高考总复习物理试题必修1第2章第3讲知能演练轻巧夺冠

一、单项选择题

1.如图所示，A 和B 两物块的接触面是水平的，A 与B 保持相对

静止一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过程中B 的受力个数为( )

A ．3个

B ．4个

C ．5个

D ．6个

解析：选B.A 与B 相对静止一起沿斜面匀速下滑，可将二者当做整体进行受力分析，再对B 受力分析，可知B 受到的力有：重力G B ，A 对B 的压力，斜面对B 的支持力和摩擦力，选项B 正确．

2.如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P

连接，P 的斜面与固定挡板MN 接触且处于静止状态，则斜面体P 此刻所受

的外力个数有可能为( )

A ．2个或3个

B ．3个或5个

C ．2个或4个

D ．4个或5个

解析：

选C.若斜面体P 受到的弹簧弹力F 等于其重力mg ，则MN 对P 没有力的作用，如图甲所示，P 受到2个力；若弹簧弹力大于P 的重力，则MN 对P 有压力N ，只有压力N ，则P 不能平衡，一定存在向右的力，只能是MN 对P 的摩擦力f ，因此P 此时受到4个力，如图乙所示．

3.(2011·高考海南卷)如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一

物块正在沿斜面以速度v 0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的

摩擦力( )

A ．等于零

B ．不为零，方向向右

C ．不为零，方向向左

D ．不为零，v 0较大时方向向左，v 0较小时方向向右

解析：选A.取物块与斜劈整体作为研究对象，由于物块匀速运动、斜劈静止，故整体所受外力之和必为零．分析整体的受力可知，由于重力、地面的支持力方向都沿竖直方向，若地面的摩擦力不为零时，其合力方向只能沿水平方向，必导致整体的合力不为零，从而与题述矛盾，故只有A 正确．

4.2012年我国“蛟龙”号载人潜水器下潜记录再创新高，成功实现

下潜7 km 深度．设潜水器在下潜或上升过程中只受重力、海水浮力和

海水阻力作用，其中，海水浮力F 始终不变，所受海水阻力仅与潜水器

速度有关．已知当潜水器的总质量为M 时恰好匀速下降，若使潜水器以

同样速率匀速上升，则需要从潜水器储水箱向外排出水的质量为(重力加

速度为g )( )

A ．2????M －F g

B ．M －2F g

C ．2M －F g

D ．2M －F 2g

解析：选A.由于以同样速率匀速上升，则所受的阻力相等．设减少的质量为m ，运动

过程中受到的阻力为f .在匀速下降过程中：F ＋f ＝Mg ；在上升过程中：

F ＝(M －m )g ＋f .联立两式解得m ＝2?

???M －F g ，A 选项正确． 5.(2012·高考广东卷)如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天

花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G ，

左右两绳的拉力大小分别为( )

A ．G 和G B.22G 和22

G C.12G 和32G D.12G 和12

G 解析：选B.由对称性可知两根绳的拉力大小相等，设为T ，则对日光灯在竖直方向上有：2T cos45°＝G ，可得T ＝22

G ，即B 正确． 6．(2012·高考浙江卷)如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m ＝1.0 kg 的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N ．关于物体受力的判断(取g ＝9.8 m/s 2)，下列说法正确的是( )

A ．斜面对物体的摩擦力大小为零

B ．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N ，方向沿斜面向上

C ．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N ，方向竖直向上

D ．斜面对物体的支持力大小为4.9 N ，方向垂直斜面向上

解析：选A.物体重力在斜面方向上的分力：G x ＝mg sin30°＝4.9 N ，由此可推断f ＝0，即A 正确，B 错误．物体重力在垂直斜面方向上的分力：G y ＝mg cos30°＝4.9 3 N ，方向垂直斜面向下，故C 、D 均错误．

7.(2013·大庆模拟)如图所示，不计重力的轻杆OP 能以O 点为圆心在

竖直平面内自由转动，P 端用轻绳PB 挂一重物，而另一根轻绳通过滑轮

系住P 端．在力F 的作用下，当杆OP 和竖直方向的夹角α(0＜α＜π)缓慢

增大时，力F 的大小应( )

A ．恒定不变

B ．逐渐增大

C ．逐渐减小

D ．先增大后减小 解析：选B.

由三角形相似得：F PQ ＝mg OQ ，F ＝PQ OQ

mg ，α逐渐增大，即PQ 增大，由上式知F 逐渐增大，B 正确．

8．半圆柱体P 放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN .在P 和MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q ，整个装置处于静止．如图所示是这个装置的纵截面

图．若用外力使MN 保持竖直，缓慢地向右移动，在Q 落到地面以前，发现P 始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是( )

A ．MN 对Q 的弹力逐渐减小

B ．地面对P 的摩擦力逐渐增大

C ．P 、Q 间的弹力先减小后增大

D ．Q 所受的合力逐渐增大

解析：选B.

取Q 为研究对象，Q 受到mg 、F MN 、F P 三个力的作用，若MN 缓慢向右移动，则F MN 方向不变，F P 与竖直方向夹角增大，动态变化情况如图所示，可以判断F MN 、F P 都变大，选项A 、C 错误．由于Q 受力平衡，合力始终为零，选项D 错误．取P 、Q 整体为研究对象，地面对P 的摩擦力应与F MN 平衡，所以地面对P 的摩擦力逐渐增大，选项B 正确．

☆9.(2013·山西四校联考)如图，在水平板的左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧．紧贴弹簧放一质量为m 的滑块，此时弹簧处于自然长度．已知滑块与板的动摩擦因数

为33

，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现将板的右端缓慢抬起(板与水平面的夹角为θ)，直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F 随夹角θ的变化关系可能是( )

解析：选C.当板与水平面的夹角θ增大到一定值时，滑块沿挡板斜向下的重力分力大

小等于所受滑动摩擦力大小，即mg sin θ＝μmg cos θ，解得tan θ＝μ＝33，故θ＝π6.可见，θ在0～π6之间时，滑块位置不变，弹簧的弹力为零，故A 、B 错误；当θ＞π6

时，滑块在挡板上所在的位置发生改变，弹簧缩短，若θ＝π3，弹簧的弹力F 弹＝mg sin π3－μmg cos π3＝33mg ，对比选项C 和D 可以看出，C 正确，D 错误．

二、非选择题

10.(2013·江苏启东中学质检)如图所示，用绳AC 和BC 吊起一重

物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC 绳能承受的最大拉力为

150 N ，而BC 绳能承受的最大拉力为100 N ，求物体的最大重力不能

超过多少？

解析：对结点C 受力分析如图所示，由重物静止有：

F BC sin60°－F AC sin30°＝0①

F AC cos30°＋F BC cos60°－

G ＝0②

由式①可知F AC ＝3F BC ，

当F BC ＝100 N 时，F AC ＝173.2 N ，AC 将断．而当F AC ＝150 N 时，F BC ＝86.6 N ＜100 N ．将F AC ＝150 N ，F BC ＝86.6 N ，代入式②解得G ＝173.2 N ，所以重物的最大重力不能超过173.2 N.

答案：173.2 N

☆11.如图所示，重为G 的均匀链条挂在等高的两钩上，链条悬

挂处与水平方向成θ角，试求：

(1)链条两端的张力大小；

(2)链条最低处的张力大小．

解析：(1)在求链条两端的张力时，可把链条当做一个质点处理，两边受力具有对称性使两端点的张力F 大小相等，受力分析如图甲所示．取链条整体为研究对象，由平衡条件

得竖直方向2F sin θ＝G ，所以链条两端的张力为F ＝G 2sin θ

.

(2)在求链条最低处张力时，可将链条一分为二，取一半链条为研究对象．受力分析如图乙所示，由平衡条件得水平方向所受力为

F ′＝F cos θ＝

G 2sin θcos θ＝G 2

cot θ. 答案：(1)G 2sin θ (2)G cot θ2

☆12.如图所示，AC 和BC 两轻绳共同悬挂一质量为m 的物体，若

保持AC 绳的方向不变，AC 绳与竖直方向的夹角为60°，改变BC 绳的

方向，试求：

(1)物体能达到平衡时，BC 绳与竖直方向之间所夹θ角的取值范围；

(2)θ在0～90°的范围内，求BC 绳上拉力的最大值和最小值．

解析：

(1)改变BC 绳的方向时，AC 绳的拉力F A 方向不变，两绳拉力的合力F 与物体的重力平衡，重力大小和方向保持不变，如图所示，经分析可知，θ最小为0°，此时F A ＝0；且θ必须小于120°，否则两绳的合力不可能竖直向上．所以θ角的取值范围是0°≤θ＜120°.

(2)θ在0～90°的范围内，由(1)问解析图知，当θ＝90°时，F B 最大，

F max ＝mg tan60°＝3mg .当两绳垂直时，即θ＝30°时，

F B 最小，F min ＝mg sin60°＝32

mg .

3

答案：(1)0°≤θ＜120°(2)3mg

2mg