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专题01 力与物体的平衡（分层练） -【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）
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内容概览
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc11033" A·常考题不丢分（20题）
\l "_Tc17675" 【命题点01 受力分析】………………………… PAGEREF _Tc17675 \h 1
\l "_Tc29655" 【命题点02 静态平衡】………………………… PAGEREF _Tc29655 \h 4
\l "_Tc16384" 【命题点03 动态平衡】………………………… PAGEREF _Tc16384 \h 8
\l "_Tc9868" 【命题点04 电磁场中的受力平衡问题】……… PAGEREF _Tc9868 \h 12
\l "_Tc21441" B·拓展培优拿高分（10题）…………… PAGEREF _Tc21441 \h 15
\l "_Tc9159" C·挑战真题争满分（11题）…………… PAGEREF _Tc9159 \h 24
【命题点01 受力分析】
1．（2023·广东广州·统考模拟预测）如图，甲、乙两工人站在工地平台上，用一根轻绳通过光滑挂钩吊一重物。甲、乙保持位置不变，两人同时缓慢释放轻绳，在重物下降的过程中（ ）
A．甲所受平台的支持力变小B．甲所受平台的支持力变大
C．乙所受平台的摩擦力变小D．乙所受平台的摩擦力变大
2．（2024·四川甘孜·统考一模）如图所示，三本完全相同的物理课本a、b、c叠放在倾角为θ的斜面上处于静止状态，已知每本物理课本的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．a、b间摩擦力为零B．b对c的压力大小为2mgcsθ
C．c受斜面摩擦力大小为mgsinθD．b受a、c摩擦力合力大小为2mgsinθ
3．（2023·安徽·校联考二模）如图所示，一质量为M的半球面放在粗糙的水平面上，球心为O，轻绳一端固定在天花板上、另一端系一质量为m的小球（可视为质点），小球放在半球面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为45°，小球与半球球心O连线与竖直方向成30°角，此时半球面静止。已知半球面与水平面的接触面粗糙，其余摩擦不计，重力加速度为g，则半球面与水平面的摩擦力大小为（ ）
A．6-2mg2B．6-1mg2C．3-1mg2D．3-2mg2
4．（2023·海南·统考一模）如图所示，在倾角为30°的光滑固定斜面上有质量均为m=1kg的两个小球A、B，两球用劲度系数k=500N/m的轻质弹簧相连接。现对B施加一水平向左的推力F，使A、B均静止在斜面上。已知弹簧的原长为10cm，重力加速度g=10m/s2，则推力F的大小和此时弹簧的长度分别为（ ）
A．2033N和11cmB．203N和11cm
C．203N和12cmD．20N和12cm
5．（2024·陕西汉中·统考一模）如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中虚线位置缓慢上升到实线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，杆对环的摩擦力F1和F的变化情况（ ）
A．F1逐渐减小，F保持不变B．F1逐渐增大，F保持不变
C．F1保持不变，F逐渐增大D．F1保持不变，F逐渐减小
【命题点02 静态平衡】
6．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）小明同学喜欢体育运动，他拖拉物体时拉力最大为 10002N，某次训练中，体育老师将不同质量的重物置于倾角为15°的斜面上，让他拉动重物沿斜面向上运动， 重物与斜面间的动摩擦因数为 33，则他能拉动的重物质量最大为（ ）
A．100kgB．1003kg
C．200kgD．2003kg
7．（2023·江苏连云港·校考模拟预测）甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲乙两图中杆中弹力之比 1：3
B．甲图中杆的弹力更大
C．两根杆中弹力方向均沿杆方向
D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂
8．（2024·吉林长春·东北师大附中校考二模）某博物馆举办抓金砖挑战赛，如图为一块质量m=25kg的梭台形金砖，挑战者须戴博物馆提供的手套，单手抓住金砖的a、b两侧面向上提，保持金砖c面水平朝上，而且手指不能抠底，在空中保持25s，才是挑战成功。已知金砖a、b两侧面与金砖底面的夹角均为θ=78.5°，挑战者施加给金砖的单侧握力为F，手套与金砖之间的动摩擦因数为μ=0.25，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s²。计算时取sin78.5°≈0.98，cs78.5°≈0.20，若要抓起金砖，力F至少约为（ ）
A．2500NB．2778N
C．1389ND．无论多大的力都无法抓起金砖
9．（2023·湖南株洲·统考一模）碗内部为半球形，半径为R，碗口水平。生米与碗内侧的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，静止于碗内的生米粒与碗口间的最小距离d为（ ）
A．R1+μ2B．R1-μ2C．R11-μ2D．R11+μ2
10．（2023·河南·校联考模拟预测）倾角为 30°的斜面体固定放置，当把物块放置在斜面上时，物块处于静止状态，摩擦力的大小为 f=2.5 N，如图所示，当给物块一个沿着斜面向上的拉力F=10N时，物块从静止开始向上做匀加速直线运动，在t=0.5s 内运动的位移为 x=1.25 m，重力加速度为g=10 m/s2，求：
（1）物块的质量；
（2）物块与斜面之间的动摩擦因数；
（3）最大静摩擦力等于滑动摩擦力，改变拉力 F的大小和方向，当物块刚好不沿着斜面上滑时，则F的最小值为多少？
【命题点03 动态平衡】
11．（多选）（2024·山东潍坊·校考模拟预测）如图，光滑水平地面上放有截面为14圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，A原来靠墙放置，在推力F作用下处于静止状态，现缓慢地向右移动一小段距离L至图示位置，在这一过程中（ ）
A．F的大小不变B．A对B的弹力增大
C．A受到地面的支持力不变D．墙面对B的弹力先减小后增大
12．（2023·河南开封·统考一模）《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的小定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。轻绳OD一直处于伸直状态，不计一切阻力，在兜篮和王进被缓慢下放的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．轻绳OD的拉力一直增大B．轻绳OD的拉力一直减小
C．轻绳CD的拉力先增大后减小D．轻绳CD的拉力先减小后增大
13．（2024·四川内江·统考一模）如图，是匀速吊起装饰用的石球的示意图。装置底部为圆形绳套，A、B、C、D是圆上四等分点，侧面OA、OB、OC、OD是四条完全相同、不可伸长的轻绳。O点在石球球心的正上方0.5m处，石球半径为0.3m，石球表面视为光滑、重力为G。下列说法正确的是（ ）
A．若侧面绳长不变，减小圆形绳套的半径，绳的弹力减小
B．OB绳的弹力大小为G4
C．若圆形绳套不变，将侧面四根绳子各减小相同的长度，OC绳的弹力增大
D．若减速向上提升石球，OD绳的弹力大于5G16
14．（2024·山东德州·校联考模拟预测）抖空竹是我国传统体育运动之一，在民间流行的历史至少在600年以上。如图所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线a向左移动时，细线的拉力将增大
B．沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小
C．沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将增大
D．沿虚线d向右移动时，空竹所受的合力将增大
15．（2023·云南昭通·统考模拟预测）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轻质细线连接，物块B放在倾角θ=37∘的粗糙斜面体C上，连接物块B的细线与斜面平行，刚开始都处于静止状态。现对A施加一个方向水平向右、大小可变的力F，在F作用下小球A缓慢运动至细绳与竖直方向夹角为α=60∘处，该过程中物块B和斜面体C始终静止不动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，已知sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。下列说法正确的是（ ）
A．该过程中，力F逐渐减小
B．物块B和斜面体C之间的摩擦因数一定大于等于0.5
C．当α=60∘时，斜面体C受到地面的摩擦力方向向右
D．该过程中，物块B和斜面体C之间的摩擦力大小范围为0.2mg≤f≤0.8mg
【命题点04 电磁场中的受力平衡问题】
16．（2023·广东梅州·统考三模）如图所示，三个带电小球A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点且放在光滑绝缘的水平桌面上，空间存在水平且与BC连线垂直的匀强电场，三个小球可看成质点且均静止不动，则三个带电小球所带电荷的电性及电荷量的关系是（ ）
A．A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1
B．A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1
C．A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1
D．A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1
17．（2023·海南·统考模拟预测）如图，一劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，一端固定在倾角为θ的光滑绝缘斜面的上端，另一端与带电量为+qq>0、质量为m的球a连接。a的右侧固定有带电量为Q的球b、系统静止时，a对斜面的压力恰好为零，两球心高度相同，球心间距和弹簧的长均为l。已知静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球视为点电荷，则（ ）
A．球b带正电，Q=mgl2tanθkqB．球b带负电，Q=mgl2kqtanθ
C．弹簧的原长为l-mgk0tanθD．弹簧的原长为l-mgsinθk0
18．（2023·山东聊城·校联考三模）如图所示，水平天花板上的P、Q两点各固定一个光滑定滑轮，两根细绳穿过定滑轮分别连接A、B、C三个带电绝缘小球，三个小球保持静止状态且处于同一高度，定滑轮与小球在同一竖直面内。已知A、C球的质量均为m，B球的质量为M，△PAB、△QBC均为正三角形，重力加速度为g。则（ ）
A．A、B、C可能带同种电荷B．B球的电荷量最小
C．M=3mD．A、B球之间库仑力大小为33mg
19．（2023·甘肃·统考一模）如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A．b对c的摩擦力一定减小B．地面对c的支持力一定变大
C．c对地面的摩擦力方向一定向左D．地面对c的摩擦力一定变大
20．（多选）（2023·山西运城·统考三模）如图，水平向右的匀强电场中有a、b两个可视为质点的带电小球，小球所带电荷量的大小相同、电性未知。现将两小球用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为α，β，且α<β，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．若a、b电性相反，则球a的质量一定大于球b的质量
B．若a、b电性相反，则球a的质量可能等于球b的质量
C．若同时剪断两根细绳，则a球可能先落地
D．若同时剪断两根细绳，则a、b两球一定同时落地
一、单选题
1．（2022·山东潍坊·统考二模）如图所示，质量的小物块b置于倾角为的斜面体c上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电荷的小球M连接，左侧细绳与斜面平行，带负电荷的小球N用绝缘细绳悬挂于P点，两小球的质量相等。初始时刻，连接小球M的一段细绳与竖直方向的夹角且两小球之间的距离d=3cm。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面，且b、c都静止，放电结束后滑块b恰好没滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。静电力常量。下列说法正确的是（ ）
A．初始状态，地面对斜面体c的摩擦力大小为
B．放电过程中，小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大
C．地面对斜面体c的支持力先变小后变大
D．小物块b和斜面体c之间的动摩擦因数为
2．（2023·安徽合肥·合肥市第六中学校考模拟预测）如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角为θ，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一个质量为m的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦，重力加速度为g。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角，下列说法正确的是（ ）
A．直径MN水平时，轻绳的张力大小为
B．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程中，轻绳的张角先减小再增大
C．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程中，重物的重力势能先增大后减小
D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程中，轻绳的张力逐渐减小
3．（2023·四川达州·统考一模）如图所示，光滑直硬杆1和粗糙硬杆2固定在水平面上，与水平面之间的夹角分别为、，轻质圆环套在杆2上，轻质细线两端分别连接着小球和圆环，细线绕过在杆1上可自由滑动的光滑滑轮，初始状态环和滑轮间的细线竖直。现缓慢移动滑轮至环和滑轮间的细线水平，在整个过程中圆环始终处于静止。则在该过程中（ ）
A．圆环受到的摩擦力先减小再增大B．圆环受到的支持力逐渐增大
C．细绳对滑轮的作用力先增大再减小D．细绳的拉力逐渐增大
4．（2023·河南·校联考模拟预测）如图所示，B是一个立方体物体，中间有一个光滑球形孔，小球C位于球形孔内，整个装置放在足够长的木板A上。已知立方体B与长木板A之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将木板的倾角由缓慢增大到，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．木板受到的压力逐渐增大
B．立方体受到木板的摩擦力逐渐变大
C．小球对立方体的压力逐渐变大
D．小球对立方体的压力大小先不变后减小
5．（2022·湖南·模拟预测）如图所示，质量分别为、的两个带同种电荷的小球、，分别用长为的绝缘细线悬挂在同一点，两细线与竖直方向各成一定的角度、，两小球用一绝缘轻质弹簧相接，A、B球连线与过点竖直线交于点，初始时刻弹簧处在压缩状态，现增加球的电荷量，下列说法中正确的是（ ）
A．两细线的拉力之比变大B．两细线的夹角不变
C．与的长度之比不变D．长度一定变大
6．（2023·河北秦皇岛·校联考二模）如图所示，由金属丝制作而成的轻弹簧上端焊接在天花板上，下端悬挂质量为m的绝缘小物块，系统处于静止状态，此时弹簧伸长了；给轻弹簧通电后，系统再次平衡，弹簧依然处于拉伸状态，其形变量为。弹簧的形变始终在弹性限度内，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．轻弹簧的劲度系数为B．两次形变量关系是
C．通电后磁场力大小为D．若弹簧中电流变大，平衡时弹簧的形变量一定变小
二、多选题
7．（2023·云南红河·统考二模）水平面上固定一光滑绝缘细杆，一电荷量为Q的小球B穿过细杆置于O点；O点的正上方固定一竖直光滑绝缘细杆，质量为m、电荷量为Q的小球A穿过置于离O点高为处时恰好静止。现将B球缓慢向右移动，A球会沿着细杆下降，设连线与间的夹角为，当时固定B球，再用竖直方向的外力F把A球缓慢移到O点，下列说法正确的是（ ）
A．的大小与Q成正比
B．当时，B对A的静电力随增大而增大
C．当时，AB间的电势能随增大而增大
D．当时，F的大小随增大先增大后减小
8．（多选）（2024·四川成都·校考一模）如图所示，倾角为的斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上有一质量为的滑块，通过轻绳绕过光滑的滑轮与质量为的带正电的小球（可视为质点）相连，滑轮下方有一个光滑的小孔，轻绳与斜面平行。小球在水平面内做圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角也为。斜面体和滑块始终静止，滑块与斜面的动摩擦因数为，小球与小孔之间的绳长为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．斜面体所受到地面的摩擦力大小为mg
B．若增大小球的转速，绳子对小孔的作用力减小
C．若增大小球的转速，小球能达到的最大转速为
D．若此时在空间加上竖直向下的电场，要使小球的转速不变，则小球到转动中心的距离增大
9．（多选）（2024·湖南·湖南师大附中校联考一模）如图为某种旋转节速器的结构示意图，长方形框架固定在竖直转轴上，重物A套在转轴上，两个完全相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在框架上，A、B及A、C之间通过铰链与长为L 的两根轻杆相连接，A可以在竖直轴上滑动。当装置静止时，轻杆与竖直方向的夹角为53°。现缓慢抬高重物A，当轻杆与竖直方向的夹角为弹簧恰好恢复原长。已知 A、B、C质量相同，弹簧弹性势能（其中k为劲度系数，x为形变量），重力加速度为g，不计一切摩擦，取，。下列说法正确的是（ ）
A．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为 2：3
B．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为3：2
C．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为
D．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为
三、解答题
10．（2023·广西南宁·南宁三中校考二模）如图所示，两足够长直轨道间距，轨道所在平面与水平面夹角，一质量的“半圆柱体”滑板P放在轨道上，恰好处于静止状态，P的上表面与轨道所在平面平行，前后面均为半径的半圆，圆心分别为O、。某时刻可视为质点的小滑块以初速度沿冲上滑板P，与滑板共速时小滑块恰好位于O点。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑板P与小滑块间的动摩擦因数为，，，g取，求：
（1）滑板P恰好静止时与一侧长直轨道间的摩擦力f的大小；
（2）滑板P与轨道间的动摩擦因数；
（3）滑块滑到O点过程中系统摩擦产生的热量Q。
1．（2023·河北·高考真题）如图，轻质细杆上穿有一个质量为的小球，将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成角，则左侧斜面对杆支持力的大小为（ ）
A．B．C．D．
2．（2023·广东·统考高考真题）如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力、支持力、摩擦力和磁力的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（ ）
A．B．C．D．
3．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力，则（ ）
A．的竖直分力大于的竖直分力B．的竖直分力等于的竖直分力
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
4．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角，一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）
A．作用力为B．作用力为
C．摩擦力为D．摩擦力为
5．（2022·广东·高考真题）图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（ ）
A．B．C．D．
6．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的合拉力大小为B．轻绳的合拉力大小为
C．减小夹角，轻绳的合拉力一定减小D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小
7．（2021·湖南·高考真题）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．推力先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
8．（2023·海南·统考高考真题）如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B两点，AO = 2cm，OB = 4cm，在AB固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点（小球可视为点电荷），已知AP：BP = n：1，试求Q1：Q2是多少（ ）
A．2n2：1B．4n2：1C．2n3：1D．4n3：1
9．（2020·浙江·高考真题）如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（ ）
A．B．弹簧伸长量为
C．A球受到的库仑力大小为2MgD．相邻两小球间距为
10．（2019·全国·高考真题）如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（ ）
A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷
C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷
11．（2019·浙江·高考真题）电荷量为4×10－6C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2kg、电荷量为－5×10－6C的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点。A、B间距离为30cm，AB连线与竖直方向夹角为60°。静电力常量为9.0×109N•m2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是（ ）
A．B．C．D．
内容概览
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc11033" A·常考题不丢分（20题）
\l "_Tc17675" 【命题点01 受力分析】………………………… PAGEREF _Tc17675 \h 1
\l "_Tc29655" 【命题点02 静态平衡】………………………… PAGEREF _Tc29655 \h 4
\l "_Tc16384" 【命题点03 动态平衡】………………………… PAGEREF _Tc16384 \h 8
\l "_Tc9868" 【命题点04 电磁场中的受力平衡问题】……… PAGEREF _Tc9868 \h 12
\l "_Tc21441" B·拓展培优拿高分（10题）…………… PAGEREF _Tc21441 \h 15
\l "_Tc9159" C·挑战真题争满分（11题）…………… PAGEREF _Tc9159 \h 24
【命题点01 受力分析】
1．（2023·广东广州·统考模拟预测）如图，甲、乙两工人站在工地平台上，用一根轻绳通过光滑挂钩吊一重物。甲、乙保持位置不变，两人同时缓慢释放轻绳，在重物下降的过程中（ ）
A．甲所受平台的支持力变小B．甲所受平台的支持力变大
C．乙所受平台的摩擦力变小D．乙所受平台的摩擦力变大
2．（2024·四川甘孜·统考一模）如图所示，三本完全相同的物理课本a、b、c叠放在倾角为θ的斜面上处于静止状态，已知每本物理课本的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．a、b间摩擦力为零B．b对c的压力大小为2mgcsθ
C．c受斜面摩擦力大小为mgsinθD．b受a、c摩擦力合力大小为2mgsinθ
3．（2023·安徽·校联考二模）如图所示，一质量为M的半球面放在粗糙的水平面上，球心为O，轻绳一端固定在天花板上、另一端系一质量为m的小球（可视为质点），小球放在半球面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为45°，小球与半球球心O连线与竖直方向成30°角，此时半球面静止。已知半球面与水平面的接触面粗糙，其余摩擦不计，重力加速度为g，则半球面与水平面的摩擦力大小为（ ）
A．6-2mg2B．6-1mg2C．3-1mg2D．3-2mg2
4．（2023·海南·统考一模）如图所示，在倾角为30°的光滑固定斜面上有质量均为m=1kg的两个小球A、B，两球用劲度系数k=500N/m的轻质弹簧相连接。现对B施加一水平向左的推力F，使A、B均静止在斜面上。已知弹簧的原长为10cm，重力加速度g=10m/s2，则推力F的大小和此时弹簧的长度分别为（ ）
A．2033N和11cmB．203N和11cm
C．203N和12cmD．20N和12cm
5．（2024·陕西汉中·统考一模）如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中虚线位置缓慢上升到实线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，杆对环的摩擦力F1和F的变化情况（ ）
A．F1逐渐减小，F保持不变B．F1逐渐增大，F保持不变
C．F1保持不变，F逐渐增大D．F1保持不变，F逐渐减小
【命题点02 静态平衡】
6．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）小明同学喜欢体育运动，他拖拉物体时拉力最大为 10002N，某次训练中，体育老师将不同质量的重物置于倾角为15°的斜面上，让他拉动重物沿斜面向上运动， 重物与斜面间的动摩擦因数为 33，则他能拉动的重物质量最大为（ ）
A．100kgB．1003kg
C．200kgD．2003kg
7．（2023·江苏连云港·校考模拟预测）甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲乙两图中杆中弹力之比 1：3
B．甲图中杆的弹力更大
C．两根杆中弹力方向均沿杆方向
D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂
8．（2024·吉林长春·东北师大附中校考二模）某博物馆举办抓金砖挑战赛，如图为一块质量m=25kg的梭台形金砖，挑战者须戴博物馆提供的手套，单手抓住金砖的a、b两侧面向上提，保持金砖c面水平朝上，而且手指不能抠底，在空中保持25s，才是挑战成功。已知金砖a、b两侧面与金砖底面的夹角均为θ=78.5°，挑战者施加给金砖的单侧握力为F，手套与金砖之间的动摩擦因数为μ=0.25，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s²。计算时取sin78.5°≈0.98，cs78.5°≈0.20，若要抓起金砖，力F至少约为（ ）
A．2500NB．2778N
C．1389ND．无论多大的力都无法抓起金砖
9．（2023·湖南株洲·统考一模）碗内部为半球形，半径为R，碗口水平。生米与碗内侧的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，静止于碗内的生米粒与碗口间的最小距离d为（ ）
A．R1+μ2B．R1-μ2C．R11-μ2D．R11+μ2
10．（2023·河南·校联考模拟预测）倾角为 30°的斜面体固定放置，当把物块放置在斜面上时，物块处于静止状态，摩擦力的大小为 f=2.5 N，如图所示，当给物块一个沿着斜面向上的拉力F=10N时，物块从静止开始向上做匀加速直线运动，在t=0.5s 内运动的位移为 x=1.25 m，重力加速度为g=10 m/s2，求：
（1）物块的质量；
（2）物块与斜面之间的动摩擦因数；
（3）最大静摩擦力等于滑动摩擦力，改变拉力 F的大小和方向，当物块刚好不沿着斜面上滑时，则F的最小值为多少？
【命题点03 动态平衡】
11．（多选）（2024·山东潍坊·校考模拟预测）如图，光滑水平地面上放有截面为14圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，A原来靠墙放置，在推力F作用下处于静止状态，现缓慢地向右移动一小段距离L至图示位置，在这一过程中（ ）
A．F的大小不变B．A对B的弹力增大
C．A受到地面的支持力不变D．墙面对B的弹力先减小后增大
12．（2023·河南开封·统考一模）《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的小定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。轻绳OD一直处于伸直状态，不计一切阻力，在兜篮和王进被缓慢下放的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．轻绳OD的拉力一直增大B．轻绳OD的拉力一直减小
C．轻绳CD的拉力先增大后减小D．轻绳CD的拉力先减小后增大
13．（2024·四川内江·统考一模）如图，是匀速吊起装饰用的石球的示意图。装置底部为圆形绳套，A、B、C、D是圆上四等分点，侧面OA、OB、OC、OD是四条完全相同、不可伸长的轻绳。O点在石球球心的正上方0.5m处，石球半径为0.3m，石球表面视为光滑、重力为G。下列说法正确的是（ ）
A．若侧面绳长不变，减小圆形绳套的半径，绳的弹力减小
B．OB绳的弹力大小为G4
C．若圆形绳套不变，将侧面四根绳子各减小相同的长度，OC绳的弹力增大
D．若减速向上提升石球，OD绳的弹力大于5G16
14．（2024·山东德州·校联考模拟预测）抖空竹是我国传统体育运动之一，在民间流行的历史至少在600年以上。如图所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线a向左移动时，细线的拉力将增大
B．沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小
C．沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将增大
D．沿虚线d向右移动时，空竹所受的合力将增大
15．（2023·云南昭通·统考模拟预测）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轻质细线连接，物块B放在倾角θ=37∘的粗糙斜面体C上，连接物块B的细线与斜面平行，刚开始都处于静止状态。现对A施加一个方向水平向右、大小可变的力F，在F作用下小球A缓慢运动至细绳与竖直方向夹角为α=60∘处，该过程中物块B和斜面体C始终静止不动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，已知sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。下列说法正确的是（ ）
A．该过程中，力F逐渐减小
B．物块B和斜面体C之间的摩擦因数一定大于等于0.5
C．当α=60∘时，斜面体C受到地面的摩擦力方向向右
D．该过程中，物块B和斜面体C之间的摩擦力大小范围为0.2mg≤f≤0.8mg
【命题点04 电磁场中的受力平衡问题】
16．（2023·广东梅州·统考三模）如图所示，三个带电小球A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点且放在光滑绝缘的水平桌面上，空间存在水平且与BC连线垂直的匀强电场，三个小球可看成质点且均静止不动，则三个带电小球所带电荷的电性及电荷量的关系是（ ）
A．A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1
B．A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1
C．A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1
D．A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1
17．（2023·海南·统考模拟预测）如图，一劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，一端固定在倾角为θ的光滑绝缘斜面的上端，另一端与带电量为+qq>0、质量为m的球a连接。a的右侧固定有带电量为Q的球b、系统静止时，a对斜面的压力恰好为零，两球心高度相同，球心间距和弹簧的长均为l。已知静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球视为点电荷，则（ ）
A．球b带正电，Q=mgl2tanθkqB．球b带负电，Q=mgl2kqtanθ
C．弹簧的原长为l-mgk0tanθD．弹簧的原长为l-mgsinθk0
18．（2023·山东聊城·校联考三模）如图所示，水平天花板上的P、Q两点各固定一个光滑定滑轮，两根细绳穿过定滑轮分别连接A、B、C三个带电绝缘小球，三个小球保持静止状态且处于同一高度，定滑轮与小球在同一竖直面内。已知A、C球的质量均为m，B球的质量为M，△PAB、△QBC均为正三角形，重力加速度为g。则（ ）
A．A、B、C可能带同种电荷B．B球的电荷量最小
C．M=3mD．A、B球之间库仑力大小为33mg
19．（2023·甘肃·统考一模）如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A．b对c的摩擦力一定减小B．地面对c的支持力一定变大
C．c对地面的摩擦力方向一定向左D．地面对c的摩擦力一定变大
20．（多选）（2023·山西运城·统考三模）如图，水平向右的匀强电场中有a、b两个可视为质点的带电小球，小球所带电荷量的大小相同、电性未知。现将两小球用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为α，β，且α<β，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．若a、b电性相反，则球a的质量一定大于球b的质量
B．若a、b电性相反，则球a的质量可能等于球b的质量
C．若同时剪断两根细绳，则a球可能先落地
D．若同时剪断两根细绳，则a、b两球一定同时落地
一、单选题
1．（2022·山东潍坊·统考二模）如图所示，质量的小物块b置于倾角为的斜面体c上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电荷的小球M连接，左侧细绳与斜面平行，带负电荷的小球N用绝缘细绳悬挂于P点，两小球的质量相等。初始时刻，连接小球M的一段细绳与竖直方向的夹角且两小球之间的距离d=3cm。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面，且b、c都静止，放电结束后滑块b恰好没滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。静电力常量。下列说法正确的是（ ）
A．初始状态，地面对斜面体c的摩擦力大小为
B．放电过程中，小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大
C．地面对斜面体c的支持力先变小后变大
D．小物块b和斜面体c之间的动摩擦因数为
2．（2023·安徽合肥·合肥市第六中学校考模拟预测）如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角为θ，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一个质量为m的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦，重力加速度为g。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角，下列说法正确的是（ ）
A．直径MN水平时，轻绳的张力大小为
B．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程中，轻绳的张角先减小再增大
C．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程中，重物的重力势能先增大后减小
D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程中，轻绳的张力逐渐减小
3．（2023·四川达州·统考一模）如图所示，光滑直硬杆1和粗糙硬杆2固定在水平面上，与水平面之间的夹角分别为、，轻质圆环套在杆2上，轻质细线两端分别连接着小球和圆环，细线绕过在杆1上可自由滑动的光滑滑轮，初始状态环和滑轮间的细线竖直。现缓慢移动滑轮至环和滑轮间的细线水平，在整个过程中圆环始终处于静止。则在该过程中（ ）
A．圆环受到的摩擦力先减小再增大B．圆环受到的支持力逐渐增大
C．细绳对滑轮的作用力先增大再减小D．细绳的拉力逐渐增大
4．（2023·河南·校联考模拟预测）如图所示，B是一个立方体物体，中间有一个光滑球形孔，小球C位于球形孔内，整个装置放在足够长的木板A上。已知立方体B与长木板A之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将木板的倾角由缓慢增大到，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．木板受到的压力逐渐增大
B．立方体受到木板的摩擦力逐渐变大
C．小球对立方体的压力逐渐变大
D．小球对立方体的压力大小先不变后减小
5．（2022·湖南·模拟预测）如图所示，质量分别为、的两个带同种电荷的小球、，分别用长为的绝缘细线悬挂在同一点，两细线与竖直方向各成一定的角度、，两小球用一绝缘轻质弹簧相接，A、B球连线与过点竖直线交于点，初始时刻弹簧处在压缩状态，现增加球的电荷量，下列说法中正确的是（ ）
A．两细线的拉力之比变大B．两细线的夹角不变
C．与的长度之比不变D．长度一定变大
6．（2023·河北秦皇岛·校联考二模）如图所示，由金属丝制作而成的轻弹簧上端焊接在天花板上，下端悬挂质量为m的绝缘小物块，系统处于静止状态，此时弹簧伸长了；给轻弹簧通电后，系统再次平衡，弹簧依然处于拉伸状态，其形变量为。弹簧的形变始终在弹性限度内，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．轻弹簧的劲度系数为B．两次形变量关系是
C．通电后磁场力大小为D．若弹簧中电流变大，平衡时弹簧的形变量一定变小
二、多选题
7．（2023·云南红河·统考二模）水平面上固定一光滑绝缘细杆，一电荷量为Q的小球B穿过细杆置于O点；O点的正上方固定一竖直光滑绝缘细杆，质量为m、电荷量为Q的小球A穿过置于离O点高为处时恰好静止。现将B球缓慢向右移动，A球会沿着细杆下降，设连线与间的夹角为，当时固定B球，再用竖直方向的外力F把A球缓慢移到O点，下列说法正确的是（ ）
A．的大小与Q成正比
B．当时，B对A的静电力随增大而增大
C．当时，AB间的电势能随增大而增大
D．当时，F的大小随增大先增大后减小
8．（多选）（2024·四川成都·校考一模）如图所示，倾角为的斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上有一质量为的滑块，通过轻绳绕过光滑的滑轮与质量为的带正电的小球（可视为质点）相连，滑轮下方有一个光滑的小孔，轻绳与斜面平行。小球在水平面内做圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角也为。斜面体和滑块始终静止，滑块与斜面的动摩擦因数为，小球与小孔之间的绳长为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．斜面体所受到地面的摩擦力大小为mg
B．若增大小球的转速，绳子对小孔的作用力减小
C．若增大小球的转速，小球能达到的最大转速为
D．若此时在空间加上竖直向下的电场，要使小球的转速不变，则小球到转动中心的距离增大
9．（多选）（2024·湖南·湖南师大附中校联考一模）如图为某种旋转节速器的结构示意图，长方形框架固定在竖直转轴上，重物A套在转轴上，两个完全相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在框架上，A、B及A、C之间通过铰链与长为L 的两根轻杆相连接，A可以在竖直轴上滑动。当装置静止时，轻杆与竖直方向的夹角为53°。现缓慢抬高重物A，当轻杆与竖直方向的夹角为弹簧恰好恢复原长。已知 A、B、C质量相同，弹簧弹性势能（其中k为劲度系数，x为形变量），重力加速度为g，不计一切摩擦，取，。下列说法正确的是（ ）
A．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为 2：3
B．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为3：2
C．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为
D．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为
三、解答题
10．（2023·广西南宁·南宁三中校考二模）如图所示，两足够长直轨道间距，轨道所在平面与水平面夹角，一质量的“半圆柱体”滑板P放在轨道上，恰好处于静止状态，P的上表面与轨道所在平面平行，前后面均为半径的半圆，圆心分别为O、。某时刻可视为质点的小滑块以初速度沿冲上滑板P，与滑板共速时小滑块恰好位于O点。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑板P与小滑块间的动摩擦因数为，，，g取，求：
（1）滑板P恰好静止时与一侧长直轨道间的摩擦力f的大小；
（2）滑板P与轨道间的动摩擦因数；
（3）滑块滑到O点过程中系统摩擦产生的热量Q。
1．（2023·河北·高考真题）如图，轻质细杆上穿有一个质量为的小球，将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成角，则左侧斜面对杆支持力的大小为（ ）
A．B．C．D．
2．（2023·广东·统考高考真题）如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力、支持力、摩擦力和磁力的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（ ）
A．B．C．D．
3．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力，则（ ）
A．的竖直分力大于的竖直分力B．的竖直分力等于的竖直分力
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
4．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角，一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）
A．作用力为B．作用力为
C．摩擦力为D．摩擦力为
5．（2022·广东·高考真题）图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（ ）
A．B．C．D．
6．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的合拉力大小为B．轻绳的合拉力大小为
C．减小夹角，轻绳的合拉力一定减小D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小
7．（2021·湖南·高考真题）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．推力先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
8．（2023·海南·统考高考真题）如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B两点，AO = 2cm，OB = 4cm，在AB固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点（小球可视为点电荷），已知AP：BP = n：1，试求Q1：Q2是多少（ ）
A．2n2：1B．4n2：1C．2n3：1D．4n3：1
9．（2020·浙江·高考真题）如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（ ）
A．B．弹簧伸长量为
C．A球受到的库仑力大小为2MgD．相邻两小球间距为
10．（2019·全国·高考真题）如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（ ）
A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷
C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷
11．（2019·浙江·高考真题）电荷量为4×10－6C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2kg、电荷量为－5×10－6C的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点。A、B间距离为30cm，AB连线与竖直方向夹角为60°。静电力常量为9.0×109N•m2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是（ ）
A．B．C．D．
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