2022年高考二轮复习物理第二部分专题限时训练物体的平衡 .pdf

专题限时训练 (一)物体的平衡(限时 45 分钟) 一、单项选择题 (每小题 6 分，共 48 分) 1(2014 广东理综 )如图所示，水平地面上堆放着原木关于原木 P 在支撑点 M、N 处受力的方向，下列说法正确的是() AM 处受到的支持力竖直向上BN 处受到的支持力竖直向上CM 处受到的静摩擦力沿MN 方向DN 处受到的静摩擦力沿水平方向答案： A 解析： M 处支持力方向垂直于地面，因此竖直向上，A 项正确；N 处的支持力方向垂直于原木P，因此 B 项错误； M 处受到的静摩擦力方向平行于地面， C 项错误；N 处受到的静摩擦力方向平行于原木 P，D 项错误2如图所示的四脚支架经常使用在架设高压线路、通信的基站塔台等领域现有一质量为m 的四脚支架置于水平地面上，其四根铁质支架等长，与竖直方向均成角，重力加速度为g，则每根支架名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - 对地面的作用力大小为() A.mg4sin B.mg4cos C.14mgtan D.14mg答案： B 解析：设每根支架对地面的作用力大小为F，根据牛顿第三定律以及力的合成与分解知识可得4Fcos mg，解得 Fmg4cos ，选项B 正确3(2015 扬州模拟 )如图甲所示，水平地面上固定一倾角为30的表面粗糙的斜劈，一质量为m 的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑现对小物体施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑，如图乙所示，则F 的大小应为 () 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - A.3mgB.33mgC.36mgD.34mg答案： A 解析：小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑，可知小物块与斜劈表面间的动摩擦因数 tan 30 .由小物块能沿着斜劈表面匀速上滑，沿斜面方向列平衡方程，可得Fcos 30 mgsin 30 FN，垂直斜面方向有 FNFsin 30 mgcos 30 .联立解得 F3mg.所以 B、C、D选项错误， A 选项正确4如图所示， A、B 两物体叠放在水平地面上，A 物体质量 m20 kg， B 物体质量 M30 kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A 物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250 N/m.A 与 B 之间、 B 与地面之间的动摩擦因数均为 0.5.现有一水平推力 F 作用于物体 B 上使 B 缓慢地向墙壁移动， 当移动 0.5 m 时，水平 推力的 大 小为 (最 大静 摩擦 力等 于滑动摩 擦力， 取 g 10 m/s2)() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - A200 N B300 N C250 N D350 N 答案： D 解析：假设 A、B 间没有发生相对滑动，则缓慢移动0.5 m 时，弹簧弹力 Fkx125 N，A、B 间的最大静摩擦力Ffmmg 100 NF，故 A、B 间已经发生了相对滑动，对物体B 受力分析，由平衡条件可知， Fmg (mM)g350 N，D 正确5如图所示，固定在水平地面上的物体A，左侧是圆弧面，右侧是倾角为 的斜面，一根轻绳跨过物体A 顶点上的小滑轮，绳两端分别系有质量为m1、m2的小球，当两球静止时，小球m1与圆心连线跟水平方向的夹角也为 ，不计一切摩擦，则m1、m2之间的关系是() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - Am1m2Bm1m2tan Cm1m2cot Dm1m2cos 答案： B 解析：设轻绳的拉力为F，对 m2，由平衡条件得： Fm2gsin ，对 m1，由平衡条件得： Fm1gcos ，故有 m1gcos m2gsin ，得出 m1m2tan ，B 正确6将两个质量均为m 的小球 a、b 用细线相连后，再用细线悬挂于 O 点，如图所示用力F 拉小球 b，使两个小球都处于静止状态， 且细线 Oa与竖直方向的夹角保持 30 ， 则 F 的最小值为 () 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - A.33mgBmgC.32mgD.12mg答案： B 解析： 将 a、b 看成一个整体受力分析可知，当力F 与 Oa 垂直时 F 最小，可知此时F2mgsin mg，选项 B 正确7如图所示，在足够长的水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的小木块 (长度不计 )1、2、3，中间分别用一原长为L、劲度系数为 k 的轻弹簧连接起来， 木块与传送带间的动摩擦因数为 ，现用水平细绳将木块1 固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3 两木块之间的距离是 () A2Lm2m3gkB2L2m2m3gkC2Lm22m3gkD2Lm1m2m3gk答案： C 解析：木块 m3平衡，kx2m3g，木块 m2平衡，可得： kx1kx2m2g，解得：x2m3gk，x1m2m3gk，当三个木块平衡后， 1、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - 3 两木块之间的距离是：Lx1Lx22Lm22m3gk，C 正确8 如图所示，MON 是固定的光滑绝缘直角杆， MO 沿水平方向，NO 沿竖直方向， A、B 为两个套在此杆上的带有同种正电荷的小球，用一指向竖直杆的水平力F 作用在 A 球上，使两端均处于静止状态现将 A 球向竖直杆 NO 方向缓慢移动一小段距离后，A、B 两小球可以重新平衡， 则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，下列说法正确的是 () AA、B 两小球间的库仑力变小BA、B 两小球间的库仑力变大CA 球对 MO 杆的压力变小DB 球对 NO 杆的压力变大答案： A 解析： 分析 A、B 整体的受力如图甲所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - 由平衡条件得： FNAmAgmBg，FNBF.可见 FNA的大小与 A、B 间距及图中无关，由牛顿第三定律可知，C 错误单独分析B球受力如图乙所示，由平衡条件可得：F库mBgsin ，FNBmBgtan ，A球向右移动一小段距离后，增大，F库减小，FNB减小，故 A 正确，B、D 均错误二、多项选择题 (每小题 7 分，共 42 分) 9如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下可以改变与水平面间的倾角，用以卸下车厢中的货物 当倾角增大到 时，质量为 M 的木箱 A 与装在箱内的质量为m 的物体B 一起以共同的速度v 沿车厢底匀速滑下，则下列说法正确的是() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - AA、B 间没有静摩擦力BA 受到 B 的静摩擦力方向沿斜面向下CA 受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mgsin DA 与车厢底面间的动摩擦因数 tan 答案： BD 解析：以 A、B 为一整体，由平衡条件可得： (mM)gsin (mM)gcos ，解得： tan ，D 正确， C 错误；物体 B 沿斜面合力为零，则有 FfBmgsin ，方向沿斜面向上， B 对 A 的静摩擦力沿斜面向下， A 错误， B 正确10如图所示，截面是三角形的木块a 上放置一铁块 b，三角形木块竖直边靠在粗糙的竖直面上现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁块一起向上匀速运动， 运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，下面说法正确的是() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - A木块 a 与铁块 b 间一定存在摩擦力B木块 a 与竖直墙面间一定存在水平弹力C木块 a 与竖直墙面间一定存在摩擦力D竖直向上的作用F 大小一定等于铁块与木块的重力之和答案： AD 解析：隔离铁块 b 对其进行受力分析， 它受到重力、 木块 a 的支持力和沿接触面向上的静摩擦力作用，如果没有摩擦力， 铁块将不能处于平衡状态，故选项A 正确；木块 a 与竖直墙壁之间虽然接触，但它们之间无相互挤压， 没有发生形变， 所以不会产生弹力， 也不会产生摩擦力，选项 B、C 均错误；对铁块 b 和木块 a 整体进行受力分析，根据题意可知，该整体处于平衡状态，所以其所受的总重力(铁块与木块的重力之和 )等于作用力 F 的大小，选项 D 正确11如图所示，三个重均为100 N 的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F20 N 作用在物块 2 上，三条轻质绳结于 O 点，与物块 3 连接的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成45 角， 竖直绳悬挂重 20 N 的小球 P.整个装置处于静止状态， 则() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - A物块 1 和 2 之间的摩擦力大小为20 N B水平绳的拉力大小为20 N C桌面对物块 3 的支持力大小为320 N D物块 3 受 5 个力的作用答案： BD 解析： 由 O 点合力为零可得水平绳的拉力FTmPg20 N，B正确；物块 1 和 2 之间无摩擦力存在， A 错误；取 1、2、3 三个物块为一整体， 由 FFT可知，物块 3 与桌面间的摩擦力为0，物块 3 受重力、桌面支持力、 2 对 3 的压力、水平绳拉力FT和 2 对 3 的摩擦力共 5个力作用，D 正确； 桌面对物块 3的支持力大小为 3mg300 N，C 错误12如图所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成 角，处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，金属杆ab 水平放在导轨上当回路电流强度为I 时，金属杆 ab 所受安培力为 F，斜面的支持力为 FN，则() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - A安培力方向垂直于ab 杆沿斜面向上B安培力方向垂直于ab杆水平向右CFNBIL cos DFNBILsin 答案： BD 解析： 画出倾斜导轨和ab 杆的二维视图，由左手定则判断出安培力方向水平向右，大小为FBIL ，由共点力平衡求得FNBILsin ，选项 B、D 正确名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - 13如图所示，质量为m 的滑块置于倾角为30 的粗糙斜面上，轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30 ，系统处于静止状态，则() A滑块可能受到三个力作用B弹簧一定处于压缩状态C斜面对滑块的支持力大小可能为零D斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg答案： AD 解析：弹簧与竖直方向的夹角为30 ，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知， 所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、 斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，此时弹簧弹力为零，处于原长状态，A 正确，B 错误；由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力等于12mg ，不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，C 错误，D 正确14(2015 成都模拟 )如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块 P、Q 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - P 悬于空中， Q 放在斜面上，均处于静止状态当用水平向左的恒力F 推 Q 时，P、Q 仍静止不动，则 () AQ 受到的摩擦力一定变小BQ 受到的摩擦力可能变大C轻绳上拉力一定变小D轻绳上拉力一定不变答案： BD 解析： P 受重力和轻绳的拉力，二力平衡在没有施加外力F时，Q 受重力、弹力、轻绳的拉力(大小等于 P 的重力 )，可能受静摩擦力(方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下)，可能不受摩擦力，分情况讨论：若静摩擦力沿斜面向上，施加外力F 时，静摩擦力可能减小，方向不变，也可能为零，还可能反向，大小不定，可能比原来更大；若静摩擦力沿斜面向下，施加外力F 时，静摩擦力变大；若原来不受摩擦力，施加外力F 时，静摩擦力沿斜面向下所以B、D 项正确名师资料总结 - 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