2018年高考物理二轮复习第一部分专题二能量与动量课时作业1新人教版

课时作业一

一、选择题

1．(2017·广东华南三校联考)如图所示，小球A 、B 通过一细绳跨过定滑轮连接，它们都穿在一根竖直杆上．当两球平衡时，连接两球的细绳与水平方向的夹角分别为θ和2θ，假设装置中各处摩擦均不计，则A 、B 球的质量之比为( )

A ．2cos θ∶1

B ．1∶2cos θ

C ．tan θ∶1

D ．1∶2sin θ

B 小球A 、B 都平衡时，在竖直方向上：对A 球T sin θ＝m A g ，对B 球T ′sin 2θ＝m B g ，

又T ＝T ′，解得：m A m B ＝12cos θ

，B 项正确． 2．如图所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F 、半球面对小球的支持力F N 的变化情况是( )

A ．F 增大，F N 减小

B ．F 增大，F N 增大

C ．F 减小，F N 减小

D ．F 减小，F N 增大

B 某时刻小球的受力如图所示，设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α，则F ＝mg tan α，F N ＝mg

cos α，随着挡板向右移动，α越来越大，则F 和F N 都要增大．

3．(2017·安徽江南十校联考)如图所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为m ，半径为r 的半球体A .现在A 上放一密度和半径与A 相同的球体B ，调整A 的位置使得A 、B 保持静止状态，已知A 与地面间的动摩擦因数为0.5.则A 球心距墙角的最远距离是( )

A ．2r

B.95r

C.115r

D.135

r C 由题可知B 球质量为2m ，当A 球球心距墙角最远时，A 受地面

水平向右的摩擦力f ＝μ·3mg ，此时以B 球为研究对象，对其受力分

析如图所示，有F 2＝2mg tan θ，以A 和B 整体为研究对象，在水平方向

有μ·3mg ＝F 2，则tan θ＝2mg 3μmg

，代入数据得θ＝53°.由几何关系可知，A 球球心到墙角的最远距离l ＝r ＋2r cos θ＝115

r ，选项C 正确． 4．如图甲、乙、丙是生活中三种不同的背包方式．为了研究方便，假设背包者身体均呈竖直，因而可认为每条背包带均在竖直面内．甲中背包带对人的肩部的作用力设为F 1；乙中的背包带与竖直方向的夹角为θ(如图)，其背包带对人肩部的作用力设为F 2；丙中的两根背包带与竖直方向的夹角均为θ(如图)，其每根背包带对人肩部的作用力均为F 3.若三种情况所背的包完全相同，不考虑背包跟人体间的摩擦，则关于F 1、F 2、F 3大小的下列关系正确的是( )

A ．F 1>F 2

B ．F 2>F 3

C ．F 1>F 3

D ．F 3＝F 2 B 由图可知，题图甲中背包带沿竖直方向，所以每一根背包带的作用力都等于0.5mg ，则背包带对肩部的作用力等于两根背包带的作用力的和，即等于F 1＝mg ；乙图中，背包受到重力、腿部的支持力和肩膀的作用力如图a ：

则：F 2＝mg cos θ

题图丙中，背包受到两边肩膀的作用力，如图b 所示，则：mg ＝2F 3cos θ

所以：F 3＝mg

2cos θ

由以上的分析可得：F 1

5．(多选)(2017·九江4月模拟)如图所示，一根通电的导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是( )

A ．一直增大

B ．先减小后增大

C ．先增大后减小

D ．始终为零

AB 若F 安＜mg sin α，因安培力方向向上，则摩擦力方向向上，当F 安增大时，F 摩减小到零，再向下增大，B 项对，C 、D 项错；若F 安＞mg sin α，摩擦力方向向下，随F 安增大而一直增大，A 项对．

6．如图所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G 的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F 缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是

( )

A ．球对墙壁的压力逐渐减小

B ．水平拉力F 逐渐减小

C ．地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大

D ．地面对长方体物块的支持力逐渐增大

B 对球进行受力分析，如图甲所示．

F N1＝

G tan θ，F N2＝G

cos θ.当长方体物块向右运动中，θ增大，F N1、F N2均增大，由牛顿第

三定律知，球对墙壁的压力逐渐增大，选项A 错误；圆球对物块的压力在竖直方向的分力F N2′cos θ＝G 等于重力，在拉动长方体物块向右运动的过程中，对物块受力分析如图乙所示，物块与地面之间的压力F N ＝G 1＋F N2′co s θ＝G 1＋G 不变，滑动摩擦力f ＝μF N 不变，选项C 错误；又由于圆球对物块的压力在水平方向的分力F N2′sin θ逐渐增大，所以水平拉力F ＝f －F N2′sin θ逐渐减小，选项B 正确；由于物块与地面之间的压力不变，由牛顿第三定律可知，地面对物块的支持力不变，选项D 错误．

7．如图所示，在一个倾角为θ的斜面上，有一个质量为m ，带负电的小球P (可视为点电荷)，空间存在着方向垂直斜面向下的匀强磁场，带电小球与斜面间的摩擦力不能忽略，它在斜面上沿图中所示的哪个方向运动时，有可能保持匀速直线运动状态( )

A ．v 1方向

B ．v 2方向

C ．v 3方向

D ．v 4方向

C 若小球的速度沿v 1方向，滑动摩擦力与v 1的方向相反，即沿图中v 3方向，由左手定则知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v 1垂直向下，重力的分力mg sin θ沿斜面向下，则知球在斜面平面内所受的合外力不为零，小球不可能做匀速直线运动，故A 错误；若小球的速度沿v 2方向，滑动摩擦力与v 2的方向相反，即沿图中v 4方向，由左手定则知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v 2垂直向上，重力的分力mg sin θ沿斜面向下，则知球在斜面平面内所受的合外力不为零，小球不可能做匀速直线运动，故B 错误；若小球的速度沿v 3方向，滑动摩擦力与v 3的方向相反，即沿图中v 1方向，由左手定则知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v 3垂直向上，即沿v 2方向，重力的分力mg sin θ沿斜面向下，则知斜面平面内的合外力可能为零，小球有可能做匀速直线运动，故C 正确；若小球的速度沿v 4方向，滑动摩擦力与v 4的方向相反，即沿图中v 2方向，由左手定则知，小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v 4垂直向下，重力的分力mg sin θ沿斜面向下，则知斜面平面内的合外力不可能为零，小球不可能做匀速直线运动，故

D 错误．

8．(2017·安徽皖南八校二次联考)如图所示，三角形ABC 是固定在水平面上的三棱柱的横截面，∠A ＝30°，∠B ＝37°，C 处有光滑小滑轮，质量分别为m 1、m 2的两物块通过细线跨放在AC 面和BC 面上，且均恰好处于静止状态，已知AC 面光滑，物块2与BC 面间的动摩擦因数μ＝

0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比m 1∶m 2不可能是( )

A ．1∶3

B ．3∶5

C ．5∶3

D ．2∶1

A 物块1受重力m 1g 、细线拉力T 和斜面支持力F N 作用处于平衡状态，则T ＝m 1g sin 30°，物块2受重力m 2g 、细线拉力T 、斜面支持力F N ′及摩擦力F f 作用处于平衡状态，当m 1较大时，最大静摩擦力方向沿斜面向下，此时有T ＝m 2g sin 37°＋μm 2g cos 37°，即m 1

m 2

＝2；当m 1较小时，最大静摩擦力方向沿斜面向上，此时有T ＝m 2g sin 37°－μm 2g cos 37°，即m 1m 2＝25，所以25≤m 1m 2

≤2. 9．(多选)如图所示，带电物体P 、Q 可视为点电荷，电荷量相同．倾角为θ、质量为M 的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m 的物体P 放在粗糙的斜面体上．当物体Q 放在与P 等高(PQ 连线水平)且与物体P 相距为r 的右侧位置时，P 静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，静电力常量为k ，则下列说法正确的是( )

A ．P 、Q 所带电荷量为

mgr 2tan θk B ．P 对斜面的压力为0

C ．斜面体受到地面的摩擦力为0

D ．斜面体对地面的压力为(M ＋m )g

AD 设P 、Q 所带电荷量为q ，对物体P 受力分析如图所示，受到

水平向左的库仑力F ＝k q 2

r

2、竖直向下的重力mg 、支持力F N ，由平衡条件可得tan θ＝F mg ，解得q ＝ mgr 2tan θk

，选项A 正确；斜面对P 的支持力F N ＝mg cos θ＋F sin θ，由牛顿第三定律可知，P 对斜面的压力为F N ′＝mg cos θ＋F sin θ，选项B 错误；对

P 和斜面体整体受力分析，可知水平方向受到Q 对P 向左的库仑力F ＝k q 2

r

2和地面对斜面体水平向右的摩擦力，由平衡条件可知，斜面体受到水平向右的摩擦力大小为f ＝k q 2

r

2，选项C 错误；对P 和斜面体整体受力分析，竖直方向受到竖直向下的重力(M ＋m )g 和水平面的支持力，由平衡条件可得，水平面支持力等于(M ＋m )g ，根据牛顿第三定律，斜面体对地面的压力大小为(M ＋m )g ，选

项D 正确．

10．(多选)如图所示，用两根完全相同的橡皮筋M 、N 将两个质量均为m ＝1 kg 的可视为质点的小球A 、B 拴接在一起，并悬挂在水平天花板上，在小球A 上施加一水平向左的恒力F ，当系统处于静止状态时，橡皮筋M 与竖直方向的夹角为60°.假设两橡皮筋的劲度系数均为k ＝5 N/cm ，且始终处在弹性限度以内，重力加速度取g ＝10 m/s 2

.则( )

A ．橡皮筋M 的伸长量为4 cm

B ．橡皮筋N 的伸长量为2 cm

C ．水平恒力的大小为10 3 N

D ．如果将水平恒力撤去，则小球B 的瞬时加速度为零

BD 先对小球B 进行受力分析，小球B 受重力mg 和橡皮

筋N

的拉力F 1，根据平衡条件，有F 1＝mg ＝10 N ，又F 1＝kx N ，解

得橡皮筋N 的伸长量x N ＝F 1k ＝2 cm ，选项B 正确；再将小球A 、B

看成一个整体，整体受重力2mg 、水平恒力F 和橡皮筋M 的拉力F 2，如图所示，根据平衡条件，有F ＝2mg tan 60°＝23mg ＝20 3 N ，选项C 错误；橡皮筋M 的弹力F 2＝2mg cos 60°＝4mg ＝40 N ，根据胡克定律有F 2＝kx M ，解得橡皮筋M 的伸长量x M ＝F 2k

＝8 cm ，选项A 错误；小球B 受重力和橡皮筋N 的拉力，撤去水平恒力的瞬间，小球B 的重力和橡皮筋N 的拉力都不变，故小球仍处于平衡状态，加速度为零，选项D 正确．

二、非选择题

11．如图所示，一质量为M ＝2 kg 的铁块套在倾斜放置的杆上，杆与水平方向的夹角θ＝60°，一轻绳一端连在铁块上，一端连在一质量为m ＝1 kg 的小球上，一水平力F 作用在小球上，连接铁块与球的轻绳与杆垂直，铁块和球都处于静止状态．(g 取10 m/s 2

)求：

(1)拉力F 的大小；

(2)杆对铁块的摩擦力的大小．

解析 (1)对B 球受力分析如图所示．