二轮复习专项分层特训专项2力与物体的平衡（含答案）

2023届二轮复习专项分层特训

专项2力与物体的平衡(含答案)

一、单项选择题

“2022・北京昌平临川学校高三联考］如图所示，质量为加的木块，被水平力尸紧压在倾

角为。=60。的墙面上处于静止状态.则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力(压力与

摩擦力的合力)，下列说法正确的是()

A.墙面对木块不一定有玉力

B.墙面对木块一定没有摩擦力

C.墙面对木块的作用力大小喈F

D.墙面对木块的作用力大小为力士+(mg)2

2J2022・沏南卷］如图(a),直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴0。上,

其所在区域存在方向垂直指向。。的磁场，与O。距离相等位置的磁感应强度大小相等且不

随时间变化，其截面图如图(b)所示.导线通以电流/,静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为

生下列说法正确的是()

A.当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N?旨向M

B.电流/增大，静止后，导线对悬线的拉力不变

C.lanO与电流/成正比

D.sin。与电流/成正比

3.

[2022•安徽怀宁4月月考]三个完全相同的横截面为正方形的工件1、2、3平行堆放，其

中2、3放在水平地面上，1吾放在2、3上，其侧视而如图所示，1侧视面的对角线A8恰

好竖直，工件间的摩擦忽略不计，此时系统处于静止状态.现同时向外缓慢移动2和3—小

段相同距离，系统再次平衡后1仍叠放在2、3上，下列说法正确的是（）

B.I对2的压力变小

C.2对地面的压力变大

D.2对地面的摩擦力不变

4.

[2022•全国冲刺卷]如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流/时，水平静止在倾角为

。的光滑绝缘固定斜面上，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为8的匀强磁场.若电

流和磁场的方向均不变，仅将磁感应强度大小变为48,重力加速度为g,则此时（）

A.金属细杆中的电流方向垂直于纸面向外

B.金属细杆受到的安培力大小为sin。

C.金属细杆对斜面的压力大小变为原来的4倍

D.金属细杆将沿斜面加速向上运动，加速度大小为3gsin〃

5.

Q

p

如图所示的装置，杆0Q沿竖直方向固定，且顶端有一光滑的定滑轮，轻杆。户用钱链

固定于。点且可绕。点转动.用两根轻绳分别拴接质量为，加、的小球并系于P点，其

中拴接质量为用的小球的轻绳跨过定滑轮，已知。点到滑轮顶端。的距离等于OP,当系

统平衡时两杆的夹角为〃=12。。.则/MI：m2为（）

A.1：2B.小：2

C.小：1D.1：1

6.

［2022•安徽合肥市4月模拟］研究表明，风力的大小厂与风速的大小”物体的横截面积

S以及物体的形状有关，对于形状相同的物体，风力尸=熠。伏是比例系数）.某物理兴趣小组

想测量风速的大小，将半径为八质量均匀分布的实心塑料球用不可伸长的轻质细线固定在

水平墙面匕如图所示，风水平吹来时，若风速为功，塑料球平衡时细线与墙面的夹角为a：

若风速为。2,选用半径为2r的相同材料的塑料球，平衡时细线与墙面的夹角为人下列关系

式正确的是（）

v\,\—tan=a-----出tana

V22lanp五=4tanfi

"tan/?—V\tanft

D.——~r-

"V2-2tanaV24tana

二、多项选择题

7J2022・四川绵阳三诊］如图所示，粗糙斜面放置于水平地面上，其左侧固定一竖直光滑

直杆，杆上套着的圆环通过细线绕过光滑定滑轮与斜面上的滑块相连，滑轮右侧细线与斜面

平行，圆环、滑块均静止.现对滑块施加平行于斜面向下的外力凡将圆环从A点缓慢拉升

至3点，斜面始终保持静止.则在圆环上升过程中（）

A,直杆对圆环的弹力逐渐增大

B.细线对圆环的拉力逐渐减小

C.地面对斜面的摩擦力紧持不变

D.地面对斜面的支持力逐渐增大

8.如图所示，固定在水平面的光滑绝缘半圆弧槽的〃处固定一带正电的点电荷Q,另一

带正电的小球在库仑力的作用下静止在圆弧槽的P处，小球所受重力为G,可视为质点，

小球与圆心0的连线与竖直方向夹角6=30。.下列分析正确的是（）

A.小球所受库仑力大小为G

B.半圆弧槽对小球的弹力大小为依G

C.若小球的电荷量稍有减小，等再次平衡时，库仑力增大

D.若小球的电荷量稍有减小，等再次平衡时，半圆弧槽对小球的弹力大小不变

专项2力与物体的平衡

解析：对木块受力分析，受推力、重力，若没有支持力就没有摩擦力，木块不可能平衡，

故一定有支持力，同理有静摩擦力，如图所示，故A、B错误；根据共点力平衡条件，墙面

对木块的作用力(压力与摩擦力的合力)与重力、推力的合力受力平衡，重力和推力的合力

为4尸+(〃田)2,故墙面对木块的作用力为,产+(,〃g)2,故C错误，D正确.

答案：D

2.解析：当导线静止在图(a)右侧时，导体棒MN在重力、拉力和安培力的作用下处

于平衡状态，由平衡条件可知，导体棒所受安培力指向右侧，又安培力与磁场方向垂直，所

以安培力垂直于轻绳指向右上方，由左手定则可知，导线中电流方向由M指向N,A项错

误；由平衡条件有轻绳拉力F=yl(mg)2—(B1L)*,又B〃=〃?gsin0,得sin。=悬，，

分析易知B、C项错误，D项正确.

答案：D

3.

解析：对1受力分析如图，向外缓慢移动2和3一小段相同距离，则A的方向不变，

仍垂直于1的两边，可知乐不变，由牛顿第三定律知，I对2的压力尸N不变，选项A、B

错误；对L2、3整体分析，则地面对2的支持力等于整体重力的一半，可知同时向外缓慢

移动2和3一小段相同距离时，分析知，2对地的压力不变，选项C错误；地面对2的摩擦

力等于产’N的水平分力，因尸’N大小不变且-N的方向不变，可如尸N的水平分力不变，地面

对2的摩擦力不变，则2对地面的摩擦力不变，选项D正确.

答案：D

4.解析：直导线受到重力、导轨的支持力和安培力而平管，安培力垂直于8,只能水

平向右，由左手定则知，电流方向应垂直纸面向里，故A错误；根据安培力公式可得受到

的安培力大小为F安=4ILB,故B错误；金属细杆水平静止在斜面上时，根据平衡条件可得

FN=wgcos0-V1LBsin0,ILBcosO=ni^sin0,磁感应强度大乙、改变时，根据受力分析和牛

顿第二定律可得Fn=mgcosB+4/L8sin9<4FN,a=""["电sin'sjn/加速

度方向沿斜面向上，故C错误，D正确.

答案：D

解析：以结点P为研究对象，受力分析如图所示，则拴接质量为〃”的小球的轻绳的拉

力大小等于如g,由力的平衡条件将杆。尸的支持力与轻绳的权力合成，由相似三角形可得

FN=m?g,则由几何关系可知叫8=2，〃嗯（：0$30°,解得，为：川2=小：1,选项C正确，A、

B、D错误.

巧解：巧妙构建矢量三角形！FN、矶g、〃好构成一等腰三角形，则/〃送=2〃*cos30°,

解得〃“：〃?2=小：I,故C项正确.

答案：C

A

6.解析：设塑料球的密度为〃，半径为，时，塑料球的质量，〃=〃号—风力F=kSu

=履/%.当塑料球的质量为〃小半径为，，风速为小时，对塑料球受力分析，根据共点力的

平衡条件可知lana=^=翳，当塑料球的质量为〃〃，半径为2r，风速为逅时，有lan

尸墨=翳，所吟=熟，选项c正确•

答案：C

7.

解析：对圆环受力分析，如图所示，由力的平衡条件可知，细线的拉力与支持力的合力

与重力等大反向，当圆环由A到8时，细线与竖直方向的夹角增大，则由图可知杆的弹力

与细线的拉力均增大，A正确，B错误；设斜面的倾斜角为。，斜面对滑块的支持力为八2,

滑块重力为5,由于滑块处于动态平衡状态，所以有产N2=G2COSQ,因G2与。不变，所以

尸N2不变，又因摩擦力