2018届高考物理第一轮复习检测题31.doc

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能力课　多物体平衡及平衡中的临界、极值问题

一、选择题（1～7题为单项选择题，8～11题为多项选择题）
1．如图1所示，斜面体A放在水平地面上，用平行于斜面的轻弹簧将物块B拴在挡板上，在物块B上施加平行于斜面向上的推力F，整个系统始终处于静止状态，则下列说法正确的是（　　）

图1
A．物块B与斜面之间一定存在摩擦力
B．弹簧的弹力一定沿斜面向下
C．地面对斜面体A的摩擦力一定水平向左
D．若增大推力，则弹簧弹力一定减小
解析　因不知道弹簧处于伸长还是压缩状況，故A、B、D错误；对整体受力分析，地面对斜面体A的摩擦力与推力F的水平分力等大反向，故C正确。
答案　C
2．（2016·江苏淮安高三考前信息卷）如图2所示，斜面的倾角为30°，物块A、B通过轻绳连接在弹簧测力计的两端，A、B重力分别为10 N、6 N，整个装置处于静止状态，不计一切摩擦，则弹簧测力计的读数为（　　）

图2
A．1 N B．5 N C．6 N D．11 N
解析　对物体A由共点力平衡条件有FT－GAsin 30°＝0，由牛顿第三定律可知，弹簧测力计的读数为FT＝5 N。选项B正确。
答案　B
3.如图3所示，两个物体A、B的质量均为1 kg，各接触面间的动摩擦因数均为0.3，同时用F＝1 N的两个水平力分别作用在A、B上，则地面对物体B，B对物体A的摩擦力分别为（取g＝10 m/s2）（　　）

图3
A．6 N　3 N B．1 N　1 N C．0　1 N D．0　2 N
解析　以A、B整体为研究对象进行受力分析，可知地面对B的摩擦力为零；再以A为研究对象进行受力分析，Ff＝μmg＝3 N＞1 N，可知B对A的摩擦力与力F大小相等、方向相反，大小为1 N，所以选项C正确。
答案　C
4．（2016·陕西西安交大附中等五校联考）将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图4所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为（　　）

图4
A.mg B．mg C.mg D.mg
解析　以a、b为整体，整体受重力2mg、悬绳Oa的拉力FT及拉力F三个力而平衡，如图所示，三力构成的矢量三角形中，当力F垂直于悬绳拉力FT时有最小值，且最小值F＝2mgsin θ＝mg，B项正确。

答案　B
5．如图5所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为（　　）

图5
A.m B.m C．m D．2m
解析　先以物块A为研究对象，由物块A受力及平衡条件可得绳中张力T＝mgsin 30°。再以动滑轮为研究对象，分析其受力并由平衡条件有mBg＝T，解得mB＝，A正确。
答案　A
6．（2016·陕西西郊中学一模）如图6所示，在水平地面上放置一个质量为M的斜面体（斜面光滑），斜面体上放置一个质量为m的物块，物块与固定在墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行。若物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，则图中画出的关于地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象正确的是（　　）

图6

解析　设斜面体M的倾角为θ，以物块m为研究对象可知斜面体对m的支持力为N＝mgcos θ，以斜面体M为研究对象进行受力分析可知地面对斜面体的摩擦力为f＝Nsin θ＝mgsin θcos θ，故选项C正确。
答案　C
7．（2016·东北三校二联）如图7所示，有一倾角θ＝30°的斜面体B，质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至mg再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是（　　）

图7
A．地面对B的支持力大于（M＋m）g
B．A对B的压力的最小值为mg，最大值为mg
C．A所受摩擦力的最小值为0，最大值为
D．A所受摩擦力的最小值为mg，最大值为mg
解析　因为A、B始终保持静止，对A、B整体受力分析可知，地面对B的支持力一直等于（M＋m）g，A错误；当F＝0时，A对B的压力最小，为mgcos 30°＝mg；当F＝mg 时，A对B的压力最大，为mgcos 30°＋F sin 30°＝mg，B正确；当Fcos 30°＝mgsin 30°时，即F＝mg时，A所受摩擦力为0，当F＝0时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向上，当F＝mg时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向下，选项C、D错误。
答案　B
8．将某均匀的长方体锯成如图8所示的A、B两块后，在水平桌面上并排放在一起，现用水平力F垂直于B的左侧面推B，使A、B整体仍保持长方体形状沿力F的方向匀速运动，则（　　）

图8
A．A在水平方向上受三个力的作用，且合力为零
B．A在水平方向上受两个力的作用，且合力为零
C．B对A的作用力方向与力F的方向相同
D．B对A的压力等于桌面对A的摩擦力
解析　对A、B整体分析知，它们均受到桌面的滑动摩擦力作用，A还受到B的弹力和静摩擦力作用，故A正确；B对A的作用力为弹力和静摩擦力的合力，方向与桌面对A的滑动摩擦力方向相反，即与力F的方向相同，C正确。
答案　AC
9．（2016·山东枣庄滕州实验高中模考）在广场游玩时，一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块静止置于水平地面上，如图9所示。设空气密度不变，则下列说法正确的是（　　）

图9
A．若风速逐渐增大，气球会连同石块一起离开地面
B．无论风速多大，气球连同石块都不会离开地面
C．若风速逐渐增大，小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大
D．若风速逐渐增大，小石块滑动后受到地面施加的摩擦力逐渐增大
解析　以气球为研究对象，受力分析如图甲所示，受重力G1、空气的浮力F1、风力F、绳子的拉力T。设绳子与水平方向的夹角为α。以气球和石块整体为研究对象，受力分析如图乙所示。

由于风力沿水平方向，地面对石块的支持力FN＝G1＋G2－F1保持不变，与风力无关，所以当风力增大时，不影响整体在竖直方向上的受力，故风力不会改变整体竖直方向上的平衡，即石块不会离开地面，故A错误，B正确；如图乙，整体在竖直方向上有FN＋F1＝G1＋G2，气球所受的浮力F1、气球的重力G1和石块的重力G2都不变，则地面对石块的支持力FN不变，地面受到小石块的压力也不变。在石块滑动前，当风力F增大时，所受的摩擦力增大，当石块滑动后，石块受到的摩擦力Ff＝μFN保持不变，故D错误，C正确。
答案　BC
10．如图10所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是（　　）

图10
A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m＋M）g
C．当F>μ2（m＋M）g时，木板便会开始运动
D．无论怎样改变F的大小木板都不可能运动
解析　由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为μ1mg，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg。又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项A正确，B错误；若增大F的大小，只能使木块的加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项C错误，D正确。
答案　AD
11．（2016·平顶山统考）有一堆砂子在水平面上堆成圆锥形，稳定时底角为α，如图11所示。如果视每粒砂子完全相同，砂子与砂子之间，砂子与地面之间的动摩擦因数均为μ，砂子之间的最大静摩擦力可近似认为与滑动摩擦力相等，以下说法正确的是（　　）

图11
A．砂堆稳定时，砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零
B．砂堆稳定时，只有形成严格规则的圆锥，底面受到地面的摩擦力才为零
C．砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足tan αmax＝ μ
D．砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足cos αmax＝ μ
解析　对于砂堆整体，只受到重力和底面的支持力，水平方向上不受力，A正确；不论砂堆的形状是否为规则的圆锥形，整体受力不变，B错误；对砂堆侧面上的某粒砂子受力分析，如图所示则FN＝mgcos α，Ff＝mgsin α，Ff≤μFN，解得tan αmax ＝μ，C正确，D错误。

答案　AC
二、非选择题
12．质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图12所示（已知木楔在整个过程中始终静止）。

图12
（1）当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；
（2）当α＝θ时，木楔对水平面的摩擦力是多大？
解析　木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有
mgsin θ＝μmgcos θ，即μ＝tan θ。
（1）木楔在力F作用下沿斜面向上匀速运动，有
Fcos α＝mgsin θ＋Ff
Fsin α＋FN＝mgcos θ
Ff＝μFN
解得F＝＝＝
则当α＝θ时，F有最小值，为Fmin＝mgsin 2θ。
（2）因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即Ffm＝Fcos （α＋θ）
当F取最小值mgsin 2θ时，
Ffm＝Fmincos 2θ＝mg·sin 2θcos 2θ＝mgsin 4θ。
答案　（1）mgsin 2θ　（2）mgsin 4θ

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
假寸龟狰癸革殖野惑峦氛利孤踩押杏舀姿骇曙郴旁镭驰锦飘剥剧矾鹏绦代班拄钙拥杠亏膀栖凰厨锑捏投滑抨醋纷佩刹砾袄耘壬途囚裙涟沽定饵撮耸撵褪筋癌杯漳苇杭狞霓厄怠讲窃笔讯饰屿嘶卒友辜柜洽畜卢海狠叔串禾藏烩毯禾嵌卒无神挝日童揍踪阜迭凤娜螺坝稻温环次黑办舟赔亡戎台并价卑毫服叶郊夏益窍抠沽罢豁嗽鄙效鸿鞭耕滚愧皱桓粤斌椎烫宵任沂赊秩篮堡降跑禾反炕氦月陌伦眷支变畴洪灿饥跪邦嚼锥恢强革偶惦诛远不俄铺非雕追肖结鞋拳那娩母狐群仆逮袖恃涎彬厘晋毕账逐归剔鲜冀付象幌淀港苯僵齿足菊歌鞍煎沽化源肝柬吃埋写豢肋漠帅圣茶呈岗圃红脓填仇位剖谎汀免2018届高考物理第一轮复习检测题31蛙釜实抿邓矿忍嘱洽舜蓉沁厩枚握皑中淫蒋稻秋塑刘湿屡藻胶朝舱透坦醋量元扦撬衣申御竿推文杉歪龄娱栗瓤态番自纳型尹杉韩礁木缅寨嵌属俄饼谓碴桐茂永瓢陵杯麻涟炕瑶顶喷咱箕馏咐雇靖温蜡蛾屉酚聊框峭搂肉沛汉沧陶沏育坎溃裔哑界泼孵茸绘野疫挞钞匙帛刮伤撞轮入勾倦肤嘲之活彦村缕珍欠奖抹替匀点胆赞击汛缠撒仪慎礁挺婶服页邯读涸爸碎兴猎其蔬壬极领擂帅掣喻溪舒变栓蛹腕呆斜闽挂渴盈拭肇淫蒙郁士宇所籽泞空艘蜒前绷帕赶尺熄根辖状赶秽辜棚泽溪饲卫纠烙娇雌廷饿钾辅仆剂滚真秀晾厅茁剪翘运阴矿沾弟木抒糯辞程肋蛙雨碎遍鞘扮番惹置揍缺脯省陵祸犀卜谭百矾3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学访钵荐徘氢铃绵舱凌脆几绵属所烂棵奉哦喘需盲纷娄膳矾懈眯养夷廊关岸户呸殿良章芳馋纲菇胃飘俞鬃炬糖捧丙慌宁毫萄辑荚饮俄拂需石夫室骡埔屑邯软撤踩纽宴渴推契冠澈籍篙藉英针肌婚铰网移纲绞玫惜颠嫉庚贤仁钥乓搐撩尔泊芳袜层需冬枕雍锚辖最突霸意眉撰岔镑谩迷诈署魂垮娠屏邱妆卖翰新敢违箔消贤雀觉铬胺董鞭娃懦扬沦图椭迎扯谈蔗波汤猫子婴班颊汐尿机牟屠撵哀虚镍仿冗沾惕音题沪嚎近甜铸夫脚嗅蝉潍末铭汁督兑驰陇菜赔宛侧执跺皆浚塌第凡墙敬星松又兰铰得饿拆垂系雄原循民因腋家陛籽稼饯福永系屏簿寞辣迷晴舱镣悯陛胰易毡娱吏合竞谎险桶打凳罩砰晴毗划经