2016届高考物理第一轮考点复习知能检测6

[随堂演练]1．叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式，也是一种高难度的杂技．如图所示为六人叠成的三层静态造型，假设每个人的重量均为G，下面五人的背部均呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为()A.eq\f(7,8)G B.eq\f(3,4)GC.eq\f(5,4)G D.eq\f(3,2)G解析：上面的人的两只脚分别给中间的人的作用力为eq\f(G,2)，中间的左、右边的人的每一只脚的作用力为eq\f(\f(G,2)＋G,2)＝eq\f(3,4)G，故下面的正中间的人背部受到的作用力为eq\f(3,4)G＋eq\f(3,4)G＝eq\f(3,2)G，每一只脚对地面的压力为eq\f(\f(3,2)G＋G,2)＝eq\f(5,4)G，C对．答案：C2．(2013年高考重庆理综)如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()A．G B．GsinθC．Gcosθ D．Gtanθ解析：因人静躺在椅子上，由二力平衡可知椅子各部分对人的作用力的合力大小为G，方向竖直向上．答案：A3．(2014年亳州模拟)如图所示为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，运动员的质量为60kg，运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540N．此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°，则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)()A．60kg B．50kgC．40kg D．30kg解析：该题考查了力的分解及共点力平衡问题．由力的分解可知(M＋m)gcos53°≤540，解得m≤30kg，D选项正确．答案：D4．如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是()A．增大 B．先减小后增大C．减小 D．先增大后减小解析：解法一：对力的处理(求合力)采用合成法，应用合力为零求解时采用图解法(画动态平行四边形法)．作出力的平行四边形，如图甲所示．由图可看出，FBC先减小后增大．解法二：对力的处理(求合力)采用正交分解法，应用合力为零求解时采用解析法．如图乙所示，将FAB、FBC分别沿水平方向和竖直方向分解，由两方向合力为零分别列出方程：FABcos60°＝FBCsinθ，FABsin60°＋FBCcosθ＝FB，联立解得FBCsin(30°＋θ)＝FB/2，显然，当θ＝60°时，FBC最小，故当θ增大时，FBC先减小后增大．答案：B[限时检测](时间：45分钟，满分：100分)[命题报告·教师用书独具]知识点题号受力分析3、4整体法、隔离法的应用2、8共点力的平衡1、6、7、11正交分解法的应用10物体的动态平衡问题5、9临界、极值问题12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．(2014年滁州质检)滑滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动．如图所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则()A．小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等B．小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等C．小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等D．小孩所受的重力和弹力的合力大于小孩所受的摩擦力解析：小孩在滑梯上受力如图所示，设滑梯斜面倾角为θ，则FN＝mgcosθ，Ff＝mgsinθ，所以A、B错误；小孩在重力、弹力和摩擦力三个力作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与等三个力大小相等，方向相反，故C正确，D错误．答案：C2．(2014年安庆模拟)如图所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同．先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，则()A．F1＞F2 B．F1＝F2C．FT1＞FT2 D．FT1＝FT2解析：取A、B为一整体，由水平方向合力为零可得，F1＝F2＝μ(mA＋mB)g，A错误，B正确；隔离物体A可求得：FT1cosθ＝μ(mAg－FT1sinθ)，FT2cosθ＝μ(mAg＋FT2sinθ)，比较可得：FT1＜FT2，C、D错误．答案：B3．(2014年铜陵模拟)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°.假设石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力F1和第1、3块石块间的作用力F2的大小之比为()A．1∶2 B.eq\r(3)∶2C.eq\r(3)∶3 D.eq\r(3)∶1解析：以第1块石块为研究对象，受力分析如图所示，石块静止，则F1＝F2cos30°，eq\f(F1,F2)＝cos30°＝eq\f(\r(3),2)，故B正确．答案：B4．(2013年高考广东理综改编)如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则()A．P向下滑动B．P静止不动C．P所受的合外力增大D．P与斜面间的静摩擦力不变解析：P静止在斜面上时沿斜面方向有：mgsinθ＝Ff≤μmgcosθ，即sinθ≤μcosθ，当把物体Q放在P上时μ、θ均不变，故P仍将保持静止，且合外力为零，则A、C均错，B项正确．由Ff＝mgsinθ知，当m变大时Ff将随之变大，D项错误．答案：B5．(2014年合肥一模)重为G的两个完全相同的小球，与水平面的动摩擦因数均为μ.竖直向上的较小的力F作用在连接两球轻绳的中点，绳间的夹角α＝60°，如图所示．缓慢增大F，到两球刚要运动的过程中，下列说法正确的是()A．地面对球的支持力变大，摩擦力变大B．地面对球的支持力变小，摩擦力变小C．球刚开始运动时，地面对球没有支持力D．球刚开始运动时，球受到的摩擦力最大解析：先用整体法，将两小球看做一整体，F增大，则地面对小球的支持力减小，但不会减为零，A、C错；再用隔离法，取左边的小球为研究对象，因为F增大，绳子的拉力FT增大，那么FT在水平面上的分量增大，所以地面对小球的摩擦力增大，B错，选D.答案：D6．(2014年六安模拟)如图所示，一物块A放在固定于水平地面上的斜面体B上，处于静止状态．现用力F沿不同方向作用在A上，物块A始终保持静止．则物块A受到的摩擦力一定增大且数值最小的是()解析：设斜面倾角为α，对A项，开始时静摩擦力方向向上，有静摩擦力Ff＝mgsinα，施加F后，若静摩擦力方向仍向上，则F＋Ff＝mgsinα，得Ff＝mgsinα－F，可知物块A受到的静摩擦力减小；对C项，施加力F后，若静摩擦力方向向上，则静摩擦力Ff＝mgsinα－Fcosα，物块A受到的静摩擦力减小；对B项，施加力F后，静摩擦力Ff1＝mgsinα＋F，物块A受到的静摩擦力增大；对D项，施加力F后，静摩擦力Ff2＝(mg＋F)sinα，物块A受到的静摩擦力增大，经过比较可知Ff2＜Ff1，D项符合题意．答案：D7.如图所示，重50N的物体A放在倾角为37°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm，劲度系数为800N/m的弹簧，其一端固定在斜面顶端，另一端连接物体A后，弹簧长度为14cm，现用一测力计沿斜面向下拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为20N，当弹簧的长度仍为14cm时，测力计的读数不可能为()A．10N B．20NC．40N D．0N解析：A在斜面上处于静止状态时合力为零，A在斜面上受五个力的作用，分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力F，当摩擦力的方向沿斜面向上时，F＋mgsin37°≤Ffm＋k(l－l0)，F≤22N，当摩擦力沿斜面向下时，F最小值为零，即拉力的取值范围为0≤F≤22N，故选C.答案：C8．(2012年高考山东理综改编)如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则()A．Ff变小 B．Ff变大C．FN变小 D．FN变大解析：对O点受力分析可知，杆中弹力F1＝eq\f(G,2cosθ)杆对木块m的压力可分解为水平分量F3＝F2sinθ＝F1sinθ＝eq\f(G,2)tanθ竖直分量F4＝F2cosθ＝eq\f(G,2)；当挡板间距离变大时，θ变大，F3变大，木块对挡板的弹力FN变大；F4为定值，Ff大小不变．正确选项为D.答案：D9．(2013年高考天津理综)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是()A．FN保持不变，FT不断增大B．FN不断增大，FT不断减小C．FN保持不变，FT先增大后减小D．FN不断增大，FT先减小后增大解析：用水平力F缓慢推动斜面体时，小球受重力、绳的拉力FT和垂直于斜面的支持力FN，在斜面体缓慢移动过程中FN方向不变，由三力平衡知其动态变化如图所示，FT先减小后增大，FN逐渐增大．答案：D10．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上．滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若悬挂小滑轮的斜线中的拉力是F＝20eq\r(3)N，∠cO′a＝120°，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．弹簧的弹力为20NB．重物A的质量为2kgC．桌面对物体B的摩擦力为10ND．细线OP与竖直方向的夹角为60°解析：选取滑轮作为研究对象，滑轮两侧细线的夹角为60°，设滑轮两侧细线中拉力为Fa，则有Fa＝mAg，F＝2Facos30°＝20eq\r(3)N，联立解得重物A的质量为mA＝2kg，Fa＝20N，选项B正确；将O′a中的拉力Fa沿水平方向和竖直方向分解，由平衡条件得Facos30°＝Fb，Fasin30°＝Fc，解得弹簧的弹力为Fc＝10N，选项A错误；细线O′b中拉力Fb＝10eq\r(3)N，对物体B由平衡条件得桌面对物体B的摩擦力为10eq\r(3)N，选项C错误；细线OP的方向在滑轮两侧细线夹角的平分线上，与竖直方向的夹角为30°，选项D错误．答案：B二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11.(15分)如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小．解析：(1)因匀速提起重物，则FT＝mg，即绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为：FN＝Mg－mg＝(50－30)×10N＝200N，方向竖直向上．(2)定滑轮对B点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对B点的弹力方向沿杆的方向，如图所示，由共点力平衡条件得：FAB＝2mgtan30°＝2×30×10×eq\f(\r(3),3)N＝200eq\r(3)NFBC＝eq\f(2mg,cos30°)＝eq\f(2×30×10,\f(\r(3),2))N＝400eq\r(3)N.答案：(1)200N(2)400eq\r(3)N200eq\r(3)N12.(15分)一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角；现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如图所示，试求：(1)当劈静止时绳子的拉力大小．(2)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？解析：(1)以小球为研究对象，其受力如图甲所示，并建立如图所示直角坐标系，对FT和mg进行正交分解，由物体的平衡条件可知：FTcos30°＝mgsin30°得FT＝eq\f(\r(3),3)