2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.4动态平衡问题提高篇含.doc

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1、四动态平衡问题（提高篇）一选择题1.（6分）（2019湖北黄冈三模）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。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（）A工人对绳的拉力一直变大B绳OD的拉力一直变小COD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD当

2、绳CD与竖直方向的夹角为30时，工人对绳的拉力为mg【参考答案】CD【名师解析】对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示，绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为。根据几何知识知：+290，由正弦定理可得，增大，减小，则F1增大，F2减小，故AB错误；两绳拉力的合力大小等于mg，故C正确；30时，30，则2F2cos30mg，可得F2mg，故D正确。2（2019广东惠州第三次调研）某建筑工地需要把货物提升到高处，采取如图所示的装置。光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂货物a，人拉绳的另一端缓慢向右运动达到提升货物的目的。在人向

3、右缓慢运动的过程中，则 （ ） A. 人对水平面的压力保持不变 B. 细绳OO的张力逐渐变小C. 细绳OO的张力逐渐变大 D. 细绳对人的拉力大小保持不变 【参考答案】BD【命题意图】本题考查平衡条件、受力分析、力的合成与分解及其相关知识点【解题思路】拉力等于货物重力不变，细绳对人的拉力大小保持不变，选项D正确；在人向右缓慢运动的过程中，细绳与水平面夹角逐渐减小，拉力沿水平方向分力逐渐增大，沿竖直方向分力逐渐减小，对人受力分析，由平衡条件可知，水平面对人的支持力逐渐增大，由牛顿第三定律可知人对水平面的压力逐渐增大，选项A错误；在人向右缓慢运动的过程中，滑轮两侧的细绳夹角逐渐增大，滑轮两侧的细绳

4、拉力的合力逐渐减小，对滑轮由平衡条件可知，细绳OO的张力逐渐变小，选项B正确C错误。3、(2019陕西西安三模)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面刚好水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，且相对木板没有发生移动，与原位置相比（）AA对B的作用力减小BB对A的摩擦力不变C板对B的摩擦力减小D板对B的作用力减小【参考答案】B【名师解析】设板与水平地面的夹角为。以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示

5、位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向相反，则B对A的作用力保持不变。根据牛顿第三定律可知，A对B的作用力也不变，选项A错误；结合对A选项的分析可知，开始时物体A不受B对A的摩擦力，木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置后受到的B对A的摩擦力作用，故B错误；以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2：总重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，板对B的作用力是支持力N2和摩擦力f2的合力。由平衡条件分析可知，板对B的作用力大小与总重力大小相等，保持不变。N2GABcos，f2GABsin，减小

6、，N2增大，f2减小，选项C正确，D错误。4.（2019山西吕梁期末）如图，1/4光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，OA与水平面夹角为30。小球在拉力F作用下始终静止在A点。当拉力方向水平向左时，拉力F的大小为10N。当将拉力F在竖直平面内转至沿圆轨道切线方向时，拉力F的大小为()A5N B15N C10N D10N【参考答案】A【名师解析】当拉力水平向左时，受到竖直向下的重力，沿OA向外的支持力，以及拉力F，如图所示，根据矢量三角形可得当拉力沿圆轨道切线方向时，受力如图所示，根据矢量三角形可得，A正确。 5.（2019陕西渭南质检）如图所示，在光滑水平地面上与竖直墙

7、壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体A，A与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球B，为使整个装置处于静止状态，需对A右侧竖直面施加一水平向左的推力现将A向左移动一段较小的距离使整个装置仍保持静止状态，关于移动前后两个静止状态受力情况的比较，下列说法正确的是（ ）A. 推力F变小B. 地面受到的压力变小C. 墙壁对B的弹力变大D. A对B的弹力变大【参考答案】A【名师解析】先以小球为研究对象，分析受力情况，当柱状物体向左移动时，与竖直方向的夹角减小，由图1看出，柱状物体对球的弹力与墙对球的弹力均减小。则由牛顿第三定律得知，球对柱状物体的弹力减小。再对整体分析受力如图2所示，由平衡条件得知，推力F

8、变小。地面对整体的支持力，保持不变。故A正确。【关键点拨】先以小球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，运用图解法得到柱状物体对球的弹力和墙对球的弹力如何变化，再对整体研究，分析推力F和地面的支持力如何变化本题首先要对对小球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解出小球受到的支持力表达式，再进行讨论再运用整体法研究地面的支持力和推力如何变化。6.（2019全国高考猜题卷6）城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂如图是这类结构的一种简化模型，硬杆左端可绕通过B点且垂直于纸面的轴无摩擦的转动，右端O点通过钢索挂于A点，钢索和硬杆所受的重力均可忽略有一质量不变的重物悬挂于O点，现将

9、钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，以保证硬杆始终处于水平则在上述变化过程中，下列说法中正确的是()A钢索对O点的拉力变大B硬杆对O点的弹力变小C钢索和硬杆对O点的作用力的合力变大D钢索和硬杆对O点的作用力的合力变小【参考答案】A【名师解析】以O点为研究对象，分析受力，作出受力分析图，根据平衡条件得：钢索AO对O点的拉力FAOsin Gmg，则FAO，杆BO对O点的支持力FBO，将钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，减小，则FAO增大，FBO增大，故A正确，B错误；BO始终水平，O点始终平衡，钢索和硬杆对O点的作用力的合力与重力平衡，保持不变，故C、D错误7.（2019湖南

10、雅礼中学月考）如图所示，在竖直平面内，一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V”形杆上 的A、B两点，已知OM边竖直，且IAOI=IOB!，细绳绕过光滑的滑轮，重物悬 挂于滑轮下处于静止状态。若在纸面内绕端点0按顺时针方向缓慢转动“V”形杆，直到ON边竖直，绳子的张力为FT、A点处绳子与杆之间摩擦力大小为 F，则（ ） A.张力FT一直增大 B.张力FT先增大后减小C.摩擦力F一直增大 D.摩擦力F先增大后减小【参考答案】B【名师解析】设滑轮两侧轻质软绳与竖直方向的夹角为，受力如图甲所示。8（2018江西南昌三模）如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F作用在该物块上，在保证物块不

11、相对于木板滑动的情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度。在此过程中下面说法正确的是（ ）A物块所受支持力一定变大B物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变C物块所受摩擦力可能变小D物块所受摩擦力一定变大【参考答案】.BC【命题意图】 本题考查受力分析、平衡条件及其相关的知识点。【解题思路】在木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度，分析物块受力，物块所受支持力变小，选项A错误；分析物块受力，物块受到竖直向下的重力、水平向右的恒力F、木板对物块的作用力（支持力和摩擦力的合力），由于物块重力不变，水平向右的恒力F不变，所以物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变，

12、选项B正确；物块所受摩擦力可能变小，选项C正确D错误。9.（2018全国联考）如图所示，在竖直的墙面上用铰链固定一可绕O点自由转动的轻杆，一定长度的轻绳系在轻杆的A、C两点，动滑轮跨过轻绳悬吊一定质量的物块。开始时轻杆位于水平方向，轻绳对A、C两点的拉力大小分别用、表示。则下列说法正确的是（ ）A当轻杆处于水平方向时B若将轻杆沿顺时针方向转过一个小角度，则增大、增大C若将轻杆沿逆时针方向转过一个小角度，则增大、增大D无论将轻杆怎样转动，则、均减小【参考答案】D 【名师解析】以滑轮B为研究对象，其受到竖直向下的拉力（大小等于悬吊物块的重力），AB、和BC的拉力，由于ABC为一根轻绳，则绳中拉力大

13、小处处相等，A错误；由力的平衡条件可知、的合力大小等于悬吊物块的重力，若将轻杆沿顺时针方向转过一个小角度，则减小，轻绳的拉力、均减小，B错误；若将轻杆沿逆时针方向转过一个小角度，则减小，轻绳的拉力、均减小，C错误、D正确。10（2019西安名校联考）半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止,这个装置的截面图如图所示。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。则在此过程中（ ）A.MN对Q的弹力逐渐减小 B.P对Q的弹力逐渐增大C.地面对P的摩擦力逐渐增大 D.Q所受的

14、合力逐渐增大【参考答案】：BC【名师解析】、对圆柱体Q受力分析,受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力,如图重力的大小和方向都不变,杆MN的支持力方向不变、大小变,半球P对Q的支持力方向和大小都变,然后根据平衡条件,得到N1=mg tan, ,由于不断增大,故N1不断增大,N2也不断增大;故A错误,B正确;对PQ整体受力分析,受到总重力、MN杆的支持力N1,地面的支持力N3,地面的静摩擦力f,如图：根据共点力平衡条件,有f=N1=mgtan由于不断增大,故f不断增大,故C正确;物体Q一直保持静止,故D错误;【关键点拨】考察学生利用力的合成,力的平行四边形法则解决动态平衡问题,这类题目关键

15、在于找到哪些力是不变的.11(2016山西太原高三期中)如图所示，置于固定斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力作用保持静止。若力F大小不变，将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示)。在F转动过程中，物体始终保持静止。在此过程中物体与斜面间的()A弹力可能先增大后减小B弹力一定先减小后增大C摩擦力可能先减小后增大D摩擦力一定一直减小【参考答案】BC【名师解析】物体受重力、支持力、摩擦力及拉力的作用而处于静止状态，故合力为零；将重力和拉力都分解到沿斜面和垂直于斜面的方向；在垂直于斜面方向，重力的分力、支持力及拉力的分力平衡，因拉力的分力先增大后减小，故弹力可能先

16、减小后增大，A项错误，B项正确；在沿斜面方向上，重力向下的分力、拉力的分力及摩擦力的合力为零。因拉力的分力先向下减小，后向上增大，故摩擦力可能先减小，后向下增大，也可能一直减小，C项正确，D项错误。12（2018全国联考）如图所示，轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，P端挂一重物，另用一轻绳通过滑轮A系在P端。在拉力F作用下当OP和竖直方向间的夹角缓慢减小时，则（ ）A拉力F的大小逐渐增大 BOP杆的弹力N的大小保持不变COP杆的弹力N做正功 D拉力F做的功大于重力G做的功【参考答案】B 【名师解析】以P点为研究对象，受到重物的拉力G、轻绳的拉力F和OP杆的弹力N三个力作用，由于平衡，三力构

17、成如图所示的力三角形。上述力的三角形与几何三角形AOP相似，则，当缓慢减小时，AO、OP保持不变，AP逐渐减小，可知绳中拉力F逐渐减小，OP杆的弹力N大小保持不变，选项A错误、选项B正确；运动过程中弹力N与速度方向垂直，所以弹力N不做功，选项C错误；由动能定理知拉力F做的功等于重力G做的功，选项D错误。13 (2018洛阳联考)如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起，用水平外力F缓缓向左推动B，使A缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中()AA和B均受三个力作用而平衡BB对桌面的压力保持不变CA对B的压力越来越小D外力F的大小恒定不变【参考答

18、案】BD【名师解析】 A受到重力、挡板的弹力和B的支持力三个力，B受到重力、A的压力、地面的支持力和外力F四个力。故A错误；当B向左移动时，B对A的支持力和挡板对A的支持力方向均不变，根据平衡条件得，这两个力大小保持不变，则A对B的压力也保持不变。对整体分析受力如图所示，由平衡条件得，FN1，挡板对A的支持力N1不变，则外力F不变。桌面对整体的支持力NG总，保持不变。则B对桌面的压力不变，故选项C错误，B、D均正确。14如图所示在倾角为的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体，档板与斜面夹角为.初始时90.在档板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程，下列说法正确的是()A 斜面对球的支持力变大

19、B 档板对球的弹力变大C 斜面对球的支持力变小 D 档板对球的弹力先变小后变大【参考答案】CD【名师解析】小球受到自身重力，斜面支持力和挡板弹力三力平衡，其中重力大小方向不变，斜面弹力垂直斜面向上方向不变，二者的合力与挡板弹力等大反向，挡板弹力垂直挡板，方向从斜向下逐渐变为水平向右最后变为斜向上，如下图所示挡板弹力变化时，重力和斜面支持力从斜向上逐渐变为斜向下，观察上面的示意图可见，斜面对球的支持力逐渐变小，挡板对球的弹力先减小后增大，选项CD正确，AB错误；故选CD【点睛】本题是较为复杂的动态变化分析问题，采用的是图解法直观反映出力的变化情况也可以采用函数法，列出函数关系讨论.15.如图所示

20、，相隔一定距离的两个相同的圆柱体A、B固定在等高的水平线上，一细绳套在两圆柱体上，细绳下端悬挂一重物。绳和圆柱体之间无摩擦，当重物一定时，绳越长()A.绳对圆柱体A的作用力越小，作用力与竖直方向的夹角越小B.绳对圆柱体A的作用力越小，作用力与竖直方向的夹角越大C.绳对圆柱体A的作用力越大，作用力与竖直方向的夹角越小D.绳对圆柱体A的作用力越大，作用力与竖直方向的夹角越大【参考答案】A【名师解析】题中装置关于AB连线的中垂线对称，因此，三段绳中的张力相等。对物体，两段绳的张力的合力等于物体的重力，若绳越长，则两段绳间的夹角越小，则张力越小。对A圆柱体，两段绳的张力的合力即对圆柱体的作用力，绳越长

21、，两绳间的夹角越大，则合力越小，合力方向与竖直方向的夹角越小，选项A正确。16.如图所示，将球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移的过程中，细绳上的拉力将()A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小 D.先减小后增大【参考答案】D【名师解析】作出球的受力图如图所示。由图可知，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力FT将先减小后增大，故选项D正确。17.如图所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢下降。关于此过程中绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是()A.不变 B.逐渐减小C.逐渐增大 D.可能不变，也可能增

22、大【参考答案】B【名师解析】当光滑挂钩下的重物C缓慢下降时，设绳AC和BC与竖直方向的夹角为，绳的拉力为F，则绳AC和BC在水平方向上的分力大小相等为FxFsin ，方向相反，是一对平衡力，绳AC和BC在竖直方向上的分力都为FyFcos ，两绳的合力与重力是一对平衡力，所以2Fy2Fcos mg，即F，重物C缓慢下降时，角逐渐减小，所以两绳的拉力F都逐渐减小。18.如图所示，一竖直挡板固定在水平地面上，图甲用一斜面将一质量为M的光滑球顶起，图乙用一圆柱体将同一光滑球顶起；当斜面或圆柱体缓慢向右推动的过程中，关于两种情况下挡板所受的压力，下列说法正确的是()A.两种情况下挡板所受的压力都不变B.

23、两种情况下挡板所受的压力都增大C.图甲中挡板所受的压力不变，图乙中挡板所受的压力减小D.图甲中挡板所受的压力不变，图乙中挡板所受的压力先减小后增大【参考答案】C【名师解析】选球为研究对象，图甲中，球受重力、挡板的弹力、斜面的支持力，由于缓慢向右推动的过程中，各力的方向不变，重力不变，所以挡板的弹力、斜面的支持力大小均不变，由牛顿第三定律知挡板所受压力也不变，选项B错误；图乙中球受重力、挡板的弹力、圆柱体的支持力，由于缓慢向右推动的过程中，圆柱体支持力与竖直方向的夹角减小(示意图如图)，挡板的弹力方向不变，重力不变，因此挡板的弹力减小，由牛顿第三定律知，挡板所受的压力也减小，选项C正确，A、D错误。