2025屆高考物理二輪復習專題強化練一力與物體的平衡含解析

PAGE8-專題強化練(一)考點1物體的受力分析1．(2024·浙江卷)如圖所示，小明撐桿使船離岸，則下列說法正確的是()A．小明與船之間存在摩擦力B．桿的彎曲是由于受到桿對小明的力C．桿對岸的力大于岸對桿的力D．小明對桿的力和岸對桿的力是一對相互作用力解析：小明與船之間存在靜摩擦力，A正確；桿的彎曲是由于受到小明對桿的作用力，B錯誤；桿對岸的力與岸對桿的力是作用力與反作用力，大小相等，C錯誤；小明對桿的力和岸對桿的力受力物體都是桿，兩者不是作用力與反作用力，故D錯誤．答案：A2．(2024·商丘一模)如圖所示，物體B與豎直墻面接觸，在豎直向上的力F的作用下，A、B均保持靜止，則物體B的受力個數(shù)為()A．2個 B．3個C．4個 D．5個解析：物體A處于靜止狀態(tài)，其受到的合外力為零，受力分析如甲圖所示；對物體A、B整體受力分析如圖乙所示，豎直墻面對物體B沒有彈力作用，則墻面也不會供應靜摩擦力；對物體B受力分析，如圖丙所示，則物體B受到4個力的作用，選項C正確．答案：C3．(2024·柳州模擬)兩個質(zhì)量相同的直角楔形物體a和b，分別在垂直于斜邊的恒力F1和F2作用下靜止在豎直墻面上，如圖所示，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b肯定都受四個力的作用B．a(chǎn)、b所受摩擦力的方向都是豎直向上C．F2肯定小于F1D．F1、F2大小可能相等解析：對a受力分析如圖甲：除摩擦力外的三個力不行能平衡，故肯定有摩擦力，摩擦力方向豎直向上，故a受四個力；除摩擦力外對b受力分析如圖乙：除摩擦力外，F(xiàn)N、F2、mg三力有可能平衡，沿豎直方向和水平方向分解F2，設F2與豎直方向夾角為α則有：F2cosα＝mg，F(xiàn)2sinα＝FN，解得F2＝eq\f(mg,cosα)；(1)若F2＝eq\f(mg,cosα)沒有摩擦力，此時b受3個力；(2)若F2＞eq\f(mg,cosα)，摩擦力向下，b受四個力；(3)若F2＜eq\f(mg,cosα)，摩擦力向上，b受四個力；F1和F2沒有必定的聯(lián)系，有可能相等，但也有可能不等，故D正確，A、B、C錯誤．答案：D考點2共點力的平衡4．(2024·江蘇卷)如圖所示，一只氣球在風中處于靜止狀態(tài)，風對氣球的作用力水平向右．細繩與豎直方向的夾角為α，繩的拉力為T，則風對氣球作用力的大小為()A.eq\f(FT,sinα) B.eq\f(FT,cosα)C．FTsinα D．FTcosα解析：以氣球為探討對象，受力分析如圖所示，則由力的平衡條件可知，氣球在水平方向的合力為零，即風對氣球作用力的大小為F＝FTsinα，C正確，A、B、D錯誤．答案：C5．(多選)(2024·煙臺調(diào)研)如圖所示，將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑的半球形容器底部O′處(O為球心)，彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球相連，小球靜止于P點．已知容器半徑為R、與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為μ，OP與水平方向的夾角為θ＝30°.下列說法正確的是()A．輕彈簧對小球的作用力大小為eq\f(\r(3),2)mgB．容器相對于水平地面有向左的運動趨勢C．容器和彈簧對小球的作用力的合力豎直向上D．彈簧原長為R＋eq\f(mg,k)解析：對小球受力分析，如圖所示，因為θ＝30°，所以三角形OO′P為等邊三角形，由相像三角形法得FN＝F＝mg，所以A項錯誤；由整體法得，容器與地面間沒有相對運動趨勢，B項錯誤；小球處于平衡狀態(tài)，容器和彈簧對小球的作用力的合力與重力平衡，故C項正確；由胡克定律有F＝mg＝k(L0－R)，解得彈簧原長L0＝R＋eq\f(mg,k)，D項正確．答案：CD考點3動態(tài)平衡6．(多選)(2024·新鄉(xiāng)模擬)如圖所示，木板P下端通過光滑鉸鏈固定于水平地面上的O點，物體A、B疊放在木板上且處于靜止狀態(tài)，此時物體B的上表面水平．現(xiàn)使木板P繞O點緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置，物體A、B仍保持靜止，與原位置的狀況相比()A．B對A的支持力不變B．B對A的支持力減小C．木板對B的支持力增大D．木板對B的摩擦力增大解析：起先時，A只受到重力和支持力作用而處于平衡狀態(tài)，所以B對A的支持力與A的重力大小相等、方向相反，A不受B的摩擦力作用，P轉(zhuǎn)動后，A受到重力、B對A的支持力和摩擦力作用而平衡，此時B對A的支持力和摩擦力的合力與A的重力大小相等，所以B對A的支持力肯定減小了，B正確，A錯誤；以整體為探討對象，受到總重力G、板的支持力FN和摩擦力Ff作用，設板的傾角為θ，由平衡條件有FN＝Gcosθ，F(xiàn)f＝Gsinθ，θ減小，F(xiàn)N增大，F(xiàn)f減小，C正確，D錯誤．答案：BC7．(多選)(2024·濰坊調(diào)研)如圖所示，傾角為θ的斜面體c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接，連接b的一段細繩與斜面平行．在a中的沙子緩慢流出的過程中，a、b、c都處于靜止狀態(tài)，則()A．b對c的摩擦力肯定減小B．b對c的摩擦力方向可能平行斜面對上C．地面對c的摩擦力方向肯定向右D．地面對c的摩擦力肯定減小解析：若mag＞mbgsinθ，則b對c的摩擦力平行于斜面對上，且隨a中的沙子緩慢流出，b對c的摩擦力減??；若mag＜mbgsinθ，則b對c的摩擦力平行于斜面對下，且隨a中的沙子緩慢流出，b對c的摩擦力增大，A錯誤，B正確；以b、c為整體受力分析，應用平衡條件可得，地面對c的摩擦力方向肯定水平向左，且Ff＝magcosθ，隨ma的減小而減小，C錯誤，D正確．答案：BD8．(多選)(2024·西安模擬)如圖所示，一根繩子一端固定于豎直墻上的A點，另一端繞過動滑輪P懸掛一重物B，其中繩子的PA段處于水平狀態(tài)，另一根繩子一端與動滑輪P的軸相連，在繞過光滑的定滑輪Q后在其端點O施加一水平向左的外力F，使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，滑輪均光滑、輕質(zhì)，且均可看作質(zhì)點，現(xiàn)拉動繩子的端點O使其向左緩慢移動一小段距離后達到新的平衡狀態(tài)，則該平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)相比較()A．拉力F增大 B．拉力F減小C．角θ不變 D．角θ減小解析：以動滑輪P為探討對象，AP、BP段繩子受的力始終等于B的重力，兩繩子拉力的合力在∠APB的角平分線上，拉動繩子后，滑輪向上運動，兩繩子夾角減小，兩拉力的合力增大，故F增大，A項正確，B項錯誤；PQ與豎直方向夾角等于∠APB的一半，故拉動繩子后角θ減小，C項錯誤，D項正確．答案：AD9．(2024·商丘模擬)如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔．質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上．一根細線的下端系著小球，上端穿過小孔用手拉?。F(xiàn)拉動細線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移．在移動過程中手對線的拉力F和軌道對小球的彈力FN的大小改變狀況是()A．F不變，F(xiàn)N增大 B．F不變，F(xiàn)N減小C．F減小，F(xiàn)N不變 D．F增大，F(xiàn)N減小解析：小球沿圓環(huán)緩慢上移過程中，受重力G、拉力F、彈力FN三個力處于平衡狀態(tài)．小球受力如圖所示，由圖可知△OAB∽△FNAF，即：eq\f(G,R)＝eq\f(F,AB)＝eq\f(FN,R)，當A點上移時，半徑R不變，AB長度減小，故F減小，F(xiàn)N不變，故選項C正確．答案：C10．(多選)(2024·威海一中摸底)如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連，B球用長為L的細繩懸于O點，A球固定在O點正下方，當小球B平衡時，所受繩子的拉力為FT1，彈簧的彈力為F1；現(xiàn)把A、B間的彈簧換成原長相同但勁度系數(shù)為k2(k2＞k1)的另一輕彈簧，在其他條件不變的狀況下仍使系統(tǒng)平衡，此時小球B所受繩子的拉力為FT2，彈簧的彈力為F2.則下列關于FT1與FT2、F1與F2大小之間的關系，正確的是()A．FT1＞FT2 B．FT1＝FT2C．F1＜F2 D．F1＝F2解析：以小球B為探討對象，分析受力狀況，如圖所示．由平衡條件可知，彈簧的彈力F和繩子的拉力T的合力F合與重力mg大小相等，方向相反，即F合＝mg，作出力的合成圖如圖，由力三角形與幾何三角形相像得：eq\f(mg,AO)＝eq\f(F,AB)＝eq\f(FT,OB).當彈簧勁度系數(shù)變大時，彈簧的壓縮量減小，故AB長度增加，而OB、OA的長度不變，故FT1＝FT2，F(xiàn)2＞F1，A、D錯誤，B、C正確．答案：BC考點4電學中的平衡問題11．(2024·重慶高三測試)如圖所示，在傾角為30°的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導體棒，導體棒中電流為I.要使導體棒靜止在斜面上，須要外加勻強磁場的磁感應強度B的最小值為()A.eq\f(mg,2IL) B.eq\f(\r(3)mg,2IL)C.eq\f(mg,IL) D.eq\f(\r(3)mg,IL)解析：平衡狀態(tài)下導體棒受三個力，重力為恒力，支持力的方向不變，安培力的大小和方向不確定；由動態(tài)平衡知當安培力F平行于斜面對上時安培力最小，則B最小，即BIL＝mgsin30°，B＝eq\f(mg,2IL)，由左手定則知B的方向垂直于斜面對下．答案：A12．(2024·青島模擬)如圖，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，a、b、c為三個套在圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點，ac連線與豎直方向成60°角，bc連線與豎直方向成30°角，三個小球均處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c小球帶同種電荷B．a(chǎn)、b小球帶異種電荷，b、c小球帶同種電荷C．a(chǎn)、b小球電量之比為eq\f(\r(3),6)D．a(chǎn)、b小球電量之比為eq\f(\r(3),9)解析：對c小球受