高三二轮高效复习主题巩固卷物理力与物体的平衡

[课下巩固检测练(一)]力与物体的平衡【基础练】1．(2025·北京高考)如图所示，长方体物块A、B叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为()A．4B．5C．6D．7解析：选C。根据题意，对A受力分析可知，受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B沿斜面向上的静摩擦力，对B受力分析可知，受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力F、A沿斜面向下的摩擦力，由于B静止，则受沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用，故C正确。2．(2025·陕晋青宁卷)如图，质量为m的均匀钢管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被竖直绳悬挂，处于静止状态，钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ，重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为()A．μmgcosθB．12C．μmgD．0解析：选D。对钢管受力分析，如图所示，若钢管受到地面的摩擦力，则钢管水平方向受力不平衡，钢管不可能处于静止状态，故地面对钢管左端的摩擦力大小为零，A、B、C错误，D正确。3．(2025·浙江温州一模)如图所示，三根等长的细绳一端对称地系在吊篮架上，另一端连结后经挂钩挂在杆子上。已知吊篮架和花盆的总质量为m，下列说法正确的是()A．每根细绳的拉力大小均为mgB．挂钩受到的拉力是由挂钩的形变引起的C.三根细绳同时增加相等长度后，绳上拉力将变小D．吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力解析：选C。设每根细绳和竖直方向的夹角为θ，则有3Fcosθ＝mg，解得F＝mg3cosθ，A错误；挂钩受到的拉力是由细绳的形变引起的，B错误；增加细绳的长度，每根细绳和竖直方向的夹角θ4．(2024·河北高考)如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N，g取10m/s2，挡板对球体支持力的大小为()A．33C．23解析：选A。对球体进行受力分析，球体受重力mg、弹簧测力计的拉力FT、挡板对其的支持力FN1、斜面对其的支持力FN2，如图所示。由图可知，FN1cos60°＝FN2cos60°，FN1sin60°＋FN2sin60°＋FT＝mg，联立解得FN1＝FN2＝335．(2025·河北衡水一模)如图所示，沙袋用绳竖直悬挂，运动员对沙袋施加300N的作用力，通过调整施力方向使沙袋缓慢移动，尝试了各种施力方向后发现绳偏离竖直方向的最大夹角为30°，则沙袋的重力为()A．150NB．1503NC．2003ND．600N解析：选D。当力F与细绳垂直时θ角最大，则由平衡可知sinθ＝Fmg，解得mg6．(2024·贵州高考)如图(a)，一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为()A.mg35B．34mgC．43mg解析：选D。对球进行受力分析如图，设球的半径为R，根据几何知识可得sinα＝1.8R−RR＝0.8，根据平衡条件得FNcosα＝mg，解得FN＝53mg，根据牛顿第三定律得球对横杆的压力大小为FN′＝F7．(2025·山东烟台二模)一个机器人直立时线束对头部的拉力为0，做后仰动作时，线束对头部的拉力与水平方向夹角为30°，脖颈受到的压力与水平方向夹角为45°，简化模型如图所示。不计脖颈与头部间的摩擦，则后仰时脖颈受到的压力与直立时脖颈受到的压力之比为()A．32−62C．32−6解析：选B。设头部重力为mg，后仰时对头部受力分析如图所示，由平衡可知水平方向有Ncos45°＝Tcos30°，竖直方向有Nsin45°＝Tsin30°＋mg，解得N＝32+62mg，直立时脖颈受到的压力大小【能力练】8．(2025·广东佛山二模)在家中为了方便使用卷纸，如图所示，用一个可转动“△”框将卷纸挂在墙上，使用过程中卷纸始终与墙面接触，若不计墙面与卷纸间的摩擦，当卷纸逐渐减少时()A．框对卷纸的作用力变小B．框对卷纸的作用力方向竖直向上C．墙面对卷纸的弹力保持不变D．墙面和框对卷纸的合力保持不变解析：选A。设框对卷纸的作用力为F，墙面对卷纸的作用力为FN，则卷纸的受力情况如图所示，当卷纸逐渐减少时，F与竖直方向的夹角减小，重力减小，由图可知，F减小，FN减小，墙面和框对卷纸的合力与重力大小相等，所以合力减小，故A正确。9．(2025·浙江温州三模)宋应星的《天工开物》一书中记录了图1所示的用重物测量弓弦张力的“试弓定力”情景，简化示意图如图2所示，测量时将弦的中点悬挂于秤钩上，在质量为m的弓的中点处悬挂质量为M的重物，稳定时弦的张角θ＝120°。弦可视作遵循胡克定律的弹性轻绳，且始终在弹性限度内，不计弓的形变和一切摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．此时弦的张力为2(M＋m)gB．此时弦的张力为3(M＋m)gC．若增加重物的质量，弦的张角一定增大D．若增加重物的质量，弦的张力一定增大解析：选D。整体法对弓和物体受力分析，如图所示，竖直方向上由受力平衡可得2Fcosθ2＝(M＋m)g，解得F＝(M＋m)g10．(2025·河南开封模拟)如图所示，在某次舞蹈收尾的高难度动作中，甲、乙两人托起丙，三人均处于静止状态。若甲、乙两人斜向上的手对丙的作用力方向形成的角为θ(钝角)，三人的质量均为m，重力加速度大小为g，不计甲、乙对丙的摩擦力，sinθ＝2425A．23mgB．mgC．56mgD．解析：选C。丙在竖直方向上受力平衡，甲、乙两人斜向上的手对丙的作用力方向成θ角，根据平衡条件，则有mg2＝Fcosθ2，由数学知识可得cosθ2＝35，解得F＝11．(2025·广东汕头一模)消毒碗柜的金属碗架可以将碗竖直放置于两条金属杆之间，如图甲所示。取某个碗的正视图如图乙所示，其中a、b分别为两光滑水平金属杆，下列说法正确的是()A．若减小a、b间距，碗仍保持竖直静止，碗的合力减小B．若减小a、b间距，碗仍保持竖直静止，a杆受到的弹力不变C．若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间，碗受到杆的作用力变小D．若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间，碗受到杆的作用力不变解析：选D。若减小a、b间距，碗仍保持竖直静止，碗的合力仍为零，合力不变，A错误；对碗受力分析如图，设b杆对碗的弹力F2与竖直方向的夹角为θ，则F1＝Gtanθ，F2＝Gcosθ，若减小a、b间距，则θ减小，a杆受到的弹力F【创新练】12．(2025·山东烟台模拟)台球运动是一项为大众所喜爱的运动。现有一台球桌的球袋落球区设计如图所示，四颗半径为R、质量为m的台球静止在两根与水平面夹角为30°的平行倾斜直导轨上。导轨底端挡板对台球的弹力方向与导轨平行，导轨间的间距为2R，重力加速度为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是()A．挡板对最底端的台球的作用力为32B．两根导轨对最顶端台球作用力的合力为22C．最底端的台球对中间球的作用力为12D．单根导轨对最底端台球的作用力为64解析：选D。对4个台球整体分析，挡板对最底端的台球的作用力为F＝4mgsin30°＝2mg，故A错误；两根导轨对最顶端台球作用力