2023年高三物理二輪練習(xí)02 三大力場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題

2023年高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破

專題02三大力場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題

專練目標(biāo)專練內(nèi)容

目標(biāo)1高考真題（IT—2T）

目標(biāo)1重力場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題（3T—8T）

目標(biāo)2電場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題（9T—14T）

目標(biāo)3磁場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題（15T—20T）

【典例專練】

一、高考真題

1.（2022年河北卷）如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點(diǎn)，將木板以底邊MN為

軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程

中（）

A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大

B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小

C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小

D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變

2.（2021年湖南卷）質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最

低點(diǎn)，B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為加的小滑塊。用推力戶推動(dòng)小

滑塊由4點(diǎn)向8點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力尸的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說

法正確的是（）

A.推力尸先增大后減小

B.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大

C.墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小

D.水平地面對(duì)凹槽的支持力先減小后增大

二、重力場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題

3.一輕繩一端系在豎直墻〃上，另一端系一質(zhì)量為"I的物體A,用一輕質(zhì)光滑圓環(huán)。穿過輕繩，并用力尸

拉住輕環(huán)上一點(diǎn)，如圖所示?，F(xiàn)使物體A從圖中虛線位置緩慢上升到實(shí)線位置。則在這一過程中，力尸、繩

中張力尸7■及力尸與水平方向夾角。的變化情況是（）

A.F保持減小，&逐漸增大，夾角。逐漸減小

B.尸逐漸減小，尸T保持不變，夾角。逐漸減小

C.尸逐漸減小，臼保持不變，夾角。逐漸減小

D.F逐漸增大，F(xiàn)r逐漸不變，夾角。逐漸增大

4.重慶南開中學(xué)為增強(qiáng)學(xué)生體魄，組織學(xué)生進(jìn)行多種體育鍛煉。在某次鍛煉過程中，一學(xué)生將鉛球置于兩

手之間，其中兩手之間夾角為60。。保持兩手之間夾角不變，將右手由圖示位置緩慢旋轉(zhuǎn)60。至水平位置。

不計(jì)一切摩擦，則在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（）

A.右手對(duì)鉛球的彈力增加B.右手對(duì)鉛球的彈力先增加后減小

C.左手對(duì)鉛球的彈力增加D.左手對(duì)鉛球的彈力先增加后減小

5.如圖所示，輕桿的一端固定一光滑球體，桿的另一端O為自由轉(zhuǎn)動(dòng)軸，而球又?jǐn)R置在光滑斜面上。若桿

與墻面的夾角為夕，斜面傾角為α,開始時(shí)∕<α,且a+￡<90。，重力加速度為g,為使斜面能在光滑水

平面上向右緩慢移動(dòng)，在球體離開斜面之前，作用于斜面上的水平外力尸的大小及輕桿所受球體的作用力T

和地面對(duì)斜面的支持力F'的大小變化情況是（）

A.尸逐漸增大，T逐漸減小，F(xiàn)N逐漸減小

B.尸逐漸減小，T逐漸減小，入逐漸增大

C.尸逐漸增大，7先減小后增大，瓜逐漸增大

D.尸逐漸減小，T先減小后增大，F(xiàn)N逐漸減小

6.如圖所示，斜面光滑的楔形物體放置在粗糙水平面上，一輕質(zhì)細(xì)線繞過滑輪1和滑輪2,兩端分別與物

體α和輕環(huán)C連接，輕環(huán)C穿在粗糙水平橫桿上，滑輪2下吊一物體從物體α和滑輪1間的細(xì)線平行于斜

面，系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)將C向右移動(dòng)一些，系統(tǒng)再次靜止（即撤去外界干預(yù)后的新平衡，楔形物體始終在原來

位置）。不計(jì)滑輪質(zhì)量和滑輪與繩間的摩擦。則（）

A.在兩次平衡中物體α在同一位置B.地面對(duì)斜面體的支持力變大

C.橫桿對(duì)輕環(huán)C的摩擦力變大D.地面對(duì)楔形物體的摩擦力不變

7.如圖所示，光滑半圓形球面固定在水平面上，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球。和6用質(zhì)量可忽略的剛性細(xì)桿相

連并靜止在球面內(nèi)，已知細(xì)桿長(zhǎng)度等于半球面半徑，細(xì)桿與水平面的夾角O=15。；現(xiàn)給6球上施加外力，

使得b小球沿球面緩慢移動(dòng)（。、a、6始終在同一豎直平面內(nèi)），直至小球“到達(dá)與球心。點(diǎn)等高處。

則（）

A.球面對(duì)。的作用力逐漸增大B.球面對(duì)。的作用力先增大后減小

C.輕桿對(duì)外6的作用力先增大后減小D.輕桿對(duì)a、b的作用力逐漸增大

8.半圓柱體甲和傾角為30。的斜面體乙置于水平桌面上，表面光滑的丙球置于甲、乙之上，截面如圖所示,

甲、丙圓心連線與斜面平行，三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知三者質(zhì)量均為m,下列說法正確的是（）

A.地面對(duì)甲、乙的摩擦力之比為1:1

B.甲、乙對(duì)丙的支持力之比為6:1

C.若增大甲、乙間距離，丙未落地且三者仍靜止，則丙對(duì)甲的壓力增大

D.若增大甲、乙間距離，丙未落地且三者仍靜止，則地面對(duì)甲的摩擦力減小

三、電場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題

9.如圖所示，圓心為。、半徑為R的半圓環(huán)套有一帶正電小球A,沿過。點(diǎn)的豎直方向有一豎直細(xì)桿，一

端固定于圓環(huán)上，桿上套有另一帶正電小球B。初始時(shí)小球A在圓環(huán)底端右側(cè)不遠(yuǎn)處，兩小球間距離為心

現(xiàn)用絕緣裝置緩慢向上移動(dòng)小球B到半圓環(huán)底端處，使小球A沿右側(cè)圓環(huán)緩慢上滑，半圓環(huán)和桿均光滑絕

緣。則下列說法中正確的是（）

A.小球A上滑過程中兩小球間的庫侖力減小

B.小球A上滑過程中圓環(huán)對(duì)小球A的支持力先增大后減小

C.小球A上滑過程中兩小球間的庫侖力不大于圓環(huán)對(duì)小球A的支持力

D?小球A能滑到圓環(huán)上與。點(diǎn)等高處

10.如圖所示，在一絕緣斜面C上有帶正電的小物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將一帶正電的小球B沿以A為圓

心的圓弧緩慢地從P點(diǎn)移至A正上方的。點(diǎn)處，已知尸、A在同一水平線上，且在此過程中物體A和C始

終保持靜止不動(dòng)，A、B可視為質(zhì)點(diǎn)。關(guān)于此過程，下列說法正確的是（）

Q

A.物體A受到斜面的支持力先增大后減小

B.物體A受到小球B的排斥力恒定不變

C.斜面C受到地面的摩擦力一直增大

D.斜面C受到地面的支持力一直減小

11.如圖所示，帶電性質(zhì)相同且電荷量為q的A、B兩小球，A球被放在絕緣的水平臺(tái)面上，B球被長(zhǎng)為/,的

輕繩懸于B點(diǎn)，O/的距離等于的距離且夾角為。，靜電力常量為3兩球可視為點(diǎn)電荷，若B球的電荷

量在逐漸減小的過程中，則下列說法中正確的是（）

A.輕繩對(duì)B球的拉力不變

B.輕繩對(duì)B球的拉力逐漸增大

2

C.在電荷量還沒減小時(shí)，A、B兩球之間的靜電力大小為七7（二5淪9）

D.在電荷量還沒減小時(shí)，A、B兩球之間的靜電力大小為.d[[os。）

12.如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)帶同種電荷的小球。和6,分別靜止在豎直墻面和水平地面上，6球被光

滑豎直板擋住，所有接觸面均光滑，。球由于緩慢漏電而緩慢下降，在此過程中（）

A.地面對(duì)b的支持力變小

B.豎直擋板對(duì)6的支持力變小

C.a、6間的作用力變大

D.以上說法均不正確

13.如圖所示，帶正電的小球/1用豎立在地面上的絕緣桿支撐，帶正電的小球8用繞過/球正上方的定滑

輪的絕緣細(xì)線拉著，開始時(shí)4、8在同一水平線上并處于靜止，不計(jì)兩個(gè)小球的大小.現(xiàn)用手拉細(xì)線使小球

8緩慢向上移動(dòng)，小球8在向上移動(dòng)過程中48兩球的帶電量保持不變，不計(jì)兩球間的萬有引力，則在8

球緩慢移動(dòng)一小段距離的過程中（）

A./、8兩球間的距離在減小

B.小球8的運(yùn)動(dòng)軌跡是一段圓弧

C.細(xì)線上的張力一直增大

D.細(xì)線上的張力可能先變小后變大

14.質(zhì)量分別是加八加2的兩個(gè)帶電小球M、N,分別用為/的絕緣細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)0,兩細(xì)線與豎直方

向各成一定的角度01、θ2,過兩球球心的直線與。點(diǎn)豎直線交于4點(diǎn)，如圖，現(xiàn)增加球M的電荷量，系

統(tǒng)重新平衡，下列各物理量中保持不變的是（）

A.兩細(xì)線上的拉力之比B.MA與NA的長(zhǎng)度之比

C.OA的長(zhǎng)度hD.兩線的夾角α+2

四、磁場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)平衡問題

15.如圖甲所示,一通電導(dǎo)體棒用兩根絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛在天花板上并靜止在水平位量。當(dāng)導(dǎo)體棒所在空

間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng),再次靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成。角，如圖乙所示（圖甲中從左向右看）。已知導(dǎo)體棒長(zhǎng)度

為￡、質(zhì)量為加、電流為/,重力加速度大小為g。關(guān)于乙圖，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)磁場(chǎng)方向斜向右上方且與細(xì)線垂直時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為避泮

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí)，每根細(xì)線的拉力大小為產(chǎn)7

2cos。

D.當(dāng)磁場(chǎng)方向水平向左時(shí)，不能使導(dǎo)體棒在圖示位置保持靜止

16.如圖所示，金屬棒放置在傾角為舛勺斜面上，其中通有垂直紙面向里的恒定電流，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小為8,方向垂直斜面向上。保持磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，但方向沿順時(shí)針在紙面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過。角，在此

過程中金屬棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。若導(dǎo)軌和金屬棒均不光滑，則（）

B

A.金屬棒受到的安培力一定減小

B.金屬棒受到的摩擦力一定增大

C.金屬棒受到的彈力一定減小

D.斜面對(duì)金屬棒的作用力一定增大

17.導(dǎo)體棒4水平靜置于絕緣斜面C,截面圖如圖所示，導(dǎo)體棒中通有垂直于紙面向里的電流/,現(xiàn)將另一

與導(dǎo)體棒/保持平行的通電直導(dǎo)線，沿以A為圓心的圓弧緩慢地從8點(diǎn)轉(zhuǎn)至P點(diǎn)，其電流方向垂直于紙面

向外，已知/、8在同一豎直線上，且在此過程中導(dǎo)體棒力和C始終保持靜止不動(dòng)。關(guān)于此過程，下列說

法正確的是（）

B?

A.地面對(duì)斜面C的支持力逐漸增大

B.地面對(duì)斜面C的摩擦力逐漸減小

C.導(dǎo)體棒/受到斜面的摩擦力一直減小

D.導(dǎo)體棒/受到斜面的支持力先增大后減小

18.如圖所示，傾角為30。的光滑斜面上放置一質(zhì)量為加，長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線內(nèi)電流大小為/,方

向垂直紙面向里，空間內(nèi)存在平行紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)線受到安培力作用且保持靜止，已知重力加速度為g,

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能是（）

6=30。

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A.螫B.C.D.

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