2016年高考物理備考練試題及答案解析(4)
一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。每小題至少一個(gè)答案正確,選不全得3分)
1.對(duì)于相互接觸的兩個(gè)物體之間同一接觸面上的彈力和摩擦力,以下說法中正確的是 ( )
A.有彈力必有摩擦力
B.有摩擦力必有彈力
C.摩擦力的大小一定與彈力成正比
D.摩擦力的方向一定與彈力的方向垂直
2.(2013·濟(jì)寧模擬)如圖所示,小球A的重力為G=20N,上端被豎直懸線掛于O點(diǎn),下端與水平桌面相接觸,懸線對(duì)球A、水平桌面對(duì)球A的彈力大小可能為 ( )
A.0,G B.G,0
C., D.,G
3.自卸式運(yùn)輸車是車廂配有自動(dòng)傾卸裝置的汽車,又稱為翻斗車、工程車,由汽車底盤、液壓舉升機(jī)構(gòu)、取力裝置和貨廂組成。如圖所示,在車廂由水平位置逐漸抬起的過程中,有關(guān)貨物所受車廂的支持力FN和摩擦力Ff,下列說法中正確的是 ( )
A.摩擦力Ff逐漸增大
B.摩擦力Ff先增大后不變
C.支持力FN逐漸減小
D.支持力FN先減小后不變
4.一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕彈簧,將其上端固定,下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí),彈簧的總長(zhǎng)度變?yōu)?L�，F(xiàn)將兩個(gè)這樣的彈簧按如圖所示方式連接,A、B兩小球的質(zhì)量均為m,則兩小球平衡時(shí),B小球距懸點(diǎn)O的距離為(不考慮小球的大小) ( )
A.3L B.4L
C.5L D.6L
5.(2013·桂林模擬)如圖所示,物體A、B和C疊放在水平桌面上,水平力FB=5N、FC=10N分別作用于物體B、C上,A、B和C仍保持靜止。以、、分別表示A與B、B與C、C與桌面間的靜摩擦力的大小,則 ( )
A.=5N,=0,=5N
B.=5N,=5N,=0
C.=0,=5N,=5N
D.=0,=10N,=5N
6.(2013·佛山模擬)如圖所示,放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B,A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧。物體A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法中正確的是 ( )
A.B受到向左的摩擦力
B.B對(duì)A的摩擦力向右
C.地面對(duì)A的摩擦力向右
D.地面對(duì)A沒有摩擦力
7.(2013·冀州模擬)木塊A、B的重力均為40N,它們與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25,夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了Δx=2.0cm,彈簧的勁度系數(shù)k=400N/m,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng),現(xiàn)用F=10N的水平力推木塊B,如圖所示,力F作用后 ( )
A.木塊A所受靜摩擦力大小為10N
B.彈簧的壓縮量變?yōu)?.5cm
C.木塊B所受靜摩擦力為0
D.木塊B所受靜摩擦力大小為2.0N
8.(2013·大同模擬)疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲形式,也是一種高難度的雜技。圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設(shè)每個(gè)人的重量均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài),則最底層正中間的人的一只腳對(duì)水平地面的壓力約為 ( )
A.G B.G C.G D.G
9.如圖所示,傾角為θ的斜面體C置于水平面上,B置于斜面上,通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與A相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài),則 ( )
A.B受到C的摩擦力一定不為零
B.C受到水平面的摩擦力一定為零
C.不論B、C間摩擦力大小、方向如何,水平面對(duì)C的摩擦力方向一定向左
D.水平面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等
10.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上向右滑行,木塊受到向右的拉力F的作用,長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,則 ( )
A.長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.長(zhǎng)木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.當(dāng)F>μ2(m+M)g時(shí),長(zhǎng)木板便開始運(yùn)動(dòng)
D.無(wú)論怎樣改變F的大小,長(zhǎng)木板都不可能運(yùn)動(dòng)
二、計(jì)算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
11.(14分)一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B(中央有孔),A、B間由細(xì)繩連接著,它們處于如圖所示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)。此情況下,B球與環(huán)中心O處于同一水平面上,A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài),與水平線成30°夾角,已知B球的質(zhì)量為3kg,求細(xì)繩對(duì)B球的拉力和A球的質(zhì)量mA。(g=10m/s2)
12.(16分)人重600N,木塊A重400N,人與木塊、木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2,現(xiàn)人用水平力拉繩,使他與木塊一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),滑輪摩擦不計(jì),求:
(1)人對(duì)繩的拉力大小;
(2)人腳對(duì)A的摩擦力的大小和方向。
答案解析
1.【解析】選B、D。彈力是摩擦力產(chǎn)生的必要條件之一,但有彈力不一定有摩擦力,A項(xiàng)錯(cuò),B項(xiàng)正確;摩擦力有靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力的大小與彈力成正比,但靜摩擦力與彈力的大小無(wú)必然關(guān)系,C項(xiàng)錯(cuò);彈力的方向總是垂直于接觸面而指向被壓或被支持的物體,摩擦力的方向總是沿著接觸面并與接觸面相切,D項(xiàng)正確。
2.【解析】選A、B、C。球A處于靜止?fàn)顟B(tài),球A所受的力為平衡力,即線對(duì)球的拉力FT及桌面對(duì)球的支持力FN共同作用與重力G平衡,即FT+FN=G,若線恰好伸直,則FT=0,FN=G,A對(duì);若球剛好離開桌面,則FN=0,FT=G,B對(duì);也可能FN=FT=,C對(duì);而D選項(xiàng)中,豎直向上的合力為+G=2G>G,故D錯(cuò)。
3.【解析】選C。車廂相當(dāng)于斜面(設(shè)其與水平方向的夾角為α),車廂由水平位置逐漸抬起的過程,斜面與水平方向的夾角增大。貨物所受車廂的支持力FN=mgcosα逐漸減小,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤;貨物所受車廂的摩擦力Ff不能判斷是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。
4.【解析】選C。一個(gè)彈簧掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí),彈簧的總長(zhǎng)度變?yōu)?L,伸長(zhǎng)L,勁度系數(shù)k=,若兩個(gè)小球如題圖所示懸掛,則下面的彈簧伸長(zhǎng)L,上面的彈簧受力2mg,伸長(zhǎng)2L,則彈簧的總長(zhǎng)為L(zhǎng)+L+L+2L=5L。故C正確。
5.【解析】選C。A靜止,與B無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故=0;B靜止,水平方向必受到C的靜摩擦力,且=FB=5N;C靜止,水平方向受到水平向右的外力FC=10N,同時(shí)受到B對(duì)C的水平向左的靜摩擦力,大小為5 N,故桌面對(duì)C的靜摩擦力大小為5N,C正確。
6.【解析】選D。彈簧被壓縮,給物體B的彈力水平向左,因此物體B平衡時(shí)必受
到水平向右的摩擦力,則B對(duì)A的摩擦力水平向左,故A、B均錯(cuò)誤;取A、B整體為研究對(duì)象,因系統(tǒng)靜止,水平方向所受合力為零,地面對(duì)A的摩擦力一定為零,故D正確,C錯(cuò)誤。
7.【解析】選D。A、B與地面間的最大靜摩擦力Ffm=
μFN=10N,而彈簧壓縮2.0cm時(shí)產(chǎn)生的彈力F彈=kΔx=
【解析】選C。物體在三種不同的運(yùn)動(dòng)情況下,都相對(duì)水平面有運(yùn)動(dòng),故它受到滑動(dòng)摩擦力的作用,在三種情況下,水平地面對(duì)物體的支持力的大小都等于物體的重力,故物體對(duì)地面的正壓力的大小都等于其重力,即FN=mg。由Ff=μFN知以上三種情況下摩擦力的大小相等,故選項(xiàng)C正確。
8.【解析】選C。由于下面五人背部呈水平狀態(tài),所以處在最高層的那個(gè)人共受到三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài):豎直向下的重力、兩條腿受到的豎直向上的支持力,每個(gè)支持力大小為G;根據(jù)牛頓第三定律,處在中間層的那兩個(gè)人每人承受了豎直向下的壓力,大小為G,對(duì)中間層的那兩個(gè)人受力分析,同理可得,他們每條腿對(duì)最底層人員的壓力大小為G;分析最底層正中間那個(gè)人的受力情況,其共受到五個(gè)力的作用:豎直向下的重力G、兩個(gè)豎直向下的正壓力(大小均為G)和兩條腿受到的豎直向上的支持力(設(shè)大小均為FN),根據(jù)平衡條件,可得2FN=G+G+G,所以FN=G,根據(jù)牛頓第三定律,這個(gè)人的一只腳對(duì)水平地面的壓力約為G。本題正確選項(xiàng)為C。
9.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn):
(1)B受到C的摩擦力方向取決于繩的拉力與B所受重力沿斜面向下的分力的大小關(guān)系。
(2)水平面對(duì)C的支持力利用整體法分析。
【解析】選C。以B物體為研究對(duì)象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、繩的拉力和靜摩擦力,靜摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力與拉力的合力,所以可能為0,可能沿斜面向上或向下,A錯(cuò)誤;對(duì)B、C整體受力分析可知不論B、C間摩擦力大小、方向如何,水平面對(duì)C的摩擦力與拉力在水平方向上的分力平衡,方向水平向左,B錯(cuò)誤,C正確;水平面對(duì)C的支持力等于B、C的總重力減去拉力在豎直方向上的分力,D錯(cuò)誤。
【總結(jié)提升】靜摩擦力方向的判定技巧
(1)判定依據(jù):靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
(2)判定步驟:
�、龠x研究對(duì)象(即受摩擦力作用的物體)。
�、谶x跟研究對(duì)象接觸的物體為參考系。
③假設(shè)接觸面光滑。
④找出研究對(duì)象相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。
⑤靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
10.【解析】選A、D。木塊向右滑行,木塊受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力,其大小Ff=μ1mg,則木板受到木塊水平向右的滑動(dòng)摩擦力為μ1mg,由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài),故木板受到地面的靜摩擦力的大小一定是μ1mg,方向水平向左,A正確,B錯(cuò)誤;力F發(fā)生變化,只能改變木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),但木塊所受的滑動(dòng)摩擦力不會(huì)發(fā)生變化,因此長(zhǎng)木板仍保持靜止?fàn)顟B(tài),C錯(cuò)誤,D正確。
11.【解析】對(duì)A球受力分析如圖所示,可知:
水平方向:
FTcos30°=FNAsin30° (4分)
豎直方向:FNAcos30°=mAg+FTsin30° (4分)
同理對(duì)B球進(jìn)行受力分析及正交分解得:
豎直方向:FTsin30°=mBg (3分)
聯(lián)立以上三式可得:
FT=60N,mA=6kg�！� (3分)
答案：60N 6 kg
12.【解析】設(shè)繩子的拉力為FT,木塊與地面間的滑動(dòng)摩擦力為FfA。
(1)取人和木塊為整體,并對(duì)其進(jìn)行受力分析,如圖甲所示,由題意可知
FfA=μ(GA+G人)=200N�！� (3分)
由于人和木塊組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),故
2FT=FfA (3分)
所以FT=100N�！� (2分)
(2)取人為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行受力分析,如圖乙所示。
由于人處于平衡狀態(tài),故Ff人=FT=100N (3分)
由于人與木塊A處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),故人與木塊A之間的摩擦力為靜摩擦力。(3分)
由牛頓第三定律可知人腳對(duì)木塊A的摩擦力方向水平向右,大小為100N。(2分)
答案：(1)100N (2)100N,方向水平向右
(責(zé)任編輯：盧雁明)
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