高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破專題01三大力場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題(原卷版+解析)

2023年高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破專題01三大力場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題專練目標(biāo)專練內(nèi)容目標(biāo)1高考真題（1T—6T）目標(biāo)1重力場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題（7T—12T）目標(biāo)2電場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題（13T—18T）目標(biāo)3磁場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題（19T—24T）【典例專練】高考真題1．（2022年重慶卷）如圖所示，吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具，在豎直平面內(nèi)受重力、拉力和摩擦力（圖中未畫(huà)出摩擦力）的共同作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若拉力大小與重力大小相等，方向水平向右，重力加速度為g，則擦窗工具所受摩擦力（）A．大小等于 B．大小等于C．方向豎直向上 D．方向水平向左2．（2022年遼寧卷）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲與豎直方向夾角分別為。用分別表示的拉力，則（）A．的豎直分力大于的豎直分力 B．的豎直分力等于的豎直分力C．的水平分力大于的水平分力 D．的水平分力等于的水平分力3．（2022年浙江卷）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，一重為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 B．作用力為C．摩擦力為 D．摩擦力為4．（2022年廣東卷）圖是可用來(lái)制作豆腐的石磨。木柄靜止時(shí)，連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、和分別表示三根繩的拉力大小，且。下列關(guān)系式正確的是（）A． B． C． D．5．（2022年湖南卷）如圖（a），直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場(chǎng)，與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，其截面圖如圖（b）所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說(shuō)法正確的是（

）A．當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向MB．電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變C．tanθ與電流I成正比D．sinθ與電流I成正比6．（2022年浙江卷）如圖所示，學(xué)校門口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩，石墩與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動(dòng)石墩時(shí)，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為，則下列說(shuō)法正確的是（）A．輕繩的合拉力大小為B．輕繩的合拉力大小為C．減小夾角，輕繩的合拉力一定減小D．輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力也最小重力場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題7．如圖，水平桌面上放置一個(gè)質(zhì)量為m的杯子，用兩個(gè)水平拉力拉一根穿過(guò)杯子把手的橡皮筋，杯子處于靜止?fàn)顟B(tài)。杯子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)橡皮筋與把手間的摩擦，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（

）A．杯子受到桌面的摩擦力一定為μmgB．杯子受到桌面的摩擦力大于其中一個(gè)拉力C．增大拉力，杯子受到桌面的摩擦力一定不變D．增大兩個(gè)水平拉力的夾角，則拉動(dòng)杯子需要的力更大8．圖甲是學(xué)校籃球存放架，支撐籃球的兩個(gè)橫桿一高一低，其右視圖簡(jiǎn)化為圖乙所示。若已知籃球重力大小為，較低的水平橫桿a對(duì)籃球的支持力大小為，較高的水平橫桿b對(duì)籃球的支持力大小為，a、b兩桿的距離正好等于籃球半徑的倍，忽略桿的粗細(xì)，不計(jì)一切摩擦，則、、的關(guān)系為（）A． B． C． D．9．如圖所示是戶外露營(yíng)中使用的一種便攜式三腳架，它由三根完全相同的輕桿通過(guò)鉸鏈組合在一起，每根桿均可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng)。將三腳架靜止放在水平地面上，吊鍋通過(guò)綱鐵鏈掛在三腳架正中央，三根桿與豎直方向的夾角均為，吊鍋和細(xì)鐵鏈的總質(zhì)量為，支架與鉸鏈之間的摩擦忽略不計(jì)，重力加速度為，則（）A．增大時(shí)桿對(duì)地面壓力增大B．減小時(shí)桿對(duì)地面摩擦力增大C．每根桿中的彈力大小為D．每根桿對(duì)地面的摩擦力大小為10．拱券結(jié)構(gòu)是古代工匠的一種創(chuàng)舉，如圖所示，用六塊相同的楔形塊構(gòu)成一個(gè)半圓形的拱券結(jié)構(gòu)，每塊楔形塊的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則1和2之間的作用力為（）A． B． C． D．11．如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)小球A、B穿在固定且足夠長(zhǎng)的光滑豎直細(xì)桿上，不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑輕質(zhì)滑輪與A、B連接，用外力拉動(dòng)滑輪，使A、B保持靜止，輕繩兩端與桿的夾角分別為，。則（）A．細(xì)桿對(duì)小球A、B的彈力大小之比為B．小球A、B的質(zhì)量之比為C．外力的方向與豎直方向成角D．外力與小球A的重力大小之比為12．如圖所示，用、、、四根輕繩將重力均為的三個(gè)小球連接并懸掛在水平天花板的點(diǎn)和豎直墻面的點(diǎn)。輕繩1與豎直方向的夾角為，輕繩4的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)且開(kāi)始時(shí)處于水平方向，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將輕繩4長(zhǎng)度調(diào)節(jié)后分別懸掛于、、三點(diǎn)，其中輕繩4位于、時(shí)與豎直墻面間夾角分別為、，整個(gè)過(guò)程中最左側(cè)小球的位置不變且系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知，則以下說(shuō)法正確的是（）A．輕繩4末端位于處時(shí)的拉力為，且此時(shí)拉力最小B．輕繩4末端位于處時(shí)，輕繩1上的拉力為C．輕繩4末端位于處時(shí)的拉力為，且此時(shí)拉力最小D．輕繩4末端位于處時(shí)的拉力大于位于處時(shí)的拉力電場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題13．如圖，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物塊放在絕緣水平桌面上，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。物塊在沿水平方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中恰能作勻速直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將電場(chǎng)從圖示方向起逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°，過(guò)程中物塊始終保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)強(qiáng)度（）A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大14．將一段固定在絕緣豎直桿上，質(zhì)量分布均勻、正電荷分布均勻的線，置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。線穩(wěn)定后的樣子為（）A． B．C． D．15．如圖所示，一根內(nèi)壁粗糙且足夠長(zhǎng)的絕緣圓管水平固定，圓管所在的空間有與圓管中軸線垂直的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)。圓管內(nèi)，質(zhì)量為m的帶正電荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管軸向右勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小球所受電場(chǎng)力的大小為。如果撤去電場(chǎng)，為使小球仍沿管軸勻速向右運(yùn)動(dòng)，則拉力的大小應(yīng)等于（）A． B． C． D．16．如圖所示，三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬小球A、B、C，質(zhì)量分別為3m、2m和m，B球帶負(fù)電，電荷量為-q，A、C不帶電，不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線將三球連接，最上邊的細(xì)線連接在斜面頂端的O點(diǎn)，三球均處于場(chǎng)強(qiáng)大小為E的豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，三段細(xì)線均伸直，三個(gè)金屬球均靜止于傾角為30°的絕緣光滑斜面上，則下列說(shuō)法正確的是（）A．A、B球間的細(xì)線的張力為B．當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大小由E增大為2E時(shí)，O與A間、B與C間細(xì)線中的張力均不變C．當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大小由E增大為2E時(shí)，三段細(xì)線中的張力均增大D．當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大小由E增大為2E時(shí)，O與A間、A與B間細(xì)線中的張力均增大了17．如圖所示，一絕緣細(xì)線豎直懸掛一小球A，在水平地面上固定一根勁度系數(shù)為的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧上端與小球C相連，在小球A和C之間懸停一小球B，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止時(shí)，小球B處在兩小球的中間位置。已知三小球質(zhì)量均為m，電荷量均為q，電性未知。則下列判斷正確的是（）A．相鄰兩小球之間的間距為 B．彈簧的形變量為C．細(xì)線對(duì)小球A的拉力大小為 D．小球C受到的庫(kù)侖力大小為18．如圖，天花板上固定一個(gè)光滑小環(huán)，一絕緣細(xì)繩穿過(guò)光滑小環(huán)，兩端分別與帶電小球、連接，、的質(zhì)量分別為和，帶電荷量分別為、系統(tǒng)靜止時(shí)，小球、和光滑小環(huán)的距離分別為，，細(xì)繩段與豎直方向的夾角為，細(xì)繩段與豎直方向的夾角為，兩帶電小球均可視為點(diǎn)電荷，則以下關(guān)系式正確的是（）A． B． C． D．磁場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題19．如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd用絕緣細(xì)線懸掛于天花板上，導(dǎo)線框的c、d兩點(diǎn)與一恒流源（未畫(huà)出）相連接，連接電源的導(dǎo)線質(zhì)量及其所受安培力均忽略不計(jì)，導(dǎo)線框中的電流從c點(diǎn)流入，d點(diǎn)流出?，F(xiàn)在虛線框區(qū)域（虛線框的高度小于l）加一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)線框靜止不動(dòng)，細(xì)線中的拉力為F1，若把虛線框內(nèi)的磁場(chǎng)向下平移l距離，導(dǎo)線框仍靜止，細(xì)線中的拉力變?yōu)镕2，則恒流源中電流的大小為（）A． B．C． D．20．如圖所示，兩平行導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為，電阻為，與導(dǎo)軌豎直部分接觸良好。已知電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，定值電阻。在導(dǎo)體棒所在空間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中僅用一根磁感線表示），磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體棒，且與豎直方向夾角為，導(dǎo)體棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知重力加速度，則：（1）若導(dǎo)軌豎直部分光滑，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）若導(dǎo)軌豎直部分與導(dǎo)體棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。21．如圖，在傾斜固定的粗糙平行導(dǎo)軌上端接入電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻的電源和滑動(dòng)變阻器R，導(dǎo)軌的間距，傾角。質(zhì)量的細(xì)桿垂直置于導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置處在垂直軌道平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖中未畫(huà)出），導(dǎo)軌與桿的電阻不計(jì)。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過(guò)程中，細(xì)桿始終保持靜止，當(dāng)阻值為時(shí)，桿受到的安培力最?。ㄗ畲箪o摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力）。，求：（1）細(xì)桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）調(diào)節(jié)R為多大時(shí)，桿受到的安培力最大，最大值為多少？22．如圖所示，右邊是法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，圓盤直徑，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示（從右向左看是逆時(shí)針），圓盤處于磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左邊有兩條間距的平行傾斜導(dǎo)軌，傾角，導(dǎo)軌處有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，用導(dǎo)線把兩導(dǎo)軌分別與圓盤發(fā)電機(jī)中心和邊緣的電刷連接，圓盤邊緣和圓心之間的電阻。在傾斜導(dǎo)軌上水平放一根質(zhì)量、電阻的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)且始終接觸良好，導(dǎo)體棒長(zhǎng)度也是，重力加速度g取，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，，，其余電阻不計(jì)。求：（1）若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（2）欲使導(dǎo)體棒能靜止在傾斜導(dǎo)軌上時(shí)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度至少多大。23．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)，兩個(gè)不計(jì)電阻的金屬圓環(huán)表面光滑，豎直懸掛在等長(zhǎng)的細(xì)線上，金屬環(huán)面平行，相距1m，兩環(huán)分別與電源正負(fù)極相連?，F(xiàn)將一質(zhì)量0.06kg、電阻1.5Ω的導(dǎo)體棒輕放在環(huán)上，導(dǎo)體棒與環(huán)有良好電接觸。兩環(huán)之間有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，導(dǎo)體棒上滑到某位置靜止不動(dòng)，試求在此位置上棒對(duì)每一個(gè)環(huán)的壓力為多少？若已知環(huán)半徑為0.5m，此位置與環(huán)底的高度差是多少？24．如圖所示，一根質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的柔軟導(dǎo)線的兩端分別固定于A、D兩個(gè)立柱上，A、D等高且相距為d，空間中有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．當(dāng)導(dǎo)線中通以大小為I、方向由A到D的電流時(shí)，導(dǎo)線上A、D兩點(diǎn)的切線與水平方向的夾角均為θ，導(dǎo)線的最低點(diǎn)C到直線AD的距離為H，重力加速度為g.求（1）磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線左半部分的安培力大??；（2）導(dǎo)線發(fā)生拉伸形變時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)部任一截面的兩側(cè)存在垂直于截面的大小相等、方向相反的拉力，該力叫做張力．求導(dǎo)線上A點(diǎn)張力的大小。2023年高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破專題01三大力場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題專練目標(biāo)專練內(nèi)容目標(biāo)1高考真題（1T—6T）目標(biāo)1重力場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題（7T—12T）目標(biāo)2電場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題（13T—18T）目標(biāo)3磁場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題（19T—24T）【典例專練】高考真題1．（2022年重慶卷）如圖所示，吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具，在豎直平面內(nèi)受重力、拉力和摩擦力（圖中未畫(huà)出摩擦力）的共同作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若拉力大小與重力大小相等，方向水平向右，重力加速度為g，則擦窗工具所受摩擦力（）A．大小等于 B．大小等于C．方向豎直向上 D．方向水平向左【答案】B【詳解】對(duì)擦窗工具進(jìn)行正視圖的受力分析如圖所示水平方向上拉力與擦窗工具所受摩擦力水平分量等大反向，豎直方向上重力與擦窗工具所摩擦力豎直分量等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如圖中所示，大小為故選B。2．（2022年遼寧卷）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲與豎直方向夾角分別為。用分別表示的拉力，則（）A．的豎直分力大于的豎直分力 B．的豎直分力等于的豎直分力C．的水平分力大于的水平分力 D．的水平分力等于的水平分力【答案】D【詳解】CD．對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析可得，水平方向即F2的水平分力等于F2的水平分力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；AB．對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析可得，豎直方向解得；則F1的豎直分量；F2的豎直分量因可知選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。故選D。3．（2022年浙江卷）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，一重為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 B．作用力為C．摩擦力為 D．摩擦力為【答案】B【詳解】設(shè)斜桿的彈力大小為，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得解得以其中一斜桿為研究對(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)與平衡，即大小為，每根斜桿受到地面的摩擦力為，B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B。4．（2022年廣東卷）圖是可用來(lái)制作豆腐的石磨。木柄靜止時(shí)，連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、和分別表示三根繩的拉力大小，且。下列關(guān)系式正確的是（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】以點(diǎn)為研究對(duì)象，受力分析如圖由幾何關(guān)系可知由平衡條件可得；聯(lián)立可得故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。5．（2022年湖南卷）如圖（a），直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場(chǎng)，與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，其截面圖如圖（b）所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說(shuō)法正確的是（

）A．當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向MB．電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變C．tanθ與電流I成正比D．sinθ與電流I成正比【答案】D【詳解】A．當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時(shí)，對(duì)導(dǎo)線做受力分析有可知要讓安培力為圖示方向，則導(dǎo)線中電流方向應(yīng)由M指向N，A錯(cuò)誤；BCD．由于與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，有，F(xiàn)T=mgcosθ則可看出sinθ與電流I成正比，當(dāng)I增大時(shí)θ增大，則cosθ減小，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力FT減小，BC錯(cuò)誤、D正確。故選D。6．（2022年浙江卷）如圖所示，學(xué)校門口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩，石墩與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動(dòng)石墩時(shí)，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為，則下列說(shuō)法正確的是（）A．輕繩的合拉力大小為B．輕繩的合拉力大小為C．減小夾角，輕繩的合拉力一定減小D．輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力也最小【答案】B【詳解】AB．對(duì)石墩受力分析，由平衡條件可知；；聯(lián)立解得故A錯(cuò)誤，B正確；C．拉力的大小為其中，可知當(dāng)時(shí)，拉力有最小值，即減小夾角，輕繩的合拉力不一定減小，故C錯(cuò)誤；D．摩擦力大小為可知增大夾角，摩擦力一直減小，當(dāng)趨近于90°時(shí)，摩擦力最小，故輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力不是最小，故D錯(cuò)誤；故選B。重力場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題7．如圖，水平桌面上放置一個(gè)質(zhì)量為m的杯子，用兩個(gè)水平拉力拉一根穿過(guò)杯子把手的橡皮筋，杯子處于靜止?fàn)顟B(tài)。杯子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)橡皮筋與把手間的摩擦，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（

）A．杯子受到桌面的摩擦力一定為μmgB．杯子受到桌面的摩擦力大于其中一個(gè)拉力C．增大拉力，杯子受到桌面的摩擦力一定不變D．增大兩個(gè)水平拉力的夾角，則拉動(dòng)杯子需要的力更大【答案】D【詳解】A．杯子處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的摩擦力為靜摩擦力，不能根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式計(jì)算，所以杯子受到桌面的摩擦力不一定為μmg，故A錯(cuò)誤；BD．設(shè)兩段橡皮筋?yuàn)A角為θ，由于不計(jì)橡皮筋與把手間的摩擦，所以兩個(gè)水平拉力大小相等，設(shè)為T，根據(jù)對(duì)稱性和平衡條件有當(dāng)θ＞120°時(shí)，可知?jiǎng)偤美瓌?dòng)杯子時(shí)Ff達(dá)到最大靜摩擦力，增大θ，需要T增大，即則拉動(dòng)杯子需要的力更大，故B錯(cuò)誤，D正確；C．根據(jù)前面分析可知，若增大拉力后，杯子仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則杯子受到桌面的摩擦力一定增大，故C錯(cuò)誤。故選D。8．圖甲是學(xué)?；@球存放架，支撐籃球的兩個(gè)橫桿一高一低，其右視圖簡(jiǎn)化為圖乙所示。若已知籃球重力大小為，較低的水平橫桿a對(duì)籃球的支持力大小為，較高的水平橫桿b對(duì)籃球的支持力大小為，a、b兩桿的距離正好等于籃球半徑的倍，忽略桿的粗細(xì)，不計(jì)一切摩擦，則、、的關(guān)系為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】由于a、b兩桿的距離正好等于籃球半徑的倍，可知，對(duì)籃球受力分析如圖所示可知與之間的夾角為，根據(jù)受力平衡可得設(shè)與豎直方向的夾角為，與豎直方向的夾角為，根據(jù)受力平衡可得，由于可得故選B。9．如圖所示是戶外露營(yíng)中使用的一種便攜式三腳架，它由三根完全相同的輕桿通過(guò)鉸鏈組合在一起，每根桿均可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng)。將三腳架靜止放在水平地面上，吊鍋通過(guò)綱鐵鏈掛在三腳架正中央，三根桿與豎直方向的夾角均為，吊鍋和細(xì)鐵鏈的總質(zhì)量為，支架與鉸鏈之間的摩擦忽略不計(jì)，重力加速度為，則（）A．增大時(shí)桿對(duì)地面壓力增大B．減小時(shí)桿對(duì)地面摩擦力增大C．每根桿中的彈力大小為D．每根桿對(duì)地面的摩擦力大小為【答案】D【詳解】A．以整個(gè)裝置為研究對(duì)象，設(shè)地面對(duì)每根桿的支持力為，根據(jù)受力平衡可得解得所以改變，不變，根據(jù)牛頓第三定律每根桿對(duì)地面的壓力不變，三根桿對(duì)地面的壓力也不變，A錯(cuò)誤；BCD．以吊鍋和細(xì)鐵鏈為研究對(duì)象，設(shè)每根桿中的彈力為，在豎直方向上，受力平衡有解得水平方向上，地面對(duì)桿的摩擦力為根據(jù)牛頓第三定律桿對(duì)地面摩擦力為所以當(dāng)時(shí)有所以當(dāng)減小，每根桿對(duì)地面的摩擦力減小，三個(gè)桿對(duì)地面的摩擦力互成，因此合力為零，所以三根桿對(duì)地面的摩擦力合力為零，BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。10．拱券結(jié)構(gòu)是古代工匠的一種創(chuàng)舉，如圖所示，用六塊相同的楔形塊構(gòu)成一個(gè)半圓形的拱券結(jié)構(gòu)，每塊楔形塊的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則1和2之間的作用力為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】以2345四塊磚為研究對(duì)象，受力分析得解得故選D。11．如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)小球A、B穿在固定且足夠長(zhǎng)的光滑豎直細(xì)桿上，不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑輕質(zhì)滑輪與A、B連接，用外力拉動(dòng)滑輪，使A、B保持靜止，輕繩兩端與桿的夾角分別為，。則（）A．細(xì)桿對(duì)小球A、B的彈力大小之比為B．小球A、B的質(zhì)量之比為C．外力的方向與豎直方向成角D．外力與小球A的重力大小之比為【答案】AD【詳解】AB．設(shè)每段繩拉力大小為，對(duì)小球A受力分析，根據(jù)受力平衡可得，對(duì)小球B受力分析，根據(jù)受力平衡可得，聯(lián)立可得，故A正確，B錯(cuò)誤；C．以輕質(zhì)滑輪為對(duì)象，根據(jù)受力平衡可知外力的方向在兩段輕繩的角平分線上，與豎直方向成角，故C錯(cuò)誤；D．以小球A、B、輕繩和輕質(zhì)滑輪為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得又聯(lián)立可得故D正確。故選AD。12．如圖所示，用、、、四根輕繩將重力均為的三個(gè)小球連接并懸掛在水平天花板的點(diǎn)和豎直墻面的點(diǎn)。輕繩1與豎直方向的夾角為，輕繩4的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)且開(kāi)始時(shí)處于水平方向，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將輕繩4長(zhǎng)度調(diào)節(jié)后分別懸掛于、、三點(diǎn)，其中輕繩4位于、時(shí)與豎直墻面間夾角分別為、，整個(gè)過(guò)程中最左側(cè)小球的位置不變且系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知，則以下說(shuō)法正確的是（）A．輕繩4末端位于處時(shí)的拉力為，且此時(shí)拉力最小B．輕繩4末端位于處時(shí)，輕繩1上的拉力為C．輕繩4末端位于處時(shí)的拉力為，且此時(shí)拉力最小D．輕繩4末端位于處時(shí)的拉力大于位于處時(shí)的拉力【答案】BC【詳解】AC．無(wú)論輕繩4位于什么位置，都可以把三個(gè)小球當(dāng)作一個(gè)整體。當(dāng)輕繩4右端位于時(shí)，對(duì)三球整體分析，可得可知此時(shí)、兩繩拉力大小相同，但此時(shí)不是拉力最小的時(shí)候，當(dāng)輕繩4與輕繩1垂直時(shí)，有最小值，因?yàn)檎檬俏挥谔帟r(shí)，此時(shí)輕繩4上的拉力最小故A錯(cuò)誤，C正確；B．當(dāng)輕繩位于時(shí)，對(duì)三球整體分析，可得輕繩1上的拉力故B正確；D．用圖解法，對(duì)整體作圖可分析出，輕繩4末端從處逐漸上移到的過(guò)程中，輕繩4上的拉力先減小后增大，在處時(shí)最小，故D錯(cuò)誤。故選BC。電場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題13．如圖，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物塊放在絕緣水平桌面上，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。物塊在沿水平方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中恰能作勻速直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將電場(chǎng)從圖示方向起逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°，過(guò)程中物塊始終保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)強(qiáng)度（）A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大【答案】D【詳解】對(duì)物塊受力分析，如圖所示當(dāng)電場(chǎng)力與水平方向的夾角為時(shí)，根據(jù)平衡條件可得；又聯(lián)立可得其中，從到過(guò)程中，先減小后增大。故選D。14．將一段固定在絕緣豎直桿上，質(zhì)量分布均勻、正電荷分布均勻的線，置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。線穩(wěn)定后的樣子為（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】利用微元法：設(shè)單位長(zhǎng)度質(zhì)量為，電荷量為，取線上一小段，其所帶的電荷量為，質(zhì)量為，對(duì)這小段的線進(jìn)行受力分析得，受重力大小為，電場(chǎng)力為，和該小段細(xì)線兩端線的拉力的合力，合外力為零。這該小段細(xì)線與豎直方向的夾角的正切值為由于、、、都為定值，故該小段細(xì)線與豎直方向的夾角為定值，則可理解整體細(xì)線與豎直方向夾角相同，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。15．如圖所示，一根內(nèi)壁粗糙且足夠長(zhǎng)的絕緣圓管水平固定，圓管所在的空間有與圓管中軸線垂直的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)。圓管內(nèi)，質(zhì)量為m的帶正電荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管軸向右勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小球所受電場(chǎng)力的大小為。如果撤去電場(chǎng)，為使小球仍沿管軸勻速向右運(yùn)動(dòng)，則拉力的大小應(yīng)等于（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】有電場(chǎng)力時(shí)小球?qū)A管的壓力由平衡條件得撤去電場(chǎng)力后小球?qū)A管的壓力為由平衡條件得故選C。16．如圖所示，三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬小球A、B、C，質(zhì)量分別為3m、2m和m，B球帶負(fù)電，電荷量為-q，A、C不帶電，不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線將三球連接，最上邊的細(xì)線連接在斜面頂端的O點(diǎn)，三球均處于場(chǎng)強(qiáng)大小為E的豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，三段細(xì)線均伸直，三個(gè)金屬球均靜止于傾角為30°的絕緣光滑斜面上，則下列說(shuō)法正確的是（）A．A、B球間的細(xì)線的張力為B．當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大小由E增大為2E時(shí)，O與A間、B與C間細(xì)線中的張力均不變C．當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大小由E增大為2E時(shí)，三段細(xì)線中的張力均增大D．當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大小由E增大為2E時(shí)，O與A間、A與B間細(xì)線中的張力均增大了【答案】D【詳解】A．以球B、C作為整體進(jìn)行受力分析，可得A與B間細(xì)線的張力A錯(cuò)誤；BCD．由A選項(xiàng)可知，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小由E增大為2E時(shí)，A與B間細(xì)線的張力增大了；以球A、B、C為整體，可得OA間細(xì)線的拉力當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小由E增大為2E時(shí)，O與A間細(xì)線中的張力增大了；以球C為研究對(duì)象，可得B與C間細(xì)線的拉力可知當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小由E增大為2E時(shí)，B與C間細(xì)線中的張力保持不變，BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。17．如圖所示，一絕緣細(xì)線豎直懸掛一小球A，在水平地面上固定一根勁度系數(shù)為的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧上端與小球C相連，在小球A和C之間懸停一小球B，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止時(shí)，小球B處在兩小球的中間位置。已知三小球質(zhì)量均為m，電荷量均為q，電性未知。則下列判斷正確的是（）A．相鄰兩小球之間的間距為 B．彈簧的形變量為C．細(xì)線對(duì)小球A的拉力大小為 D．小球C受到的庫(kù)侖力大小為【答案】B【詳解】A．如圖甲所示，以小球B為研究對(duì)象，小球A和小球C分別對(duì)小球B的庫(kù)侖力大小相等，且小球A和小球C對(duì)小球B的合力與小球B的重力等大反向，所以小球A和小球B帶異種電荷，小球B和小球C帶同種電荷，即小球A和小球C對(duì)小球B的庫(kù)侖力大小均為由庫(kù)侖定律可得解得小球A和小球B之間距離為故A錯(cuò)誤；C．如圖乙所示，以小球A為研究對(duì)象，受到小球B向下的庫(kù)侖力為受到小球C向下的庫(kù)侖力是受到小球B的，即為所以小球A受到的拉力為故C錯(cuò)誤；BD．如圖丙所示，以小球C為研究對(duì)象，小球C受到小球B向下的庫(kù)侖力為受到A向上的庫(kù)侖力為則小球C對(duì)彈簧的壓力為小球C受到向上的彈力為由胡克定律得解得彈簧的形變量為故B正確；D錯(cuò)誤。故選B?！军c(diǎn)睛】18．如圖，天花板上固定一個(gè)光滑小環(huán)，一絕緣細(xì)繩穿過(guò)光滑小環(huán)，兩端分別與帶電小球、連接，、的質(zhì)量分別為和，帶電荷量分別為、系統(tǒng)靜止時(shí)，小球、和光滑小環(huán)的距離分別為，，細(xì)繩段與豎直方向的夾角為，細(xì)繩段與豎直方向的夾角為，兩帶電小球均可視為點(diǎn)電荷，則以下關(guān)系式正確的是（）A． B． C． D．【答案】AB【詳解】B．對(duì)兩小球受力分析，和均受重力、拉力，庫(kù)侖力，小球、均處于平衡狀態(tài)，作力的矢量三角形，如圖所示因?yàn)閮尚∏蛲ㄟ^(guò)穿過(guò)小環(huán)的絕緣細(xì)繩連接，則細(xì)繩上拉力大小處處相等，，、間的庫(kù)侖力是作用力和反作用力，，大小相等，方向相反，根據(jù)相似三角形知識(shí)可知；可得，B正確；AD．由以上可得：，則，A正確，D錯(cuò)誤；C．系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，對(duì)的庫(kù)侖力和對(duì)的庫(kù)侖力是一對(duì)作用力與反作用力，兩小球的帶電荷量關(guān)系無(wú)法確定，C錯(cuò)誤；故選AB。磁場(chǎng)中的靜態(tài)平衡問(wèn)題19．如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd用絕緣細(xì)線懸掛于天花板上，導(dǎo)線框的c、d兩點(diǎn)與一恒流源（未畫(huà)出）相連接，連接電源的導(dǎo)線質(zhì)量及其所受安培力均忽略不計(jì)，導(dǎo)線框中的電流從c點(diǎn)流入，d點(diǎn)流出?，F(xiàn)在虛線框區(qū)域（虛線框的高度小于l）加一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)線框靜止不動(dòng)，細(xì)線中的拉力為F1，若把虛線框內(nèi)的磁場(chǎng)向下平移l距離，導(dǎo)線框仍靜止，細(xì)線中的拉力變?yōu)镕2，則恒流源中電流的大小為（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】由圖可知，導(dǎo)線cd與導(dǎo)線cbad并聯(lián)，電阻之比為1∶3，設(shè)恒流源中的電流為I，由并聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，ab中的電流為，cd中的電流為，電流方向都向左，由左手定則可知，兩種情形導(dǎo)線框所受安培力方向都豎直向下，所以，解得故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。20．如圖所示，兩平行導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為，電阻為，與導(dǎo)軌豎直部分接觸良好。已知電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，定值電阻。在導(dǎo)體棒所在空間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中僅用一根磁感線表示），磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體棒，且與豎直方向夾角為，導(dǎo)體棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知重力加速度，則：（1）若導(dǎo)軌豎直部分光滑，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）若導(dǎo)軌豎直部分與導(dǎo)體棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。【答案】（1）2T；（2）【詳解】（1）由受力分析得由閉合電路歐姆定律有聯(lián)立解得（2）當(dāng)B較小時(shí)，靜摩擦力向上，則解得當(dāng)B較大時(shí)，靜摩擦力方向向下，則解得故磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍為21．如圖，在傾斜固定的粗糙平行導(dǎo)軌上端接入電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻的電源和滑動(dòng)變阻器R，導(dǎo)軌的間距，傾角。質(zhì)量的細(xì)桿垂直置于導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置處在垂直軌道平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖中未畫(huà)出），導(dǎo)軌與桿的電阻不計(jì)。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過(guò)程中，細(xì)桿始終保持靜止，當(dāng)阻值為時(shí)，桿受到的安培力最?。ㄗ畲箪o摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力）。，求：（1）細(xì)桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）調(diào)節(jié)R為多大時(shí)，桿受到的安培力最大，最大值為多少？【答案】（1）；（2）；【詳解】（1）由左手定則可知，桿受到的安培力沿導(dǎo)軌向上，桿剛好要下滑時(shí)安培力最小，滿足根據(jù)閉合