高考物理一轮复习 第2章 相互作用 力与平衡考点演练解析版.docx

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高考物理一轮复习第2章相互作用力与平衡考点演练解析版

第二章相互作用力与平衡

第1节常见的几种力

（时间：

45分钟满分：

100分）

一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）

1.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连，小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（）

①若小车向左运动，FN可能为零

②若小车向左运动，T可能为零

③若小车向右运动，FN不可能为零

④若小车向右运动，T不可能为零

A.①②B.③④C.①③D.②④

2.如图所示,A、B两物体的重力分别是GA=3N，GB=4N，

弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这

时弹簧的弹力F=2N，则天花板受到的拉力和地板受到

的压力有可能是（）

A.3N和6N

B.5N和6N

C.3N和2N

D.5N和2N

3.（2010·合肥检测）如图所示,轻质光滑滑轮两侧用

轻绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、

B均静止.已知A和B的质量分别为mA、mB,绳与水平

方向的夹角为θ（θ<90°）,重力加速度为g,则（）

A.物体B受到的摩擦力可能为零

B.物体B受到的摩擦力为mAgcotθ

C.物体B对地面的压力可能为零

D.物体B对地面的压力为mBg-mAgsinθ

4.一个质量可以不计的弹簧，其弹力F的大小与长

度l的关系如图中的直线a、b所示，这根弹簧的劲

度系数为（）

A.1250N/m

B.625N/m

C.2500N/m

D.833N/m

5.用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，

如图所示，对此，下列说法中正确的是（）

A.铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上，也可能向下

B.铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力

C.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力

D.B受墙的摩擦力方向可能向上，也可能向下

6.（原创题）西方经典剧作《牛虻》在2009年9月7日至9月8日在我国国家大剧院上演，大剧院外部呈椭圆型．屋顶可视为半球形，一警卫人员为执行安保任务，须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图所示），则他在向上爬的过程中（）

①屋顶对他的支持力变大

②屋顶对他的支持力变小

③屋顶对他的摩擦力变大

④屋顶对他的摩擦力变小

A.①③B.①④C.②③D.②④

7.如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，

传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小

也为v，则传送带启动后（）

A.M静止在传送带上

B.M可能沿斜面向上运动

C.M受到的摩擦力不变

D.M下滑的速度变小

8.（2010·江西检测）用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,

静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量

为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L，斜面倾角

为30°,如图所示.则物体所受摩擦力（）

A.等于零

B.大小为1/2mg,方向沿斜面向下

C.大小为（3）1/2/2mg,方向沿斜面向上

D.大小为mg,方向沿斜面向上

9.（2010·天津和平区模拟）如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对B物体施加一水平变力F，F-t关系图象如图乙所示.两物体在变力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则（）

A.t时刻，两物体之间的摩擦力最大

B.t时刻，两物体的速度方向开始改变

C.t~2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大

D.0~2t时间内，物体A所受的摩擦力方向与变力F的方向可能不同

10.A、B、C三物体质量分别为M、m、m0，如图所示连接，

绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦均不计，若B随A一

起沿水平桌面向右做匀速运动，则可以断定（）

A.物体A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g

B.物体A与B之间有摩擦力，大小为m0g

C.桌面对A，B对A都有摩擦力，方向相同，大小均为m0g

D.桌面对A，B对A都有摩擦力，方向相反，大小均为m0g

二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

11.（12分）如图所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）物体所受的摩擦力的大小与方向；

（2）若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；

（3）若撤去的力不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何？

12.（18分）如图所示,劲度系数为k2的轻弹簧乙竖直固定在桌面上,上端连一质量为m的物块;另一劲度系数为k1的轻弹簧甲固定在物块上.现将弹簧甲的上端A缓慢向上提,当提到乙弹簧的弹力大小恰好等于2/3mg时,求A点上提的高度.

第2节力的合成与分解

班级姓名成绩

（时间：

45分钟满分：

100分）

一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）

1.作用在一个物体上的两个共点力的合力大小随两力之

间的角度变化关系如图所示，则下列说法错误的是（）

A.这两个力的合力的最大值为30N

B.这两个力的合力的最小值为10N

C.由该图象可确定两个分力的大小

D.只能确定两分力值的范围，不能确定具体值

2.如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，

另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向

夹角为30°且绷紧，小球A处于静止，对小球施加

的最小的力是（）

A.

B.

C.

D.

3.（2010·泰安模拟）如图所示是用来粉刷墙壁的涂料滚

的示意图，使用时，用撑杆推着涂料滚沿墙壁上下滚动，

把涂料均匀地粉刷到墙壁上.撑杆的重量和墙壁的摩擦均

不计，而且撑杆足够长，粉刷工人站在离墙壁某一距离

处缓缓上推涂料滚，使撑杆与墙壁间的夹角越来越小，

该过程中撑杆对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的

压力为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

4.（2010·信阳调研）物块M位于斜面上，受到平行

于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如图所示.

如果将外力F撤去，则物块（）

A.会沿斜面下滑B.摩擦力的大小不变

C.摩擦力的大小变大D.摩擦力方向一定变化

5.（2010·山西省实验中学模拟）如图所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mA>mB，整个系统处于静止状态滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是（）

A.物体A的高度升高，θ角变大

B.物体A的高度降低，θ角变小

C.物体A的高度升高，θ角不变

D.物体A的高度不变，θ角变小

6.如图所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图，

图中BC边为斧头背，AB、AC边是斧头的刃

面.要使斧头容易劈开木柴，则（）

A.BC边短一些，AB边也短一些

B.BC边长一些，AB边短一些

C.BC边短一些，AB边长一些

D.BC边长一些，AB边也长一些

7.（2010·湖北模拟）用与竖直方向成θ角（θ<45°）的倾斜

轻绳a和水平轻绳b共同固定一小球，这时绳b的拉力

为F1，现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面

内逆时针转过θ角固定，绳b的拉力变为F2，再转过θ

角时固定，绳b的拉力变为F3，如图所示，则下列可

能正确的是（）

A.F1=F3>F2

B.F1

C.F1=F3

D.F1=F2

8.（2010·广东模拟）如图所示，质量为m的物体悬挂在

轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ，设水

平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和

F2.以下结果正确的是（）

A.F1=mgsinθB.F1=mg/sinθ

C.F2=mgcosθD.F2=mg/cosθ

9.（创新题）2009年10月31日，吴桥国际杂技艺术节在河北省举行，如图甲所示为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O、a、b、c、d等为网绳的结点.安全网水平张紧后，若质量为m的运动员从高处落下，并恰好落在O点上.该处下凹至最低点时,网绳dOe、bOg均成120°向上的张角，如图乙所示，此时O点受到的向下的冲击力大小为F，则这时O点周围每根网绳承受的力的大小为（）

A.FB.F/2C.F+mgD.（F+mg）/2

10.（改编题）水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动

摩擦因数为μ（0<μ<1）.现对木箱施加一拉力F，使木箱

做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为θ，如图所

示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度

保持不变，则（）

A.F先减小后增大B.F一直增大

C.F的功率增大D.F的功率不变

二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

11.（14分）将一个20N的力进行分解，其中一个分力的方向与这个力成30°角，试讨论：

（1）另一个分力的大小不会小于多少？

（2）若另一个分力大小是

N，则已知方向的分力大小是多少？

12.（2010·唐山模拟）（16分）某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为L的两根固定支柱A、B（图中小圆框表示支柱的横截面）垂直于金属绳水平放置，在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量d（d<

（1）试用L、d、F表示这时绳中的张力FT.

（2）如果偏移量d=10mm，作用力F=400N，L=250mm，计算绳中张力的大小.

第3节受力分析共点力的平衡

班级姓名成绩

（时间：

45分钟满分：

100分）

一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）

1.（2008·广东理科基础）人站在自动扶梯的水平踏板上，

随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，以下说法正确的

是（）

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

2.（2009·山东卷）如图所示，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的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN.OP

与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是（）

A.F=mg/tanθB.F＝mgtanθ

C.FN=mg/tanθD.FN=mgtanθ

3.（2009·镇江模拟）一质量为M的探空气球在匀速

下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动

过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g．现

欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中

减少的质量为（）

A.2（M-F/g）B.M-2F/g

C.2M-F/gD.0

4.人站在岸上通过定滑轮用绳牵引河中的小船，

如图所示，若水的阻力恒定不变，则在船匀速

靠岸的过程中，下列说法中正确的是（）

A.绳的拉力不断增大

B.绳的拉力保持不变

C.船受到的浮力保持不变

D.以上说法都不对

5.如图所示，用一根细线系住重力为G，半径为R的球与倾角为α的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，当细线悬点O固定不动，斜面劈缓慢水平向左移动直至细线拉至水平的过程中，下述说法正确的是（）

A.细线对球的拉力一直增大

B.细线对球的拉力先增大后减小

C.细线对球的拉力一直减小

D.细线对球的拉力最小值等于Gsinα

6.（2008·天津卷）在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中下列说法错误的是（）

A.F1保持不变，F3缓慢增大

B.F1缓慢增大，F3保持不变

C.F2缓慢增大，F3缓慢增大

D.F2缓慢增大，F3保持不变

7.（2010·德州模拟）有一个直角支架AOB，AO水平放置，

表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑.AO上套有小环P，

OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可

忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图

所示.现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，

那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO

杆对P环的支持力FN，摩擦力Ff的变化情况是（）

A.FN不变，Ff变大B.FN不变，Ff变小

C.FN变大，Ff变大D.FN变大，Ff变小

8.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉

力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是

水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体

的质量，则最先断的绳（）

A.必定是OA

B.必定是OB

C.必定是OC

D.可能是OB，也可能是OC

9.如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端有一滑轮,两物

块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩

擦）.P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态，当

用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（）

A.Q受到的摩擦力一定变小

B.Q受到的摩擦力一定变大

C.轻绳上拉力一定变小

D.轻绳上拉力一定不变

10.如图所示，A是一质量为M的盒子，B的质量为M/2，A、B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角θ=30°的斜面上，B悬于斜面之外而处于静止状态.现在向A中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中下列说法错误的是（）

A.绳子拉力逐渐减小

B.A对斜面的压力逐渐增大

C.A所受的摩擦力逐渐增大

D.A所受的合力不变

二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

11.（2010·重庆模拟）（12分）如图所示，某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进，已知箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，拉力F1与水平面夹角为θ=45°，（g=10m/s2）求：

（1）绳子的拉力F1；

（2）箱子对地面的压力FN.

12.（改编题）（18分）如图所示,重为G的光滑球在倾角为30°的斜面上,分别被与斜面夹角为60°、90°、150°的挡板挡住在1、2、3时,斜面与挡板所受的压力分别为多大?

第二章第1节常见的几种力

1.解析：

对小球受力分析，当FN为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，①正确③错误；当T为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，②正确④错误.

答案:

A

2.解析：

弹簧的弹力为2N有两种可能，弹簧处于拉伸状态或处于压缩状态.

（1）当弹簧处于拉伸状态时，由A、B受力均平衡可知选项D正确；

（2）当弹簧处于压缩状态时，同理可知天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为1N和6N，A、B、C皆错.

答案：

D

3.解析：

对A、B分别进行受力分析.如图所示：

对A

对B

A、B均静止可得下列平衡方程：

TA=mAg，TA=TB，TBcosθ=fB=μFN，

mBg=TBsinθ+FN，

由以上各式可知：

fB=mAgcosθ,FN=mBg-mAgsinθ.

故B错误，D正确.

物体B受到的摩擦力以及B对地面的压力都不能为零.A、C均错误.

答案：

D

4.解析：

由图象可以看出，当弹簧长度为12cm时恢复原长，当弹簧长度为16cm时，弹力F=100N，即100=k（0.16-0.12），所以k=2500N/m,故选C.

答案：

C

5.解析：

A在竖直方向上受两个力：

重力、摩擦力，摩擦力只能是B对它施加的，且竖直向上.对B，在竖直方向上，受重力和两个摩擦力，且墙对B的摩擦力大小等于A、B的重力之和.

答案：

B

6.解析：

警卫人员缓慢爬行时受力平衡，分析受力如图所示，由力的平衡条件得：

Ff=mgsinθ，FN=mgcosθ，随着向上爬行角度θ在不断的减小，因此摩擦力Ff减小，支持力FN增大.

答案：

B

7.解析：

本题考查的知识点为滑动摩擦力，由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，故C正确.

答案：

C

8.解析：

竖直悬挂时mg=kL①

沿斜面拉2m物体时,设物体受摩擦力为Ff,方向沿斜面向下,

则kL=2mgsin30°+Ff②

由①②得Ff=0.

答案：

A

9.解析：

t时刻F=0，A、B的加速度为零，因此两物体速度方向不变，且A、B间的摩擦力为零，可见选项A、B错误.t~2t时间内，A、B系统的加速度逐渐增大，以A为研究对象，A受到的摩擦力应逐渐增大；A的加速度由其受到的摩擦力提供，因此A受到摩擦力与A、B加速度同向，可见选项C正确，D错误.

答案：

C

10.解析：

设绳子的拉力为FT，则由C物体做匀速直线运动可知FT＝m0g，又由B物体在水平方向也做匀速直线运动，可知B物体在水平方向上应不受力的作用，所以B、A两物体间没有摩擦力．由A、B整体做匀速直线运动可知，A与桌面间的摩擦力为Ff＝FT＝m0g.

答案：

A

11.解析：

（1）因物体相对地面静止，则有：

F1=F2+Ff,得Ff=7N,

而Ffm=μFN=μmg=8N>Ff,

受的静摩擦力为7N,方向向右.

（2）撤去F1后，Ff1=F2=6N

故物体受静摩擦力，大小为6N，方向向左，

（3）撤去F2后，因F1>Ffm，物体将向左运动，受到滑动摩擦力作用且Ff2=μFN=8N,方向向右.

12.解析：

受力分析如图所示，其中F′1,F′2分别是弹簧k1、k2的作用力.物块静止，

F′1+F′2=mg①

初态时，弹簧k2（压缩）的弹力F2=mg（向上）②

末态时，弹簧k2（压缩）的弹力

F′2=2/3mg（向上）③

弹簧k2的长度变化量：

Δx2=ΔF2/k2=（F2-F′2）/k2=mg/3k2

由①③式得F′1=mg/3

初态时，弹簧k1（原长）的弹力F1=0

末态时，弹簧k1（伸长）的弹力F′1=mg/3（向上）

弹簧k1的长度变化量

Δx1=ΔF1k1=（F′1-F1）k1=mg/3k1

由几何关系Δx=Δx1+Δx2=mg（1/k1+1/k2）/3.

当乙处于伸长状态时，有：

初态时，弹簧k2（压缩）的弹力T2=mg（向上）

末态时，弹簧k2（伸长）的弹力T2′=2/3mg（向下）

弹簧k2的长度变化量为

Δx2=ΔT2k2=T2+T2′k2=5mg/3k2.

对甲弹簧分析有：

初态时，弹簧k1（原长）的弹力T1=0

末态时，弹簧k1（伸长）的弹力T1′=53mg（向上）

弹簧k1的长度变化量为Δx1′=ΔT1k1=5mg/3k1

由此可得Δx=Δx1+Δx2=5mg（1/k1+1/k2）/3

第二章第2节力的合成与分解

1.解析：

不妨设分力F1>F2，由题图可知，当θ=0或2π时，分力F1、F2在一条直线上，同向，故有Fmax=F1+F2=30N①

当θ=π时，分力F1、F2在一条直线上，反向，故有Fmin=F1-F2=10N②

联立①②可得F1=20N,F2=10N,故A、B、C正确；选D.

答案：

D

2.解析：

将mg在如图所示方向分解.

所以施加的最小力与F1等大反向即可使小球静止，故F=mgsin30°=12mg,故选C.

答案：

C

3.解析：

对撑杆进行受力分析如图所示，撑杆对涂料滚力的竖直分量与重力平衡，且撑杆与墙壁的夹角越来越小，故F1=mgcosθ逐渐减小，F2=mgtanθ越来越小.故选项A正确.

答案：

A

4.解析：

水平力F作用时，静摩擦力的大小与[（mgsinα）2+F2]1/2相等，将外力F撤去，静摩擦力的大小与重力沿斜面分量mgsinα相等，方向相反，选项D正确.

答案：

D

5.解析：

系统最终平衡时，绳的拉力F大小仍为mAg，由二力平衡可得2Fsinθ=mBg，故θ角不变，但因悬点由Q到P，左侧部分绳子变长，故A应升高，故选项C正确.

答案：

C

6.解析：

设斧头对木柴向下的压力为F，按照力的作用效果将力F分解为F1和F2如图所示.

由几何关系可知F1/F=AB/BC，所以F1=AB/BCF.显然BC边越短，AB边越长，越容易劈开木柴.

答案：

C

7.解析：

作力的矢量三角形如图所示，由几何关系可知A可能正确.

答案：

A

8.解析：

物体对O点的拉力可分解为向左下方压OB的力和向右拉OA的力.如图所示，F1=mgtanθ,F2=mg/cosθ.故选项D正确.

答案：

D

9.解析：

O点周围共有4根绳子，设每根绳子的力为F′，则4根绳子的合力大小为2F′，所以F=2F′，所以F′=F/2,应选B.

答案：

B

10.解析:

由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，则由平衡条件得：

mg=FN+Fsinθ，Ff=μFN=Fcosθ两式联立解得F=μmg/（cosθ+μsinθ）=μmg1+μ2sin（θ+α），可见F有最小值，所以F先减小后增大，A正确；B错误；F的功率P=Fvcosθ=μmgv/（cosθcosθ+μsinθ）=μmgv（1+μtanθ），可见在θ从0°逐渐增大到90°的过程中tanθ逐渐增大，则功率P逐渐减小，C、D错误.

答案：

A

11.解析：

（1）根据已知条件，可作出图甲，合力F与它的两个分力要构成一个矢量三角形，F的末端到虚线OA的最短距离表示那个分力的最小值，即过F末端作OA的垂线，构成一个直角三角形，如图乙所示，由几何关系知F2=10N.

（2）当另一个分力F2′=

N时，由于

N>10N，根据力的三角形法则，可以组成两个不同的三角形，如图丙所示.

根据正弦定理a/sin∠A=b/sin∠B=c/sin30°和∠A+∠B+30°=180°，可求出F1=

N,F1′=

N.

12.解析：

（1）设C′点受两边绳的张力为T1和T2，AB与BC′的夹角为θ，如图所示.依对称性有T1=T2=T，由力的合成有F=2Tsinθ,根据几何关系有

sinθ=

（或tanθ=2d/L）.

联立上述二式解得T=

，因d<

（2）将d=10mm，F=400N，L=250mm,代入，解得T=2.5×103N，即绳中的张力为2.5×103N.