2011高考物理考前沖刺預(yù)測專題1：力和物體的平衡

2011高考物理考前沖刺預(yù)測專題1：力和物體的平衡LtD高考學(xué)習(xí)網(wǎng)－中國最大高考學(xué)習(xí)網(wǎng)站G|我們負(fù)責(zé)傳遞知識！2011高考物理考前沖刺預(yù)測專題1：力和物體的平衡近幾年高考試題發(fā)展趨勢來看，2010年高考中本專題可能會以下列題型出現(xiàn):1．選擇題。它可能把胡克定律、摩擦力的判斷與計算、力的合成與分解、共點力作用(包括電場力、磁場力等)下物體的平衡條件的應(yīng)用等知識有機整合成一道選擇題。2．實驗題。本專題實驗可以考查“探究力的等效和替代的平行四邊形定則”、“探究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系”、“探究影響摩擦力的大小的因素”等。3．計算題。要計算題中可能會求物體在各種情況下的穩(wěn)定速度。另外“彈簧模型”也是高考的一個熱點，它可以把胡克定律與牛頓定律、動量能量相結(jié)合，考查學(xué)生綜合應(yīng)用的能力。一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的或不答的得0分。）系為（）A.B.C.D.與無關(guān)5．如圖1-26所示，繩子AO的最大承受力為150N，繩子BO的最大承受力為100N，繩子OC強度足夠大.要使繩子不斷，懸掛重物的重力最多為（）A．100NB.150NC.D.200N6．如圖1-27所示，用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點O，并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球，然后用某個力F作用在小球A上，使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則該力可能為圖中的（）A．F1B．F2C．F3D7．如圖1-28所示，一輛汽車沿水平面向右運動，通過定滑輪將重物A緩慢吊起，在吊起重物的過程中，關(guān)于繩子的拉力FT、汽車對地面的壓力FN和汽車受到的摩擦力Ff的說法中正確的是（）A．FT不變，F(xiàn)N不變，F(xiàn)f逐漸增大B．FT不變，F(xiàn)N逐漸增大，F(xiàn)f逐漸增大C．FT逐漸增大，F(xiàn)N不變，F(xiàn)f逐漸增大D．FT逐漸減小，F(xiàn)N逐漸增大，F(xiàn)f逐漸增大8.圖1-29中為一“濾速器”裝置示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線OO'運動，由O'射出。不計重力作用。可能達(dá)到上述目的的辦法是A．使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里B．使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里C．使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外D．使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外9．對如圖1-30所示的皮帶傳動裝置，下列說法中正確的是()A．A輪帶動B輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)B．B輪帶動A輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)C．C輪帶動D輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)D．D輪帶動C輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)10．如圖所示,一根輕彈簧上端固定在O點，下端拴一個鋼球P，球處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動中的每個時刻，都可以認(rèn)為鋼球處于平衡狀態(tài)。若外力F的方向始終水平，移動中彈簧與豎直方向的夾角θ＜90。且彈簧的伸長量不超過其彈性限度，則圖中給出的彈簧伸長量x與cosθ的函數(shù)關(guān)系圖像2中，最接近的是（）二、填空和實驗題(本題共小題，共32分，把正確的答案填在下面的橫線上，或按要求答題。）11.如圖6所示，在兩塊相同的豎直木板之間，夾有質(zhì)量均為ｍ的４塊相同的磚，用兩大小均為Ｆ的水平力壓緊木板，使磚靜止，則第２與第１塊磚間的摩擦力為。12．如圖1-32所示，質(zhì)量為m，帶點量為-q的微粒以速度v與水平成450進(jìn)入勻強電場和勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。如微粒在電場、磁場、重力場作用下做勻速直線運動，則電場強度E=，磁感應(yīng)強度B=。13．在“探究力的等效和替代的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套（如圖1-33）。實驗中需用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條。某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項：Ａ．兩根細(xì)繩必須等長。Ｂ．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上。Ｃ．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行。D．同一次實驗中，O點位置允許變動。E．實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮條的節(jié)點拉到O點。F．實驗中，把橡皮條的節(jié)點拉到O點時，兩彈簧秤之間的夾角應(yīng)取900不變，以便于算出合力的大小其中正確的是________。（填入相應(yīng)的字母）14．為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗：如圖1-34所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，B木板水平固定，砂桶通過細(xì)線與木塊A相連，調(diào)節(jié)砂桶中砂的多少，使A勻速向左運動。測出砂桶和砂的總質(zhì)量m，以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=m/M。（1）該同學(xué)為什么要把紙貼在木塊A和木板B上，而不直接測量兩張紙間的滑動摩擦力？（2）在實際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動較困難，請你對這個實驗作一改進(jìn)來克服這一困難。①你設(shè)計的改進(jìn)方案是：；②根據(jù)你的方案做實驗，結(jié)果動摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式是： ；③根據(jù)你的方案要添加的器材有。三、計算題（本題共5小題，共70分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）15．如圖1-35所示，一根輕繩上端固定在O點，下端拴一個重為G的鋼球A，球處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動中的每一刻，都可以認(rèn)為球處于平衡狀態(tài).如果外力F方向始終水平，最大值為2G(1)輕繩張力T的大小取值范圍.(2)在圖1-36中畫出輕繩張力(T)與cosθ的關(guān)系圖象.16．如圖1-37所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩條平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd，導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.80T，與導(dǎo)軌相連的電源電動勢E=3.0V，內(nèi)阻r=0.5Ω，水平放置的導(dǎo)體棒MN的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,電路中其他電阻不計。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài)，求：（1）磁場的方向；（2）當(dāng)開關(guān)S與2接通后，導(dǎo)體棒MN在運動過程中，單位時間（1s）內(nèi)掃過的最大面積。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。17．三根不可伸長的相同的輕繩，一端系在半徑為r0的環(huán)1上，彼此間距相等，繩穿過半徑為r0的第2個圓環(huán)，另一端同樣地系在半徑為2r0的環(huán)3上，如圖1-38所示，環(huán)1固定在水平面上，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).試求第2個環(huán)中心與第3個環(huán)中心之間的距離.(三個環(huán)都是用相同的金屬絲制作的，摩擦不計)18．如圖1-39所示，一臺軋鋼機的兩個滾子,直徑各為d=50cm,以相反方向旋轉(zhuǎn),滾子間距離為a=0.5cm,如果滾子和熱鋼間的動摩擦因數(shù)為0.1,試求進(jìn)入滾子前鋼板的最大厚度。參考答案：一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分）1．解析：當(dāng)θ較小時物塊與木板間的摩擦力為靜摩擦力，摩擦力大小與物塊重力沿板方向的分力大小相等，其大小為：，按正弦規(guī)律變化；當(dāng)θ較大時物塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力，摩擦力大小為：，按余弦規(guī)律變化，故選B．答案：B2.解析：物體緩慢下降過程中，細(xì)繩與豎直方向的夾角θ不斷減小，可把這種狀態(tài)推到無限小，即細(xì)繩與豎直方向的夾角為零；由平衡條件可知時，，，所以物體緩慢下降過程中，F(xiàn)逐漸減小，F(xiàn)f逐漸減小。故選D。3．OAOAB絕緣手柄θFTGB為研究對象，絕緣手柄對B球的作用力未知，陷入困境，因此以A為研究對象。設(shè)A帶電量為q，B帶電量為Q，AB間距離為a,OB間距離為h,由庫侖定律得，由三角形OAB得，以B球為研究對象，mgθNFmgθNF得，所以，故正確選項為D。6．解析：物體受力平衡時，無論如何建立直角坐標(biāo)系，兩個方向上的合力均為零。若以O(shè)A和垂直于OA方向建立坐標(biāo)系，可以看出該力沿F1方向，A物體不能平衡；以水平和豎直方向建立坐標(biāo)系，F(xiàn)4不能平衡。因此選BC，答案：BC7．解析：由平衡知識可得，繩中拉力FT的大小不變，總等于物A的重力；假設(shè)汽車在滑輪的正下方，則繩中拉力FT的水平分量為零，此時汽車對地面的壓力FN最小，汽車受到的水平向右的的摩擦力Ff為零；當(dāng)汽車距滑輪下方為無窮遠(yuǎn)處時，繩中拉力FT的豎直分量為零，汽車對地面的壓力FN最大，汽車受到的水平向右的的摩擦力Ff最大，故選B．答案：B8．解析：本題“濾速器”即速度選擇器，工作條件是電場力與洛侖茲力平衡，即qvB=qE，所以v=E/B。顯然“濾速器”只濾“速”，與粒子電性無關(guān)，故可假設(shè)粒子電性為正，若a板電勢較高，則電場力方向指向b板，洛侖茲力應(yīng)指向a板方可滿足條件，由左手定則可得選項A是正確的；若a板電勢較低，同理可得選項D是正確的。答案：AD。9．解析：若AB逆時針旋轉(zhuǎn)，則A對皮帶的靜摩擦力向左、B對皮帶的靜摩擦力向右才能將上方皮帶拉緊，因此皮帶相對A輪有向右運動趨勢，A為從動輪，B正確；同理，D項正確。答案：BD。10．D解析：對物體受力分析，作出力的矢量三角形，就可解答。二、填空和實驗題11．Mg將第２、3塊磚看成一個整體。由于對稱性，第1、4塊磚對2、3整體的摩擦力必定相同，且二者之和等于2、3整體的重力。所以第２與第１塊磚的摩擦力大小為mg。12.微粒在重力、電場力和洛侖茲力作用下處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖，可知，得電場強度，磁感應(yīng)強度13．探究一個規(guī)律不應(yīng)該只用特殊的來代替一般。所以本實驗中兩個分力的大小應(yīng)不相等，所以橡皮條也就不在兩繩夾角的平分線上，而兩繩的長度可以不等。所以A、B不對。實驗要求作用的效果要相同，因此O點的位置不能變動。因此D不對。實驗中合力的大小應(yīng)是量出來而不是算出來的，所以F不對。答案：C。14．(1)因紙質(zhì)量較小，兩者間摩擦力也小，不易測量。紙貼在木板上，可增大正壓力，從而增大滑動摩擦力，便于測量。（2）①參考方案：只要將測力計的一端與木塊A相連接，測力計的另一端與墻壁或豎直擋板之類的固定物相連．用手通過輕繩拉動木板B，讀出并記下測力計的讀數(shù)F，測出木塊A的質(zhì)量m.②③彈簧測力計三、計算題15．解：當(dāng)水平拉力F＝0時，輕繩處于豎直位置時，繩子張力最小T1=G當(dāng)水平拉力F＝2G時，繩子張力最大因此輕繩的張力范圍是G≤≤（2）設(shè)在某位置球處于平衡位置由平衡條件得所以即，得圖象如圖所示。16．解析：(1)當(dāng)S接1時，棒剛好靜止，則MN所受的安培力方向豎直向上，由左手定則可知，磁場的方向垂直紙面向里。(2)設(shè)導(dǎo)軌的間距為L，MN棒的的質(zhì)量為m。當(dāng)S接1時，導(dǎo)體棒剛好靜止，則mg=設(shè)最終穩(wěn)定時MN的速率為v，則BI’L=mg而解得：m2/s17．解析：因為環(huán)2的半徑為環(huán)3的2倍，環(huán)2的周長為環(huán)3的2倍，三環(huán)又是用同種金屬絲制成的，所以環(huán)2的質(zhì)量為環(huán)3的2倍。設(shè)m為環(huán)3的質(zhì)量，那么三根繩承擔(dān)的力為3mg，于是，環(huán)1與環(huán)3之間每根繩的張力FT1=mg。沒有摩擦，繩的重量不計，故每根繩子沿其整個長度上的張力是相同的（如圖所示