2021届新高考物理二轮复习检测（一）力与平衡

专题跟踪检测（一）

力与平衡

1.（2020•北京模拟）图甲是某同学写字时的握笔姿势，图乙是他在握笔时把拇指和食指

松开时的状态，笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两

幅图中笔的受力，下列说法正确的是（）

A.图甲中笔可能不受摩擦力

B.图乙中笔可能不受摩擦力

甲乙

C.图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上

D.图甲中手的握力越大，笔所受的摩擦力越大

解析：选C对图甲受力分析，笔受到手指的压力、摩擦力和重力，如果没有受到摩

擦力，笔就会顺着手指滑下来，故A错误；对图乙受力分析，笔受到重力、支持力、摩擦

力，如果没有受到摩擦力，笔就会顺着手指滑下来，故B错误；因为图甲和图乙中的笔都

是静止状态，所以手对笔的作用力应与重力大小相等，方向相反，故C正确；图甲中的笔

受到的是静摩擦力，和握力无关，故D错误。

2.（2020•浙江7月选号）如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。

为不损伤望远镜球面，质量为机的工作人员被悬在空中的氮气球

拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氮

气球对其有大小为今"g、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人

类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（）

A.受到的重力大小为新g

B.受到的合力大小为常

C.对球面的压力大小为/zig

D.对球面的作用力大小为风

解析：选D工作人员受到的重力大小仍为机g,A错误；因工作人员在球面上缓慢移

动，且有“在月球上行走”的感觉，故其受力平衡，工作人员所受合力为零，B错误；对

工作人员受力分析可知，望远镜球面对工作人员有向上的作用力，大小为/ng,根据牛顿第

三定律，其对球面的作用力大小为看“g,C错误，D正确。

3.（2020•余统模拟）“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图所示，人站在“电

动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进,人受到的空气阻力与速度

成正比,下列说法正确的是（）

A.“电动平衡车”对人的作用力竖直向上

“电动平衡车”对人的作用力大小大于空气阻力大小

C.不管速度多大，“电动平衡车”对人的作用力大小相同

D.不管速度多大，地面对“电动平衡车”摩擦力大小相同

解析：选B“电动平衡车”对人的作用力与空气阻力的合力与重力等大反向，“电

动平衡车”对人的作用力与空气阻力的合力方向竖直向上，“电动平衡车”对人的作用力

不是竖直向上，故A错误；“电动平衡车”在水平方向对人的作用力等于空气阻力，竖直

方向对人的作用力等于人的重力，所以“电动平衡车”对人的作用力大于空气阻力，故B

正确；速度越大，人受到的空气阻力越大，所以“电动平衡车”对人的作用力越大，故C

错误；以人和“电动平衡车”整体为研究对象，竖直方向受到支持力和重力，水平方向受

到地面的摩擦力和空气的阻力，速度越大，“电动平衡车”对整体水平方向的作用力越大,

地面对“电动平衡车”摩擦力越大，故D错误。

4.（2020•珠海加研）在港珠澳大桥建设中，将一根根直径0=22米、高H=40.5米的钢

筒，打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录。钢筒质

量为M,起重机用如图所示的8根对称分布的、长为L=22m的

钢索将其吊起，并处于静止状态。则每根钢索受到的拉力大小为

B'Mg

解析：选D由于钢筒的直径为22米，钢索的长为22米，则每两根对称钢索与直径

构成等边三角形，所以每根钢索与竖直方向的夹角为30。；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8Fcos3（r=A/g,所以尸=兴Mg,选项D正确。

5.（2020•烟台一模）如图所示，甲、乙两物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，其中甲物

体静止在粗糙的水平面上，乙物体悬空静止，轻绳OM、ON与水平方吊

向间的夹角分别为53。、37。。已知乙物体的质量为10kg,g取10m/s2,V

sin53°=0.8,则甲物体受到水平面的摩擦力的大小和方向为（）53培胫。

A.20N、沿水平面向左B.20N、沿水平面乙

向右

C.28N、沿水平面向左D.28N、沿水平面向右

解析：选B以乙物体为对象，根据平衡条件得，竖直方向上Fiwsin53。+尸丁期也37。

—mg=O①

水平方向上FTMCOS530-FT,VCOS37°=0②

由于甲物体也处于平衡状态，

故在水平方向上FTN+尸r—FTM=0③

由①②③式解得摩擦力大小：Ff=20N,方向水平向右，选项B正确。

6.（2020•宁波适应性考试）如图甲所示，两段等长绝缘轻质细绳将质量分别为机、3机的

带电小球4、8（均可视为点电荷）悬挂在。点，系统处于静止状态，然后。

在水平方向施加一匀强电场，当系统再次达到静止状态时，如图乙所示，4

小球B刚好位于O点正下方（细绳始终处于绷紧状态）。则两个小球带电荷B〈

甲

量QA与。区的大小关系正确的是（）

A.7：3B.3：1

C.3：7D.5：3

解析：选A在题图乙中，设04与竖直方向的夹角为仇对A、B整体受力分析，由

平衡条件可得T3cos8=4,（QA-QB）E=ToAsinO;对5受力分析，由平衡条件可得（T.

+尸犀）cos〃=3，”g,（rAB+F＜）sin0=QDE,由以上各式联立解得弁故A正确。

丫BD

7.（2020•德州一楼）如图所示，小球A、8的质量都为它们用三段轻绳分别连接在

N

竖直墙壁上的M点和天花板上的N点，稳定时MA段水平，8N段与尸心心笛

水平天花板的夹角为45。，已知重力加速度为g,则轻绳段的张力/

/4

大小为（）1

A.2y[2mgB.yf5mg

C.2mgD.小mg

解析：选B设AM的拉力为FAM,BN的拉力为FttN,轻绳AB段的张力大小为7;

以4、8组成的整体为研究对象，受力如图甲所示，则由平衡条件可得尸AM=2，〃gtan45o=

2mg;设A8与水平方向的夹角为0,如图乙所示，则有T=y]FAM2+（ing）2=y]（2mg）2+（mg）2

=y[5mg,故A、C、D错误，B正确。

8.如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为，，导体棒而静止在斜面上，外与斜

面底边平行，通有图示的恒定电流I,空间充满竖直向上的匀强磁场，ZZXT71[B

磁感应强度大小为人现缓慢增大，（0＜，＜90。），若电流/不变，且於始―多」

终静止在斜面上（不考虑磁场变化产生的影响），下列说法正确的是（

A.6应缓慢减小B.B应缓慢增大

C.5应先增大后减小D.B应先减小后增大

解析：选B作出侧视图，如图所示，可知导体棒受重力、支持力及向r

右的安培力的作用。增大角度0,要使棒仍然平衡，则支持力与安培力的合"丁丁飞、

力一直等于重力，则由图可知，安培力缓慢增大，故磁感应强度缓慢增大，

选项B正确。

9.打印机正常情况下，进纸系统能做到“每次只进一张纸”，进纸系统的结构示意图如

图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为小，搓纸轮按图示方向转动带动

最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为“，搓纸轮/5/

纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为此，工蟠

作时搓纸轮给第1张纸压力大小为尸。打印机正常工作时，下列说法摩擦片

正确的是（）

A.第2张纸受到第1张纸的摩擦力方向向左

B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小为“2S+10，〃g）

C.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为0

D.要做到“每次只进一张纸”，应要求网＞"2

解析：选D第1张纸相对第二张纸向右运动，所以给第2张纸的摩擦力方向向右，

故A错误；将第2到10张纸作为整体，第1张纸对第2张纸的摩擦力大小f^mg+F）,

第10张纸与第11张纸之间为静摩擦力，所以第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小为f

=，2（"?g+F）,故B错误；将第2到第20张纸作为整体受力分析可知，第20张纸与摩擦片

之间的摩擦力为静摩擦力，大小不为零，故C错误；第1张纸下表面受到第2张纸施加的

滑动摩擦力为=/i2（mg+F）,要将纸一张一张进入就需要满足：/'=jU2（mg+F）＜//1F,

通常情况下尸》,“g,所以〃1＞〃2,故D正确。

10.［多选］如图甲所示，截面为直角三角形的木块A质量为，"0,放在倾角为，的固定

斜面上，当〃=37。时，木块A恰能静止在斜面上。现将〃改为30。，在4与斜面间放一质

量为，”的光滑圆柱体3,如图乙所示，01137。=0.6,cos37o=0.8,重力加速度为g,设最

大静摩擦力等于滑动摩擦力。贝11（）

A.A与斜面之间的动摩擦因数为（）.75

B.4、8仍一定静止于斜面上

C.若如=m,则A受到的摩擦力大小为mg

D.若加o=4m,则A受到斜面的摩擦力大小为25"g

解析：选AD由题意可知，当。=37。时，木块恰能静止在斜面上，则有：〃旭ogcos37。

=mogsin37°,解得：〃=0.75,故A正确；现将〃改为30。，在4与斜面间放一质量为加

的光滑圆柱体层对A受力分析，则有：r="N'，N’=m0gcos30°;而产=/ngsin30。，

当＜mgs\n3O°+/wogsin30°,则A相对斜面向下滑动，当，＞/ngsin3O°+mogsin30°,则

A相对斜面不滑动，因此4、B是否静止在斜面上，由3对A弹力决定，故B错误；若〃“)

3h

=m9贝寸mgsin300+mogsin300=加g;/'=〃N'=0.75Xmogcos30°=ingOng,A滑动,

A受到斜面的滑动摩擦力，大小为之翌mg,故C错误；若6o=4/处则772gsin30。+/7Mgsin30°

o

=1n»g;而f'=/iN'=0.75X/n0gcos30°=程W“g＞'"g,A不滑动，A受到斜面的静摩擦

力，大小为/ngsin30°+”“)gsin30°=|//jg,故D正确。

n.［多选।如图所示，两块相互垂直的光滑挡板。P、OQ,OP竖直

放置，小球。、》固定在轻弹簧的两端，水平力尸作用于〃时，。、b紧

靠挡板处于静止状态。现保证入球不动，使挡板。尸向右缓慢平移一小

段距离，贝女)

A.弹簧变短B.弹簧变长

C.力尸变大D.8对地面的压力不变

解析：选BD对a进行受力分析，如图所示，尸弹使挡板OP

向右缓慢平移一小段距离，，减小，cos〃增大，减小，再根据胡克定律

F=kx,x减小，弹簧变长，故A错误，B正确；根据以上分析可知尸N=

mgtan0,，减小，tan〃减小，fN减小，对于a、5整体，在水平方向，根

据平衡条件：F=FN,力尸变小，故C错误；对于a、b整体，在竖直方向，根据平衡条件:

Fb=(ma+inb)g,地面对6的支持力不变，根据牛顿第三定律，方对地面的压力也不变，故

D正确。

12.［多选］甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所

示，设当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使

乙能够用一始终水

□

平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后将工件运送至乙所在位置，完成工件的运送。绳

的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中（）

A.甲手中绳子上的拉力不断减小

B.楼顶对甲的支持力不断增大

C.楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力

D.乙手中绳子上的拉力不断增大

解析：选CD设与结点和滑轮相连的一段绳子与竖直方向的夹

角为仇工件重力为mg,对结点受力分析如图所示，可得甲手中绳

子拉力八=箫，乙手中绳子拉力r2=mgtan0,工件向左移动过程

中，，逐渐增大，可知4逐渐增大，4也逐渐增大，A错误，D正

确。甲手中绳子与水平方向夹角不变，可知r竖直向上的分力逐渐增大，由平衡条件可知

楼顶对甲的支持力不断减小，B错误。分别对甲、乙水平方向的受力进行分析，可得楼顶

对甲的摩擦力力=7isin0，°为甲手中绳子与竖直方向的夹角，楼顶对乙的摩擦力力=4,

分析可知，始终有口则”端叼广嚅,

C正确。

13.如图所示，轻绳A。绕过光滑的定滑轮，一端与斜面上的物块A相连，另一端与轻

弹簧右端及轻绳80上端的结点。相连，轻弹簧轴线沿水平方向，斜C

面体、物块A和悬挂的物块B均处于静止状态。轻绳的0C段与竖直

方向的夹角为。，斜面倾角为a,物块A和8的质量分别为"3,

弹簧的劲度系数为鼠下列说法正确的是（）

A.弹簧的伸长量为'"哈丁t'

B.地面对斜面体的摩擦力大小为鬻朋，方向水平向右

C.若将斜面体向右移动一小段位移后，调整物块A的位置，使轻弹簧的轴线仍然沿水

平方向，物块A受到的摩擦力增大

D.若沿水平方向移动斜面体，保持轻弹簧轴线沿水平方向，系统处于静止状态，则斜

面体对地面的压力与A的位置无关

解析：选D对结点。受力分析，设绳A0的拉力为7,设弹簧伸长量为Ax,有：tan

〃=黑，解得：Ax=Wfig!an°,A错误；通过A选项分析：cos归*解得绳40的拉

力T=畸，对斜面体和物块从整体受力分析：绳A。的拉力对整体水平分力与摩擦力平

衡，所以摩擦力片Tsine=mBgtan0,B错误；根据B选项的分析知绳AO的拉力丁=々急,

斜面体右移，，变大，7变大，但由于两物体质量未知，所以物块4受摩擦力方向无法判断,

故物块A受摩擦力大小变化无法确定，C错误；对物块A与斜面体整体在竖直方向受力分

析，设地面对斜面体的支持力为N,斜面体质量为M,（/"A+M）g+7cos，=M因为7=怒片

解得：N=（,""+,”"+M）g,与，无关，D正确。

14.（2020•聊城一楔）如图所示，两根轻绳一端系于结点O,另一端分别系于固定竖直放

置的圆环上的4、8两点，。为圆心，。点下面悬挂一物体M,绳。4水平，

拉力大小为Fi,绳。5与绳。4成a=120。夹角，拉力大小为尸2。将两绳同/%/\

时缓慢顺时针转过60。，并保持两绳之间的夹角a始终不变，且物体始终保持

静止状态。则在旋转过程中，下列说法正确的是（）

A.B逐渐增大B.R先增大后减小

C.尸2先增大后减小D.尸2先减小后增大

解析：选A对