老高考新教材適用2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題1力與運(yùn)動(dòng)分層突破練1力與物體的平衡

專題分層突破練1力與物體的平衡A組1.(2024廣東深圳一調(diào))如圖所示,一玩偶與塑料吸盤(pán)通過(guò)細(xì)繩AB連接,吸盤(pán)吸附在墻壁上,玩偶靜止懸掛,忽視玩偶與墻壁之間的靜摩擦力,則()A.細(xì)繩AB越短,玩偶對(duì)墻壁的壓力越大B.細(xì)繩AB越長(zhǎng),吸盤(pán)受到墻壁的摩擦力越小C.細(xì)繩AB越短,細(xì)繩對(duì)玩偶的拉力越小D.吸盤(pán)與墻壁之間的擠壓力越大,吸盤(pán)受到墻壁的摩擦力越大2.(2024浙江卷)如圖所示,一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上,水平橫桿與四根相同的斜桿垂直,兩斜桿夾角θ=60°。一重力為G的物體懸掛在橫桿中點(diǎn),則每根斜桿受到地面的()A.作用力為33G B.作用力為3C.摩擦力為34G D.摩擦力為33.(2024安徽六校聯(lián)考)如圖所示,一粗糙斜面固定于水平面上,一質(zhì)量為m的滑塊通過(guò)一跨過(guò)斜面頂端光滑定滑輪的輕繩與一鉤碼相連。能使滑塊在斜面上保持靜止的鉤碼質(zhì)量的最大值和最小值分別為m1和m2。設(shè)輕繩與斜面保持平行,滑塊所受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。斜面傾角為θ,則滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()A.m12mg BC.m1-m24.(2024上海嘉定一模)圖甲為烤腸機(jī),香腸放置于兩根水平的平行金屬桿中間,其截面圖如圖乙所示。假設(shè)香腸可視為質(zhì)量勻稱的圓柱體,烤熟后質(zhì)量不變,半徑變大,金屬桿不再轉(zhuǎn)動(dòng)。忽視摩擦及金屬桿的熱脹冷縮。若金屬桿對(duì)香腸的支持力為FN,兩根金屬桿對(duì)香腸的合力為F合,則香腸烤熟后()A.FN變大,F合變大B.FN變大,F合不變C.FN變小,F合變大D.FN變小,F合不變5.如圖所示,力傳感器固定在天花板上,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形勻質(zhì)導(dǎo)線框abcd用不行伸長(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于力傳感器的測(cè)力端,導(dǎo)線框與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,線框的bcd部分處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,b、d兩點(diǎn)位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的水平邊界線上。若在導(dǎo)線框中通以大小為I、方向如圖所示的恒定電流,導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),力傳感器的示數(shù)為F1,只變更電流方向,其他條件不變,力傳感器的示數(shù)為F2,則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.F2-F1C.2(F2-6.(2024云南師大附中模擬)如圖所示,AC是上端帶光滑輕質(zhì)定滑輪的固定豎直桿,質(zhì)量不計(jì)的輕桿BC一端通過(guò)鉸鏈固定在C點(diǎn),另一端B懸掛一重力為G的物體,且B端系有一根繞過(guò)定滑輪的輕繩,用力F拉繩,起先時(shí)∠BCA>90°,現(xiàn)使∠BCA緩慢變小,直到∠BCA=30°。則此過(guò)程中()A.輕桿BC所受的力漸漸減小B.輕桿BC所受的力的方向不肯定沿桿C.力F的大小漸漸減小D.力F的大小先減小后增大B組7.如圖所示,一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上,質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B,通過(guò)不行伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)滑輪連接,A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時(shí),物塊A、B剛好要滑動(dòng),則μ的值為()A.13 B.C.15 D.8.(多選)(2024浙江聯(lián)考)如圖所示,在一豎直平面內(nèi),y軸左側(cè)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1和一垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,y軸右側(cè)有一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2(未畫(huà)出)。一電荷量為q(電性未知)、質(zhì)量為m的微粒從x軸上A點(diǎn)以肯定初速度與水平方向成θ=37°角沿直線經(jīng)P點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到圖中C點(diǎn),其中m、q、B均已知,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則()A.微粒肯定帶負(fù)電B.電場(chǎng)強(qiáng)度E2肯定豎直向上C.兩電場(chǎng)強(qiáng)度之比ED.微粒的初速度為v=5mg9.(2024山東省試驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示,在水平地面上有一斜面體,質(zhì)量均為m的A、B兩物塊放在斜面的等高處,A、B之間連接著一個(gè)輕質(zhì)彈簧,其勁度系數(shù)為k,彈簧處于壓縮狀態(tài),且物塊與斜面體均能保持靜止。已知斜面的傾角為θ,兩物塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下列說(shuō)法正確的是()A.斜面對(duì)A、B組成系統(tǒng)的靜摩擦力的合力為0B.若將彈簧拿掉,物塊有可能發(fā)生滑動(dòng)C.彈簧的最大壓縮量為mgD.彈簧的最大壓縮量為mg10.(2024山東濟(jì)南模擬)內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)的燃?xì)馔苿?dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的示意圖如圖所示,活塞質(zhì)量為m,若在活塞從汽缸的頂部向底部勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,氣體對(duì)活塞的合力F大小恒定、方向向下,汽缸與活塞之間的摩擦可忽視,重力加速度為g。當(dāng)連桿a與豎直方向的夾角為θ時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.汽缸壁對(duì)活塞的作用力大小為(F+mg)tanθB.汽缸壁對(duì)活塞的作用力大小為F+mgC.連桿a受到活塞的作用力大小為(F+mg)cosθD.連桿a受到活塞的作用力大小為Fsinθ11.(多選)如圖所示,豎直細(xì)桿上套有一個(gè)質(zhì)量為1kg的小圓環(huán),圓環(huán)左側(cè)系有一勁度系數(shù)k=500N/m的輕彈簧,已知彈簧與豎直方向的夾角為θ=53°,sin53°=0.8,cos53°=0.6,環(huán)與細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),g取10m/s2,以下說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量x=2.5cm時(shí),圓環(huán)與細(xì)桿間的摩擦力為零B.當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量x=0.5cm時(shí),圓環(huán)與細(xì)桿間的摩擦力為1.5NC.若θ角調(diào)成90°,不管彈簧的伸長(zhǎng)量x為多少,圓環(huán)都不能靜止D.若θ角調(diào)成90°,彈簧的伸長(zhǎng)量x≥83cm12.(2024山東昌樂(lè)二中模擬)如圖所示,風(fēng)箏借助勻稱的風(fēng)力和牽線的作用,在空中處于平衡狀態(tài)。圖中所示風(fēng)箏質(zhì)量m=0.4kg,某時(shí)刻風(fēng)箏平面與水平面的夾角為30°,主線對(duì)風(fēng)箏的拉力與風(fēng)箏平面成53°角。已知風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面相垂直,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2。(1)畫(huà)出風(fēng)箏的受力圖,求此時(shí)風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力F的大小和主線對(duì)風(fēng)箏的拉力FT的大小(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)若拉著風(fēng)箏勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),主線與水平面成53°角保持不變,這時(shí)拉主線的力為10N,則此時(shí)風(fēng)箏平面與水平面的夾角θ的正切值為多大?答案：專題分層突破練1力與物體的平衡1.A解析玩偶的受力分析如圖所示,玩偶對(duì)墻壁的壓力等于玩偶受到的支持力,有FN=Gtanθ,FT=Gcosθ,細(xì)繩AB越短,2.B解析設(shè)斜桿的彈力大小為F,以水平橫桿和重物為整體,豎直方向依據(jù)受力平衡有4Fcos30°=G,解得F=36G,以其中一斜桿為探討對(duì)象,其受力如圖所示,可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與F平衡,即大小為36G,每根斜桿受到地面的摩擦力為Ff=Fsin30°=33.C解析當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為最大值m1時(shí),滑塊所受的靜摩擦力沿斜面對(duì)下,有μmgcosθ+mgsinθ=m1g;當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為最小值m2時(shí),滑塊所受的靜摩擦力沿斜面對(duì)上,有mgsinθ=m2g+μmgcosθ;聯(lián)立解得μ=m14.D解析以香腸為探討對(duì)象,受到重力、兩邊金屬桿的支持力,如圖所示。由平衡條件可得2FNcosθ=mg,解得FN=mg2cosθ,香腸烤熟后質(zhì)量不變,半徑變大,重心上升,θ變小,cosθ變大,所以F5.C解析線框在磁場(chǎng)中受安培力的等效長(zhǎng)度為lbd=2L,當(dāng)電流方向?yàn)閳D示方向時(shí),由左手定則可知導(dǎo)線框受到的安培力豎直向上,大小為F=2BIL,由導(dǎo)線框受力平衡可得F1+F=mg,當(dāng)導(dǎo)線框中的電流反向時(shí),導(dǎo)線框受到的安培力方向豎直向下,此時(shí)有mg+F=F2,聯(lián)立可得B=2(6.C解析以結(jié)點(diǎn)B為探討對(duì)象,分析受力狀況,如圖所示,依據(jù)平衡條件可知,F、FN的合力F合與G大小相等、方向相反。依據(jù)相像三角形得F合FN=lAClBC,F合F=lAClAB,且F合=G,則有FN=lBClACG,F=lABlAC7.C解析當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時(shí),兩物塊剛好滑動(dòng),對(duì)物塊A受力分析如圖甲所示,沿斜面方向,A、B之間的滑動(dòng)摩擦力Ff1=μFNA=μmgcos45°,依據(jù)平衡條件可知FTA=mgsin45°+Ff1;對(duì)物塊A、B整體受力分析如圖乙所示,沿斜面方向,B與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力Ff2=μFN=μ·3mgcos45°,依據(jù)平衡條件可知3mgsin45°=2FTA+Ff2;聯(lián)立各式解得μ=15甲乙8.BD解析微粒從A到P受重力、靜電力和洛倫茲力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng),由左手定則及靜電力的性質(zhì)可確定微?？隙◣д?選項(xiàng)A錯(cuò)誤;此時(shí)有qE1=mgtan37°,微粒從P到C在靜電力和重力作用下做直線運(yùn)動(dòng),必有mg=qE2,所以E2的方向豎直向上,選項(xiàng)B正確;聯(lián)立以上兩式可得E1E2=34,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在AP9.C解析把A、B看成一個(gè)整體,斜面對(duì)A、B組成系統(tǒng)的靜摩擦力的合力為Ff=2mgsinθ,A錯(cuò)誤;有彈簧時(shí),對(duì)A分析有FfA=(mgsinθ)2+(kΔx)2,A保持靜止,若將彈簧拿掉,對(duì)A有FfA'=mgsinθ<FfA,所以若將彈簧拿掉,物塊不行能發(fā)生滑動(dòng),B錯(cuò)誤;彈簧的壓縮量最大時(shí),物塊達(dá)到最大靜摩擦力,則(10.A解析對(duì)活塞進(jìn)行受力分析,如圖所示,依據(jù)平衡條件有FN1cosθ=F+mg,FN1sinθ=FN2,聯(lián)立解得汽缸壁對(duì)活塞的作用力大小為FN2=(F+mg)tanθ,連桿a對(duì)活塞的作用力大小為FN1=F+mgcosθ,依據(jù)牛頓第三定律可知連桿a受到活塞的作用力大小為FN1'=F11.BD解析若x=2.5cm,依據(jù)胡克定律可得,彈簧彈力F=kΔx=500×0.025N=12.5N,豎直分力為Fy=Fcos53°=7.5N<G=10N,所以圓環(huán)將受到沿桿向上的摩擦力作用,又因?yàn)镕的水平分力為Fx=Fsin53°=10N,依據(jù)圓環(huán)水平方向平衡,可得桿對(duì)圓環(huán)的彈力大小為FN=Fx,所以,圓環(huán)此時(shí)的最大靜摩擦力為Ffm=μFN=0.75×10N=7.5N,則圓環(huán)將保持靜止,圓環(huán)與細(xì)桿間的靜摩擦力為Ff=G-Fy=10N-7.5N=2.5N。同理,當(dāng)x'=0.5cm時(shí),可求得F'=2.5N,其豎直分力為1.5N,水平分力為2N,此時(shí)最大靜摩擦力為1.5N,則環(huán)不能平衡,將沿桿下滑,受到沿桿向上的滑動(dòng)摩擦力作用,大小為1.5N,故A錯(cuò)誤,B正確。若θ角調(diào)成90°,設(shè)圓環(huán)恰好靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x,則有G=μkx,代入數(shù)據(jù)求得x=83cm,所以,當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量x≥812.答案(1)圖見(jiàn)解析3.33N6.13N(2)1解析(1)風(fēng)箏平衡時(shí)共受到三個(gè)力的作用,即重力mg、風(fēng)對(duì)它的作用力F和主線對(duì)它的拉力FT,如圖所示,以風(fēng)箏平面方向?yàn)閤軸