2021高考物理二轮复习分层突破练1力与物体的平衡

专题分层突破练1力与物体的平衡

A组

1.对下列四幅图分析正确的是（）

甲乙丙丁

A.图甲：被推出的冰壶能继续前进，是因为一直受到手的推力作用

B.图乙：电梯在加速上升时，电梯里的人处于失重状态

C.图丙:汽车过凹形桥最低点时,速度越大,对桥面的压力越大

D.图丁:汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用

2.

，.，，-，笆，，.，.，，.，.，.，，.，凶，，-，，_，，

（2020福建泉州高三测试）如图所示,条形磁铁静止放在粗糙的水平桌面上，当在其左上方放一

电流方向垂直纸面向里的通电直导线后,磁铁受到的摩擦力和弹力（）

A.摩擦力为零B.摩擦力方向向左

C.弹力保持不变D.摩擦力方向向右

3.（2020山东潍坊高三期末）质量为50kg的货物静置于水平地面上,货物与地面间的动摩擦因

数为0.5。某同学用大小为240N的恒力使货物运动,g取10m/s）则物块和地面间滑动摩擦

力的大小可能是（）

A.250NB.240N

C.200ND.100N

4.

如图所示，两个小球a、6的质量均为a用细线相连并悬挂于。点。现用一轻质弹簧给小球a

施加一个拉力£使整个装置处于静止状态,且施与竖直方向夹角为30°,已知弹簧的劲度系

数为k,重力加速度为g,则弹簧的最短伸长量为（）

B.i

D.

5.（2020广东佛山高三质检）如图,用一根不可伸长的轻绳绕过两颗在同一水平高度的光滑钉

子悬挂一幅矩形风景画。现若保持画框的上边缘水平,将两颗钉子之间的距离由图示位置逐渐

增大到不能再增大为止（不考虑画与墙壁间的摩擦），则此过程中绳的张力大小（）

A.逐渐变大B.逐渐变小

C.先变大,后变小D.先变小,后变大

6.（2020山东青岛第十七中学高三摸底考试）如图所示，在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻

绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点,另一端从墙壁上的5点先

沿着墙壁缓慢移到C点，后由，点缓慢移到〃点,不计一切摩擦,且墙壁比段竖直,切段水平，

在此过程中关于轻绳的拉力厂的变化情况,下列说法正确的是（）

A.尸一直减小

B.厂一直增大

C.尸先增大后减小

D.尸先不变后增大

7.（2020宁夏石嘴山第三中学高三模拟）叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示,

质量均为叫相互接触,球与地面间的动摩擦因数均为〃，贝I（）

A.上方球与下方3个球间均没有弹力

B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C.水平地面对下方三个球的支持力均为3

4

D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为3

B组

8.（2020山东济南高三下学期模拟）如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光

滑较链连接,转动手柄,通过水平螺纹轴减小物V间的距离，以抬高重物。保持重物不变，,必和

/W夹角为120°时N点受到螺纹轴的作用力为即和RV夹角为60°时N点受到螺纹轴的作

用力为其。不计支持臂和螺纹轴的重力，则A与其大小之比为（）

A.1/1B.1/3

V3

C.：1D.3/1

9.（2020安徽蚌埠高三第三次教学质量检测）如图所示,轻绳一端系在物体力上,另一端与套在

粗糙竖直杆松,上的轻圆环6相连接。用水平力厂拉住绳子上的一点使物体A及轻圆环6静

止在实线所示的位置。现保持力尸的方向不变，使物体A缓慢移到虚线所示的位置,这一过程

中圆环6保持静止。若杆对环的弹力为尻杆对环的摩擦力为£,如段绳子的张力为R,则在上

述过程中（）

M

砧1N

A.尸不变,A减小

B.斤不变，片增大

C.£减小,人不变

D.A减小,月减小

10.（2020山东高三下学期枣庄一中、高密一中、莱西一中在线联考）将一段总长度为上的直导

线折成正多边形线框后放入磁感应强度大小为6的匀强磁场中，且线框所在平面与磁场方向垂

直,现给线框通电，电流大小为I,正多边形线框中依次相邻的6条边受到的安培力的合力大小

与依次相邻的3条边受到的安培力的合力大小相等,则正多边形线框中每条边受到的安培力大

小为（）

11

A.ZBILB.$BIL

1£

c.3BILD.12BIL

11.（2020陕西渭南中学高三模拟）如图所示，质量为必的物体/静止在质量为M的斜面8上，

中

斜面6的倾角0。。现用水平力厂推物体4在尸由零逐渐增加至了/西再逐渐减为零的过

程中，力和占始终保持静止。对此过程下列说法正确的是（）

A.地面对8的支持力随着力尸的变化而变化

B.4所受摩擦力方向始终沿斜面向上

C.A所受摩擦力的最小值为'，最大值为2侬

72”

D.A对8的压力的最小值为2wg,最大值为&mg

12.（2020福建高三模拟）如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三

条细绳结于0点，一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条绳连接物体QP、。两物体处

于静止状态，另一条绳OA在外力尸的作用下处于水平状态。现保持结点。位置不变，使的绳

逆时针缓慢旋转至竖直方向,在此过程中，P、0及斜面均保持静止,贝IJ（）

A.斜面对物块户的摩擦力一直减小

B.斜面对物块户的支持力一直增大

C.地面对斜面体的摩擦力一直减小

D.地面对斜面体的支持力一直增大

13.（2020百师联盟高三冲刺）某同学用如图甲所示的装置测量滑块4与木板间的动摩擦因数，

用手缓慢地提起木板的左端使木板以其右端为圆心缓慢转动，当板与水平方向的夹角。=37°

时,滑块A开始沿板下滑。而后将木板和滑块A平放在水平桌面上,木板固定在桌面上,如图乙

所示,滑块A左侧弹簧测力计读数为5N且处于伸长状态,右侧通过轻质细绳绕过定滑轮悬挂

一轻质破码盘,滑轮摩擦不计,滑块的质量"二1kg,连接滑块的弹簧测力计和细线均水平放置，

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若缓慢增加盘中的祛码，使盘中祛码总质量达到L2kg时,

将会出现的情况是（g取10m/s2）（）

△

甲乙

A.A向右运动

B.木板对A的摩擦力为7.5N

C.木板对A的摩擦力方向保持不变

D.弹簧测力计读数仍为5N

14.（多选）（2020河南郑州模拟）如图所示,在水平面上固定一个半圆弧轨道,轨道是光滑的，0

点为半圆弧的圆心,一根轻绳跨过半圆弧的力点（0、4等高,不计A处摩擦），轻绳一端系在竖直

杆上的8点，另一端连接一个小球儿现将另一个小球0用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的49之间，

己知整个装置处于静止状态时，。=30°,£幺5°,贝11（）

A.将绳的8端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变

B.将绳的6端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球夕位置下移

C.静止时剪断A处轻绳瞬间，小球夕的加速度为2g

D.小球尸与小球。的质量之比为8:显

参考答案

专题分层突破练1力与物体的平衡

1.C解析图甲中被推出的冰壶能继续前进,是由于惯性,手与冰壶不接触了，不再对冰壶有推

力作用,选项A错误；图乙中电梯在加速上升时,加速度向上，电梯里的人处于超重状态,选项B

错误；图丙中汽车过凹形桥最低点时，加速度向上，处于超重状态,速度越大，所需要的向心力

越大,超重越显著,对桥面的压力越大,选项C正确；图丁中汽车在水平路面转弯时，受到重力、

支持力、摩擦力三个力的作用，向心力是重力、支持力、摩擦力的合力，选项D错误。

2.B解析磁铁的磁感线从N到S,故通电导线所处位置的磁场方向为斜向左下,根据左手定则

可知导线受到斜向左上的安培力，根据牛顿第三定律可得磁铁受到导线给的斜向右下的作用

力，该作用力可分解为水平向右的力和竖直向下的力，故磁铁受到的摩擦力水平向左,弹力增

大,故只有选项B正确。

3.C解析本题用排除法解答比较简单，拉力水平时滑动摩擦力〃侬250N,240N,故拉力不可

能水平,选项A错误;因拉力与水平方向有一定夹角，故拉力的水平分力一定小于240N,滑动摩

擦力也小于240N,选项B错误;当拉力竖直向上时,滑动摩擦力最小为〃5g-R=130N>100N,选

项D错误;故只有选项C正确。

4.B解析

以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，如图。根据平衡条件得知:少与人的合力与重力

侬总是大小相等、方向相反。由力的合成图可知，当尸与绳子施垂直时,尸有最小值,即图中

K位置,尸的最小值为峻inO=mg,则弹簧的最短伸长量为x=k,故B正确。

5.D解析分析题意可知,画受到两段轻绳的拉力作用，根据共点力的平衡条件可知,拉力的合

力与重力等大反向，即拉力的合力恒定不变。随着两颗钉子之间距离的增大，两段轻绳的夹角

先减小,后增大。根据力的合成规律可知,两大小相同的力合成时,合力一定的情况下,分力的

夹角越大,分力越大,分力的夹角越小,分力越小。则轻绳的张力先变小后变大,当两轻绳处于

竖直方向时,张力最小，故只有选项D正确。

6.D解析

当轻绳另一端在。点时,设轻绳左右两侧间的夹角为20,以滑轮为研究对象,分析受力情况，

受力分析图如图所示。根据平衡条件得2FcosO=mg,得到轻绳的拉力F—\轻绳另一端从B

点沿墙壁缓慢移到。点，由几何知识可知，，先不变后增大,cos9先不变后减小,轻绳的拉力F

先不变后增大,故只有选项D正确。

7.C解析对上方球分析可知I,小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态,所以上方球一

定与下方球有弹力的作用,选项A错误；由于下方球受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有

运动的趋势,故下方球受摩擦力作用，选项B错误;对四个球的整体分析,整体受重力和地面的

支持力而处于平衡,所以下方三个小球受支持力大小为4mg,每个小球受支持力为S侬;选项C正

确;下方三个小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行求解,选项D错误。

8.D解析当两臂间的夹角为120°时，两臂受到的压力为4‘E60'=G,对N点分析，"点受到螺

纹轴的作用力为EWNcos30°二行6,当两臂间的夹角为60°时，两臂受到的压力为

G£0

Apccs30'3G,对N点分析,4点受到螺纹轴的作用力为K=2/Wcos60°=3G,则有/1,故只

有选项D正确。

9.D解析先以。点为研究对象,进行受力分析,有OA对。的拉力以外力尸和如段绳子的拉

力并三力平衡,设绳子与竖直方向的夹角为9,贝！］F=&tan0,K』"s,由题可知《减小,所以尸

减小,小减小;再以物体8为研究对象,进行受力分析,有8物体的重力优、仍段绳子的拉力方、

竖直杆对6的支持力人和摩擦力斤四力平衡,则R=Rsin"Gtan9、R=GB+RCCS，=6+&,所

以当。减小时,K减小工不变，只有选项D正确。

10.C解析设总长为/的正〃边形，各边边长为",已知匀强磁场的磁感应强度为8,线框中电流

BIL36Q.

大小为/,则各边所受安培力为尸二"，各边所受安培力之间的夹角9=n，相邻三边所受安培

BIL

力的合力大小为E才1SAos0=a(l+2cos〃)，相邻六边所受安培力的大小为

32BIL33

代之Reo-0=n(l+2cosGeos?*又因为四由，故2cos2，=1,可得，30°，则有

咏TBIL__BR

"k当占一万，故只有选项c正确。

11.D解析对组成的整体受力分析,整体受力平衡,竖直方向受到重力和地面对6的支持力,

所以地面对6的支持力等于("+加g,保持不变,选项A错误;力尸最大时沿斜面向上的分力为

凡os30°4).15mg,重力沿斜面向下的分力为侬sin30°4).3mg,故此时摩擦力沿斜面向下,选

项B错误;对［受力分析，受到重力、支持力、推力和摩擦力作用，当推力沿斜面向上的分力等

于重力沿斜面向下的分力时,摩擦力为零,所以摩擦力最小为零,选项C错误;垂直于斜面方向

有A^Z7^COS30°"§in30°,当F=Q时，,A最小,最小为&汨或鸵os30°二，侬,当Q，侬时人最

£1_sVS

大，最大为&仆招鸵os30°+2mgX2'侬，选项D正确。

12.C解析

B

I

缓慢逆时针转动绳0A的方向至竖直的过程中，的拉力的方向变化如图从1位置到2位置再到

3位置,可见绳0A的拉力先减小后增大，绳仍的拉力一直减小。由于不清楚刚开始连接物块P

的绳子的拉力与重力沿斜面向下的分力的大小关系,所以不能判断斜面对物块？的摩擦力的变

化情况,选项A错误;物块一一直在斜面上处于静止状态,则斜面对。的支持力等于重力垂直斜

面向下的分力，保持不变,选项B错误；以斜面体和尸的整体为研究对象受力分析,根据平衡条

件得斜面受地面的摩擦力与绳仍沿水平方向的拉力等大反向，因绳仍的拉力一直减小,与水

平方向的夹角不变,故其水平分力一直减小，则地面对斜面体的摩擦力一直减小,选项C正确；

以斜面体和。整体为研究对象受力分析，由于绳如的拉力一直减小,其竖直向下的分力一直减

小,根据竖直方向受力平衡,知地面对斜面体的支持力不断减小,选项D