状态C ．物体所受合力为零，就一定处于平衡状态D ．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态【解析】 某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A 错；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故B 错；C 选项符合平衡条件的判断，为正确选项；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，D 错．【答案】 C6．以下四种情况中，物体处于平衡状态的有( )A ．竖直上抛物体达最高点时B ．做匀速圆周运动的“神舟”七号飞船C ．单摆摆球通过平衡位置时D ．竖直方向的弹簧振子通过平衡位置时【解析】 竖直上抛的物体在最高点v ＝0，a ＝g ，A 错，对B 选项v ≠0，a 向≠0，对C 选项，摆球过平衡位置时，F －mg ＝m v 2l ，a ＝v 2l ≠0，故B 、C 均错，弹簧振子过平衡位置时，F 回＝0，a ＝0，D 正确．【答案】 D7．如右图所示，重物用BC 、AC 、CD 三根绳吊在天花板上，已知β＝30°，α＝60°，BC 和AC 所能承受的最大拉力均为100 N ，CD 能承受的最大拉力为300 N ，若使三根绳均不断，则挂在下面的物体的重力不能超过多大？【解析】 如下图所示，有FT B ＝G cos30°＝32G B， FT A ＝G cos60°＝12G A ，FT C ＝G C ，由题意知FT B max ＝100 N ，FT A max ＝100 N ， FT C max ＝300N ，即32G B＝100N ， 12G A＝100 N ，G C ＝300 N. 故G B ＝20033N ，G A ＝200 N ，G C ＝300 N所以FT B 最先断开，故重力最大不超过2003 3 N.【答案】20033 N 8．一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F 作用下斜面和物块始终处于静止状态，当F 按如图所示的规律变化时，物体与斜面间的摩擦力大小变化规律可能是 ( )【解析】 若静摩擦力的方向沿着斜面向上，则有F ＋F f ＝mg sin θ，当F 减小过程中，F f 增大，直到F 减小到零时F f 恒定，则D 可选；若静摩擦力的方向沿着斜面向下，则有F＝F f ＋mg sin θ，当F 减小过程中，F f 先减小到零，然后反向增大到mg sin θ恒定，无选项对应．【答案】 D9．(2009·日照模拟)如图所示，A 、B 两球用劲度系数为k 1的轻弹簧相连，B 球用长为L 的细线悬于O 点，A 球固定在O 点正下方，且O 、A 间的距离恰为L ，此时绳子所受的拉力为F 1，现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k 2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F 2，则F 1与F 2的大小关系为( )A ．F 1<F 2B ．F 1>F 2C ．F 1＝F 2D ．因k 1、k 2大小关系未知，故无法确定【解析】 对小球B 受力分析如图所示，由三角形相似得：L F 1＝L mg ＝a 1Fk 1同理，当换用劲度系数为k 2的轻弹簧时，再用三角形相似得出：L F 2＝L mg ＝a 2Fk 2，由以上两式比较可知，F 1＝F 2＝mg ，C 正确．【答案】 C10．如图所示，放置在水平地面上的斜面M 上有一个质量为m 的物体，若物体m 在斜面M 上方恰能匀速下滑，而斜面M 仍能保持静止，斜面的倾角为θ，那么(1)M 对地面的压力是多少？地面对M 有没有摩擦力？若有，大小是多少？(2)若给物体m 一个沿斜面向下的力F 作用，让其沿斜面加速下滑，如图所示，则M 对地面的压力、摩擦力情况又如何？(3)若换另一质量也为m 的物体放到斜面M 上，需施加沿斜面向上的力F 作用才能使其匀速下滑，如图所示(M 仍静止)，则M 对地面的压力、摩擦力情况又如何？【解析】(1)斜面保持静止、质量为m的物体沿斜面匀速下滑，两者都属于平衡状态，所以合力为零，以两者组成的整体为研究对象，整体受到重力(M＋m)g，竖直向上的支持力F N，若地面对M有摩擦力F f，则必沿水平方向，则整体合力F合≠0，故F f＝0.再根据牛顿第三定律得，M对地面压力F′N＝F N＝(M＋m)g.(2)给物体m一个沿斜面向下的力F作用时，m和M之间的正压力不受影响，m和M 之间的滑动摩擦力也保持不变，因此和情况(1)相比，M的受力并没有变化，M对地面的压力F′N＝F N＝(M＋m)g，摩擦力F f＝0.(3)此情景下，m和M整体所受的合力仍为零，其受力分析如图所示，此时M必受地面水平向左的摩擦力，且F f＝F cos θ，所受支持力F N＝(M＋m)g－F sinθ.同理，根据牛顿第三定律，地面受M水平向右的摩擦力，大小F′f＝F f＝F cosθ，压力F′N＝F N＝(M＋m)g－F sinθ.【答案】(1)压力为(M＋m)g没有摩擦力(2)压力为(M＋m)g没有摩擦力(3)压力为(M＋m)g－F sinθ摩擦力为F cos θ，方向水平向右1.(2009·湖北重点中学高三联考)加装“保护器”的飞机一旦在空中发生事故失去动力，其上方的降落伞就会自动弹出．如果一根伞绳只能承重2940 N，降落伞展开后伞绳与竖直方向的夹角均为30°，飞机的质量约为30 t，忽略其他因素，当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳所需的根数最接近于() A．120B．12 C．60 D．100【解析】由平衡条件可得：nF cos30°＝mg，n＝mgF cos30°＝30×103×102940×32≈118(根)，故选A.【答案】 A2．(2009·安徽合肥一中高三教学质检)如图所示，一物体M放在粗糙的斜面上保持静止，斜面静止在粗糙的水平面上．现用水平力F推物体M时，M和斜面仍保持静止状态，则下列说法中正确的是()A．斜面体受到地面的支持力增大B．斜面体受到地面的摩擦力一定增加C．物体M受到的斜面静摩擦力可能减小D．物体M受到的斜面支持力可能减小【解析】系统处于静止状态，合外力为零，水平力F推物体M时，斜面体受到地面的摩擦力增加，斜面体受到地面的支持力等于二者的重力．即保持不变．物体M受到的斜面支持力增加，物体M受到的斜面静摩擦力由于各力的大小关系不确定而不能确定．【答案】BC3．(2009·杭州学军中学高三模拟)如图所示，当A匀速沿斜面下滑时，楔形木块B保持静止状态，则以下说法正确的是()A．楔形木块B所受外力的个数为四个B．楔形木块B所受外力的个数为五个C．桌面与楔形木块B之间的动摩擦因数一定不为零D．地面对楔形木块B的支持力大小一定等于A、B重力大小之和【解析】由于二者的加速度均为零，故可以看作整体，对整体进行受力分析可知，地面对楔形木块B的支持力大小等于A、B重力大小之和．桌面与楔形木块B之间的摩擦力为零，但动摩擦因数不一定为零．【答案】AD4．(2009·长春模拟)如图是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图．使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长．粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小．该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，墙壁对涂料滚的支持力为F2，下列说法正确的是()A．F1、F2均减小B．F1、F2均增大C．F1减小，F2增大D．F1增大，F2减小【解析】在缓缓上推过程中涂料滚受力如图由平衡条件可知：F1sinθ－F2＝0 F1 cosθ－G＝0解得F1＝GcosθF2＝Gtanθ由于θ减小，所以F1减小，F2减小，故正确答案为A.【答案】 A5．(2009·石家庄模拟)如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg，弹簧秤读数为2 N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.3 kg时，将会出现的情况是(g＝10 m/s2)()A．弹簧秤的读数将变小B．A仍静止不动C．A对桌面的摩擦力不变D．A所受的合力将要变大【解析】当砝码和托盘的总质量为m1＝0.6 kg时，F＋F f＝m1g＝6 N，F f＝4 N，可知A与桌面的最大静摩擦力至少为4 N，当总质量为m2＝0.3 kg时，设A仍不动，有F不变，F＋F f′＝m2g，F f′＝1 N<4 N，故假设成立，A仍静止不动，A对桌面的摩擦力减为1 N，弹簧秤的示数不变，故只有B正确.【答案】 B6．如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止．若A与B的接触面是水平的，且F≠0.则关于B的受力个数可能为()A．3个B．4个C．5个D．6个【解析】对于B物体，一定受到的力有重力、斜面支持力、A的压力和A对B的摩擦力，若以整体为研究对象，当F较大或较小时，斜面对B有摩擦力，当F大小适当时，斜面对B的摩擦力为零，故B可能受4个力，也可能受5个力．【答案】BC7．(2009·保定模拟)两倾斜的滑杆上分别套A、B两圆环，两环上分别用细线悬吊着两物体，如下图所示．当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下，则()A．A环与杆无摩擦力B．B环与杆无摩擦力C．A环做的是匀速运动D．B环做的是匀速运动【解析】由于甲图中的细线与杆垂直，所以甲图中物体的加速度为g sinθ，以整体为对象可知杆对环A的摩擦力为零，A正确，C错误；对乙图，若B做变速运动，则水平方向有加速度，而绳竖直，由乙图物体运动情况可知，B环只能做匀速运动，且受杆的摩擦力，所以D正确，B错误．【答案】AD8．(2009·昆明模拟)质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1N的作用，取向右为正方向，g＝10 m/s2，该物体受到的摩擦力f随时间t变化的图象是下图中的()【解析】在向右滑行时受向左的滑动摩擦力f＝2 N，合力为3 N，当速度减为零后，保持静止，受到的是静摩擦力，其大小为1 N，方向向右．【答案】 A9. (2010·杭州)水平杆上套有两个相同的质量为m的环，两细线等长，下端系着质量为m0的物体，系统静止，现在增大两环间距而系统仍静止，则杆对环的支持力F N和细线对环的拉力F的变化情况是()A. 都不变B. 都增大C. F N增大，F不变D. F N不变，F增大【解析】对于环、线、物体整体，竖直方向受两个竖直向上的支持力F N和竖直向下的重力(m 0＋m )g ，F N ＝(m 0＋m )2g 不变，B 、C 错；设线与杆的夹角为θ，对于两线作用在物体上的点，线的拉力F ＝m 0g2sin θ，当θ减小时，F 增大，A 错D 对．【答案】 D10. (2010·合肥)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( )A. B 对墙的压力增大B. A 与B 之间的作用力增大C. 地面对A 的摩擦力减小D. A 对地面的压力减小【解析】 A 对B 的支持力F 1指向圆弧的圆心，当A 向右移动时，F 1与竖直方向的夹角θ将减小，设F 2为竖直墙对B 的压力，根据力的平衡条件得：F 1cos θ＝m B g ，F 1sin θ＝F 2，θ减小，则F 1减小，B 错误；F 2＝m B g tan θ，θ减小，F 2减小，A 错误，对A 、B 利用整体法分析，地面对物体的摩擦力F f 的大小等于F 2，F 2减小，F f 减小，C 正确；A 对地面的压力大小等于A 、B 重力之和，是定值，D 错误．【答案】 C11．如图所示，能承受最大拉力为10N 的细线OA 与竖直方向成45°角，能承受最大拉力为5 N 的细线OB 水平，细线OC 能承受足够的拉力，为使OA 、OB 均不被拉断，OC 下所悬挂物体的重力最大是多少？【解析】 当OC 下端悬挂物重不断增大时，细线OA 、OB 所受的拉力同时增大．为了判断哪根细线先被拉断，可选O 点为研究对象，其受力情况如右图所示利用假设法，分别假设OA 、OB 达最大值时，看另一细线是否达到最大值，从而得到结果．假设OB 不会被拉断，且OA 上的拉力先达到最大值，即F 1＝10 N ，根据平衡条件有F 2＝F 1max cos 45°＝10 N ×22＝7.07 N 由于F 2大于OB 能承受的最大拉力，所以在物重逐渐增大时，细线OB 先被拉断． 再假设OB 线上的拉力刚好达到最大值(即F 2max ＝5 N)，处于将被拉断的临界状态，根据平衡条件有F 1·cos45°＝F 2max ＝5 N ，F 1·sin 45°＝F 3.再选重物为研究对象，根据平衡条件有F 3＝G max . 以上三式联立解得悬挂物体的最大重力为G max ＝5 N. 【答案】 5N12．沙尘暴是把沙尘颗粒上扬后造成的灾害．现把沙尘暴天气简化为：沙尘颗粒上扬后有竖直向上大小为v 的风速，沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中(不动)．这时风对沙尘颗粒的作用力相当于空气不动而沙尘颗粒以速度v 竖直向下运动时所受的阻力，此阻力可用f ＝αρA v 2表示，其中α为一系数，A 为沙尘颗粒的截面积，ρ为空气密度．(α＝715×10－6)(1)若沙尘颗粒的密度ρS ＝2.8×10－3kg/m 3，沙尘颗粒为球形，半径为r ＝2.5×10－4m ，地球表面处的空气密度ρ0＝1.25 kg/m 3，试估算地面附近，上述v 的最小值v 1.(2)假定空气密度ρ随高度h 的变化关系为ρ＝ρ0(1－ch )，其中ρ0为h ＝0处的空气密度，c 为一常数，c ＝1.18×10－4m －1，试估算当v ＝9.0 m/s 时扬沙的最大高度．【解析】 (1)在地面附近，沙尘颗粒扬起要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即αρA v 21＝mg ，式中m 为沙尘颗粒的质量，m ＝43πr 3ρs ，截面积A ＝πr 2，因此解得v 1＝4ρs gr3αρ0＝4.0 m/s. (2)用ρh 、h 表示v ＝9.0 m/s 时扬沙到达的最高处的空气密度和高度，则有ρh ＝ρ0(1－ch )，又沙尘颗粒在h 高处要处于平衡状态，即：αρh A v 2＝mg ，将沙尘质量及截面积代入公式化简后得到h ＝1c (1－4rρs g 3αv 2ρ0)＝6.8×103m. 【答案】 (1)4.0m/s (2)6.8×103m.13. (2010·3月西城理综)设雨滴下落过程受到的空气阻力与雨滴的横截面积S 成正比，与雨滴下落的速度v 的平方成正比，即f ＝kS v 2(其中k 为比例系数)．雨滴接近地面时近似看做匀速直线运动，重力加速度为g .若把雨滴看做球形，其半径为r ，球的体积为43πr 3，设雨滴的密度为ρ，求(1)雨滴最终的运动速度v m (用ρ、r 、g 、k 表示)；(2)当雨滴的速度达到12v m 时，雨滴的加速度a 为多大？【解析】 (1)当f ＝mg 时，雨滴达到最终速度v m ，则kS v 2m ＝mg即kπr 2v 2m ＝ρ43πr 3g 得v m ＝4ρrg3k(2)由牛顿第二定律得mg －f ＝ma ， 则mg －kS (v m2)2＝ma即a ＝0.75g4ρrg【答案】(1)v m＝3k(2)a＝0.75g。

力与物体的平衡 1.【2011•西城一模】两个共点力F 1、F 2，其中F 1=50N 、F 2=30N 。

它们合力的大小不可能．．．是A ．80NB ．50NC ．30ND ．10N【答案】D2.【2011•西城一模】物块M 在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，传送带转动的方向如图中箭头所示。

如此传送带转动后A ．M 将减速下滑B ．M 仍匀速下滑C ．M 受到的摩擦力变小 【答案】B3.【2011•巢湖一检】如下列图，水平地面上的物体，在与水平方向成角的恒定推力F 作用下保持静止，如下说法正确的答案是A.地面受到的摩擦力大小是凡地面受到的摩擦力大小是C. 地面受到的压力大小是D 地面受到的压力大小是m g【答案】B4.【2011•承德模拟】如下左图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点。

设滑块所受支持力为F N ，如此如下判断正确的答案是A ．F 缓慢增大B ．F 缓慢减小C ．F N 缓慢增大D ．F N 缓慢减小【答案】AC5.【2011•承德模拟】电子台秤放置于水平桌面上，一质量为M 的框架放在台秤上，框架内有一轻弹簧上端固定在框架顶部，下端系一个质量为m 的物体，物体下方用竖直细线与框架下部固定，各物体都处于静止状态。

今剪断细线，物体开始振动，且框架始终没有离开台秤，弹簧不超出弹性限度，空气阻力忽略不计，重力加速度为g 。

如此如下说法正确的答案是A ．当台秤示数最小时弹簧一定处于原长位置B ．当台秤示数最小时物体一定处在平衡位置MθOFθ电子台秤C ．振动过程中台秤的最大示数一定大于〔M + m 〕gD ．细线剪断前,其张力不可能大于〔M + m 〕g【答案】CD6.【2011•福州模拟】如图6所示，A 、B 两物体的质量分别为m A 、m B ，且m A >m B ，整个系统处于静止状态。

2011届高三月考、联考、模拟试题汇编第一章力和物体的平衡一、选择题1．（湖南嘉禾一中2011届高三第一次学情摸底考试）如图1所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。

若A与B的接触面是水平的，且F 0，则B的受力个数可能为（）A．3个 B．4个C．5个 D．6个答案 BC2．（黄冈中学2011届高三物理力学测试）L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。

若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。

则木板P 的受力个数为A． 3 B．4 C．5 D．6答案 C.3．（黄冈中学2011届高三物理力学测试）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F A，F B灯笼受到的重力为 G．下列表述正确的是A．F A一定小于G B．F A与F B大小相等C．F A与F B是一对平衡力 D．F A与F B大小之和等于G答案 B.4.（黄冈中学2011届高三物理力学测试）在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列说法正确的是A．匀速上行时b受3个力作用B．匀加速上行时b受4个力作用C．若上行过程传送带因故突然停止时，b受4个力作用D．若上行过程传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来大答案 A.5．（芜湖一中2011届高三第一次模拟考试物理试题）如图所示，将一根不可伸长、柔软的轻绳两端分别系于A 、B 两点，一物体用动滑轮悬挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子间夹角为1θ，绳子张力为F 1；将绳子B 端移至C 点，等整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为2θ，绳子张力为F 2；将绳子B 端移至D 点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为3θ，绳子张力为F 3，不计摩擦，则A ．1θ=2θ=3θB ．1θ=2θ<3θC ．F 1>F 2>F 3D ．F 1=F 2<F 3答案 BD.6．(2011届高三备考物理“好题速递”全解全析38)如图1所示，用恒力F 拉着质量为m 的物体沿水平面从A 移到B 的过程中，下列说法正确的是（ ）图1A ．有摩擦力时比无摩擦力时F 做的功多B ．有摩擦力时与无摩擦力时F 做功一样多C ．物体加速运动时F 做的功比减速运动时F 做的功多D ．物体无论是加速、减速还是匀速，力F 做的功一样多答案 1．解析：由功的公式W ＝Fs cos α可得力F 对物体m 做的功W ＝F ·s ，与有无摩擦无关，与物体是加速、减速还是匀速也无关，因此B 、D 正确．答案：BD7．（上海市卢湾区2011届高三上学期期末考试）质量均匀的硬直杆AB 、CD 分别可绕A 、C 轴在竖直平面内自由转动，O 为铰链。

B单元力与物体的平衡受力分析物体的平衡图1－519．B4[2011·四川卷] 如图1－5是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则( ) A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D．返回舱在喷气过程中处于失重状态【解析】 A 没点燃缓冲火箭前，伞绳的拉力等于返回舱的重力，点燃火箭后，返回舱受到向上的推力，使伞绳的张力减小，A正确；返回舱在喷气过程中减速的主要原因是火箭推力的作用，B错误；返回舱在喷气过程所受合外力向上，与位移方向相反，合外力做负功，C错误；返回舱向下做减速运动，其加速度向上，应处于超重状态，D错误．图1－419．B4[2011·山东卷] 如图1－4所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力F f a≠0，b所受摩擦力F f b＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间( ) A．F f a大小不变B．F f a方向改变C．F f b仍然为零 D．F f b方向向右【解析】 AD 将右侧绳子剪断的瞬间，弹簧的长度不发生变化，对a来说，还处于平衡状态，摩擦力的大小和方向都不发生变化，A项正确，B项错误．对b来说，这时有向左运动的趋势，所以摩擦力不为零，方向向右，C项错误，D项正确．分析，物块受重力、支持力、最大静摩擦力作用，由平衡条件得：mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ；当对物块施加一竖直向下的恒力F 时，物块受重力、支持力、摩擦力和恒力F ，假设物块仍处于恰好静止状态，则有：(mg ＋F )sin θ＝μ(mg ＋F )cos θ，同样得到μ＝tan θ.故物块仍恰好处于静止状态，此时所受的合力为零，摩擦力增大，选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．4．B4[2011·海南物理卷] 如图1－2所示，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l .一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物．在绳子距a 端l 2的c 点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比m 1m 2为图1－2( ) A. 5 B ．2C.52D. 2 【解析】 C 装置稳定以后对结点c 受力分析，各力大小如图所示，因为c 处于平衡状态，在竖直方向有：m 1g sin θ＝m 2g ，由几何图形可知sin θ＝25，可解得：m 1m 2＝1sin θ＝52，选项C 正确．图1－35．B4[2011·海南物理卷] 如图1－3所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v 0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力( )图1－4A ．等于零B ．不为零，方向向右C ．不为零，方向向左D ．不为零，v 0较大时方向向左，v 0较小时方向向右【解析】 A 取斜劈和物块组成的整体为研究对象，因物块沿斜面匀速下滑、斜劈静止，故说明系统水平方向加速度为零，由牛顿第二定律可知，水平方向合外力为零，故地面与斜劈间没有摩擦力，A选项正确．1．B4[2011·江苏物理卷] 如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为( )图1A.mg 2sinαB.mg 2cosαC.12mg tanαD.12mg cotα1．B4[2011·江苏物理卷] A 【解析】以楔形石块为研究对象，它受到竖直向下的重力和垂直侧面斜向上的两个支持力，利用正交分解法可得：2F sinα＝mg，则F＝mg2sinα，A 正确．B5 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系21．B5[2011·安徽卷] Ⅰ.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．(g＝9.8 m/s2)(1)作出m－l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为________N/m.图1－13Ⅱ.(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图1－14甲所示．请你简述接下来的测量操作过程：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡．(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图1－14乙所示．其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．图1－14(3)图1－15是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量______；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．图1－15【答案】Ⅰ.(1)如图所示(2)0.248～0.262【解析】 (1)根据所描的点画直线即可．(2)在直线上取相距较远的两点，横轴之差Δl为弹簧长度的变化量，纵轴之差Δm 为砝码质量的变化量，根据k ＝ΔF Δl ＝Δmg Δl≈0.26 N/m. Ⅱ.(1)①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡②将两支表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω”③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值(2)如图所示(3)电阻 1、2 1【解析】 (2)由于待测电阻阻值较大，所以采用电流表内接法．(3)当转换开关S 旋到位置3时，由电路图可知，此时电路中有电源，故可用来测量电阻．如果要测量电流，则需要并联小电阻分流，故S 应旋到位置1和2.当旋到位置1时，此时电路的连接是表头跟右边电阻串联后再与左边电阻并联，当表头满偏时，流过左边电阻的电流更大，从红表笔流进的电流更大，量程就更大．B6 实验：验证力的平行四边形定则10．B6[2011·江苏物理卷] 某同学用如图9所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A 挂于固定点P ，下端用细线挂一重物M .弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点，手持另一端向左拉，使结点O 静止在某位置．分别读出弹簧测力计A 和B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向．图9(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N ，图中A 的示数为________N.(2)下列不必要的实验要求是 ________(请填写选项前对应的字母)．A ．应测量重物M 所受的重力B ．弹簧测力计应在使用前校零C ．拉线方向应与木板平面平行D ．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．10．B6[2011·江苏物理卷] 【答案】 (1)3.6 (2)D (3)改变弹簧测力计B 的方向，减小重物的质量．【解析】 (1)弹簧测力计读数为3.6 N ，可以不估读．(2)验证力的平行四边形定则，需要分别测量各个力的大小和方向，所以A 选项是必要的；根据仪器使用常识，弹簧在使用前需校零，B 选项是必要的；实验中力必须在同一平面内的，C 选项也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O 点位置，D 选项不必要，本题应该选D.B7 力与平衡问题综合16．B7[2011·广东物理卷] 如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止．下列判断正确的是( )图5A ．F 1>F 2>F 3B ．F 3>F 1>F 2C ．F 2>F 3>F 1D ．F 3>F 2>F 1图1－116．B7[2011·广东物理卷] B 【解析】 结点P 在F 1、F 2、F 3三个力作用下处于平衡状态，将三个力平移围成矢量三角形．如图所示，由各边在矢量三角形中的位置，F 3为斜边，F 1为较长直角边，F 2为较短直角边，可得B 选项正确．9．B7[2011·江苏物理卷] 如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦．现将质量分别为M 、m (M >m )的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上，两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有( )图8A ．两物块所受摩擦力的大小总是相等B ．两物块不可能同时相对绸带静止C ．M 不可能相对绸带发生滑动D ．m 不可能相对斜面向上滑动9．B7[2011·江苏物理卷] AC 【解析】 轻质丝绸无质量，对于丝绸而言，受到M 、m 的摩擦力都和丝绸中的张力大小相等，所以两物块所受摩擦力的大小总是相等，故最大摩擦力为丝绸与m 间的最大静摩擦力，所以M 不可能相对丝绸滑动，故A 、C 正确；若两物块同时相对绸带静止，此时对整体分析：Mg sin α－mg sin α＝(M ＋m )a ，对m 分析：f －mg sin α＝ma ，且f ≤μmg cos α，解之得tan α≤μM ＋m 2M，调整α角取值即可满足此条件，故两物块可以相对丝绸静止，M相对斜面下滑，m相对斜面上滑，所以B、D错误．1. [2011·盐城质检]在2010年广州亚运会上，我国运动员陈一冰在吊环项目中取得了冠军．如图X2－1所示是比赛中的一个场景，此时人静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角．下列判断正确的是( )图X2－1A．两根吊带受到环的拉力大小不等B．手对吊环作用力方向竖直向下C．每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半D．两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下1．D 【解析】由两根吊带对称可知，两根吊带受到环的拉力大小相等，A错；人受力平衡，每个吊环对手的作用力方向由人的重心指向环，方向斜向上方，手对吊环的作用力斜向下方，B错误；两吊带对环的拉力方向沿着吊带斜向上，其合力与人和环的重力平衡，即其合力方向竖直向上，故两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下，D正确；由于每根吊带受到环的拉力方向不是竖直向下，故其大小一定大于人的重量的一半，C错误．2．[2011·淮南一模]如图X2－2所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上．A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体关于A、BA．A受3个力，B受4个力B．A受4个力，B受3个力C．A受3个力，B受3个力D．A受4 个力，B受4个力2．A 【解析】A物体受重力、水平推力F、B对A的支持力，由于A、B间接触面光滑，故A、B间无摩擦力，物体A恰好不离开地面，于是地面对A无支持力，同时地面对A也就没有摩擦力，因此A受3个力；B物体受重力、A对B的压力、地面对B的支持力，由于A、B 两物体紧靠着放在粗糙水平面上，故还有地面对B的摩擦力，于是B受4个力，答案选A.C．水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等3．C 【解析】由于B受到的重力沿斜面向下的分力与绳对它的拉力关系未知，所以B 受到C的摩擦力情况不确定，A错；对B、C整体，受力如图所示，C受到水平面的摩擦力与拉力的水平分力相等，水平面对C的支持力等于B、C的总重力大小与拉力的竖直分力的差值，故C对．4．[2011·潍坊质检]如图X2－5所示，质量为m的物块在力F作用下静止于倾角为α的斜面上，力F大小相等且F<mg sin)A B C D图X2－54．D 【解析】沿斜面分析四种情况下的受力，分别可得四种条件下的静摩擦力为：mg sinα－F、mg sinα－F cosα、mg sinα、(mg＋F)sinα，可见第四种情况摩擦力最大，所以选D.5．[2011·德州模拟]如图X2－6所示，某一弹簧秤外壳的质量为m，弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计，将其放在光滑水平面上，现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上，关于弹簧秤的示数，下列说法正确的是( )图X2－6A．只有F1＞F2时，示数才为F1B．只有F1＜F2时，示数才为F2C．不论F1、F2关系如何，示数均为F1D．不论F1、F2关系如何，示数均为F25．C 【解析】弹簧秤的示数决定于作用在秤钩上力的大小，而与作用在与外壳相连的提环上的力无关，故答案为C.6.[2011·泰安模拟]如图X2－8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X2－8 A．F＝G cosθB．F＝G sinθC．物体对斜面的压力F N＝G cosθD．物体对斜面的压力F N＝Gcosθ6．D 【解析】物体所受三力如图所示：根据平衡条件，F、F′N的合力与重力等大反向，有F＝G tanθ，F N＝F′N＝Gcosθ，故只有D选项正确．7.[ 2011·苏北模拟]如图X2－9所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2 , 则( )图X2－9A．F1＝GsinαB．F2＝G tanαC．若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大D．若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大7．B 【解析】工人受力如图所示，由平衡条件，F1cosα＝G, F1sinα＝F2，于是F1＝Gcosα，F2＝G tanα，所以A错，B对；缓慢减小悬绳的长度，α角变大，F1.F2都增大，工人仍然处于平衡状态，所以F1与F2的合力不变，C、D均错．8．[2011·宜宾一模]物块M静止在倾角为α的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用，物块仍处于静止状态，如图X2－10所示．则物块所受到的( )图X2－10A．支持力变大B．摩擦力的方向一定发生改变C．摩擦力大小保持不变D．摩擦力变小8．B 【解析】物块静止在斜面上时，物块所受的摩擦力为：f1＝Mg sinα.给物块平行于斜面的水平力F后，在斜面内，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡，根据平衡条件有：f22＝(Mg sinα)2＋F2，重力沿斜面向下的分力与F的合力方向的反向是摩擦力f2的方向，所以摩擦力的方向和大小都发生了改变，B正确．9．[2011·盐城质检]如图X2－12所示，斜面体M放置在水平地面上，位于斜面上的物块m受到沿斜面向上的推力F作用．设物块与斜面之间的摩擦力大小为f1，斜面与地面之间的摩擦力大小为f2.增大推力F( )A．如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定增大B．如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定不变C．如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定增大D．如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定不变9．B 【解析】解此题的技巧就是灵活变换研究对象．当物块沿斜面向上滑动时，以斜面体为研究对象，物块对斜面体的正压力不变，物块与斜面之间的滑动摩擦力大小f1则不变，物块对斜面体的正压力和滑动摩擦力都不变，斜面体受力则不变，所以斜面与地面之间的摩擦力大小f2也就不变，B正确；如果物块与斜面相对静止时，物块对斜面体的正压力不变，可是物块与斜面体间的静摩擦力随F的变化而变化，由于初始时物块的重力沿斜面向下的分力与F的关系未知，于是不能确定f1的变化情况；分析f2的变化时，若再以斜面体为研究对象情况就复杂了，但由于整体处于平衡状态，故可对整体受力分析如图所示：C、D都不对．10．[2011·银川质检]如图X2－14所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，A、B两物体通过细绳相连，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)．现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止．在此过程中( )图X2－14A．水平力F一定变小B．斜面体所受地面的支持力一定变大C．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大D．地面对斜面体的摩擦力一定变大10．D 【解析】这是典型的相互作用中的静力学问题，取物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示．则有F＝mg tanθ，T＝mgcosθ，在物体B缓慢拉高的过程中，θ增大，则水平力F随之变大，对A、B两物体与斜面体这个整体而言，由于斜面体与物体A仍然保持静止，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，但是因为整体竖直方向并没有其他力，故斜面体所受地面的支持力不变；在这个过程中尽管绳子张力变大，但是由于物体A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向，故物体A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定，所以答案为D .11．[2011·德州模拟]某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0 cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图X2－7甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________ N/m，弹簧的原长l0＝_________.甲乙图X2－711．200 20 【解析】根据胡克定律F与l的关系式为：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋k(h－l0)，从图象中得到直线的斜率为2 N/cm，截距为20 N，故弹簧的劲度系数为k＝2 N/cm＝200 N/ cm，由k(h－l0)＝20 N，于是l0＝20 cm.- 11 -。