适用于老高考旧教材2024版高考物理二轮复习专题分层突破练1力与物体的平衡（附解析）

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1.(2023安徽合肥一模)如图为悬挂比较轻的洗刷用具的小吸盘,安装拆卸都很方便,其原理是排开吸盘与墙壁间的空气,依靠大气压紧紧地将吸盘压在竖直墙壁上。则下列说法正确的是( )
A.吸盘与墙壁间有四对相互作用力
B.墙壁对吸盘的作用力沿水平方向
C.若大气压变大,吸盘受到的摩擦力也变大
D.大气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的弹力是一对平衡力
2.图甲是一种常见的持球动作,用手臂挤压篮球,将篮球压在身侧。为了方便问题研究,我们将场景进行模型化处理,如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.手臂对篮球的压力可以大于篮球重力
B.篮球对身体的静摩擦力方向竖直向上
C.身体对篮球的作用力方向为垂直身体向外
D.篮球对身体的静摩擦力大小可能等于篮球重力
3.(2023黑龙江肇东模拟)如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,且三者相对静止,下面关于摩擦力的说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力方向向右
B.C对A的摩擦力方向向左
C.A受6个力作用
D.以A、B、C为整体,整体受到的摩擦力为零
4.(2023四川达州二模)如图所示,两光滑直硬杆1、2一端固定在水平面上(两杆在同一竖直平面内),与水平面之间的夹角分别为30°、97°,轻质小环套在杆2上,质量m=0.2 kg的小球套在杆1上,轻质细线连接轻质小环和小球,给小球一个沿杆1斜向上的拉力F=2.0 N,当轻质小环与小球静止时,细线的弹力为FT。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。则FT的大小为( )
A.1.5 NB.1.0 N ND.2.0 N
5.(2023江苏南京外国语学院模拟)如图所示,在水平晾衣杆上晾晒床单时,为了使床单尽快晾干,可在床单间支撑轻质小木棍,小木棍的位置不同,两侧床单间夹角θ将不同,设床单重力为G,晾衣杆对床单的作用力大小为F,下列说法正确的是( )
A.θ越大,F越大
B.θ越大,F越小
C.无论θ取何值,都有F=G
D.只有当θ=120°时,才有F=G
6.(2023福建泉州三模)三个相同的带孔金属小球A、B、C串在环形绝缘细绳上,A、B所带的电荷量分别为+Q、+2Q,C不带电。将三个小球放在绝缘水平桌面上,保持静止时三个小球的位置如图甲所示。将三个球一起接触后释放,再次静止时,三个小球的位置如图乙所示。不计小球的体积与一切摩擦,则前后两次静止时,细绳中拉力大小之比为( )
A.4∶9B.8∶9
C.8∶9D.4∶3
7.(2023河南洛阳模拟)某同学在家中用拖把拖地,沿推杆方向对拖把施加推力F,如图所示,此时推力与水平方向的夹角为θ,且拖把刚好做匀速直线运动,则( )
A.拖把所受地面的摩擦力为Fsin θ
B.地面对拖把的作用力方向与水平向左的夹角小于θ
C.从某时刻开始保持力F的大小不变,减小F与水平方向的夹角θ,地面对拖把的支持力FN变小
D.该同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力是一对平衡力
8.如图所示,一光滑球体放在支架与竖直墙壁之间,支架的倾角θ=60°,光滑球体的质量为m,支架的质量为2m,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个装置保持静止,则支架和地面间的动摩擦因数至少为( )
A.B.C.D.
B组素能提升练
9.(2023黑龙江肇东模拟)如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°。则两小球的质量比为( )
A.B.C.D.
10.(多选)(2023山东潍坊高三一模)如图所示,轻弹簧上端固定,另一端连在置于水平地面a点的小滑块上,弹簧处于压缩状态,小滑块静止。现将小滑块置于b点,小滑块仍能静止于b点,弹簧此时处于伸长状态且与小滑块在a点时形变量相同。则小滑块( )
A.在a点时对地面的弹力等于在b点时对地面的弹力
B.在a点时对地面的摩擦力小于在b点时对地面的摩擦力
C.在a点时对地面的作用力大于在b点时对地面的作用力
D.置于ab间任意一点都受到地面的摩擦力
11.(多选)如图所示,在一竖直平面内,y轴左侧有一水平向右的匀强电场E1和一垂直纸面向里的匀强磁场B,y轴右侧有一竖直方向的匀强电场E2(未画出)。一电荷量为q(电性未知)、质量为m的微粒从x轴上A点以一定初速度与水平方向成θ=37°角沿直线经P点匀速运动到图中C点,其中m、q、B均已知,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,则( )
A.微粒一定带负电
B.电场强度E2一定竖直向上
C.两电场强度之比
D.微粒的初速度为v=
12.(多选)(2023辽宁大连高三期末)如图所示,质量为m的小球A和质量为2m的物块B用跨过光滑定滑轮的细线连接,物块B放在倾角为θ=30°的斜面体C上,C置于水平地面上,现用水平外力F将小球A从最低点沿圆弧缓慢拉至细线与竖直方向夹角β=60°,该过程物块B和斜面C始终静止不动。则下列说法正确的是( )
A.水平外力F逐渐减小
B.物块B和斜面体C之间的摩擦力逐渐增大
C.斜面体C对地面的压力逐渐增大
D.斜面体C对地面的摩擦力逐渐增大
13.(2023河北九师联盟质检)如图所示,长度为l1的木棒一端支在光滑竖直墙上的A点,另一端B点被轻质细线斜拉着挂在墙上的C点而处于静止状态,细线与木棒之间的夹角为θ,A、C两点之间的距离为l2,墙对木棒的支持力为F,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.细线与竖直墙之间的夹角的正弦值为
B.木棒受到的三个力(或延长线)可能不交于同一点
C.细线对木棒的拉力大小为
D.木棒的质量为
专题分层突破练1 力与物体的平衡
1.D 吸盘与墙壁间存在弹力和摩擦力两对相互作用,故A错误;墙壁对吸盘的弹力沿水平方向且垂直于墙面,对吸盘的摩擦力竖直向上,所以弹力和摩擦力的合力方向斜向上,即墙壁对吸盘的作用力斜向上,故B错误;吸盘所受摩擦力与重力大小相等,方向相反,与大气压无关,故C错误;大气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的弹力大小相等,方向相反,是一对平衡力,故D正确。
2.A 手臂对篮球的压力可以大于篮球重力,故A正确;篮球对身体的静摩擦力方向竖直向下,故B错误;身体对篮球有竖直向上的摩擦力和水平向右的弹力,合力方向为斜向右上方,故C错误;手臂对篮球的弹力有竖直向下的分量,篮球对身体的静摩擦力大小大于篮球重力,故D错误。
3.C 对B受力分析,若B受摩擦力,则B所受的合外力不为零,不会做匀速直线运动,所以A对B的摩擦力为零,故A错误;对C受力分析,C做匀速直线运动,则C受到的摩擦力与水平力F等大反向,即A对C的摩擦力方向向左,所以C对A的摩擦力方向向右,故B错误;物体A受重力、B对A的压力、C对A的压力、地面对A的支持力、C对A的摩擦力和地面对A的摩擦力,即A受6个力作用,故C正确;以A、B、C为整体,整体向右做匀速直线运动,受到地面的摩擦力大小与水平力F相等、方向向左,故D错误。
4.C 由题意可知,轻质小环受力平衡,则拉力FT的方向垂直于杆2,根据几何关系可知FT方向与杆1夹角为37°,小球受力平衡,对小球所受力进行正交分解,在沿杆1方向上有FTcs37°+mgsin30°=F,代入数据,解得FT=1.25N,故选C。
5.C 以床单和细杆整体为研究对象,整体受到重力G和晾衣杆的作用力F,由平衡条件知F=G,与θ取何值无关。故选C。
6.A 设绳的全长为l,三个球一起接触之前,对A有k=2F1,三个球一起接触后,对A有2kcs30°=2F2cs30°,解得,故选A。
7.C 对拖把进行受力分析如图所示,可得拖把所受地面的摩擦力为Fcsθ,故A错误;地面对拖把的作用力为支持力和摩擦力的合力,该合力应该与mg和F的合力等大反向,该合力方向与水平向左的夹角大于θ,故B错误;竖直方向有FN=mg+Fsinθ,则θ减小,FN变小,故C正确;该同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力方向相同,受力对象不同,不是一对平衡力,故D错误。
8.D 对光滑球体受力分析如图甲所示,根据平衡条件可得F2csθ=mg;对支架受力分析如图乙所示,根据牛顿第三定律可知F3=F2,对支架由平衡条件可得F4=2mg+F3csθ,Ff=F3sinθ,又Ff=μF4,联立解得μ=,可知支架和地面间的动摩擦因数至少为。故选D。
甲
乙
9.A 质量为m2的小球保持静止状态,根据二力平衡可知F=m2g;质量为m1的小球受力如图所示,根据共点力平衡条件有Fcs60°-FNcs60°=0,Fsin60°+FNsin60°-m1g=0,代入数据联立解得,故A正确。
10.BC 根据题意,对滑块受力分析,由于滑块在a点和b点弹簧的形变量相同,则受弹簧的弹力大小相等,设为F,如图所示。由平衡条件有mg+Fcsα=FN1,FN2=mg-Fcsβ,由牛顿第三定律可知,小滑块在a点时对地面的弹力大于在b点时对地面的弹力,故A错误;由平衡条件有Fsinα=Ff1,Fsinβ=Ff2,由题意可知αFf1,即小滑块在a点时对地面的摩擦力小于在b点时对地面的摩擦力,故B正确;根据题意,由平衡条件可知,地面对小滑块的作用力与弹簧的弹力和小滑块重力的合力等大反向,由图可知,在a点时,弹簧弹力和小滑块重力夹角较小,则弹簧弹力和小滑块重力的合力较大,地面对小滑块的作用力较大,由牛顿第三定律可知,小滑块在a点时对地面的作用力大于在b点时对地面的作用力,故C正确;根据题意可知,小滑块置于ab间弹簧恢复原长处时,与地面间没有摩擦力,故D错误。
11.BD 微粒从A到P受重力、静电力和洛伦兹力作用做匀速直线运动,由左手定则及静电力的性质可确定微粒一定带正电,选项A错误;此时有qE1=mgtan37°,微粒从P到C在静电力和重力作用下做直线运动,必有mg=qE2,所以E2的方向竖直向上,选项B正确;联立以上两式可得,选项C错误;在AP段有mg=qvBcs37°,解得v=,选项D正确。
12.BD 对A分析有FTcsβ=mg,FTsinβ=F,解得F=mgtanβ,可知,β增大,F增大,A错误;当A在最低点时,细线的弹力大小等于mg,对B分析,由于B重力沿斜面的分力2mgsinθ=mg,则此刻B没有运动趋势,斜面对B的摩擦力为0,根据上述FT=可知,β增大,FT增大,则B随后相对斜面有向上运动的趋势,斜面对B有沿斜面向下的摩擦力,且摩擦力逐渐增大,B正确;对B、C整体分析有FN+FTsinθ=(2m+mC)g,根据牛顿第三定律,斜面体C对地面的压力FN'=FN=(2m+mC)g-,可知,β增大,FN'逐渐减小,C错误;对B、C整体分析有Ff=FTcsθ,根据牛顿第三定律,斜面体C对地面的摩擦力Ff'=Ff=,可知,β增大,Ff'逐渐增大,D正确。
13.C 设细线与竖直墙之间的夹角为α,在△ABC中由正弦定理可得,解得sinα=,故A错误;根据共点力平衡的原理,木棒受到的三个力(或延长线)一定交于同一点,故B错误;设细线的拉力为FT,木棒的质量为m,对木棒受力分析,由力的平衡条件有F=FTsinα,mg=FTcsα,结合sinα=,解得FT=,m=,故C正确,D错误。