统考版高考物理一轮复习课时分层作业（六）共点力作用下物体的平衡含答案

这是一份统考版高考物理一轮复习课时分层作业（六）共点力作用下物体的平衡含答案，共9页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。

基础题组
1．[2021·浙江卷1月，4]如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时( )
A.小车只受重力、支持力作用
B.木板对小车的作用力方向水平向左
C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
2．如图，一个物体以某一初速度冲上粗糙斜面，下列关于物体的受力分析正确的是( )
3．如图所示，半圆ABC是由一条光滑的杆弯曲而成的．带有小孔的小球穿在杆上，在水平拉力F的作用下小球由半圆最低点B开始缓慢升高，此过程中半圆ABC竖直固定不动，A、C连线水平，在小球缓慢上升的过程中，有关水平拉力F、杆对小球的作用力FN的变化情况，下列说法正确的是( )
A.F保持不变 B．F逐渐变小
C.FN逐渐变大 D．FN逐渐变小
4.
(多选)如图所示，将一物块分成靠在一起的A、B两部分，B放置在地面上，然后在物体A上施加一水平外力F，整个装置静止．关于A、B两个物体的受力情况，下列说法中正确的是( )
A.物体A一定受到三个力的作用
B.物体A一定受到四个力的作用
C.物体B一定受到地面对它的摩擦力的作用
D.物体B可能受到四个力的作用
5.
[2022·云南师大附中质检]如图所示，质量为m的小球与细线连接且静止于光滑斜面上，斜面足够长，倾角α＝30°的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高．当细线拉力最小时，推力F等于( )
A. eq \f(\r(3),4) mg B． eq \f(\r(3),2) mg
C.mg D． eq \r(3) mg
6.
如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点．通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切，下列说法正确的是( )
A.细线对小球的拉力先增大后减小
B.小球对柱体的压力先减小后增大
C.柱体受到水平地面的支持力逐渐减小
D.柱体对竖直墙面的压力先增大后减小
7.
如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2 m的轻绳一端固定于直杆上P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2 m，重为8 N的钩码用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态，则轻绳的弹力大小为( )
A.10 N B．8 N
C.6 N D．5 N
8．(多选)中国传统的石拱桥是力与美的完美结合．如图所示是科技馆中小朋友搭建的拱桥模型.1、2与4、5分别是左右对称的塑料构件．构件1、5紧贴在支撑底座上．构件1、2、3的左侧面与竖直面夹角分别为α、β、γ，且α>β>γ.小朋友重力为G，构件质量不计，小朋友站在构件3的正中间保持静止．可近似认为5块构件表面光滑．下列说法正确的是( )
A.底座与构件1间的弹力等于 eq \f(G,2sin α)
B.底座与构件1间的弹力等于 eq \f(G,2tan α)
C.底座与构件1间，构件1、2间，构件2、3间弹力依次变大
D.底座与构件1间，构件1、2间，构件2、3间弹力依次变小
9．(多选)如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成α＝30°角，轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为m的小球b通过一条细绳跨过固定定滑轮与环a连接．a、b静止时，细绳与杆间的夹角为30°，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A.a受到3个力的作用
B.b受到3个力的作用
C.细杆对b的作用力大小为 eq \f(1,2) mg
D.细绳对a的拉力大小为 eq \f(\r(3),3) mg
综合题组
10．如图所示，质量为m＝10 kg的木箱置于水平地面上，它与地面间动摩擦因数μ＝ eq \f(\r(3),3) ，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F，为使木箱做匀速直线运动，拉力F的最小值以及此时θ分别是(g取10 m/s2)( )
A.50 N 30° B．50 N 60°
C. eq \f(200,3) N 30° D． eq \f(200,3) N 60°
11．[2022·河北省唐山市高三一模]某同学用拇指和食指掐住质量为500 g的玻璃瓶上同高度的A、B位置处于静止状态，且瓶相对于手指恰好不下滑．该位置侧壁与竖直方向夹角为30°，其截面如图所示．若玻璃瓶与手指之间的动摩擦因数为μ＝0.2，手指可视为形状不变的圆柱体，重力加速度g＝10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则拇指与玻璃瓶之间的摩擦力为( )
N B．2.5 N
C. eq \f(25－5\r(3),22) N D． eq \f(25－15\r(3),22) N
12．[2022·宁夏银川模拟]如图所示，整个系统处于静止状态，在竖直方向上，质量均为m1＝1.5 kg的物体A、B通过轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，物体C放在倾角α＝37°的光滑斜面D上，物体C和斜面D的质量均为m2＝5 kg.已知ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行，细线与滑轮之间的摩擦不计，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，则( )
A.物体A、B均受3个力的作用
B.物体C、D均受4个力的作用
C.弹簧的弹力大小为15 N
D.地面对斜面D的摩擦力大小为18 N
课时分层作业（六） 共点力作用下物体的平衡
1．解析：小车受重力、支持力、驱动力和木板对小车的摩擦力，A错误；木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的摩擦力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，B错误；根据牛顿第三定律可知，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，C错误，D正确．
答案：D
2．答案：B
3.
解析：小球受到重力、杆的弹力、水平拉力作用，F与FN的变化情况如图所示，由图可知，在小球向上移动的过程中，FN与竖直方向的夹角变大，F逐渐变大，FN逐渐变大．故选项C正确．
答案：C
4．解析：分析物体A的受力情况，一定受到外力F、重力和B对A的支持力，假设这三个力能使A处于平衡状态，则A只受到三个力，假设这三个力不能使A平衡，则A一定还受到B对A的摩擦力，所以物体A可能受到三个力的作用，也可能受到四个力的作用，故选项A、B错误；以整个装置为研究对象，因为系统处于平衡状态，所以B一定受到地面对它的摩擦力作用，故选项C正确；由于力的作用是相互的，从转换对象角度假设A受到B对它的摩擦力作用，则B一定受到A对它的摩擦力作用，所以物体B可能受四个力作用，也可能受五个力作用，故选项D正确．
答案：CD
5.
解析：小球受力动态平衡如图，可知当FT平行于斜面时FT取最小值FTmin，FTmin＝mgsin 30°，对小球和斜面体组成的系统，F＝FTmincs 30°＝ eq \f(\r(3),4) mg，A正确．
答案：A
6．解析：以小球为研究对象，设小球所在位置沿切线方向与竖直方向夹角为θ，沿切线方向有：FT＝mg cs θ，沿半径方向有：FN＝mg sin θ，通过细线将小球从M缓慢向上拉至半圆最高点的过程中θ增大，所以细线对小球的拉力减小，小球对柱体的压力增大，故A、B两项错误；以柱体为研究对象，竖直方向有：N地＝Mg＋FN sin θ＝Mg＋mg sin2θ，水平方向有：N墙＝FNcs θ＝mg sin θcs θ＝ eq \f(1,2) mg sin 2θ，θ增大，柱体受到水平地面的支持力逐渐增大；柱体对竖直墙面的压力先增大后减小，当θ＝45°时柱体对竖直墙面的压力最大，故D项正确，C项错误．
答案：D
7.
解析：设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示．同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据几何关系可知∠NQM＝∠NMQ＝α，故NQ＝MN，即PM等于绳长；根据几何关系可得：sin α＝ eq \f(PO,PM) ＝ eq \f(1.2,2) ＝0.6，则cs α＝0.8，根据平衡条件可得：2FTcs α＝G，解得：FT＝5 N，故D正确．
答案：D
8.
解析：对5块构件与小朋友整体的受力分析如图所示．有F1sin α＋F5sin α＝G，由对称性可知，支撑底座对构件1、5的弹力大小相等，有F1＝F5，可得F1＝ eq \f(G,2sin α) ，选项A正确，B错误；同理，对构件2、3、4与小朋友整体分析，可得构件1、2间的弹力F2＝ eq \f(G,2sin β) ，对构件3与小朋友整体分析，可得构件2、3间的弹力F3＝ eq \f(G,2sin γ) ，可知底座与构件1间，构件1、2间，构件2、3间弹力依次变大，选项C正确，D错误．
答案：AC
9．解析：轻质环不计重力，a静止时细绳的拉力与杆对a的弹力平衡，故拉a的细绳与杆垂直，a受到两个力作用，故A错误；对b球受力分析可知，b受到重力，绳子的拉力和杆对b球的弹力，b受到3个力的作用，故B正确；对小球b受力分析如图所示，根据几何关系可得β＝θ＝30°，设细杆对b的作用力大小为N，则：2N cs 30°＝mg，则N＝ eq \f(\r(3),3) mg，细绳的拉力大小T＝N＝ eq \f(\r(3),3) mg，故C错误，D正确．
答案：BD
10.
解析：木箱受力分析如图所示，由平衡条件得，F cs θ＝Ff，F sin θ＋FN＝mg，Ff＝μFN，由以上各式解得，
F＝ eq \f(μmg,cs θ＋μsin θ)
＝ eq \f(μmg,\r(1＋μ2)sin （θ＋α）) ，其中tan α＝ eq \f(1,μ) ＝ eq \r(3) ，则α＝60°，当θ＋α＝90°时，拉力F有最小值，故θ＝30°，F＝ eq \f(μmg,\r(1＋μ2)) ＝50 N，选项A正确，B、C、D错误．
答案：A
11．解析：对玻璃瓶受力分析，并正交分解，如图所示，根据平衡条件有2f cs θ＋2N sin θ＝mg，又f＝μN，联立并代入数据得f＝ eq \f(25－5\r(3),22) N，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
12．解析：设细线的拉力为F，对C物体沿斜面方向根据平衡条件可得F＝m2g sin α＝5×10×sin 37° N＝30 N，对物体B竖直方向根据平衡条件得F＝mg＋F弹，解得弹簧的弹力为F弹＝15 N，对物体A，由于弹簧的弹力等于物体A的重力，所以物体A与地面之间没有弹力，物体A受到重力和弹簧的弹力，物体B受到重力、细线的拉力和弹簧的弹力，故A错误、C正确；物体C受到重力、支持力和细线的拉力3个力的作用；物体D受到重力、物体C对它的压力、地面的支持力和摩擦力，共4个力，故B错误；以物体C和D整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得地面对斜面D的摩擦力大小为Ff＝F cs α＝30×0.8 N＝24 N，故D错误．故选C.
答案：C