高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用本章综合与测试复习练习题

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用本章综合与测试复习练习题，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题强化练4　动态平衡及临界、极值问题一、选择题1.(2021广东广雅中学高一上期中,)(多选)如图所示,一个人在半球形屋顶上向上缓慢爬行,关于屋顶对他的支持力和摩擦力的大小变化,下列说法正确的是              (　　)A.支持力不变　　　B.支持力变大   C.摩擦力不变　　　D.摩擦力变小2.(2021广东佛山南海高一上期中,)瑜伽是一种深受当代年轻人喜爱的健身运动。某个瑜伽练习者按图示方向缓慢打开双腿。假设在该过程中,每只脚受到的支持力大小为FN,每只脚受到的摩擦力大小为f。下列说法正确的是              (　　)A.FN不变,f变大　　　B.FN不变,f变小   C.FN变大,f不变　　　D.FN变大,f变大3.(2021广东广州第一次教学质检,)如图所示,足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接,平板AP与水平面成53°角固定不动,平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动,将一均匀圆柱体O放在两板间。在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中,下列说法正确的是              (　　)A.当BP沿水平方向时,BP板受到的压力最大B.当BP沿竖直方向时,AP板受到的压力最大C.当BP沿竖直方向时,BP板受到的压力最小D.当BP板与AP板垂直时,AP板受到的压力最小4.(2021辽宁六校联考高一上期中,)如图所示,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的夹角30°且绷紧,小球A处于静止,对小球施加的最小的力是(重力加速度为g)              (　　)A.mg　　　B.mg        C.mg　　　D.mg5.(2021四川成都七中高三入学考试,)如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A,A的左侧紧靠竖直墙,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态。若把A向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则              (　　)A.墙受到的压力大小不变            B.A与B之间的作用力减小C.A受到的摩擦力增大              D.A与地面之间的压力减小6.(2021天津南开中学高一上期中,)(多选)如图所示,绳与杆均不计重力,所承受弹力的最大值一定,A端用铰链固定,滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略),B端吊一重物P,现施加拉力F,将B缓慢上拉(均未断),在杆到达竖直位置前,下列说法中正确的是              (深度解析)A.绳子的拉力越来越大             B.绳子的拉力越来越小C.杆的支持力越来越大             D.杆的支持力大小不变7.(2020广东揭阳高一上期末,)(多选)如图所示,一条细线一端与地面上的物体B相连,另一端绕过质量不计的滑轮与小球A相连,滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O'点,细线与竖直方向所成角度为α,则              (　　)A.如果将物体B在地面上向右移动一点,地面对B的支持力将变大B.如果将物体B在地面上向右移动一点,角α将增大C.悬挂滑轮的细线的拉力一定大于小球A的重力D.减小小球A的质量,角α一定增大8.(2020黑龙江大庆实验中学高一上月考,)竖直放置的“”形支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G,现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从与A点等高的B点沿支架缓慢地向C点移动,则绳中拉力大小变化的情况是              (　　)A.先变小后变大　　　B.先不变后变小  C.先不变后变大　　　D.先变大后变小9.(2020广东深圳宝安高一上期末,)当堆沙锥堆到一定高度时就会塌下去,此时沙子间的摩擦力就是最大静摩擦力。某实验小组利用该方法测量沙子间的动摩擦因数,通过测量发现当沙锥的底圆直径为D时,沙锥的最大高度为H,沙锥的母线长度为L,如图所示,则沙子间的动摩擦因数为              (　　)A.μ=　　　B.μ=               C.μ=　　　D.μ=10.(2021湖南长郡中学高一上期中,)(多选)如图所示,顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和滑轮轴的摩擦)。现用水平向右的力F作用于物体B上,将物体B缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中              (深度解析)A.地面对斜面体的摩擦力不变B.斜面体所受地面的支持力一定变大C.水平力F一定变大D.物体A所受斜面体的摩擦力不一定变大二、非选择题11.(2020广东深圳宝安高一上期末,)如图所示,倾角为θ=37°的斜面上有一质量为m=1 kg的可视为质点的物块,在推力F的作用下保持平衡,已知滑动摩擦力等于最大静摩擦力,重力加速度g取10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。(1)若斜面光滑,F沿水平方向,求推力F的大小;(2)若斜面粗糙,且物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,F平行斜面向上,求F的取值范围。    12.(2021广东佛山高一上期中,)如图所示,一个质量为M的光滑斜面体置于水平面上,斜面体倾角为α=30°,斜面体的斜面足够长。质量为m的小球被细线系住放在斜面体上,细线与水平面成β角。初始时β=60°,斜面体在水平推力F的作用下保持静止状态。(重力加速度为g)(1)画出小球受力示意图;(2)试求小球所受细线的拉力大小和斜面体对小球的支持力大小。(3)现用水平力F向左缓慢地推斜面体,使角β逐渐减小(β≥α)。当β多大时,细线的拉力最小?并求出此时的最小拉力大小和水平推力F的大小。     
答案全解全析专题强化练4　动态平衡及临界、极值问题1.BD　以人为研究对象,作出其受力分析图如图所示,设人的重力为G,根据平衡条件知,屋顶对他的摩擦力f=G sin θ,屋顶对他的支持力N=G cos θ,人在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中,θ减小,则摩擦力f减小,支持力N增大,故B、D正确,A、C错误。2.A　以其中一只脚为研究对象,受到支持力、腿对脚的作用力以及地面的摩擦力,如图所示以整体为研究对象,根据平衡条件,在竖直方向有2FN=mg,解得FN=mg,故支持力不变;根据图中几何关系可得每只脚受到地面的摩擦力大小f=FN tan θ=mg tan θ,缓慢打开双腿过程中,θ变大,摩擦力变大,故A正确,B、C、D错误。3.B　BP板转动过程中,圆柱体受重力、平板AP的支持力F1和平板BP的支持力F2,如图圆柱体一直处于平衡状态,三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故F1和F2的合力F一定与重力等值、反向、共线。从图中可以看出,当挡板BP逆时针缓慢地转向竖直位置的过程中,F1越来越大,F2先变小,后变大;由几何关系可知,当BP沿竖直方向时,BP板、AP板对圆柱体的支持力达到最大,故BP板、AP板受到的压力达到最大,故A、C错误、B正确;当BP板与AP板垂直时,BP板受到的压力最小,故D错误。4.B　以小球为研究对象,分析受力,作出示意图如图,分析可得,当对小球施加的力F与细绳垂直时,所用的力最小。根据平衡条件得,F的最小值为Fmin=mg sin 30°=mg,故B正确,A、C、D错误。5.B　球B受重力、A的支持力F1和墙壁的弹力F2,如图甲所示,设F1与竖直方向的夹角为θ,将重力G分解为G1和G2,则根据平衡条件可知,F1=G1=,F2=G2=G tan θ。当A向右缓慢移动少许时,根据几何关系可知,A对球B的支持力F1与竖直方向的夹角θ减小,所以cos θ增大,tan θ减小,故墙壁对球B的弹力F2减小,A对球B的支持力F1减小,根据力的相互性可知,球B对墙壁的压力减小,球B对A的压力也减小,故A错误,B正确;对A、B整体进行受力分析,如图乙所示,由平衡条件可知A受地面的摩擦力f=F2,则f减小,地面对A的支持力FN等于A、B的重力之和,大小不变,C、D错误。6.BD　以B点为研究对象,分析受力情况:重物的拉力T(大小等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F,作出受力示意图如图:由平衡条件得知,N和F的合力与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得==,又T=G,解得N=G,F=G,使∠BAO缓慢变小时,AB、AO保持不变,BO变小,则N保持不变,F变小,故B、D正确,A、C错误。方法技巧本题涉及非直角三角形的动态平衡问题,采用三角形相似,可得力与几何三角形边长的关系,通过分析几何三角形边长的变化得出力的变化,这是解答此类问题常用的方法。7.ABC　对小球A受力分析,受重力和拉力,根据平衡条件可知细线拉力T=mg。将物体B在地面上向右移动一点,∠AOB增大,则滑轮右侧细线的拉力在竖直方向的分量减小;对物体B进行受力分析,由受力平衡可得,地面对B的支持力等于物体B的重力减去细线拉力在竖直方向的分量,故地面对B的支持力将增大,故A正确;对滑轮分析,受三个拉力作用,如图所示根据对称性可知,∠AOB=2α,故α一定增大,故B正确;悬挂定滑轮的细线的拉力等于OA、OB两段细线的拉力的合力,又有OA、OB两段细线的拉力都等于小球A的重力,那么,根据力的合成规律,由两力的夹角关系可得合力大于小球A的重力,故悬挂定滑轮的细线的拉力一定大于小球A的重力,故C正确;角α的大小与A的质量无关,减小小球A的质量,若系统仍保持平衡状态,则α角不变,故D错误。8.B　在轻绳一端从B点到直杆的最上端的过程中,设两绳的夹角为2α,绳子总长为L,两直杆间的距离为S,由数学知识得到 sin α=,L、S不变,则α保持不变。再根据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变。在轻绳的右端从直杆的最上端移到C过程中,设两绳的夹角为2θ,以滑轮为研究对象,分析受力情况,如图所示,根据平衡条件得2F cos θ=mg,得到绳子的拉力F=;在轻绳的右端从直杆的最上端移到C的过程中,θ减小,cos θ增大,则F变小。9.B　取侧面的一粒质量为m的沙子作为研究对象,受到重力、支持力和摩擦力,其受力情况如图所示。沙锥的高为H,底面直径为D,沙锥的母线长度为L,沿沙面方向,根据平衡条件可得mg sin θ=Ff,垂直沙面方向FN=mg cos θ,摩擦力Ff=μFN,解得μ=tan θ;根据几何关系,有tan θ==,解得μ=,故B正确,A、C、D错误。10.CD　取物体B为研究对象,分析其受力情况如图,则有F=mg tan θ,T=,在物体B被缓慢拉高的过程中,θ增大,则水平力F随之变大,细绳的拉力T也增大。对A、B两物体与斜面体这个整体受力分析,受重力、支持力、水平力F和静摩擦力,根据平衡条件,有f=F,F增大,摩擦力增大,故A错误,C正确。斜面体所受地面的支持力N=(M+m)g,保持不变,故B错误。由于斜面体与物体A仍然保持静止,水平力F增大,则地面对斜面体的摩擦力一定变大,但是因为整体竖直方向并没有其他力,故斜面体所受地面的支持力始终等于整体的重力;在这个过程中尽管绳子张力变大,但是由于物体A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向,故物体A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定,D正确。导师点睛先隔离对B分析,通过共点力平衡判断绳子拉力和F的大小变化;再对整体分析,判断摩擦力及支持力的变化。11.答案　(1)7.5 N　(2)2 N≤F≤10 N解析　(1)斜面光滑时,对物块受力分析,由平衡条件得F=mg tan θ代入数据可解得F=7.5 N(2)斜面粗糙时,物块所受摩擦力可沿斜面向上,也可沿斜面向下,对其受力分析,当摩擦力沿斜面向上时,由平衡条件得F1+f1=mg sin θN1=mg cos θ其中f1=μN1联立解得F1=2 N当摩擦力沿斜面向下时,由平衡条件得F2=mg sin θ+f2N2=mg cos θ其中f2=μN2联立解得F2=10 N故F的取值范围为2 N≤F≤10 N。12.答案　(1)图见解析　(2)mg　mg(3)30°　mg　mg解析　(1)小球受力如图1所示图1图2(2)对小球受力分析,如图2所示sin β=cos α=解得T=mg,N=mg(3)由图3知,当细线与斜面平行,即β=α=30°时,细线拉力最小,得sin α=解得T=mg图3图4对小球和斜面体整体受力分析,如图4所示,在水平方向,有F=T·cos β解得F=mg