专题01 相互作用及物体的平衡-2022年高考物理三轮冲刺与命题大猜想

这是一份专题01 相互作用及物体的平衡-2022年高考物理三轮冲刺与命题大猜想，共37页。
2022年高考物理三轮冲刺与命题大猜想
专题01　相互作用及物体的平衡
猜想一：突出摩擦力特点的考查提升对物理观念的理解
【猜想依据】摩擦力由于其动静的变化以及方向的变化和大小的变化，分析难度较大，借助摩擦力检验考生对物理概念的理解程度，能较好的考查考生的物理观念。
【必备知识】当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。常见的摩擦力突变模型如下：
分类
案例图示
“静—静”突变

在水平力F作用下物体静止于斜面上，F突然增大时物体仍静止，则物体所受静摩擦力的大小或方向将“突变”
“静—动”突变

物体放在粗糙水平面上，作用在物体上的水平力F从零逐渐增大，当物体开始滑动时，物体受水平面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力
“动—静”突变

滑块以v0冲上斜面做减速运动，当到达某位置时速度减为零而后静止在斜面上，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力
“动—动”突变

水平传送带的速度v1大于滑块的速度v2，滑块受滑动摩擦力方向水平向右，当传送带突然被卡住时，滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左
【关键能力】
摩擦力的分析与计算的方法
1.静摩擦力的分析
（1）物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。
（2）物体有加速度时，若只受静摩擦力，则Ff＝ma。若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。
2.滑动摩擦力的分析
滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，应用此公式时要注意以下几点
（1）μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。
（2）滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。
整体法与隔离法

整体法
隔离法
概念
将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法
选用原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度
研究系统内物体之间的相互作用力
（2022·河南省名校联盟高三年级1月联合考试）
1. 2021年3月1日，教育部颁布的《中小学教育惩戒规则（试行）》正式施行，该《规则》明确教师在课堂教学和管理中对违纪行为较轻的学生可以当场实施书面检讨、罚站等教育惩戒措施。某同学在罚站时趁老师不注意，偷偷倚靠在墙壁上，可将其简化为下图所示情形：该同学的身体倚靠在光滑的竖直墙面上，双腿绷直向前探出，A处为脚踝，B处为胯部，均看作光滑的铰链，AB为双腿，看作轻杆，脚部（重力不计）与地面的动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A. 随着脚慢慢向前探出，该同学的腿部承受的作用力越来越大
B. 该同学的脚可以向前探出到腿接近水平而后背依然倚靠在墙壁上
C. 该同学的脚继续向前探出，地面对该同学的脚产生的作用力一定不变
D. 若该同学将身旁的某物体竖直提起，可能脚会滑出跌坐在地面上
【答案】A
【解析】
【详解】A．对人体受力分析如图，设腿与竖直方向夹角为θ，则墙面对人的支持力为
F2=
腿对人体的支持力

根据

随着脚慢慢向前探出，则θ变大，该同学的腿部承受的作用力越来越大，选项A正确；
B．当人脚向前伸到一定的程度，则地面对人的摩擦力可以增加到最大静摩擦力时，则再往前伸脚人体就会产生滑动，则该同学的脚不可以向前探出到腿接近水平而后背依然依靠在墙壁上，选项B错误；
C．该同学的脚继续向前探出，则θ变大，墙面对人的支持力F2变大，由整体可知，地面对人脚的摩擦力变大；而地面对人脚的支持力不变，则地面对人脚的作用力变大，选项C错误；
D．该同学将身旁的某物品竖直提起，则G变大，F2变大，地面对人脚的摩擦力变大，但是人对地面的压力也成比例的变大，则人不可能脚会滑出跌坐在地面上，选项D错误。
故选A。

（2022·安徽省淮北市高三第一次模拟考试物理试题卷）
2. 如图所示为两边支撑腿等长的“人字梯”，调节支撑腿之间的角度可以获取更大高度，所以是人们在生活和工作中经常使用的登高工具。现有一个人站在“人字梯”的最高处，当两边支撑腿之间的角度增大时，则“人字梯”（　　）

A. 对地面的压力增大 B. 对地面的压力减小
C. 一条支撑腿受到的摩擦力减小 D. 一条支撑腿受到的摩擦力增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．“人字梯”与人的总质量不变，支撑腿的形状不影响其对地面的总压力，对地面的压力不变，A、B错误；
CD．由平面力系三力汇交原理，对梯子受力分析可得


支持力大小不变为总重力一半，当两边支撑腿之间的角度增大时，角也变大，则“人字梯”一条支撑腿受到的摩擦力增大，C错误，D正确。
故选D。
（2022·四川彭州中学模拟）
3. 如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态．若将固定点c向右移动少许，而a与斜劈始终静止，则（ ）

A. 细线对物体a的拉力增大
B. 斜劈对地面的压力减小
C. 斜劈对物体a的摩擦力减小
D. 地面对斜劈的摩擦力增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．对滑轮和物体b受力分析，受重力和两个拉力，如图所示：

根据平衡条件，有：
mbg=2Tcosθ
解得：

将固定点c向右移动少许，则θ增加，故拉力T增加，故A正确；
B．对斜面体、物体a、物体b整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力，如图所示：根据平衡条件，有：
N=G总-Tcosθ=G总-mbg
N与角度θ无关，恒定不变；根据牛顿第三定律，压力也不变；故B错误；
D．f=Tsinθ=mbgtanθ，将固定点c向右移动少许，则θ增加，故摩擦力增加；故D正确；
C．对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，由于不知道拉力与重力的下滑分力的大小关系，故无法判断静摩擦力的方向，故不能判断静摩擦力的变化情况，故C错误；故选AD．
【名师点睛】整体法和隔离法的使用技巧；当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法．整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．
猜想二：优化情境凸显静态平衡中的数理结合
【猜想依据】高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用，利用数学知识解决物理问题是高考物理考查的能力之一．借助数学方法，可使一些复杂的物理问题，显示出明显的规律性，能快速简捷地解决问题．可以说任何物理试题的求解过程实际上都是将物理问题转化为数学问题，经过求解再还原为物理结论的过程。平衡问题亦是如此。
（2022·山西临汾市模拟）
4. 如图所示是一旅行箱，它既可以在地面上推着行走，也可以在地面上拉着行走．已知该旅行箱的总质量为15 kg，一旅客用斜向上的拉力拉着旅行箱在水平地面上做匀速运动，若拉力的最小值为90 N，此时拉力与水平方向间的夹角为θ，重力加速度大小为g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，旅行箱受到地面的阻力与其受到地面的支持力成正比，比值为μ，则(　　)

A. μ＝0.5，θ＝37° B. μ＝0.5，θ＝53°
C. μ＝0.75，θ＝53° D. μ＝0.75，θ＝37°
【答案】D
【解析】
【详解】对物体受力分析，如图所示：

根据平衡条件，水平方向，有：Fcosθ-f=0，
竖直方向，有：N+Fsinθ-G=0，
其中：f=μN，
故
令μ=tanα，则F=；
当α-θ=0°时，F有最小值，故F=sinαG=90N，故α=37°，
故μ=tan37°=0.75，θ=37°；故选D.
点睛：本题关键是对物体受力分析，根据平衡条件并采用正交分解法列式分析，第二问令μ=tanα求解F的最小值的表达式是关键；
（2022·山东济南模拟试卷）
5. 如图所示，两个质量分别为m、m的小圆环A、B用细线连着，套在一个竖直固定的大圆环上，大圆环的圆心为O．系统平衡时，细线所对的圆心角为90°，大圆环和小圆环之间的摩擦力及线的质量忽略不计，重力加速度大小用g表示，下列判断正确的是

A. 小圆环A、B受到大圆环的支持力之比是：1
B. 小圆环A受到大圆环的支持力与竖直方向的夹角为15°
C. 细线与水平方向的夹角为30°
D. 细线的拉力大小为mg
【答案】A
【解析】
【详解】对A和B进行受力分析，根据平行四边形定则做出重力和支持力的合力的大小等于绳子的拉力的大小，设支持力与竖直方向的夹角分别为和，如图所示：

根据正弦定理可以得到：，，由于，
整理可以得到：，，
再次利用正弦定理：，
整理可以得到：，故选项A正确，BD错误；
C、由图根据几何知识可以知道，细线与水平方向的夹角为，故选项C错误．
（2022·吉林长春汽车经开区第六中学模拟）
6. 如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧。二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好于等高处平衡。已知θ＝37°，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为（　　）

A. 3∶4 B. 3∶5 C. 4∶5 D. 1∶2
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】对a和b两个小球受力分析，受力分析图如图所示

由几何关系知

故
α＝θ＝37°
因一根绳上的拉力相等，故拉力大小都为FT，由力的平衡条件可知小球a受到的拉力
FT＝magcos37°
小球b受到的拉力
FT＝mbgsin37°
联立可解得

故选A。
猜想三：通过构建跨过光滑动滑轮绳上拉力的牵连考动静平衡
【猜想依据】过光滑动滑轮（挂钩）的绳上的拉力具有大小相等的特点，这样构建出来的平衡系统必定有菱形，这样对称性的特点将体现出来，共点力合成的特殊规律也将得以体现即可在静态平衡中考也可在动态平衡中考。备受命题人的青睐全国卷已经有多次考查，笔者猜想这一问题今年依然是命题的热点。
【要点概述】跨过光滑动滑轮绳上拉力变化问题
过光滑动滑轮（挂钩）的绳上的拉力大小相等
（1）如图甲，绳子左端固定，右端从B点移到D点，两个端点之间水平距离不变，绳子夹角不变，拉力也不变。
（2）如图甲，绳子左端固定，右端从B点移到C点，两个端点之间水平距离变小，绳子夹角变小，拉力也变小。
（3）如图乙，轻杆AB两端连接有轻绳，从水平位置转一个角θ（小于90°），两根绳子之间的夹角变小，所以拉力变小。

（2022·山西省高三一模）
7. 如图所示，轻质、不可伸长的细钢丝绳两端分别固定在竖直杆P、Q上的a、b两点，a点比b点低。脚着粗糙杂技靴的演员在走钢丝表演时，可以在细绳的中点以及杆P、Q的中间位置保持平衡状态，则演员（　　）

A. 在P、Q中间位置时，左右两侧绳子张力的值相等
B. 在P、Q中间位置时，左侧绳子张力的值小于右侧绳子张力的值
C. 在细绳的中点时，左右两侧绳子张力的值相等
D. 在细绳的中点时，左侧绳子张力的值大于右侧绳子张力的值
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】设到节点的高度为，到节点的高度为，节点到P的水平距离为，节点到Q的水平距离为，端绳子和水平方向的夹角为，端绳子和水平方向的夹角为，对绳子节点进行受力分析，如图所示

AB．在PQ中间位置时，根据几何关系
，，
因为，可得，根据平衡条件

可得
，
故A错误，B正确；
CD．在细绳的中点时，设、到节点绳子长度为，根据几何关系有
，
因为，可得，根据平衡条件

可得
，
故CD错误。
故选B。
（2022·山东潍坊市二模）
8. 如图所示，通过轻绳和滑轮从矿井中提升重物，光滑动滑轮下吊重物，轻绳a左端固定在井壁的M点，另一端固定在光滑的滑环N上，轻绳b的下端系在滑环N上并绕过定滑轮，滑环N套在竖直杆上。在右侧地面上拉动轻绳b使重物缓慢上升的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 绳a的拉力变大 B. 绳b的拉力变大
C. 杆对滑环的弹力变大 D. 绳b的拉力始终比绳a的小
【答案】D
【解析】
【详解】A．重物缓慢上升的过程中，对重物受力分析，如图所示

根据正交分解可得

解得
设轻绳a的总长为l，井口的宽度为d，如图所示

则根据几何关系可得
，
又
，
联立可得，在缓慢向上的过程中，l和d保持不变，故不变，所以不变，根据，可知不变，故A错误；
BC．对N点受力分析

根据正交分解可得
，
联立解得
，
绳b的拉力保持不变，由A项分析可知，绳a的夹角不变，则不变，杆对滑环的弹力不变，故BC错误；
D．由于

根据

所以

故D正确。
故选D。
猜想四：通过创建电学情境还原力学状态下的平衡问题
【猜想依据】由于电场力与磁场力隐蔽性，加上磁场的空间性，使此类问题更具有挑战性，也能更好的体现考生的物理学科素养。
【要点概述】1.电场力平衡问题的两个遵循
（1）遵循平衡条件：与纯力学问题的分析方法相同，只是多了电场力，把电学问题力学化可按以下流程分析：

（2）遵循电磁学规律：①要注意准确判断电场力方向。
②要注意电场力大小的特点：点电荷间的库仑力大小与距离的平方成反比，电荷间相互作用力遵循牛顿第三定律；
2.磁场力作用下的平衡
1．安培力
（1）大小：F＝BIL，此式只适用于B⊥I的情况，且L是导线的有效长度．当B∥I时F＝0。
（2）方向：用左手定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面。
2．洛伦兹力
（1）大小：F＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况．当B∥v时F＝0。
（2）方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功。
3．立体平面化
该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成，难点是该模型具有立体性，解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系。
4．带电体的平衡
如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则通常是匀速直线运动。
（2021·广西河池市期末教学质检）
9. 如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为，一质量为m、长为L的导体棒ab垂直导轨放置，整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中。当导体棒ab中通有方向从a到b的恒定电流I时，磁场的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，导体棒始终静止，则磁感应强度的大小（重力加速度为g）（　　）

A. 先增大后减小 B. 逐渐增大
C. 可能为 D. 可能为
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．经分析知，导体棒受到重力G、支持力和安培力，且三力的合力为零，如图所示，从图中可以看出，在磁场方向变化的过程中，安培力一直变大，由于

其中电流I和导体棒的长度L均不变，故磁感应强度渐渐变大，故A项错误，B项正确；
C．当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向上，此时安培力最小，最小值

则

故C项正确；
D．当磁场方向水平向左时，安培力方向竖直向上，此时对应的安培力最大，得磁感应强度的最大值

故D项错误。
故选BC。
（2022·湖北四地六校高三联考）
10. A、C是两个带电小球，质量分别是mA、mC，电荷量大小分别是QA、QC，用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O，两球静止时如图所示，此时细线对两球的拉力分别为FTA、FTC，两球连线AC与O所在竖直线的交点为B，且ABQC
B. mA∶mC＝FTA∶FTC
C. FTA＝FTC
D. mA∶mC＝BC∶AB
【答案】BD
【解析】
【详解】利用相似三角形知识可得，A球所受三个力F、FTA、mAg构成的矢量三角形与三角形OBA相似， ；C球所受三个力F、FTC、mCg构成的矢量三角形与三角形OBC相似， ；因OA＝OC，所以mA∶mC＝FTA∶FTC；mA∶mC＝BC∶AB，选项BD正确，C错误；因两球之间的作用力是相互作用力，无法判断两球带电荷量的多少，选项A错误.
[冲刺押题练习]
（2021·河南郑州市高三三模）
11. 用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂，如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。则（　　）


A. 细线a对小球1的拉力的大小4G
B. 细线b对小球2的拉力的大小G
C. 细线c对小球2的拉力的大小G
D. 细线b与竖直方向的夹角为60°
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．细绳ɑ对小球1的拉力在竖直方向的分量平衡两球的重力，所以

化简得

选项A错误；
C．细线c对小球2的拉力与细线ɑ对小球1的拉力的水平分量大小相等，所以

代入数据得

选项C正确；
B．细绳b对小球1的拉力与b对小球2的拉力大小相等，细绳b对小球2的拉力大小等于小球2所受的重力与c的拉力矢量之和，所以

代入数据得

选项B错误；
D．设细线b与竖直方向的夹角为，细线b的拉力竖直方向的分力与小球1的重力相等，有

解得

明显
60°
选项D错误。
故选C。
（2022·安徽安庆二中质检）
12. 如图所示，质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止．当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑，如果用沿与斜面成α角的力F拉着木块沿斜面匀速上升．下列说法中正确的是（ ）

A. 当α=2θ时，F有最小值
B. F的最小值为mgsin2θ
C. 在木块匀速下滑过程中，地面对M的静摩擦力方向水平向右
D. 在木块匀速上滑过程中，地面对M的静摩擦力方向水平向左
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．对木块分析，根据题意可得没施加外力F时做匀速直线运动，在沿斜面方向上有

施加外力F时，受到滑动摩擦力，重力，斜面的支持力，拉力F，做匀速运动，处于平衡状态，在沿斜面方向上有

在垂直斜面方向上

滑动摩擦力f=μN，联立可得

代入

则

所以当α=θ时，分母最大，F有最小值，最小值为

故A错误B正确；
CD．将两者看做一个整体，设水平面对木楔M的摩擦力是，水平方向受力平衡，则有

摩擦力的方向向左，C错误D正确。
故选BD。
（2021·江苏省1月适应性考试·3）
13. 如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120°，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为（　　）


A. Mg B. Mg C. Mg D. Mg
【答案】B
【解析】
【详解】以衣服为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系得F与竖直方向的夹角成30°，由共点力的平衡条件可得


2Fcos30°=Mg

故选B。
（2021·湖北省1月选考模拟·6）
14. 如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为，AC与AB的夹角也为。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，拉力大小为（　　）


A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】重力沿斜面的分力平行于CD向下，滑动摩擦力与运动方向相反，受力分析有
，
根据余弦定理得

故选A。
（2022·黑龙江鹤岗一中三校高三期末联考）
15. 如图所示，将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间的夹角为30°，一光滑轻杆（不计重力）套在杆上，一个大小和质量都不计的滑轮通过轻绳OP悬挂在天花板上，用另一轻绳绕过的滑轮系在轻环上，现用水平向右的力缓慢拉绳，当轻环静止不动时，OP绳与天花板之间的夹角为（）

A. 30° B. 45° C. 60° D. 75°
【答案】C
【解析】
【详解】对轻环Q进行受力分析如图1，则只有绳子的拉力垂直于杆的方向时，绳子的拉力沿杆的方向没有分力；由几何关系可知，绳子与竖直方向之间的夹角是30°；

对滑轮进行受力分析如图2，由于滑轮的质量不计，则OP对滑轮的拉力与两个绳子上拉力的和大小相等方向相反，所以OP的方向一定在两根绳子之间的夹角的平分线上，由几何关系得OP与竖直方向之间的夹角：β＝−30°＝30°，则OP与天花板之间的夹角为：90°-β=60°，故选C.
点睛：该题考查共点力的平衡与矢量的合成，解答的关键是只有绳子的拉力垂直于杆的方向时，即绳子的拉力沿杆的方向没有分力时，光滑轻环才能静止．
（2022·湖南雅礼中学高三三模）
16. 如图所示，用两段长度相同的绝缘细绳连接质量相同的A、B两小球，悬挂于天花板的O点。现在让A、B两小球分别带上、的电量，并且加上一水平向左的匀强电场。忽略A、B两小球的相互作用，则装置平衡时A、B两小球的位置可能是（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】B带负电，受到的电场力水平向右，A带正电，受到的电场力水平向左。以整体为研究对象，设绳子OA与竖直方向的夹角为，设绳子AB与竖直方向的夹角为，对AB整体受力分析，则

对B受力分析

则可知

故选C。
（2021·黑龙江齐齐哈尔市实验中学高三期末）
17. 如图所示，有一长为L的轻杆，一端用光滑的铰链固定在墙上，另一端固定一质量为m的小球B，在距铰链正上方L处有一光滑小定滑轮，现用手拉动绕过滑轮并系在小球B上的细线，使小球B缓慢上移，手对细线的拉力大小为F，杆对小球B的弹力大小为FN，重力加速度为g，在移动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. F不变，FN减小
B. F减小，FN不变
C. 当杆被拉至水平状态时F=mg
D. 杆对小球B的弹力大小恒为mg
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】ABD．对B球受力分析，画出力的示意图如图所示



根据相似三角形规律有

小球B缓慢上移，重力不变，L不变，则杆对小球的弹力大小FN不变，绳子长度减小，所以F减小，A错误，BD正确；
C．当杆被拉至水平状态时，绳子的长度为

由相似三角形关系可得

C正确。
故选BCD。
（2022·安徽安庆市一模）
18. 如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是（　　）


A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对a球进行受力分析，利用图解法，如下图所示


当弹簧上的拉力F与细线上的拉力垂直时，拉力F最小，为

再根据胡克定律得求出最小形变量为

所以形变量小于是不可能的。
故选B。
（2021·河北唐山市一模）
19. 如图所示，ABCD为倾角为30°的正方形斜面，其中AB与底边DC平行、BC与AD平行。斜面上一质量为1kg的物块，在斜面内施加平行于AB向左的拉力F，物块恰好沿斜面对角线BD匀速下滑。下列叙述正确的（g=10m/s2） （　　）

A. 物块受到摩擦力的方向平行于AD沿斜面向上
B. 水平向左的外力大小等于5N
C. 滑动摩擦力的大小等于5N
D. 物块与斜面间的动摩擦因数为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．物块受到摩擦力的方向沿着DB斜向上，A错误；
B．水平向左的外力大小等于

B错误；
C．滑动摩擦力的大小等于

C错误；
D．物块与斜面间的动摩擦因数为

D正确。
故选D。
（2022·黄山市第一次质量检测）
20. 如图所示，在定滑轮C的正下方固定一个带负电的小球A，另一带电小球B，用绝缘细线栓着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使小球B处于静止状态。现拉动细线使小球B缓慢地向定滑轮移近小段距离，关于此过程，下列说法正确的是（　　）

A. 小球A对小球B的库仑力先减小后增大 B. 细线对小球B的拉力逐渐减小
C. 小球A与小球B之间的电势能不变 D. 小球B所经位置的电势逐渐升高
【答案】BC
【解析】
【详解】由题可知，A、B一定带同种电荷，对B进行受力分析，设AC间的距离为h，绳子长度为l，AB间的距离为x，由于力的三角形和相似，对应边成比例，可得

由于mg和h都不变，因此比值不变，随着绳子长度l减小，细线对小球B的拉力逐渐减小；由于两个小球带电量不变，因此两球间的距离x不变，从而小球A对小球B的库仑力保持不变，小球A与小球B之间的电势能不变，AD错误，BC正确。
故选BC。
（2022·河南六市3月第一次联考）
21. 如图所示，倾角=30°的斜面体A固定在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量为3m和m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。现给物块b施加一个水平向右的力F，使其缓慢运动到绳与竖直方向成45°角的位置。不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中（　　）

A. 小物块b受到绳的拉力先增大再减小
B. 小物块a受到的摩擦力一直减小
C. 小物块a受到的摩擦力先增大再减小
D. 小物块a会沿斜面缓慢上移
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】设物块b缓慢运动过程中绳子与竖直方向的夹角为，绳子中的拉力为，则


解得

即随着增大，也逐渐增大。当

即绳子的拉力最终小于物块a的重力沿斜面向下的分力，所以小物块a受到的摩擦力在一直减小，不会沿斜面缓慢上移。
故选B。
（2022·辽宁葫芦岛市高考一模）
22. 如图所示，在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点，另一端从墙壁上的B点先沿着墙壁缓慢移到C点，后由C点缓慢移到D点，不计一切摩擦，且墙壁BC段竖直，CD段水平，在此过程中关于轻绳的拉力F的变化情况，下列说法正确的是（　　）

A. F一直增大 B. F一直减小
C. F先减小后增大 D. F先不变后增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】当轻绳另一端在C点时，设轻绳左右两侧间的夹角为2θ以滑轮为研究对象，分析受力情况，受力分析图如图所示

根据平衡条件得
2Fcosθ=mg
得到轻绳的拉力
F=
轻绳的一端在BC间移动时

则θ不变；则轻绳另一端从B点沿墙壁缓慢移到D点，由几何知识可知，θ先不变后增大，cosθ先不变后减小，轻绳的拉力F先不变后增大，D项正确，ABC错误；
故选D。
（2022·浙江七彩阳光联盟返校联考）
23. 如图所示，带正电的小球A和带负电的小球B可看成质点和点电荷，被轻绳1和2系住后通过电荷间的相互作用恰好能静止为如图所示的状态，1绳与竖直方向成，2绳水平。则（　　）


A. B对A的库仑力可能与绳2的拉力相等 B. A与B间的库仑力可能小于绳2的张力
C. A与B的总重力与绳2的拉力之比为 D. 绳1与绳2的拉力之比为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】B．选取B为研究对象，受力分析如图l所示，受3个力：重力，A对B的库仑力，2绳拉力；根据平衡条件，这3个力合力为0，则与的合力应与大小相等，方向相反。由图1可知，根据直角三角形知识，一定大于，所以B错误；
A．由牛顿第三定律，B对A的库仑力一定大于绳2的拉力，所以A错误；
C．再选取A与B整体为研究对象，受力分析如图2所示，受3个力；整体重力，1绳拉力，2绳拉力；根据平衡条件，这3个力合力为0，则与的合力应与大小相等，方向相反。由图2可知

得

所以C正确；
D．绳1与绳2的拉力之比为

绳1与绳2的拉力之比应为2：1，所以D错误；
故选C。


（2022·四川成都市二模）
24. 如图，重为G的匀质金属球靠着倾角的固定斜面静止在水平地面上，a是球的左端点，b、c分别是球与地面和斜面的接触点，F是在a点对球施加的一个水平向右、正对球心的推力。已知a、b、c和球心在同一竖直面内，不计一切摩擦。下列判定正确的是（　　）


A. 若，则球对斜面的压力大小也为
B. 若，则球对地面的压力大小也为
C. F由零缓慢增大到G的过程中，球所受合力将增大
D. F由零缓慢增大到G的过程中，球所受支持面作用力的合力将减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．球的受力情况如下


由平衡条件得


联立解得


由牛顿第三定律可知，则球对斜面的压力大小为，球对地面的压力大小为，故A错误，B正确；
C．当球刚好对地面的压力为0时，由平衡条件得

则，F由零缓慢增大到G的过程中，球一直处于平衡状态，所受合力为零。故C错误；
D．F由零缓慢增大到G的过程中，球所受支持面作用力的合力与F和G的合力等大反向，由于F和G的合力增大，则球所受支持面作用力的合力将增大。故D错误。
故选B。
（2022·广东深圳市高三期末）
25. 如图所示是汽车45°极限爬坡时的照片，汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，斜坡的倾角逐渐增大至45°。下列关于汽车这一爬坡过程的说法中正确的是（　　）

A. 坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越大
B. 汽车受到沿坡面向上、大小不断增大的静摩擦力作用
C. 汽车受到沿坡面向下、大小不断减小的滑动摩擦力作用
D. 若汽车能顺利爬坡。则斜坡对轮胎的摩擦力大于车胎对斜坡的摩擦力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，其处于平衡状态，由平衡条件可得
汽车对坡面的压力为

则坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越小，所以A错误；
BC．汽车受到的摩擦力为静摩擦力，方向沿坡面向上，静摩擦力大小为

则坡的倾角越大，汽车受到坡面的摩擦力越大，所以B正确；C错误；
D．汽车能顺利爬坡。则斜坡对轮胎的摩擦力等于车胎对斜坡的摩擦力，因为这两个力为相互作用力，所以D错误；
故选B。
（2022·浙江宁波十校3月联考）
26. 如图所示，PQ是固定的水平导轨，两端是定滑轮，滑轮摩擦不计，导轨上物体A两端分用细绳通过滑轮与物体B相连。系统处于静止状态时，绳PB与导轨平面的夹角为，绳QB与导轨平面的夹角为，则以下判断正确的是（　　）

A. 若，则水平导轨一定是光滑的
B. 若，则物体A受导轨的摩擦力方向向右
C. 若，则物体A受导轨的摩擦力的大小与物体A的重力无关
D. 若，则物体A所受摩擦力是物体B所受重力的倍
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】对B物体受力分析，由平衡条件有


解得
，
A．若，可得，则A物体受两个等大拉力而不受摩擦力平衡，水平导轨不一定是光滑的，故A错误；
B．若，可知，则物体A有向右的运动趋势，受导轨的摩擦力方向向左，故B错误；
C．若，则，A物体有运动趋势而受静摩擦力，摩擦力的大小与两拉力之差有关，而与物体A的重力无关，故C正确；
D．若，则两拉力之差等于静摩擦力，有

故有

即摩擦力是物体B所受重力的倍，故D错误；
故选C。