2024高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題分層突破練1力與物體的平衡含解析

PAGE8-專(zhuān)題分層突破練1力與物體的平衡A組1.對(duì)下列四幅圖分析正確的是()A.圖甲:被推出的冰壺能接著前進(jìn),是因?yàn)槭冀K受到手的推力作用B.圖乙:電梯在加速上升時(shí),電梯里的人處于失重狀態(tài)C.圖丙:汽車(chē)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí),速度越大,對(duì)橋面的壓力越大D.圖丁:汽車(chē)在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí),受到重力、支持力、摩擦力、向心力四個(gè)力的作用2.(2024福建泉州高三測(cè)試)如圖所示,條形磁鐵靜止放在粗糙的水平桌面上,當(dāng)在其左上方放一電流方向垂直紙面對(duì)里的通電直導(dǎo)線(xiàn)后,磁鐵受到的摩擦力和彈力()A.摩擦力為零 B.摩擦力方向向左C.彈力保持不變 D.摩擦力方向向右3.(2024山東濰坊高三期末)質(zhì)量為50kg的貨物靜置于水平地面上,貨物與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。某同學(xué)用大小為240N的恒力使貨物運(yùn)動(dòng),g取10m/s2,則物塊和地面間滑動(dòng)摩擦力的大小可能是()A.250N B.240N C.200N D.100N4.如圖所示,兩個(gè)小球a、b的質(zhì)量均為m,用細(xì)線(xiàn)相連并懸掛于O點(diǎn)。現(xiàn)用一輕質(zhì)彈簧給小球a施加一個(gè)拉力F,使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),且Oa與豎直方向夾角為30°,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,則彈簧的最短伸長(zhǎng)量為()A.mg2kC.3mg35.(2024廣東佛山高三質(zhì)檢)如圖,用一根不行伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)兩顆在同一水平高度的光滑釘子懸掛一幅矩形風(fēng)景畫(huà)?，F(xiàn)若保持畫(huà)框的上邊緣水平,將兩顆釘子之間的距離由圖示位置漸漸增大到不能再增大為止(不考慮畫(huà)與墻壁間的摩擦),則此過(guò)程中繩的張力大小()A.漸漸變大 B.漸漸變小C.先變大,后變小 D.先變小,后變大6.(2024山東青島第十七中學(xué)高三摸底考試)如圖所示,在豎直平面內(nèi)一根不行伸長(zhǎng)的松軟輕繩通過(guò)光滑的輕質(zhì)滑輪懸掛一重物。輕繩一端固定在墻壁上的A點(diǎn),另一端從墻壁上的B點(diǎn)先沿著墻壁緩慢移到C點(diǎn),后由C點(diǎn)緩慢移到D點(diǎn),不計(jì)一切摩擦,且墻壁BC段豎直,CD段水平,在此過(guò)程中關(guān)于輕繩的拉力F的改變狀況,下列說(shuō)法正確的是()A.F始終減小 B.F始終增大C.F先增大后減小 D.F先不變后增大7.(2024寧夏石嘴山第三中學(xué)高三模擬)疊放在水平地面上的四個(gè)完全相同的排球如圖所示,質(zhì)量均為m,相互接觸,球與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,則()A.上方球與下方3個(gè)球間均沒(méi)有彈力B.下方三個(gè)球與水平地面間均沒(méi)有摩擦力C.水平地面對(duì)下方三個(gè)球的支持力均為4D.水平地面對(duì)下方三個(gè)球的摩擦力均為4B組8.(2024山東濟(jì)南高三下學(xué)期模擬)如圖所示為剪式千斤頂?shù)慕孛鎴D。四根等長(zhǎng)的支持臂用光滑鉸鏈連接,轉(zhuǎn)動(dòng)手柄,通過(guò)水平螺紋軸減小MN間的距離,以抬高重物。保持重物不變,MP和PN夾角為120°時(shí)N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F1;MP和PN夾角為60°時(shí)N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F2。不計(jì)支持臂和螺紋軸的重力,則F1與F2大小之比為()A.1∶1 B.1∶3C.3∶1 D.3∶19.(2024安徽蚌埠高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖所示,輕繩一端系在物體A上,另一端與套在粗糙豎直桿MN上的輕圓環(huán)B相連接。用水平力F拉住繩子上的一點(diǎn)O,使物體A及輕圓環(huán)B靜止在實(shí)線(xiàn)所示的位置?，F(xiàn)保持力F的方向不變,使物體A緩慢移到虛線(xiàn)所示的位置,這一過(guò)程中圓環(huán)B保持靜止。若桿對(duì)環(huán)的彈力為FN,桿對(duì)環(huán)的摩擦力為Ff,OB段繩子的張力為FT,則在上述過(guò)程中()A.F不變,FN減小 B.Ff不變,FT增大C.Ff減小,FN不變 D.FN減小,FT減小10.(2024山東高三下學(xué)期棗莊一中、高密一中、萊西一中在線(xiàn)聯(lián)考)將一段總長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)折成正多邊形線(xiàn)框后放入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且線(xiàn)框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直,現(xiàn)給線(xiàn)框通電,電流大小為I,正多邊形線(xiàn)框中依次相鄰的6條邊受到的安培力的合力大小與依次相鄰的3條邊受到的安培力的合力大小相等,則正多邊形線(xiàn)框中每條邊受到的安培力大小為()A.13BIL B.1C.19BIL D.111.(2024陜西渭南中學(xué)高三模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的物體A靜止在質(zhì)量為M的斜面B上,斜面B的傾角θ=30°?，F(xiàn)用水平力F推物體A,在F由零漸漸增加至32mg再漸漸減為零的過(guò)程中,A和B始終保持靜止。對(duì)此過(guò)程下列說(shuō)法正確的是(A.地面對(duì)B的支持力隨著力F的改變而改變B.A所受摩擦力方向始終沿斜面對(duì)上C.A所受摩擦力的最小值為mg4,最大值為3D.A對(duì)B的壓力的最小值為32mg,最大值為312.(2024福建高三模擬)如圖所示,頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平地面上,三條細(xì)繩結(jié)于O點(diǎn),一條繩跨過(guò)定滑輪平行于斜面連接物塊P,一條繩連接物體Q,P、Q兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài),另一條繩OA在外力F的作用下處于水平狀態(tài)?，F(xiàn)保持結(jié)點(diǎn)O位置不變,使OA繩逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向,在此過(guò)程中,P、Q及斜面均保持靜止,則()A.斜面對(duì)物塊P的摩擦力始終減小B.斜面對(duì)物塊P的支持力始終增大C.地面對(duì)斜面體的摩擦力始終減小D.地面對(duì)斜面體的支持力始終增大13.(2024百師聯(lián)盟高三沖刺)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊A與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),用手緩慢地提起木板的左端使木板以其右端為圓心緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)板與水平方向的夾角θ=37°時(shí),滑塊A起先沿板下滑。而后將木板和滑塊A平放在水平桌面上,木板固定在桌面上,如圖乙所示,滑塊A左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為5N且處于伸長(zhǎng)狀態(tài),右側(cè)通過(guò)輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪懸掛一輕質(zhì)砝碼盤(pán),滑輪摩擦不計(jì),滑塊的質(zhì)量M=1kg,連接滑塊的彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線(xiàn)均水平放置,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。若緩慢增加盤(pán)中的砝碼,使盤(pán)中砝碼總質(zhì)量達(dá)到1.2kg時(shí),將會(huì)出現(xiàn)的狀況是(g取10m/s2)()A.A向右運(yùn)動(dòng)B.木板對(duì)A的摩擦力為7.5NC.木板對(duì)A的摩擦力方向保持不變D.彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)仍為5N14.(多選)(2024河南鄭州模擬)如圖所示,在水平面上固定一個(gè)半圓弧軌道,軌道是光滑的,O點(diǎn)為半圓弧的圓心,一根輕繩跨過(guò)半圓弧的A點(diǎn)(O、A等高,不計(jì)A處摩擦),輕繩一端系在豎直桿上的B點(diǎn),另一端連接一個(gè)小球P?，F(xiàn)將另一個(gè)小球Q用光滑輕質(zhì)掛鉤掛在輕繩上的AB之間,已知整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),α=30°,β=45°,則()A.將繩的B端向上緩慢移動(dòng)一小段距離時(shí)繩的張力不變B.將繩的B端向上緩慢移動(dòng)一小段距離時(shí)半圓弧中的小球P位置下移C.靜止時(shí)剪斷A處輕繩瞬間,小球P的加速度為12D.小球P與小球Q的質(zhì)量之比為3參考答案專(zhuān)題分層突破練1力與物體的平衡1.C解析圖甲中被推出的冰壺能接著前進(jìn),是由于慣性,手與冰壺不接觸了,不再對(duì)冰壺有推力作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圖乙中電梯在加速上升時(shí),加速度向上,電梯里的人處于超重狀態(tài),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;圖丙中汽車(chē)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí),加速度向上,處于超重狀態(tài),速度越大,所須要的向心力越大,超重越顯著,對(duì)橋面的壓力越大,選項(xiàng)C正確;圖丁中汽車(chē)在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí),受到重力、支持力、摩擦力三個(gè)力的作用,向心力是重力、支持力、摩擦力的合力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.B解析磁鐵的磁感線(xiàn)從N到S,故通電導(dǎo)線(xiàn)所處位置的磁場(chǎng)方向?yàn)樾毕蜃笙?依據(jù)左手定則可知導(dǎo)線(xiàn)受到斜向左上的安培力,依據(jù)牛頓第三定律可得磁鐵受到導(dǎo)線(xiàn)給的斜向右下的作用力,該作用力可分解為水平向右的力和豎直向下的力,故磁鐵受到的摩擦力水平向左,彈力增大,故只有選項(xiàng)B正確。3.C解析本題用解除法解答比較簡(jiǎn)潔,拉力水平?；瑒?dòng)摩擦力μmg=250N>240N,故拉力不行能水平,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因拉力與水平方向有肯定夾角,故拉力的水平分力肯定小于240N,滑動(dòng)摩擦力也小于240N,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)拉力豎直向上時(shí),滑動(dòng)摩擦力最小為μ(mg-F)=130N>100N,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故只有選項(xiàng)C正確。4.B解析以?xún)蓚€(gè)小球組成的整體為探討對(duì)象,分析受力,如圖。依據(jù)平衡條件得知:F與FT的合力與重力mg總是大小相等、方向相反。由力的合成圖可知,當(dāng)F與繩子Oa垂直時(shí),F有最小值,即圖中F2位置,F的最小值為:F=kx=2mgsinθ=mg,則彈簧的最短伸長(zhǎng)量為x=mgk5.D解析分析題意可知,畫(huà)受到兩段輕繩的拉力作用,依據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可知,拉力的合力與重力等大反向,即拉力的合力恒定不變。隨著兩顆釘子之間距離的增大,兩段輕繩的夾角先減小,后增大。依據(jù)力的合成規(guī)律可知,兩大小相同的力合成時(shí),合力肯定的狀況下,分力的夾角越大,分力越大,分力的夾角越小,分力越小。則輕繩的張力先變小后變大,當(dāng)兩輕繩處于豎直方向時(shí),張力最小,故只有選項(xiàng)D正確。6.D解析當(dāng)輕繩另一端在C點(diǎn)時(shí),設(shè)輕繩左右兩側(cè)間的夾角為2θ,以滑輪為探討對(duì)象,分析受力狀況,受力分析圖如圖所示。依據(jù)平衡條件得2Fcosθ=mg,得到輕繩的拉力F=mg2cosθ。輕繩另一端從B點(diǎn)沿墻壁緩慢移到D點(diǎn),由幾何學(xué)問(wèn)可知,θ先不變后增大,cosθ先不變后減小,輕繩的拉力7.C解析對(duì)上方球分析可知,小球受重力和下方球的支持力而處于平衡狀態(tài),所以上方球肯定與下方球有彈力的作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于下方球受上方球斜向下的彈力作用,所以下方球有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故下方球受摩擦力作用,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)四個(gè)球的整體分析,整體受重力和地面的支持力而處于平衡,所以下方三個(gè)小球受支持力大小為4mg,每個(gè)小球受支持力為43mg,選項(xiàng)C正確;下方三個(gè)小球受到的是靜摩擦力,故不能依據(jù)8.D解析當(dāng)兩臂間的夾角為120°時(shí),兩臂受到的壓力為N1=G2cos60°=G,對(duì)N點(diǎn)分析,N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F1=2N1cos30°=3G,當(dāng)兩臂間的夾角為60°時(shí),兩臂受到的壓力為N2=G2cos30°=33G,對(duì)N點(diǎn)分析,N點(diǎn)受到螺紋軸的作用力為F2=2N2cos60°=39.D解析先以O(shè)點(diǎn)為探討對(duì)象,進(jìn)行受力分析,有OA對(duì)O的拉力GA、外力F和OB段繩子的拉力FT三力平衡,設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ,則F=GAtanθ,FT=GAcosθ,由題可知θ減小,所以F減小,FT減小;再以物體B為探討對(duì)象,進(jìn)行受力分析,有B物體的重力GB、OB段繩子的拉力FT、豎直桿對(duì)B的支持力FN和摩擦力Ff四力平衡,則FN=FTsinθ=GAtanθ、Ff=GB+FTcosθ=GA+GB,所以當(dāng)θ減小時(shí),FN減小,10.C解析設(shè)總長(zhǎng)為L(zhǎng)的正n邊形,各邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)n,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線(xiàn)框中電流大小為I,則各邊所受安培力為F=BILn,各邊所受安培力之間的夾角θ=360°n,相鄰三邊所受安培力的合力大小為F1=F+2Fcosθ=BILn(1+2cosθ),相鄰六邊所受安培力的大小為F2=2F1cos32θ=2BILn(1+2cosθ)cos32θ,又因?yàn)镕1=F2,故2cos32θ=11.D解析對(duì)AB組成的整體受力分析,整體受力平衡,豎直方向受到重力和地面對(duì)B的支持力,所以地面對(duì)B的支持力等于(M+m)g,保持不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;力F最大時(shí)沿斜面對(duì)上的分力為Fcos30°=0.75mg,重力沿斜面對(duì)下的分力為mgsin30°=0.5mg,故此時(shí)摩擦力沿斜面對(duì)下,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)A受力分析,受到重力、支持力、推力和摩擦力作用,當(dāng)推力沿斜面對(duì)上的分力等于重力沿斜面對(duì)下的分力時(shí),摩擦力為零,所以摩擦力最小為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;垂直于斜面方向有FN=mgcos30°+Fsin30°,當(dāng)F=0時(shí),FN最小,最小為FNmin=mgcos30°=32mg,當(dāng)F=32mg時(shí),FN最大,最大為FNmax=mgcos30°+32mg×12.C解析緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)繩OA的方向至豎直的過(guò)程中,OA拉力的方向改變?nèi)鐖D從1位置到2位置再到3位置,可見(jiàn)繩OA的拉力先減小后增大,繩OB的拉力始終減小。由于不清晰剛起先連接物塊P的繩子的拉力與重力沿斜面對(duì)下的分力的大小關(guān)系,所以不能推斷斜面對(duì)物塊P的摩擦力的改變狀況,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物塊P始終在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面對(duì)P的支持力等于重力垂直斜面對(duì)下的分力,保持不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;以斜面體和P的整體為探討對(duì)象受力分析,依據(jù)平衡條件得斜面受地面的摩擦力與繩OB沿水平方向的拉力等大反向,因繩OB的拉力始終減小,與水平方向的夾角不變,故其水平分力始終減小,則地面對(duì)斜面體的摩擦力始終減小,選項(xiàng)C正確;以斜面體和P整體為探討對(duì)象受力分析,由于繩OB的拉力始終減小,其豎直向下的分力始終減小,依據(jù)豎直方向受力平衡,知地面對(duì)斜面體的支持力不斷減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13.D解析緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)木板使滑塊起先下滑時(shí),靜摩擦力恰好達(dá)到最大值,由平衡條件得Mgsinθ=μMgcosθ,解得μ=0.75,木板與滑塊水平放置時(shí),木板與滑塊間的最大靜摩擦力fm=μMg=0.75×1×10N=7.5N,不放砝碼時(shí),滑塊水平方向受彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和木板對(duì)A的摩擦力,由平衡條件得F=f=5N,摩擦力方向水平向右,當(dāng)砝碼盤(pán)總質(zhì)量達(dá)到1.2kg時(shí),物塊A受到右側(cè)繩的拉力FT=mg=1.2×10N=12N,設(shè)滑塊仍處于靜止,由平衡條件得F+f'=FT,得f'=7N<7.5N,假設(shè)成立,滑塊仍處于靜止,彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)仍為5N,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D