2020年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練專題2.6疊加體平衡問(wèn)題(提高篇)(解析版)

1、2020年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練第二部分相互作用六.疊加體平衡問(wèn)題（提高篇）一.選擇題1. （2019湖南湘潭三模） 如圖所示，四個(gè)球 A、B、C、D大小完全相同，A、B、C的重力皆為G, D的重 力為3G. A、B、C放置在水平面上，兩兩接觸并用輕質(zhì)細(xì)線捆扎，D球置于A、B、C三球之上，則下列說(shuō)法正確的是（）A. A、B、C三球與地面之間一定沒(méi)有摩擦力B. A、B、C三球兩兩之間的彈力一定不為零C .地面對(duì)A球的支持力為2GD. A球?qū)球的支持力為G【參考答案】C【名師解析】對(duì) A球豎直面內(nèi)受力分析，受重力、地面的支持力、D球的壓力、繩的彈力 F,四個(gè)力作用下可能平衡，也可能

2、不平衡，若不平衡則需要地面提供摩擦力保持平衡，故A錯(cuò)誤；細(xì)線捆扎，細(xì)線對(duì)球作用有彈力，若此彈力適當(dāng)，則水平方向 A、B、C三球之間彈力就有可能為零，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；把四個(gè)球作 為整體受力分析，設(shè)地面對(duì)每個(gè)球（或 A球）的支持力為 N,則3N=6G,故N = 2G,選項(xiàng)C正確；隔離D球受力分析，ABC三球?qū)球支持力的矢量和等于 3G, A球又D球的支持力一定大于 G ,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。F7尸 。G2. （2018福建質(zhì)檢）課堂上，老師準(zhǔn)備了 k”型光滑木板和三個(gè)完全相同、外表面光滑的勻質(zhì)圓柱形積木,要將三個(gè)積木按圖示（截面圖）方式堆放在木板上，則木板與水平面夾角。的最大值為（）A. 30°

3、B. 45°C. 60°D. 90°【參考答案】 A【考查內(nèi)容】本題是以三個(gè)圓柱形積木在“匚型光滑木板上處于平衡狀態(tài)為情境，主要考查共點(diǎn)力的平衡等知識(shí)。側(cè)重考查推理能力，要求考生深刻理解共點(diǎn)力的平衡條件，運(yùn)用特殊值法解決實(shí)際問(wèn)題。體現(xiàn)相互 作用觀念與科學(xué)推理等物理核心素養(yǎng)的考查。【試題分析】若 。取任意角結(jié)合各圓柱的受力情況進(jìn)行計(jì)算，數(shù)學(xué)運(yùn)算過(guò)程繁瑣不易得到結(jié)果，而考慮臨界情況，取特殊值進(jìn)行分析，可簡(jiǎn)化過(guò)程。取0。時(shí)，下面兩圓柱之間將會(huì)分開，無(wú)法穩(wěn)定，應(yīng)適當(dāng)增大 0以保持系統(tǒng)穩(wěn)定，此時(shí)下面兩圓柱之間有彈力；當(dāng)下面兩圓柱之間的彈力恰好為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的。為最小值；繼續(xù)增

4、大 為右圓柱和上圓柱之間彈力減小，若 。太大，此兩圓柱將分開，臨界情況為。取30。時(shí)，左邊兩圓柱的圓心連線在豎直方向上，保證上圓柱只受到兩個(gè)力的作用恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)與右圓柱間相互 接觸且無(wú)彈力，故 A正確。本題的解題關(guān)鍵是應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件，靈活選取研究對(duì)象，運(yùn)用特殊值法 解決問(wèn)題。3. （2018全國(guó)聯(lián)考）如圖所示，水平地面粗糙，豎直墻面光滑，A是一個(gè)光滑圓球，B是與A半徑相等的半圓球，A、B均保持靜止。將 B向左移動(dòng)稍許，A、B仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（A .墻壁對(duì)A的彈力變大B. B對(duì)地面的壓力變小C. A對(duì)B的壓力變大D. B受到地面的摩擦力變小【參考答案】D【名師解析

5、】設(shè)墻壁對(duì) A的彈力為Fi, B對(duì)A的彈力為F2, A和B圓心的連線與豎直方向的夾角為 日，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件，對(duì)A得F2cosB =mg , F2sinH = F1 ,解得 F2 = , Fi =mgtan° ,因?yàn)?6 變cos?小，所以Fi和F2都變小，選項(xiàng) AC錯(cuò)誤；B受到地面的摩擦力等于 Fi,也是變小的，選項(xiàng) D正確；B對(duì)地面的壓力等于 A、B的總重力，是不變的，選項(xiàng) B錯(cuò)誤。4.如圖所示，疊放在一起的 A、B兩物體放置在光滑水平地面上，A、B之間的水平接觸面是粗糙的，細(xì)線一端固定在A物體上，另一端固定于 N點(diǎn)，水平恒力F始終不變，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，若將細(xì)線的

6、固定點(diǎn)由N點(diǎn)緩慢下移至 M點(diǎn)（線長(zhǎng)可變），A、B兩物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則 （）A .細(xì)線的拉力將減小B. A物體所受的支持力將增大C. A物體所受摩擦力將增大D.水平地面所受壓力將減小【參考答案】AB【名師解析】以 A、B兩物體組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示。水平方向：Ft cos a= F,豎直方向：Fn+FtS a=（mA+mB）g,因?yàn)榧?xì)線與水平地面的夾角a減小，COS a增大，sin a減小，F(xiàn)t將減小，F(xiàn)n將增大，所以細(xì)線所受拉力減小，地面受到的壓力增大，A正確，D錯(cuò)誤；以物體A為研究對(duì)象，受力分析如圖乙所示， 豎直方向：Fna+ FTsin a= mAg, Ft減小，s

7、in a減小，所以Fna 增大，B正確；以B為研究對(duì)象，在水平方向上由力的平衡可得Ff=F, B物體所受摩擦力不變，故 A物體所受摩擦力不變，C錯(cuò)誤。5. （2018洛陽(yáng)名校月考）如圖所示，將三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊疊放在水平桌面上，處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說(shuō)法中正確的是（）A.石塊b對(duì)a的支持力與a受到的重力是一對(duì)平衡力B.石塊a 一定受到三個(gè)力的作用C.石塊c受到水平桌面向左的摩擦力D.桌面對(duì)石塊c的作用力一定豎直向上【參考答案】D【名師解析】 石塊可能受b對(duì)a的支持力、摩擦力及 a受到的重力而平衡，故A錯(cuò)誤;石塊a可能受石塊b 對(duì)a的支持力與a受到的重力平衡，故B錯(cuò)誤;對(duì)整體由平衡條件可知石塊 c

8、沒(méi)有受到水平桌面的摩擦力作用 ， 但桌面對(duì)石塊c的作用力與重力平衡，故C錯(cuò)誤,D正確.6. （2018河南名校聯(lián)考）如圖所示，三個(gè)粗細(xì)均勻完全相同的圓木A、B、C堆放在水平地面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，每個(gè)圓木的質(zhì)量為 m,截面的半徑為R,三個(gè)截面圓心連線構(gòu)成的等腰三角形的頂角/Oi = 120 °.若在地面上的兩個(gè)圓木剛好要滑動(dòng)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不考慮圓木之間的摩擦，重力加速度為g,則（）A.圓木間的彈力為mgB.下面兩個(gè)圓木對(duì)地面的壓力均為1.5mgC.地面上的每個(gè)圓木受到地面的作用力為1.5mg-3D.地面與圓木間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2【參考答案】.ABD【名師解析】A圓木受到

9、重力與 B、C對(duì)它的彈力，三個(gè)力之間的夾角為 120。,所以圓木間的彈力為 mg,故選項(xiàng)A正確；對(duì)ABC整體有3mg=2Fn,解得下面兩個(gè)圓木對(duì)地面的壓力均為FN=1.5mg,故選項(xiàng)B正確 對(duì)B球3.3有所受摩擦力f=1.5mgcos 30 = mg,地面上的每個(gè)圓木受到地面的作用力為摩擦力和壓力的合力，一定4大于1.5=mg,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由f=科氏,解得 魚，故選項(xiàng)D正確.27. （2016上海十三校調(diào)研） 如圖所示，兩梯形木塊 A、B疊放在水平地面上， A、B之間的接觸面傾斜。 A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上，關(guān)于兩木塊的受力，下列說(shuō)法正確的是（）(A) A、B之間一定存在摩擦力作用(B)

10、木塊A可能受三個(gè)力作用(C)木塊A一定受四個(gè)力作用(D)木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右【參考答案】.B【名師解析】A、B之間可能不存在摩擦力作用，木塊 A可能受重力、B對(duì)A的支持力和豎直墻面向右的彈力三個(gè)力作用，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤B正確。木塊B也可能不受地面的摩擦力作用，選項(xiàng) D錯(cuò)誤。8. (2016河北唐山五校聯(lián)考)如圖所示，兩個(gè)光滑金屬球 a、b置于一個(gè)桶形容器中，兩球的質(zhì)量ma>mb,對(duì)于圖中的兩種放置方式，下列說(shuō)法正確的是()A .兩種情況對(duì)于容器左壁的彈力大小相同B.兩種情況對(duì)于容器右壁的彈力大小相同C.兩種情況對(duì)于容器底部的彈力大小相同D .兩種情況兩球之間的彈力大小相同【參考

11、答案】.C【名師解析】由幾何知識(shí)可知，兩種情況下兩球球心的連線互相平行，也就是說(shuō)，下面小球?qū)ι厦嫘∏驈椓Φ姆较蛳嗤?。上面小球受到的彈力的豎直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于對(duì)左壁的彈力，顯然a球在上面時(shí)對(duì)左壁的彈力大，兩球之間的彈力也大，A、D錯(cuò)誤；將兩球看做整體分析可知，在同一容器里對(duì)左壁的彈力大小等于對(duì)右壁的彈力，所以是b球在下面時(shí)對(duì)右壁作用力大，而對(duì)底部的作用力大小相同，B錯(cuò)誤、C正確。9. (2016云南名校聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量為 m的木塊A放在質(zhì)量為 M的三角形斜劈B上，現(xiàn)同時(shí)用大小為Fi和F2、方向相反的水平力分別推木塊 A和斜劈B,它們均靜止不動(dòng)，則（）A. Fi、

12、F2 一定等大反向B .木塊A、斜劈B間一定存在摩擦力C.斜劈B與地面間一定存在摩擦力D.地面對(duì)斜劈B的支持力的大小一定等于（M+m）g【參考答案】.D【名師解析】木塊A、斜劈B均靜止不動(dòng)，則木塊 A、斜劈B整體受力平衡，在水平方向上，若 Fi、F2等大反向，則斜 劈B與地面間無(wú)摩擦力作用，若Fi、F2大小不相等，則斜劈 B與地面間一定存在摩擦力，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；在豎直方向上，地面對(duì)斜劈B的支持力與木塊 A、斜劈B組成的系統(tǒng)的重力平衡，選項(xiàng)D正確；木塊A、斜劈B間有無(wú)摩擦力以及摩擦力的方向取決于木塊A的重力沿斜面方向的分力和Fi沿斜面方向的分力的大小關(guān)系，木塊 A、斜劈B間可能不存在摩擦力，

13、選項(xiàng) B錯(cuò)誤。10.（單選）將一橫截面為扇形的物體 B放在水平面上，一小滑塊 A放在物體B上，如圖除了物體 B與水 平面間的摩擦力之外，其余接觸面的摩擦均可忽略不計(jì)，已知物體 B的質(zhì)量為M、滑塊A的質(zhì)量為m , 當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為。則下列選項(xiàng)正確的是（）A .物體B對(duì)水平面的壓力大小為MgB .物體B受到水平面的摩擦力大小為mgtan 0C.滑塊A與豎直擋板之間的彈力大小為m-tan 1D.滑塊A對(duì)物體B的壓力大小為【參考答案】C【名師解析】以滑塊A為研究對(duì)象，受力分析，并運(yùn)用合成法如圖：由幾何知識(shí)得，擋板對(duì)滑塊A的彈力大小為N1 =mL, C正確；物

14、體B對(duì)滑塊A的彈力大小為N2 =Jmg ,根據(jù)牛頓第三定律則滑塊 A對(duì)物體B tansin ?的壓力為mgL, D錯(cuò)誤；以滑塊A和物體B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象， 豎直方向受力平衡，地面對(duì)物體B的 sin 二支持力：N =（M +m）g ,水平方向受力平衡，則水平面所受的壓力大小為 N =（M +m）g , A錯(cuò)誤；水平面對(duì)物體B的摩擦力大小為f =N1 = mg ,B錯(cuò)誤。tan r12mg11 . （2016昆明七校聯(lián)考）如圖2所示，三角形物體 a靜置于水平地面上，其傾角0 =30,上底面水平的 b物體在a物體上恰能勻速下滑。現(xiàn)對(duì) b施加沿斜面向上的推力 F,使b總能極其緩慢地向上勻速運(yùn)動(dòng)，某

15、時(shí) 刻在b上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為 m的小物體c （圖中未畫出），a始終靜止，b保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。 關(guān)于放上 小物體c之后，下列說(shuō)法正確的是（）圖2A . b受到a的支持力增加了 mgB . b受到a的摩擦力增加了 mgC.推力F的大小增加了 mgD . a受地面的摩擦力增加了 mg【參考答案】.C【名師解析】本題考查疊加體、隔離法整體法受力分析、平衡條件及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。題述b物體在a物體上恰能勻速下滑，說(shuō)明mgsin30 =mcos30°, ktan30°=1。對(duì)b施加沿斜面向上的推力F,使b總能極其緩慢地向3上勻速運(yùn)動(dòng)，b保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，b所受滑動(dòng)摩擦力沿斜面向下。在

16、 b上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為 m的小物體c,則bc可視為一個(gè)整體，分析受力，由平衡條件可得,b受到a的支持力增加了 mgcos300= mg, b受到a的摩擦力增加了 wmgos30°=1mg,選項(xiàng)ab錯(cuò)誤。放小物體 c之前，推力F的大小為2F=mgsin30 +mgos30 =mg ,放小物體 c 之后，推力 F 的大小為 F' =2mgsin30 偃mgcos30 =2mg,增加了F'-F=mg ,選項(xiàng)C正確。把三角形物體 a和物體b、c看作整體，分析受力，放小物體 c之前，由平衡條件3可得，a受地面的摩擦力為f=Fcos30 =mg；放小物體c之后，由平衡條件可得

17、，a受地面的摩擦力為f' =F' cos30/3mg;增加了 f -f=mg,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 212 .如圖所示，三角形物體 a靜置于水平地面上，其傾角 0 =30,上底面水平的b物體在a物體上恰能勻 速下滑。現(xiàn)對(duì)b施加沿斜面向上的推力 F,使b總能極其緩慢地向上勻速運(yùn)動(dòng)， 某時(shí)刻在b上輕輕地放上一 個(gè)質(zhì)量為m的小物體c （圖中未畫出），a始終靜止，b保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。關(guān)于放上小物體 c之后，下列說(shuō) 法正確的是（）A . b受到a的支持力增加了 mgB . b受到a的摩擦力增加了 mgC.推力F的大小增加了 mgD . a受地面的摩擦力增加了 mg【參考答案】.C【名師解析】

18、本題考查疊加體、隔離法整體法受力分析、平衡條件及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。題述b物體在a物體上恰能勻速 下滑，說(shuō)明mgsin30 =科mgos30°, =tan30 = 2L3 。對(duì)b施加沿斜面向上的推力 F,使b總能極其緩慢地向3上勻速運(yùn)動(dòng)，b保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，b所受滑動(dòng)摩擦力沿斜面向下。在 b上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為 m的小物 體c,則bc可視為一個(gè)整體，分析受力，由平衡條件可得，b受到a的支持力增加了 mgcos30°=哼 mg, b受到a的摩擦力增加了 mgos30o=1mg,選項(xiàng)ab錯(cuò)誤。放小物體 c之前，推力F的大小為2F=mgsin30 +mgos30 =mg ,放小物體

19、 c 之后，推力 F 的大小為 F' =2mgsin30 偃mgcos30 =2mg,增力口了F'-F=mg ,選項(xiàng)C正確。把三角形物體 a和物體b、c看作整體，分析受力，放小物體 c之前，由平衡條件3可得，a受地面的摩擦力為f=Fcos30 =mg；放小物體c之后，由平衡條件可得，a受地面的摩擦力為f' =F' cos30/3mg;增加了 f -f= mg,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 213 . (2016上海閘北模擬) 如圖，質(zhì)量為 mB的滑塊B置于水平地面上，質(zhì)量為mA的滑塊A在一水平力F作用下緊靠滑塊 B (A、B接觸面豎直)。此時(shí)A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知 A與

20、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 陽(yáng) B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為必假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是( )F 丁* A B(A) f4 因(B) F垓(mA + mB)g(C) mAmB 1 (J2(D) mAmB 1 一 口 區(qū)【參考答案】.C【名師解析】對(duì)AB整體，由平衡條件可得 FW坦(mA+mB)g,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。對(duì)A, miF對(duì)Ag,解得F罌刈，選項(xiàng)A錯(cuò)1誤。聯(lián)立解得mA0禺國(guó),選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。 mB 1 (,1(J214.截面為直角三角形的木塊A質(zhì)量為M,放在傾角為。的斜面上，當(dāng)0= 37。時(shí)，木塊恰能靜止在斜面上，如圖甲.現(xiàn)將。改為30°,在A與斜面間放

21、一質(zhì)量為 m的光滑圓柱體 B,如圖乙，已知sin 37 = 06 cos 37= 0.8,則（）A. A、B仍一定靜止于斜面上._.5B.若M=4m,則A受到斜面的摩擦力為 2mg3C.右M=2m,則A受到的摩擦力為 2mgD.以上說(shuō)法都不對(duì)【參考答案】.B【名師解析】由題意可知，當(dāng) 0= 37°時(shí)，木塊恰能靜止在斜面上，則有：Mg）os 37 = Mgsin 37 °代入數(shù)據(jù)解得：尸0.75現(xiàn)將。改為30°,在A與斜面間放一質(zhì)量為 m的光滑圓柱體B,對(duì)A受力分析；則有：f，= n'N '= Mgcos 30 °而：F = mgsin 3

22、0 °當(dāng)：f'vmgsin 30 : Mgsin 30 °則A相對(duì)斜面向下滑動(dòng)，當(dāng)：f'>mgsin 30 : Mgsin 30 °則A相對(duì)斜面不滑動(dòng)，因此 A、B是否靜止在斜面上，由B對(duì)A彈力決定，故 A錯(cuò)誤;Nr= 8Mg若：M = 4m,則：mgsin 30 4 Mg sin 30而：f'= pN'= 0.75 >Mgcos 30 = 33Mg8 口因：f'> mgsin 30 4 Mgsin 30 ° A 不滑動(dòng),A受到斜面的靜摩擦力， 大小為：mgsin 30 : Mgsin 30 =M

23、g5mg故B正確，D錯(cuò)誤;若：M = 2m,則:3 一mgsin 30 + Mgsin 30 = 4Mg3 3而:f =(i N = 0.75 >Mgcos 30 = -8-Mg因:f'vmgsin 30 : Mgsin 30 ° A 滑動(dòng),A受到斜面的滑動(dòng)摩擦力，大小為:平行于斜劈側(cè)面的恒力甲A對(duì)地向右運(yùn)動(dòng)A.斜劈30乙B.斜劈A受到地面向右的摩擦力作用C.斜劈A對(duì)地面的壓力大小等于（M + 2m）gD.斜劈A對(duì)地面的壓力大于（M + 2m）gf'=pN'=0.75 Mgcos 30 = 3pMg = 3Jpmg,故 C 錯(cuò)誤. 84A,其質(zhì)量為 M,兩個(gè)底角均為15.如圖甲所示，在粗糙水平面上靜置一個(gè)截面為等腰三角形的斜劈兩個(gè)完全相同的、質(zhì)量均為 m的小物塊p和q恰好能沿兩側(cè)面勻速下滑.若現(xiàn)在對(duì)兩物塊同時(shí)各施加一個(gè)Fi、F2,且Fi>F2,如圖乙所示，則在p和q下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 （【名師解析】甲圖中，三個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)，故可以對(duì)三個(gè)物體的整體受力分析，受重力和支持