2014高考物理考前押题：力与物体的平衡

(在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～12题有多项符合题目要求.)

1.如图1-1-14所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为(　　).

图1-1-14

A.G B.Gsin θ

C.Gcos θ D.Gtan θ

解析　椅子各部分对人的作用力的合力与重力G是平衡力.因此选项A正确.

答案　A

2.如图1-1-15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成30°角且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小的力是(　　).

图1-1-15

A.mg B.mg

C.mg D.mg

解析　球受重力mg、绳的拉力FT、外力F三个力作用，合力为零.则mg与F的合力一定与FT等大反向，画出力的三角形可知，当F与FT垂直时F最小，Fmin=mgsin 30°=mg，选项C正确.答案　C

3.如图1-1-16所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是(　　).

图1-1-16

A.FN保持不变，FT不断增大

B.FN不断增大，FT不断减小

C.FN保持不变，FT先增大后减小

D.FN不断增大，FT先减小后增大

解析　对小球受力分析如图(重力mg、弹力FN，绳的拉力FT).当绳接近水平时，θ减小.画出一簇平行四边形如图所示，当FT方向与斜面平行时，FT最小，所以FT先减小后增大，FN一直增大，只有选项D正确.

答案　D

4.如图1-1-17所示，质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面.让它们由静止释放，在沿粗糙面下落过程中，物体B的受力示意图是(　　).

图1-1-17

解析　两物体A、B叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物块与竖直墙面之间没有压力，没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，AB之间没有弹力作用，物体B的受力示意图是图A.

答案　A

5.如图1-1-18所示，质量为m的金属环用线悬挂起来.金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中.从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线的拉力大小的下列说法正确的是(　　).

图1-1-18

A.大于环的重力mg，并逐渐减小

B.始终等于环的重力mg

C.小于环的重力mg，并保持恒定

D.大于环的重力mg，并保持恒定

解析　在磁场均匀减小的过程中，金属环由于受安培力作用要阻碍磁通量的减小，所以有向下运动的趋势，即线拉力大于环的重力.由于感应电流不变，而磁场逐渐减小，所以拉力逐渐减小，答案为A.

答案　A

6.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图1-1-19所示.则下列关于导体棒中的电流的分析正确的是(　　).

图1-1-19

A.导体棒中电流垂直纸面向外，大小为I=

B.导体棒中电流垂直纸面向外，大小为I=

C.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为I=

D.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为I=

解析　对导体棒受力分析如图所示：

由左手定则得电流方向垂直纸面向里.

由F安=BIL=mgtan 60°，得I=，C项正确.答案　C

7.竖直细杆上套有一个1 kg的小圆环，圆环左侧系住一劲度系数k=500 N/m的轻弹簧，已知弹簧与竖直方向的夹角为θ=37°，圆环始终静止，则以下分析正确的是(　　).

图1-1-20

A.当弹簧伸长量x=2.5 cm时，圆环与竖直杆的摩擦力为零

B.当弹簧伸长量x=0.5 cm时，圆环与竖直杆的弹力F=1.5 N

C.保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，圆环与细杆之间的弹力变小

D.保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，圆环与细杆之间的摩擦力变小

解析　kxcos 37°=mg时，圆环与竖直杆的摩擦力为零，此时x=2.5 cm，A对，弹簧伸长量x=0.5 cm时，圆环与竖直杆的弹力F=kxsin 37°=1.5 N，B对;保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，F=kxsin θ随之变小，C对;保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，弹簧弹力的竖直分量增大，但初始状态摩擦力的方向未知，故不能断定其摩擦力的变化情况，D错.

答案　ABC

8.如图1-1-21所示，水平地面上处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m的物块上，另一端拴在固定于B点的木桩上.用弹簧测力计的光滑挂钩缓慢拉绳，弹簧测力计始终与地面平行.物块在水平拉力作用下缓慢滑动.当物块滑动至A位置，AOB=120°时，弹簧测力计的示数为F.则(　　).

图1-1-21

A.物块与地面间的动摩擦因数为

B.木桩受到绳的拉力始终大于F

C.弹簧测力计的拉力保持不变

D.弹簧测力计的拉力一直增大

解析　当物块滑动至A位置，AOB=120°时，轻绳中拉力等于F，物块缓慢滑动，摩擦力大小等于拉力，由F=μmg得物块与地面间的动摩擦因数μ=，选项A正确;物块在水平拉力作用下缓慢滑动，绳的拉力始终等于物块的摩擦力，而物块的摩擦力保持不变，故木桩受到绳的拉力始终等于F，选项B错误;由平衡条件得弹簧测力计的拉力F拉=2Fcos θ(θ为绳与弹簧测力计拉力方向的夹角)，在物块滑动过程中，θ逐渐减小，F保持不变，故弹簧测力计的拉力逐渐增大，选项C错误，D正确.

答案　AD

9.一套有细环的粗糙杆水平放置，带正电的小球通过绝缘细线系在细环上，并将整个装置放入一水平向右的匀强电场中，处于平衡状态，如图1-1-22所示.现将电场稍加大一些，小球再次平衡，下列说法正确的有(　　).

图1-1-22

A.细线对细环的拉力保持不变

B.细线对带电小球的拉力变大

C.细环所受的摩擦力变大

D.粗糙杆对细环的支持力保持不变

解析　将电场稍加大一些，小球所受电场力增大，细线对带电小球的拉力变大，选项A错误，选项B正确.把小球和细环看做一个整体，小球所受电场力增大，细环所受的摩擦力变大，竖直方向二者所受重力不变，则粗糙杆对细环的支持力保持不变，选项C、D正确.

答案　BCD

10.如图1-1-23，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平，现把物体Q轻轻地叠放在P上，则(　　).

图1-1-23

A.P向下滑动

B.P静止不动

C.P所受的合外力增大

D.P与斜面间的静摩擦力增大

解析　物体P处于静止状态，把物体Q轻轻地叠放在P上时，P、Q仍处于静止状态.根据共点力的平衡条件解决问题.

设斜面倾角为θ，P、Q的质量分别为M、m，因物体P静止于固定的斜面上，则动摩擦因数μ≥tan θ，所受合外力F1=0，静摩擦力f1=Mgsin θ.把物体Q轻轻地叠放在P上，选整体为研究对象，则(M+m)gsin θ≤μ(M+m)gcos θ，故P、Q仍处于静止状态.P所受的合外力F2=0，即F1=F2，P与斜面间的静摩擦力f2=(M+m)gsin θ>f1.故选项B、D正确，选项A、C错误.如果将P、Q两物体视为一个整体，则更容易得正确的选项为B、D.

答案　BD

11.如图1-1-24所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴P处于静止状态.若从某时刻起，油滴所带的电荷开始缓慢减少，为维持油滴仍处于静止状态，可采取下列哪些措施(　　).

图1-1-24

A.其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近

B.其他条件不变，使电容器两极板缓慢远离

C.其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向左移动

D.其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向右移动

解析　油滴处于静止状态，由平衡条件得mg=q，油滴所带的电荷缓慢减少，其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近，d减小，电压不变，可维持该油滴仍处于静止状态，选项A正确，B错误;其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向左移动，电路中的电流增大，R1两端的电压U1增大，可维持该油滴仍处于静止状态，选项C正确，D错误.

答案　AC

12.一个闭合回路由两部分组成，如图1-1-25所示，右侧是电阻为r的圆形导线;置于竖直方向均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计.磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断正确的是(　　).

图1-1-25

A.圆形线圈中的磁场，可以方向向上均匀增强，也可以方向向下均匀减弱

B.导体棒ab受到的安培力大小为mg

C.回路中的感应电流为

D.圆形导线中的电热功率为(R+r)

解析　根据左手定则判断可知，导体棒上的电流从b到a，根据楞次定律可知，选项A正确;根据共点力平衡条件，导体棒ab受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力，即B2Id=mgsin θ，解得I=，选项B错误，C正确;圆形导线的电热功率P=I2r=2r=r，选项D错误.

答案　AC

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