統(tǒng)考版2024高考物理二輪專題復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化訓(xùn)練1力與物體的平衡

專題強(qiáng)化訓(xùn)練1力與物體的平衡選擇題(1～10題為單項(xiàng)選擇題，11～14題為多項(xiàng)選擇題)1．[2022·浙江1月]如圖所示，公園里有一仿制我國(guó)古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水管口持續(xù)有水流出，過一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是()A．水桶自身重力的大小B．水管每秒出水量的大小C．水流對(duì)桶撞擊力的大小D．水桶與水整體的重心高低2．[2023·遼寧模擬卷]2023年夏季，河南鄭州突如其來的洪澇災(zāi)害造成路面塌陷、橋梁垮塌，一汽車行駛中不慎陷入泥潭，天無(wú)絕人之路，碰巧在車前方30m處有一棵大樹，如圖甲所示，司機(jī)拿出后備箱里的繩索一端系在車上，一端系在樹上，他在繩索中點(diǎn)垂直繩子施加F＝100N的水平恒力，將繩索中點(diǎn)拉離原位置x＝30cm，如圖乙所示，結(jié)果就把車?yán)顺鰜恚畡t車被拉出時(shí)繩子對(duì)車的拉力約為(θ角很小時(shí)，sinθ≈tanθ)()A．500NB．1000NC．2500ND．5000N3．拉力器是一種很好的健身器材，由腳環(huán)、兩根相同的彈性繩、把手等組成．如圖所示，女子拉開拉力器使其比原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了40cm，此時(shí)拉力大小為120N．假設(shè)彈性繩的彈力與伸長(zhǎng)量遵循胡克定律，且未超過彈性限度．則()A．人對(duì)健身器材的拉力是由于彈性繩形變產(chǎn)生的B．若對(duì)拉力器的拉力增大，則彈性繩的勁度系數(shù)也增大C．每根彈性繩的勁度系數(shù)為150N/mD．若對(duì)拉力器的拉力減為60N，則彈性繩長(zhǎng)度變?yōu)?0cm4．[2023·廣東省肇慶市一中檢測(cè)]電線桿夾具吊裝夾子能利用電線桿自身重力自動(dòng)抓緊，極大地提高了電線桿吊裝工作效率．已知某根電線桿質(zhì)量為1130kg，電線桿被吊起后，拉繩沿豎直方向，兩鐵索間的夾角恰好為90°(如圖b所示)，取g＝10m/s2.則()A．每根鐵索的拉力大小為5650NB．每根鐵索的拉力大小為11300NC．電線桿對(duì)夾具的作用力大小為1130ND．電線桿對(duì)夾具的作用力大小為11300N5．如圖所示，物塊A靜止在粗糙水平面上，其上表面為四分之一光滑圓?。恍』瑝KB在水平外力F的作用下從圓弧底端緩慢向上移動(dòng)一小段距離，在此過程中，A始終靜止．設(shè)A對(duì)B的支持力為FN，地面對(duì)A的摩擦力為Ff，則兩力的變化情況是()A．FN減小，F(xiàn)f增大B．FN增大，F(xiàn)f增大C．FN減小，F(xiàn)f不變D．FN增大，F(xiàn)f不變6．有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)絕緣彈簧，將邊長(zhǎng)為d的正三角形勻質(zhì)金屬線框(線框由電阻為R的金屬絲折合而成)如圖甲、乙情況放置，靜止時(shí)彈簧的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2.現(xiàn)將該金屬線框如圖丙所示接入電路，導(dǎo)線的左右接觸點(diǎn)分別為線框左右兩邊的中點(diǎn)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，大小為B，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，導(dǎo)線與線框之間作用力可以忽略，則閉合開關(guān)S后，彈簧的長(zhǎng)度L3為()A．L1＋eq\f(9BdE,2k（2R＋9r）)B．L2＋eq\f(9BdE,2k（2R＋9r）)C．L1－eq\f(5BdE,2k（2R＋9r）)D．L2＋eq\f(5BdE,2k（2R＋9r）)7.[2022·遼寧卷]如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．蛛絲OM、ON與豎直方向夾角分別為α、β(α>β).用F1、F2分別表示OM、ON的拉力，則()A．F1的豎直分力大于F2的豎直分力B．F1的豎直分力等于F2的豎直分力C．F1的水平分力大于F2的水平分力D．F1的水平分力等于F2的水平分力8．[2023·遼寧省鐵嶺市模擬]水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，如圖所示．滑輪受到輕繩的作用力的大小為(g取10N/kg)()A．50NB．20NC．100ND．50eq\r(3)N9.[2023·山東泰安第一中學(xué)高考檢驗(yàn)卷]拖把是常用的勞動(dòng)工具，假設(shè)拖把與水平地面接觸端的質(zhì)量為m，其他部分質(zhì)量可忽略，接觸端與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示，人施加沿桿方向的力F(圖中未畫出)，推著接觸端在水平地面上勻速滑行，桿與水平地面的夾角為α，重力加速度為g，則()A．夾角α越大，推動(dòng)拖把越輕松B．接觸端受到的支持力大小為FsinαC．接觸端受到地面的摩擦力大小為μmgD．接觸端受到地面的摩擦力與支持力的合力方向不變10．[2023·重慶市第四次質(zhì)量檢測(cè)]如圖1所示，橫截面為直角的斜槽與水平方向的夾角為θ，橫截面為正方形的長(zhǎng)方體型物體恰好沿斜槽勻速下滑，斜槽橫截面MON如圖2所示，過斜槽底部OP的豎直面(圖中未畫出)與斜槽橫截面MON相交處為虛線OO′，MO與虛線OO′的夾角也為θ，斜槽兩側(cè)面為同種材料．物體與斜槽的動(dòng)摩擦因數(shù)等于()A．tanθB．eq\f(tanθ,sinθ＋cosθ)C．eq\f(1,tanθ（sinθ＋cosθ）)D．eq\f(1,tanθ)11．[2023·山東沖刺卷]如圖所示，豎直墻壁AB與斜面BC的夾角為53°，質(zhì)量均為m且分布均勻的半球與小球疊放在墻面與斜面之間，OO′⊥BC.重力加速度大小為g，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，不計(jì)一切摩擦．下列說法正確的是()A．斜面對(duì)半球的彈力大小為eq\f(5,4)mgB．半球?qū)Ρ诘膹椓Υ笮閑q\f(3,4)mgC．若僅將小球的半徑減小，則墻壁對(duì)小球的彈力變大D．若僅將小球的半徑減小，則半球?qū)π∏虻闹С至ψ冃?2．如圖所示，物體A靜止在粗糙的水平地面上，一輕質(zhì)細(xì)線跨過固定傾斜直桿頂端的光滑輕質(zhì)定滑輪，細(xì)線一端連接靜止于水平地面上的質(zhì)量為mA的物體A，細(xì)線另一端與另外兩根細(xì)線在O點(diǎn)形成“死結(jié)”，結(jié)點(diǎn)O下方細(xì)線懸掛物體B.現(xiàn)左端細(xì)線用與水平方向成30°角的斜向左上方的力F拉住，使結(jié)點(diǎn)右側(cè)的細(xì)線與水平方向的夾角為30°.已知物體A與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)，重力加速度大小為g，定滑輪右側(cè)細(xì)線與水平方向的夾角為45°，物體A、B保持靜止?fàn)顟B(tài)，以下說法正確的是()A.輕質(zhì)細(xì)線對(duì)物體A的拉力大小為eq\f(\r(3),2)FB．地面對(duì)物體A的摩擦力大小為eq\f(\r(2),2)FC．物體B的質(zhì)量為eq\f(F,g)D．物體A對(duì)地面的壓力大小為mAg－eq\f(\r(3),2)F13．[2022·全國(guó)三模]如圖所示，兩個(gè)可視為點(diǎn)電荷的帶正電小球A和B，A球系在一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端，繞過定滑輪，在細(xì)繩的另一端施加拉力F，B球固定在絕緣座上，位于定滑輪的正下方．現(xiàn)緩慢拉動(dòng)細(xì)繩，使A球緩慢移動(dòng)到定滑輪處，此過程中，B球始終靜止，忽略定滑輪大小和摩擦，下列判斷正確的是()A．B球受到的庫(kù)侖力先不變后減小B．拉力F一直增大C．地面對(duì)絕緣座的支持力一直減少D．A球的電勢(shì)能先不變后減少14．[2023·山東師范大學(xué)附屬中學(xué)開學(xué)考試]如圖甲所示，用兩根細(xì)繩連接一小球，小球始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)繩OA與豎直方向的夾角為θ1，θ1保持不變，細(xì)繩OA的拉力用F1表示，細(xì)繩OB從豎直位置緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，細(xì)繩OB的拉力F2和細(xì)繩OB與豎直方向的夾角θ2的關(guān)系如圖乙，g取10m/s2，下列說法正確的是()A．當(dāng)θ1＝θ2時(shí)，細(xì)繩OB的拉力F2＝eq\f(10\r(3),3)NB．當(dāng)θ1＝θ2時(shí)，細(xì)繩OB的拉力F2＝10NC．緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程中，細(xì)繩OB的拉力F2的最小值為5ND．緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過程中，細(xì)繩OB的拉力F2的最小值為5eq\r(3)N專題強(qiáng)化訓(xùn)練1力與物體的平衡1．解析：由于水桶可以繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此一段時(shí)間后，當(dāng)水桶水變多導(dǎo)致重心升高到一定程度時(shí)，就會(huì)造成水桶翻轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤．答案：D2．解析：如圖所示將作用在繩索中點(diǎn)的水平恒力F下分解到沿AO方向的拉力F1和沿BO方向的拉力F2，因F1＝F2，則有eq\f(F,2)＝F1sinθ由于x?d，則sinθ＝tanθ因此F1＝eq\f(F,2tanθ)，代入數(shù)值得F1＝2500N，故選C.答案：C3．解析：人對(duì)健身器材的拉力是由于人自身形變產(chǎn)生的，A錯(cuò)誤；彈性繩的勁度系數(shù)是彈性繩固有的屬性，對(duì)拉力器的拉力增大時(shí)，其勁度系數(shù)還是不變，B錯(cuò)誤；根據(jù)胡克定律得2kx＝F，代入數(shù)據(jù)解得每根彈性繩的勁度系數(shù)為k＝150N/m，C正確；根據(jù)胡克定律，可得若對(duì)拉力器的拉力減為60N，則有2kΔx＝60，代入數(shù)據(jù)，解得Δx＝20cm，故彈性繩的形變量為20cm，D錯(cuò)誤．答案：C4．解析：整個(gè)夾子是對(duì)稱設(shè)計(jì)的，兩根鐵索拉力F大小相等，其合力大小F合＝mg＝11300N，由F＝eq\f(mg,2sin45°)＝11300×eq\f(\r(2),2)N＝5650eq\r(2)N，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律有，電線桿對(duì)夾具的作用力為11300N，C錯(cuò)誤，D正確．答案：D5.解析：對(duì)滑塊B受力分析，受到重力、支持力與水平推力，如圖所示．設(shè)滑塊所在處斜面傾角為θ，根據(jù)平衡條件有F＝mgtanθ，物塊A對(duì)小滑塊B的支持力為FN＝eq\f(mg,cosθ)；緩慢沿曲面向上移動(dòng)一小段距離的過程中，θ增大，則水平外力F增大，F(xiàn)N也增大，整體水平方向受力平衡，可得地面對(duì)物塊A的摩擦力Ff＝F，所以地面對(duì)物塊A的摩擦力逐漸增大，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B6．解析：對(duì)圖甲中的線框受力分析mg＝k（L1－L0），對(duì)圖乙中的線框受力分析mg＝k（L0－L2），得mg＝eq\f(k（L1－L2）,2)，L0＝eq\f(L1＋L2,2)，對(duì)丙圖中的線框受力分析，線框所受安培力FA＝eq\f(9BdE,4R＋18r)，由于受力平衡，則mg＋FA＝k（L3－L0），結(jié)合前面的計(jì)算結(jié)果可得L3＝L1＋eq\f(9BdE,2k（2R＋9r）)，故A正確．答案：A7．解析：對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，根據(jù)平衡條件可知，水平方向上有F1sinα＝F2sinβ＝Fx，即F1的水平分力等于F2的水平分力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；豎直方向上有F1的豎直分量F1y＝F1cosα＝eq\f(Fx,tanα)，F(xiàn)2的豎直分量F2y＝F2cosβ＝eq\f(Fx,tanβ).由tanα>tanβ可知F1y<F2y，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．答案：D8．解析：由題意可得，對(duì)繩B點(diǎn)受力分析：滑輪受到繩子的作用力應(yīng)為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力，因同一根繩張力處處相等，都等于物體的重量，即F1＝F2＝G＝mg＝100N．用平行四邊形定則作圖，由于拉力F1和F2的夾角為120°，則有合力F＝100N，所以滑輪受繩的作用力為100N，方向與水平方向成30°角斜向下，C正確．答案：C9.解析：接觸端所受水平地面的摩擦力f與支持力N滿足的關(guān)系為eq\f(f,N)＝μ，所以f和N的合力F′方向不變，則接觸端可視為在mg、F和F′三個(gè)力的作用下保持平衡狀態(tài)，如圖所示，可知夾角α越大，F(xiàn)越大，即推動(dòng)拖把越費(fèi)力，故A錯(cuò)誤，D正確；接觸端受到的支持力為N＝mg＋Fsinα，故B錯(cuò)誤；接觸端受到地面的摩擦力為f＝μ（mg＋Fsinα）＝Fcosα，故C錯(cuò)誤．答案：D10．解析：根據(jù)力的分解可知，物塊重力沿OO′分向的分力F＝mgcosθ，物塊對(duì)ON截面的壓力F1＝mgcos2θ，對(duì)OM截面的壓力F2＝mgsinθcosθ.對(duì)物塊，根據(jù)平衡條件mgsinθ＝μ（F1＋F2），解得μ＝eq\f(tanθ,sinθ＋cosθ)，B正確．答案：B11．解析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖所示根據(jù)平衡條件得NOcos53°＝N墻NOsin53°＝mg解得N墻＝eq\f(3mg,4)對(duì)小球和半球整體受力分析如圖根據(jù)平衡條件得NO整＝eq\f(2mg,sin53°)＝eq\f(10mg,4)，N墻整＝eq\f(2mg,tan53°)＝eq\f(6mg,4)由墻壁對(duì)半球的支持力N墻1＝N墻整－N墻＝eq\f(3mg,4)根據(jù)牛頓第三定律可得半球?qū)Ρ诘膹椓閑q\f(3mg,4)，若僅將小球的半徑減小，則θ減小，則墻壁對(duì)小球的彈力N墻＝eq\f(mg,tanθ)變大，則半球?qū)π∏虻闹С至O＝eq\f(mg,sinθ)變大，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．答案：BC12．解析：對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析如圖所示，設(shè)細(xì)線中拉力大小為T，由平衡條件有Fcos30°＝Tcos30°，F(xiàn)sin30°＋Tsin30°＝mBg，聯(lián)立解得T＝F，mB＝eq\f(F,g)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；對(duì)物體A受力分析，如圖所示，由平衡條件可知，在水平方向上地面對(duì)A的摩擦力等于細(xì)線中拉力T在水平方向的分力，即Ff＝Tcos45°＝Fcos45°＝eq\f(\r(2),2)F，選項(xiàng)B正確；由Tsin45°＋FN＝mAg，解得FN＝mAg－eq\f(\r(2),2)F，由牛頓第三定律可知物體A對(duì)地面的壓力大小為mAg－eq\f(\r(2),2)F，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC13．解析：設(shè)球所受庫(kù)侖力大小為FC，AB兩球間距離為r，B球距定滑輪為h，A球與定滑輪間距離為l，對(duì)開始位置處的A球受力分析，將F和FC合成如圖，由相似三角形可得eq\f(mg,h)＝eq\f