2022年2021届高考物理一轮复习共点力平衡专项训练测试题 .pdf

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1、2020 届高三物理一轮复习共点力平衡专项训练测试题一、选择题（ 110题只有一个答案符合要求，11-14 题有多个答案符合要求）1.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30 的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33，重力加速度取 10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为 1 500 N，则物块的质量最大为A150kg B100 3kg C200 kg D200 3kg 【答案】 A 【解析】T=f+mgsin ，f=N ，N=mgcos ，带入数据解得：m=150kg ，故 A 选项符合题意。2. 如图所示，某钢制工件上开有一个楔形凹槽， 凹槽的截面是一个直角三角形A

2、BC，CAB=30 ，ABC=90 ，ACB=60 。在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的 AB 边的压力为 F1，对 BC 边的压力为 F2，则的值为（）A. B. C. D. 【答案】 B【解析】金属球受到的重力产生两个作用效果，如图所示：对 AB面的压力等于分力F1，对 BC 面的压力等于分力F2，故 B正确， ACD 错误。3. 我国 2007年建成的国家大剧院外部呈椭球型为了简化，将国家大剧院的屋顶近似为半球形，某警卫人员在执行特殊任务时必须在屋顶上向上缓慢爬行，他在爬行的过程中屋顶对他的A支持力不变B支持力变小C摩擦力变小D摩擦力变大【答案】 C 【解析】因

3、为缓慢爬行，合力为零：cosmgF支，sinfmgF，向上爬的过程中，夹角减小，变大，变小，所以摩擦力变小，支持力变大，ABD 错误， C 正确。4. 如图所示，内壁光滑的 “V”形容器 AOB 放在水平地面上， AOB 为锐角，贴着内壁放置一个铁球，现将容器以O 点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90 ，则在转动过程中A球对 OA 的压力逐渐增大B球对 OA 的压力先增大后减小C球对 OB 的压力逐渐增大D球对 OB 的压力先增大后减小【答案】 AD 【解析】对小球在某位置受力分析如图，当容器以O 点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转 90 的过程中，相当于容器不动，而重力G 的方向从竖直向下的位

4、置转到与 OB 平行且方向向左的位置，若设F1与竖直方向的夹角为 （定值），某时刻重力 G 与竖直方向的夹角为 ，则对小球 O1，由正交分解法可知：21FF1233345 330213tan303FF名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 21coscosFGF；1sinsinFG，则解得1sinsinGF；2cossin=sin()tansinGGFG， 则当 角从 0 增加到 90 角的过程中，F1

5、逐渐变大； F2先增加后减小，故选AD. 5. 质量为 m的物体用轻绳 AB悬挂于竖直墙壁上， 今用水平向右的拉力F 拉动绳的中点 O至图示位置 用 T 表示绳 OA段拉力的大小， 在拉力 F 由图示位置逆时针缓慢转过 90o的过程中，始终保持O点位置不动，则A. F 先逐渐变小后逐渐变大， T逐渐变小B. F 先逐渐变小后逐渐变大， T逐渐变大C. F 先逐渐变大后逐渐变小， T逐渐变小D. F 先逐渐变大后逐渐变小， T逐渐变大【答案】 A【解析】 若保持 O点位置不变，将 F由水平位置绕 O点逆时针缓慢转动90 的过程中，F 和 AO 的拉力的合力始终与mg 等大、反向、共线，由平行四边

6、形定则可知，当F竖直时， F上拉力最大，最大值Fmax=mg；当 FAO 时，F 最小，此时 T=0，则 F 先逐渐变小后逐渐变大， T 逐渐变小，故选 A.5. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨滑轮，其一端悬挂物块 N。另一端与斜面上的物块 M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂 N的细绳与竖直方向成 45 。已知M始终保持静止， 则在此过程中A水平拉力的大小可能保持不变BM所受细绳的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】 BD 【解析】如图所示，以物块N 为研究对象

7、，它在水平向左拉力F 作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45 的过程中，水平拉力F 逐渐增大，绳子拉力T 逐渐增大；对 M 受力分析可知， 若起初 M 受到的摩擦力f 沿斜面向下， 则随着绳子拉力T 的增加， 则摩擦力 f 也逐渐增大；若起初M 受到的摩擦力f 沿斜面向上，则随着绳子拉力T 的增加，摩擦力 f 可能先减小后增加。故本题选BD 。6. 如图所示，一劲度系数为的轻从弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，弹簧、地面水平 .A、B 是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的两点，A、B 两点离墙壁的距离分别是、.则物块与地面的最大静摩擦力为（）A. B. C. D. 【答案】 C

8、【解析】水平方向上，物块在A 点受弹簧弹力和地面的最大摩擦力，方向相反，根据平衡条件有：物块在 B 点受弹簧弹力和地面的最大摩擦力，方向相反，根据平衡条件有：联立解得物块与地面的最大静摩擦力为，选 C.6. 用卡车运输质量为 m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I、固定在车上，倾角分别为30 和60 。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、压力的大小分别为 F1、F2，则A1233=32FmgFmg， B1233=23FmgFmg，C1213=22FmgFmg，D1231=22FmgFmg，k1x2x21k xx21k xx212k

9、 xx212k xx01mk xxf20mk xxf212mk xxf名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 【答案】 D 【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，1cos30Fmg，2sin30Fmg。解得132Fmg，212Fmg由牛顿第三定律知1231,22FmgFmg，故D 正确7. 如图所示， 一小球放置在木板与竖直墙面之间设球对墙面的压力 大小为 N1

10、，球对木板的压力大小为N2，以木板与墙连接点所形成的水 平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在 此过程中（）A. N1始终减小，N2始终增大B. N1先增大后减小， N2先减小后增大C. N1先增大后减小， N2始终减小D. N1始终减小， N2始终减小【答案】 D【解析】以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙面的支持力N1和木板的支持力 N2，如图所示：根据平衡条件知： N1和 N2的合力与 G 等大反向，且得：，根据牛顿第三定律知：墙面对球的压力大小为：，球对木板的压力大小为：木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置增大，则知始终减小，始终减小；D 正确； A、B、

11、C 错误；故选 D。8.如图所示，质量为 M、半径为 R的半球形物体 A 放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为 r 的光滑球 B。整个装置处于静止状态，已知重力加速度为g 则AA 对地面的摩擦力方向向左BA 对地面的压力大于 （M+m）g CB 对 A 的压力大小为rmgRD细线对小球的拉力大小为22RTmgrrR【答案】 D 【解析】把 AB 看成一个整体，对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力，地面对整体没有摩擦力， 即A 对地面没有摩擦力，否则不能平衡，A 错误；整体对地面的压力即是 A 对地面的压力等于 （M+m）g，B 错误；对小球受力分析，如图

12、所示：根据平衡条件，有：=cosmgF，Tmgtan，由几何关系有：RcosRr，22()RrRtanR， 解得：RFmgRr，222()2RrRrRrTmgmgRR，C 错误， D 正确。9. 两物体 M、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB 与水平面的夹角分别为 、 ，已知 ，M、m均处于静止状态。则A水平面一定是粗糙的B水平面可能是光滑的1GNtan2GNsin/11GNtanN/22GNsinN/1N/2N名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - -

13、- - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - COA 绳的拉力大于 OB 绳的拉力DOA 绳的拉力等于 OB 绳的拉力【答案】 A 【解析】对 O 点受力分析， 由平行四边形定则可知， OA 绳的拉力小于 OB 绳的拉力，选项CD错误；对物体m而言，因向右的绳的拉力大于向左的绳的拉力，可知 m受到向左的摩擦力，即水平面一定是粗糙的，选项A 正确， B 错误。10. 如图所示 ，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1，m2的两物体 ，物体间用轻弹簧相连 ，弹簧与竖直方向夹角为 ，在 m1左端施加水平拉力F，使 m1，m2均处于静止状态 ，已知 m1表面光滑 ，重力加速度

14、为 g，则下列说法正确的是， ，A. 弹簧可能处于原长状态B. 弹簧弹力的大小为m2g/cos C. 地面对 m2的摩擦力大小为 FD. 地面对 m2的支持力可能为零【答案】 C【解析】对 m1隔离分析，在水平方向上合力为零，拉力F 等于弹簧在水平方向上的分力，可知弹簧处于伸长状态，故A 错误；对 m1在水平方向上有：，则弹簧弹弹力为：，故 B 错误；把 m1和 m2看成一个整体分析，地面对m2的摩擦力大小等于F，故 C 正确；物体 m2在水平方向上平衡，可知m2在水平方向上受到摩擦力，则支持力不为零，故D 错误。所以 C正确， ABD 错误。11. 如图所示，一铁球用一轻绳悬挂于O 点，用力

15、 F 拉住小球，要使轻绳与竖直方向保持 60 角不变，且 F 最小，则 F 与竖直方向的夹角 应为()A. 90 B. 60 C. 30 D. 0 【答案】 C【解析】如图所示，小球受三个力而处于平衡状态，重力G 的大小和方向都不变，绳子拉力 T 方向不变，因为绳子拉力 T和外力 F 的合力等于重力， 通过作图法知， 当F 的方向与绳子方向垂直时，由于垂线段最短，所以F 最小，则由几何知识得，C正确12.在港珠澳大桥建设中，将一个根直径22 m，高40.5 m的钢筒，打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界记录。钢筒质量为M，起重机用 10 根对称分布的、长为 22 m 的钢索将其吊起，静止于

16、空中。则每根钢索受到的拉力大小约为A10MgB315MgC320MgD2 33Mg【答案】 B 【解析】由于钢筒的直径为22 m，钢索的长为 22 m，则每两根钢索与直径构成等边三角形，所以每根钢索与竖直方向的夹角为30o；设每根钢索受到的拉力大小为 F，竖直方向根据平衡条件可得1030FcosMgo，解得：315FMg，B 正确。13. 如图所示，两个小球通过两个相同的弹簧和一个水平向左的外力在竖直平面内达到平衡，则以下说法正确的是（，A. A ，B弹簧产生的弹力大小相等B. A ，B两弹簧形变量之比为1，4C. 撤去 F.的瞬间， a 球的加速度为零D. 撤去 F 的瞬间 .b 球处于失重

17、状态【答案】 B【解析】对小球a，由平衡条件可知：，对小球 b：TA=mg，解得TB=4mg，因两弹簧相同，则A、B 两弹簧形变量之比为1：4，选项B 正确；因F=TBsin600=2mg，可知撤去 F的瞬间， a球的加速度为，加速度不为零，选项 C错误；撤去 F 的瞬间 .b 球的加速度为零，则不是失重状态，选项D 错误；故选F sinF弹FFsin弹906030cos60BATTmgo3Fam名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 -

18、 - - - - - - - - B.14. 如图所示，手推车的篮子里装有一篮球，女孩把手推车沿斜面向上匀速推动，篮子的底面平行于斜面，靠近女孩的一侧面垂直于底面，下列说法正确的有A. 篮子底面受到的压力大于篮球的重力B. 篮子对篮球的作用力小于篮球的重力C. 人对篮球的作用力等于篮球的重力D. 篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力【答案】 D 【解析】对篮球受力分析，并运用合成法如图：根据几何知识，篮子底部对篮球的支持力，根据牛顿第三定律则篮子底面受到的压力为，A 错误；篮子右面对篮球的支持力，根据牛顿第三定律则篮子右面受到的压力为，篮子对篮球的作用力为的合力，大小等于篮球的重力，B 错误 D

19、 正确；人对篮球没有作用力，C 错误15. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，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60。两小球的质量比 m1/m2为（，A. B. C. D. 【答案】 C【解析】题中装置处于静止状态，两个小球的合力均为零先对球受力分析，受重力和拉力，二力平衡，求出拉力；再对球受力分析，根据共电力平衡条件列式求解对受力分析，它受重力和拉力，处于平衡状态，所以，对球受力分析， 如图所示， 根据正交分解法可知，联 立 解 得，C正确

20、15. 倾角为 ，37 的斜面上有一重为G 的物体 A，A 与斜面间的动摩擦因数 ，0.5 。现给 A施加一水平力 F， 如图所示。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin 37 ，0.6，cos 37， 0.8)，物体 A 在斜面上静止，则水平推力F 与 G 的比值可能的是 ()A. 2 B. 1 C. 0.5 D. 0.1【答案】 ABC【解析】设物体刚好不下滑时FF1，则 F1cos FNG sin FNF1sin G cos 得设物体刚好不上滑时FF2，则 F2cos FNG sin FNF2sin G cos 得即，故 ABC 正确， D 错误；故选 ABC。16.如图所示，内壁光滑的

21、“V”形容器 AOB 放在水平地面上， AOB 为锐角，贴1cosNmgcosmgmg2sinNmgsinmgmg12NN、3322322m1m2m2Fm g1mcos60cos600FN1sin60sin600FNm g123mm1sin370.5cos372cos370.5sin3711FG2sin370.5cos372cos370.5sin37FG2211FG名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - -

22、 着内壁放置一个铁球，现将容器以O 点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90 ，则在转动过程中A球对 OA 的压力逐渐增大B球对 OA 的压力先增大后减小C球对OB的压力逐渐增大D球对 OB 的压力先增大后减小【答案】 AD 【解析】对小球在某位置受力分析如图，当容器以O 点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转 90 的过程中，相当于容器不动，而重力G 的方向从竖直向下的位置转到与OB 平行且方向向左的位置，若设F1与竖直方向的夹角为 （定值），某时刻重力G与竖直方向的夹角为 ，则对小球 O1，由正交分解法可知：21coscosFGF；1sinsinFG，则解得1sinsinGF；2cossin=sin

23、()tansinGGFG，则当 角从 0 增加到 90 角的过程中， F1逐渐变大； F2先增加后减小，故选AD. 17. 如图所示，质量均为m的小球 A，B 用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力 F的作用下，小球 A，B 处于静止状态 若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持30 不变，则外力 F 的大小（，A. 可能为B. 可能为C. 可能为D. 可能为 mg【答案】 BCD【解析】 ：对 AB两球整体受力分析，受重力G，OA 绳子的拉力 T 以及拉力 F，其中重力大小和方向都不变，绳子的拉力方向不变大小变，拉力的大小和方向都变，根据共点力平衡条件，利用平行四边形定则

24、作图可以得出拉力的最小值和最大值对 AB 两球整体受力分析，受重力，OA绳子的拉力T 以及拉力 F，三力平衡，将绳子的拉力T和拉力 F 合成，其合力与重力平衡，如图当拉力F 与绳子的拉力 T 垂直时，拉力 F最小，最小值为，即 mg，由于拉力 F的方向具有不确定性，因而从理论上讲，拉力F 最大值可以取到任意值，题中BCD的值都大于 mg，故都有可能， BCD 正确17.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

25、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mg D当绳 CD 与竖直方向的夹角为30 时，工人对绳的拉力为33mg【答案】 CD 【解析】A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：

26、+2 =90 ，由正弦定理可得F1增大，F2减小，A 错误；B根据选项 A 的分析，B 错误；C两绳拉力的合力大小等于mg，C 正确； D =30 时， =30 ，可求出233Fmg，D 正确。19. 如图上表面为光滑圆柱形曲面的物体静置于水平地面上，一小滑块从曲面底端受水平力 F作用缓慢地沿曲面向上滑动一小段的过程中曲面始终静止不动，则水平力 F、地面对物体摩擦力f 和地面对物体的支持力N 大小变化的情况是33mg52mg2mg2Gmg2sin30mg（）名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - -

27、- - - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - A. F 增大，N 不变B. f 变小， N 不变C. f 增大， N 不变D. f 不变， N 不变【答案】 AC【解析】将两者看做一个整体，整体受到水平拉力F，竖直向下的重力，竖直向上的支持力，以及地面给的摩擦力，在竖直方向上，重力和支持力平衡，由于整体的重力不变，所以地面给的支持力N 不变，在水平方向上，对小滑块受力分析，受到拉力 F，重力 mg，以及曲面给的支持力，三力合力为零，根据共点力平衡条件可得，（为支持力与竖直方向的夹角，）随着小滑块的运动，变大，故 F变大，即 f 变大，故 AC

28、正确20.如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球 b，另一端与套在水平细杆上的小球a 连接。在水平拉力 F 作用下小球 a 从图示虚线位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球 a 的 2 倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球 a 与细杆间的动摩擦因数为33。则下列说法正确的是A当细绳与细杆的夹角为60 时，拉力 F 的大小为（ 233）mgB支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大C拉力 F 的大小一直增大D拉力 F 的大小先减小后增大【答案】 AC 【解析】设小球 a 的质量为 m，则小球 b 的质量为2m， 在缓慢移动的过程

29、中，两小球都处于平衡状态，绳子的拉力bTm gmg， 当细绳与细杆的夹角为60时，对小球 a 受力分析如图所示，则在水平方向上有cos60FNT，已知2bamm，在竖直方向上有sin60TNmg，联立解得323Fmg（），两段绳子的拉力大小不变，但夹角变大，所以合力变小，故支架对轻滑轮的作用力减小，B 错误；绳子与轻杆方向的夹角越来越小，根据sinTNmg，可知 N 越来越大，在水平方向上cosFNT，即摩擦力越来越大，cosT越来越大，故拉力F 的大小一直增大， C 正确 D 错误。FfNFtanFmgNF名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -