高中物理教科版必修一：力与运动综合检测 Word版含解析

高中物理教科版必修一： 　力与运动综合检测
一、选择题(1～5题为单项选择题，6～11题为多项选择题)
1．(2018·河南开封二模)
一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直。现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止。则在这一过程中(　　)
A．水平力F变小
B．细线的拉力不变
C．铁架台对地面的压力变大
D．铁架台所受地面的摩擦力变大
解析：　
对小球受力分析，如图所示，受细线拉力、重力、水平力F，根据平衡条件，有：F＝mgtan θ，θ逐渐增大则F逐渐增大，故A错误；由图可知，细线的拉力FT＝，θ增大，FT增大，故B错误；以整体为研究对象，根据平衡条件得Ff＝F，则Ff逐渐增大，FN＝(M＋m)g，FN保持不变，故C错误，D正确。
答案：　D
2.
如图所示，两根通电直导体棒用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O1、O2两点，已知O1O2连线水平，导体棒静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ，保持导体棒中的电流大小和方向不变，在导体棒所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度，下列分析正确的是(　　)
A．两导体棒中的电流方向一定相同
B．所加磁场的方向可能沿x轴正方向
C．所加磁场的方向可能沿z轴正方向
D．所加磁场的方向可能沿y轴负方向
解析：　在导体棒所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度，则两导体棒中的电流方向一定相反，且电流大小相等，选项A错误；由左手定则可知，所加磁场的方向可能沿z轴正方向，选项C正确，B、D错误。
答案：　C
3.
如图所示，质量为m，带电荷量为－q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是(　　)
A．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用
B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用
C．匀强电场的电场强度E＝
D．匀强磁场的磁感应强度B＝
解析：　
因为微粒做匀速直线运动，所以微粒所受合力为零，受力分析如图所示，微粒在重力、电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态，可知，qE＝mg，qvB＝mg，得电场强度E＝，磁感应强度B＝，因此A正确。
答案：　A
4.
(2018·衡阳八中高三质检)如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动。则施力F后，下列说法正确的是(　　)
A．A、B之间的摩擦力一定变大
B．B与墙面间的弹力可能不变
C．B与墙之间可能没有摩擦力
D．弹簧弹力一定不变
解析：　对A分析，开始受重力，B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin α，若F＝2mAgsin α，则A、B之间的摩擦力大小不变，但方向沿斜面向下，故A错误；以整体为研究对象，开始时B与墙面的弹力为零，后来加F后，弹力为Fcos α，B错误；对整体分析，由于A、B不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力，故C错误，D正确。
答案：　D
5.
如图所示，叠放在一起的A、B两物体放置在光滑水平地面上，A、B之间的水平接触面是粗糙的，细线一端固定在A物体上，另一端固定于N点，水平恒力F始终不变，A、B两物体均处于静止状态，若将细线的固定点由N点缓慢下移至M点(线长可变)，A、B两物体仍处于静止状态，则(　　)
A．细线的拉力将增大
B．A物体所受的支持力将增大
C．A物体所受摩擦力将增大
D．水平地面所受压力将减小
解析：　以A、B两物体组成的系统作为研究对象，受力分析如图甲所示。
水平方向，FTcos α＝F，竖直方向：FN＋FTsin α＝(mA＋mB)g，因为细线与水平地面的夹角α减小，cos α增大，sin α减小，FT将减小，FN将增大，所以细线所受拉力减小，地面受到的压力增大，A、D均错误；以物体A为研究对象，受力分析如图乙所示，竖直方向：FNA＋FTsin α＝mAg，FT减小，sin α减小，所以FNA增大，B正确；以B为研究对象，在水平方向上由力的平衡可得Ff＝F，A物体所受摩擦力不变，C错误。
答案：　B
6．(2018·天津卷·7)
明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则(　　)
A．若F一定，θ大时FN大　 B.若F一定，θ 小时FN大
C．若θ一定，F大时FN大 D.若θ一定，F小时FN大
解析：　
根据力F的作用效果将力F分解为垂直于木楔两侧的力FN，如图所示。
则＝FNsin 
即FN＝
所以当F一定时，θ越小，FN越大；当θ一定时，F越大，FN越大。故选项B、C正确。
答案：　BC
7.
如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上，伸直细线的两端分别系有小球和小滑块。当它们静止时，小球与O点的连线与水平线的夹角为α＝90°，小滑块位于粗糙水平地面上，则(　　)
A．小球可能受三个力作用
B．小球一定受两个力作用
C．小滑块受水平向右的静摩擦力
D．小滑块不受摩擦力作用
解析：　小球受竖直向下的重力和竖直向上的碗的支持力而平衡，细线对小球无拉力作用，故A错误，B正确；由于细线无拉力作用，小滑块相对地面没有运动趋势，故小滑块只受重力和地面的支持力，无摩擦力作用，故C错误，D正确。
答案：　BD
8．(2018·枣庄模拟)如图所示，PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨，GH是长度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k。导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。图中直流电源的电动势为E，内阻不计，电容器的电容为C。闭合开关，待电路稳定后，则有(　　)
A．导体棒中电流为
B．轻弹簧的长度增加
C．轻弹簧的长度减少
D．电容器带电荷量为CR2
解析：　导体棒中的电流为：I＝，故A正确；由左手定则知导体棒受的安培力向左，则弹簧长度减少，由平衡条件：BIL＝kΔx，代入I得：Δx＝，故B错误，C正确；电容器上的电压等于导体棒两端的电压，Q＝CU＝C··r，故D错误。
答案：　AC
9.
《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1 000 kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．工人对绳的拉力一直变大
B．绳OD的拉力越来越大
C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mg
D．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为mg
解析：　
对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示。绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ；绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。王进下降的过程中θ减小，α增大，故F1增大，F2减小，A错，B对。两绳拉力的合力大小等于mg，C对。α＝30°时，θ＝30°，可求出F2＝mg，D对。
答案：　BCD
10．如图所示，重12 N的物块G1在三根细绳悬吊下处于静止状态，细绳BP在水平方向，细绳AP偏离竖直方向37°角，且连在重50 N的物块G2上，物块G2静止于倾角为37°的斜面上(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　　)
A．绳PB对物块G2的拉力为9 N
B．绳PA对P点的拉力为20 N
C．斜面对物块G2的摩擦力为37.2 N
D．斜面对物块G2的支持力为34.6 N
解析：　P点受力，如图甲所示，由平衡条件可得：FAcos 37°＝G1，FAsin 37°＝FB，解得FB＝9 N，FA＝15 N，选项A正确，B错误；再分析物块G2的受力情况，如图乙所示。由物体的平衡条件可得Ff＝G2sin 37°＋FB′·cos 37°，FN＋FB′sin 37°＝G2cos 37°，FB′＝FB，由以上三式解得Ff＝37.2 N，FN＝34.6 N。选项C、D正确。
答案：　ACD
11.
某装置如图所示，两根轻杆OA、OB与小球以及一小滑块通过铰链连接，杆OA的A端与固定在竖直光滑杆上的铰链相连。小球与小滑块的质量均为m，轻杆OA、OB长均为l，原长为l的轻质弹簧与滑块都套在该竖直杆上，弹簧连接在A点与小滑块之间。装置静止时，弹簧长为1.6l，重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，以下说法正确的是(　　)
A．轻杆OA对小球的作用力方向与竖直轴的夹角为53°
B．轻杆OB对小滑块的作用力方向沿OB杆向下，大小为
C．轻杆OA与OB对小球的作用力大小之比是
D．弹簧的劲度系数k＝
解析：　
装置静止时，由几何关系可知∠A＝37°，则轻杆OA对小球的作用力方向与竖直轴的夹角为37°，A错误；对小球受力分析，如图甲所示，由对称性可知FOA＝FOB，又由力的平衡条件可知2FOAcos 37°＝mg，解得FOA＝FOB＝，由轻杆受力特点可知轻杆OB对小滑块的作用力方向沿OB杆向下，大小为，B正确，C错误；对小滑块受力分析如图乙所示，
在竖直方向上由力的平衡条件可知，mg＋FOBcos 37°＝F弹，解得F弹＝mg，由于弹簧的伸长量为Δl＝1.6l－l＝0.6l，则由胡克定律F弹＝k·Δl，解得k＝＝＝，D正确。
答案：　BD
二、非选择题
12.
(2018·杨浦区二模)如图所示，在倾角为37°的斜面上，固定着宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1.0 Ω。一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中。若金属导轨是光滑的，g取10 m/s2，且已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，要保持金属棒静止在导轨上。求：
(1)金属棒ab所受的安培力。
(2)回路中电流的大小。
(3)滑动变阻器接入电路的阻值。
解析：　(1)金属棒受力如图所示：
由平衡条件得：F＝mgsin 37°
解得：F＝0.12 N
(2)根据安培力公式F＝BIL得：
I＝＝0.6 A
(3)设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得：E＝I(R＋r)
解得：R＝19 Ω
答案：　(1)0.12 N　(2)0.6 A　(3)19 Ω