2025 選考專題高考 物理 （川陜青寧蒙新晉豫）第一部分核心主干復(fù)習(xí)專題第1講　力與物體的平衡 含答案

2025選考專題高考物理（川陜青寧蒙新晉豫）第一部分核心主干復(fù)習(xí)專題第1講力與物體的平衡時間|40min1.[2024·江西萍鄉(xiāng)模擬]公交車突然出現(xiàn)故障,兩個乘客下車嘗試推動公交車,圖甲中A向前推B,B向前推車,圖乙中A、B同時向前推車,都沒有推動公交車,假設(shè)這兩種方式中兩個乘客推力都為F,則下列說法正確的是 ()A.兩圖中公交車受到的推力都為2FB.圖甲中B受到的地面摩擦力為0C.圖甲中公交車受到地面的摩擦力為2FD.圖乙中公交車受到地面的摩擦力大于2F2.[2024·廣西卷]工人卸貨時常利用斜面將重物從高處滑下.如圖所示,三個完全相同的貨箱正沿著表面均勻的長直木板下滑,貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同.若1、2、3號貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為Ff1、Ff2和Ff3,則 ()A.Ff1<Ff2<Ff3B.Ff1=Ff2<Ff3C.Ff1=Ff3<Ff2D.Ff1=Ff2=Ff33.[2024·四川成都模擬]圖甲是小王同學(xué)某次拎購物袋時的情景圖,其簡化示意圖如圖乙所示.為了方便攜帶,小王在購物袋上端的繩上打了一個結(jié),使繩子縮短了一些.則小王拎著豎直靜止的購物袋時,下列說法正確的是 ()甲乙A.繩子縮短后,兩段繩子的拉力大小都不變B.繩子縮短后,兩段繩子的拉力都變小C.繩子縮短后,小王對購物袋的作用力不變D.繩子縮短后,小王對購物袋的作用力減小4.[2024·河南安陽模擬]如圖所示,起重機將一半徑為R的圓柱體緩慢吊起,有四根長度均為2R的鋼繩,一端分別固定在圓柱上端圓面邊緣的四個等分點處,另一端匯聚在掛鉤上,四根鋼繩的質(zhì)量忽略不計,圓柱體的質(zhì)量為m,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,則每根鋼繩的受力大小為 ()A.36B.12C.34D.235.[2024·江蘇南京模擬]如圖所示,輕桿一端與動摩擦因數(shù)足夠大的地面上A點接觸,另一端靠在光滑豎直墻壁上的B點,一只老鼠順桿緩慢上爬的過程中,桿始終靜止,則 ()A.A點桿受地面作用力不變B.A點桿受地面作用力變大C.B點桿受到彈力不變D.B點桿受到彈力變小6.[2024·湖北卷]如圖所示,兩拖船P、Q拉著無動力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速前進,兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30°.假設(shè)水對三艘船在水平方向的作用力大小均為Ff,方向與船的運動方向相反,則每艘拖船發(fā)動機提供的動力大小為 ()A.33Ff B.213C.2Ff D.3Ff7.[2024·山東卷]如圖所示,國產(chǎn)人形機器人“天工”能平穩(wěn)通過斜坡.若它可以在傾角不大于30°的斜坡上穩(wěn)定地站立和行走,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則它的腳和斜面間的動摩擦因數(shù)不能小于 ()A.12 B.C.22 D.8.[2022·海南卷]我國的石橋世界聞名,如圖,某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成,其中石塊1、6固定,2、5質(zhì)量均為m,3、4質(zhì)量均為m',不計石塊間的摩擦,則m∶m'為 ()A.32 B.3 C.1 D.9.[2024·黑龍江哈爾濱模擬]燃氣灶支架有很多種規(guī)格和款式.如圖所示,是a、b兩款不同的燃氣灶支架,它們都是在一個圓圈底座上等間距地分布有五個支架齒,每一款支架齒的簡化示意圖在對應(yīng)的款式下方.如果將質(zhì)量相同、尺寸不同的球面鍋置于兩款支架上,則鍋的尺寸越大 ()A.a款每個支架齒受到的壓力越大B.a款每個支架齒受到的壓力越小C.b款每個支架齒受到的壓力越大D.b款每個支架齒受到的壓力越小10.[2024·浙江1月選考]如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),小球A、B上系有不可伸長的細線a、b、c和d,其中a的上端懸掛于豎直固定的支架上,d跨過左側(cè)定滑輪、c跨過右側(cè)定滑輪分別與相同配重P、Q相連,調(diào)節(jié)左、右兩側(cè)定滑輪高度達到平衡.已知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為50g,細線c、d平行且與水平面成θ=30°角(不計摩擦,g取10N/kg),則細線a、b的拉力分別為 ()A.2N、1N B.2N、0.5NC.1N、1N D.1N、0.5N11.(多選)[2024·山西太原模擬]如圖所示,絕緣的斜面體ABC靜止于水平面上,∠B=37°,∠C=53°,兩個可視為質(zhì)點的帶電物體P和Q分別在AB和AC面上靜止不動,且PQ連線水平.AB面和AC面光滑,設(shè)斜面體和P、Q的質(zhì)量分別為M、m1、m2,重力加速度為g,sin37°=0.6.下列判斷正確的是 ()A.P、Q一定帶異種電荷,且Q的電荷量一定等于P的電荷量B.P、Q的質(zhì)量之比是16C.水平面對斜面體底部有水平向右的靜摩擦力D.水平面對斜面體的支持力等于(M+m1+m2)g12.[2021·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,B為半圓水平直徑的端點.凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊.用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動,力F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F先增大后減小B.凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C.墻面對凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對凹槽的支持力先減小后增大第2講力與直線運動時間|40min第一部分核心主干復(fù)習(xí)專題專題一力與運動第1講力與物體的平衡題型1例1A[解析]對球體受力分析如圖所示,對各力進行正交分解,由平衡條件,x軸方向有FN1sin30°=FN2sin30°,y軸方向有FN1cos30°+FN2cos30°+F=mg,聯(lián)立解得FN1=33N,A正確例2B[解析]設(shè)Q和P兩球之間的庫侖力為F,細繩對Q、P的拉力分別為FT1、FT2,Q、P的質(zhì)量分別為m1、m2,兩細繩與豎直方向的夾角均為θ,對于小球Q有q1E+FT1sinθ=F,FT1cosθ=m1g,對于小球P有q2E+F=FT2sinθ,FT2cosθ=m2g,聯(lián)立有q1E=F-FT1sinθ>0,q2E=FT2sinθ-F>0,可得FT2>FT1,且FT1FT2=m1m2,可知m2>m1,即P的質(zhì)量一定大于Q的質(zhì)量,A錯誤,B正確;【遷移拓展】1.B[解析]設(shè)每根斜桿受到地面的作用力大小為F,根據(jù)受力平衡可得4Fcos30°=G,解得F=G4cos30°=3G6,可知每根斜桿受到地面的作用力大小為36G,A錯誤,B正確;每根斜桿受到地面的摩擦力大小為Ff=Fsin30°=36G×12=2.D[解析]根據(jù)題意,圓柱體的受力分析如圖甲所示,并得到力的矢量三角形如圖乙所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知Fa=Gsin37°=0.6G,Fb=Gcos37°=0.8G,選項D正確.3.D[解析]磁感應(yīng)強度方向處處都垂直指向OO',對導(dǎo)線受力分析,可知安培力的方向一定與拉力方向垂直,當導(dǎo)線靜止在圖甲右側(cè)位置時,根據(jù)三力平衡的知識和左手定則,可知導(dǎo)線中電流方向為由M指向N,A錯誤;平衡時有tanθ=BIlFT,sinθ=BIlmg,FT=mgcosθ,故sinθ與電流I成正比,由于導(dǎo)線所在的位置磁感應(yīng)強度B的大小相等,所以當電流I增大時,安培力變大,所以平衡后,θ角變大,拉力變小,B、C錯誤題型2例3B[解析]對人受力分析如圖甲所示,則有FN+FT=mg,其中工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對作用力與反作用力,A錯誤,B正確;對左邊滑輪受力分析如圖乙所示,則有FT'=mg2cosθ,隨著將重物緩慢提起,θ逐漸增大,則FT'逐漸增大,C、D例4B[解析]設(shè)兩繩子對圓柱體的拉力的合力為F,繩子拉力為FT,兩繩子之間的夾角為2θ,則2FTcosθ=F,可得FT=F2cosθ,畫出矢量三角形,如圖所示,G為圓柱體重力,FN為所受支持力.因為F和FN的夾角保持不變,矢量三角形處在以斜邊中點(初始時F中點)為圓心的外接圓中,在將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平過程中,可判斷出FN先增大后減小,F逐漸減小,進而推出FT【遷移拓展】1.B[解析]當針尖進入人體肌肉組織的過程中,受力分析如圖所示,由受力分析圖可知0.052NFN=0.252mm22+0.1252mm≈0.252mm2mm,求得FN=0.4N,故B正確,A錯誤;若該針尖停留在某位置2.B[解析]FOA、FOB的合力方向豎直向上,大小等于重力,繩OB與OA之間的夾角減小的過程中,如圖,FOA逐漸減小,FOB先減小后增大,故選B.3.D[解析]對小球A進行受力分析,三力構(gòu)成矢量三角形,如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知兩三角形相似,因此mgOO'=FO'A=F'OA,緩慢運動過程O'A越來越小,則F逐漸減小,故A錯誤;由于OA長度不變,桿對小球的作用力大小不變,故B錯誤;對木板,由于桿對木板的作用力大小不變,方向向右下,但桿的作用力與豎直方向的夾角越來越小,所以地面對木板的支持力逐漸增大,地面對木板的摩擦力逐漸減小第一部分核心主干復(fù)習(xí)專題專題一力與運動第1講力與物體的平衡【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【關(guān)鍵能力】理解力和力的運算法則,會正確受力分析,熟練運用力的平衡的各種表達形式.靈活選取研究對象、會根據(jù)實際情況構(gòu)建平衡模型,同時掌握臨界法、函數(shù)法、圖像法、整體隔離法等解題方法,聯(lián)系生活實際,培養(yǎng)物理觀念和科學(xué)思維.題型1靜態(tài)平衡問題例1[2024·河北卷]如圖所示,彈簧測力計下端掛有一質(zhì)量為0.20kg的光滑均勻球體,球體靜止于帶有固定擋板的斜面上,斜面傾角為30°,擋板與斜面夾角為60°.若彈簧測力計位于豎直方向,讀數(shù)為1.0N,g取10m/s2,擋板對球體支持力的大小為 ()A.33B.1.0NC.23D.2.0N【技法點撥】除了本題用的正交分解法外,整體隔離法也是解題的方法之一,在解題過程,兩個方法常常結(jié)合使用.例2[2024·新課標卷]如圖所示,兩根不可伸長的等長絕緣細繩的上端均系在天花板的O點上,下端分別系有均帶正電荷的小球P、Q,小球處在某一方向水平向右的勻強電場中,平衡時兩細繩與豎直方向的夾角大小相等,則 ()A.兩繩中的張力大小一定相等B.P的質(zhì)量一定大于Q的質(zhì)量C.P的電荷量一定小于Q的電荷量D.P的電荷量一定大于Q的電荷量【技法點撥】1.學(xué)會把電磁學(xué)中的平衡問題力學(xué)化,分析方法如下:2.解題常見誤區(qū)及提醒(1)判斷安培力方向時,要先判斷磁場方向、電流方向,再用左手定則判斷,同時注意將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖.(2)電場力、安培力或洛倫茲力的出現(xiàn),可能會對壓力或摩擦力產(chǎn)生影響.(3)涉及電路問題時,要注意閉合電路歐姆定律的使用.【遷移拓展】1.[2024·四川成都模擬]如圖所示,一輕質(zhì)A形梯置于水平地面上,重力為G的人站在其頂部水平橫桿中點處,靜止時,限位輕繩松弛,水平橫桿與四根相同的斜桿垂直,兩斜桿間的夾角為θ=60°.則每根斜桿受到地面的 ()A.作用力為33G B.作用力為3C.摩擦力為34G D.摩擦力為32.[2023·浙江6月選考]如圖所示,水平面上固定兩排平行的半圓柱體,重為G的光滑圓柱體靜置其上,a、b為相切點,∠aOb=90°,半徑Ob與重力的夾角為37°.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,則圓柱體受到的支持力Fa、Fb大小為 ()A.Fa=0.6G,Fb=0.4GB.Fa=0.4G,Fb=0.6GC.Fa=0.8G,Fb=0.6GD.Fa=0.6G,Fb=0.8G3.[2022·湖南卷]如圖甲所示,直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO'上,其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO'的磁場,與OO'距離相等位置的磁感應(yīng)強度大小相等且不隨時間變化,其截面圖如圖乙所示.導(dǎo)線通以電流I,靜止后,懸線偏離豎直方向的夾角為θ.下列說法正確的是()A.當導(dǎo)線靜止在圖甲右側(cè)位置時,導(dǎo)線中電流方向由N指向MB.電流I增大,靜止后,導(dǎo)線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比題型2動態(tài)平衡問題1.動態(tài)平衡:通過控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化,而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài),在問題的描述中常用“緩慢”等語言敘述.2.做題流程例3[2023·海南卷]如圖所示,工人利用滑輪組將重物緩慢提起,下列說法正確的是 ()A.工人受到的重力和支持力是一對平衡力B.工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對作用力與反作用力C.重物緩慢拉起過程,繩子拉力變小D.重物緩慢拉起過程,繩子拉力不變【技法點撥】此類動態(tài)平衡屬于“滑輪類動態(tài)平衡問題”,解決滑輪類問題的關(guān)鍵是平衡時細繩各處受力大小相等且滑輪所受合力為0.例4[2022·河北卷]如圖所示,用兩根等長的細繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點,將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平,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)動過程中 ()A.圓柱體對木板的壓力逐漸增大B.圓柱體對木板的壓力先增大后減小C.兩根細繩上的拉力均先增大后減小D.兩根細繩對圓柱體拉力的合力保持不變【技法點撥】1.本例情境是立體的,物體受力不在同一平面內(nèi),本例中可以把兩繩的拉力用一個等效合力替代,從而把立體問題轉(zhuǎn)化成平面問題.2.用動圖法求解動態(tài)平衡問題的基本步驟是:(1)構(gòu)建力學(xué)三角形和幾何三角形;(2)明確三角形的角度、力和邊中,哪些量是變的,哪些量是不變的;(3)用三角形知識尋找邊、角關(guān)系再列式求解.3.本例動態(tài)變化比較復(fù)雜,采用矢量三角形定則比平行四邊形定則更為簡捷且容易理解.【遷移拓展】1.[2024·河南鄭州模擬]中國的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)博大精深,其中針灸技術(shù)可用來治療各種疾病.選用針灸針時,會根據(jù)不同的治療選擇不同的規(guī)格,較常用的1寸針長度約為25mm,直徑為0.25mm,針尖部分的截面可以看作高為2mm的三角形,如圖甲、乙所示,不計針的重力作用,當醫(yī)生用0.05N的力垂直皮膚下壓該針進行治療時,下列說法正確的是 ()A.針尖進入肌肉組織的過程中,肌肉所受的彈力約為0.2NB.針尖進入肌肉組織的過程中,肌肉所受的彈力約為0.4NC.若該針尖停止進入,則此時與針尖接觸位置的肌肉組織所受彈力均相同D.若針尖形狀如圖丙,則針尖緩慢進入身體時某固定位置肌肉所受彈力越來越小2.[2024·遼寧沈陽模擬]如圖所示,用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間.開始時OB繩處于水平狀態(tài).現(xiàn)保持O點位置不變,只通過改變OB繩長使繩右端由B點緩慢上移至B'點,此時OB'與OA之間的夾角θ<90°.設(shè)此過程中OA、OB繩的拉力分別為FOA、FOB,下列說法正確的是 ()A.FOB先增大后減小B.FOB先減小后增大C.FOA先增大后減小D.FOA先減小后增大3.如圖所示,木板B放置在粗糙水平地面上,O為光滑鉸鏈.輕桿一端與鉸鏈O固定連接,另一端固定連接一質(zhì)量為m的小球A.現(xiàn)將輕繩一端拴在小球A上,另一端通過光滑的定滑輪O'由力F牽引,定滑輪位于O的正上方,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)改變力F的大小使小球A和輕桿從圖示位置緩慢運動到O'正下方,木板始終保持靜止,則在整個過程中 ()A.外力F大小不變B.輕桿對小球的作用力變小C.地面對木板的支持力逐漸變小D.地面對木板的摩擦力逐漸減小第1講力與物體的平衡1.B[解析]圖甲中公交車受到的推力為F,根據(jù)力的平衡條件可知,公交車受地面的摩擦力為F,圖乙中公交車受到的推力為2F,根據(jù)力的平衡條件可知,公交車受地面的摩擦力為2F,故A、C、D錯誤;圖甲中B受A的推力和公交車的推力,大小都為F,方向相反,所以地面對B的摩擦力為0,故B正確.2.D[解析]根據(jù)滑動摩擦力的公式Ff=μFN,可知滑動摩擦力的大小與接觸面積無關(guān),只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān),由題可知三個貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同,壓力大小也相同,故摩擦力相同,即Ff1=Ff2=Ff3,故選D.3.C[解析]購物袋重力不變,繩子縮短后,繩子間的夾角變大,故繩子上的拉力變大,故A、B錯誤;繩子縮短后,購物袋重力不變,小王對購物袋的作用力大小仍等于重力,故C正確,D錯誤.4.A[解析]根據(jù)對稱性可知,四根鋼繩的拉力大小相等,設(shè)每根鋼繩與豎直方向的夾角為θ,則sinθ=R2R=12,豎直方向根據(jù)平衡條件可得4F1cosθ=mg,解得F1=5.B[解析]設(shè)墻壁對桿B點的彈力為FNB,方向向右,地面對桿A點的作用力為FA,老鼠上爬的過程中,重心的位置發(fā)生變化,則FA與豎直方向的夾角變大,根據(jù)平衡條件可知FAcosθ=G,FAsinθ=FNB,可知A點桿受地面作用力和B點桿受到彈力都變大,故選B.6.B[解析]對貨船S受力分析如圖甲所示,其中FT為繩的拉力,根據(jù)正交分解法可得2FTcos30°=Ff,對拖船P受力分析如圖乙所示,其中F為發(fā)動機提供的動力,有(FT'sin30°)2+(Ff+FT'cos30°)2=F2,根據(jù)牛頓第三定律可知FT'=FT,聯(lián)立解得F=213Ff,故B正確7.B[解析]斜坡傾角越大,則“天工”越容易下滑,只要保證“天工”在30°傾角的斜坡上不下滑,在小于30°傾角的斜坡上更不會下滑,對30°傾角的斜坡上的“天工”受力分析,有μmgcos30°≥mgsin30°,解得μ≥33,B正確8.D[解析]六塊形狀完全相同的石塊組成半圓對應(yīng)的圓心角為180°,每塊石塊對應(yīng)的圓心角為30°,對石塊3受力分析如圖甲所示,可知tan60°=F4m'g,對石塊2和石塊3整體受力分析如圖乙所示,tan30°=F9.B[解析]a款支架齒對球面鍋