专题01+力与物体的平衡（仿真押题）-2019年高考物理命题猜想与仿真押题

专题01+力与物体的平衡（仿真押题）-2019年高考物理命题猜想与仿真押题

‎1．一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置(如正面图)．现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图)的位置．如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图，均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画)(　　)‎ 解析：对导体棒受力分析可知，导体棒受到的安培力与重力和绳子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定则可以判断出磁场的方向范围，故C正确．‎ 答案：C ‎2．如图所示为三种形式的吊车的示意图，OA为可绕O点转动的轻杆，AB为质量可忽略不计的拴接在A点的轻绳，当它们吊起相同重物时，图甲、图乙、图丙中杆OA对结点的作用力大小分别为Fa、Fb、Fc，则它们的大小关系是(　　)‎ A．Fa>Fb＝Fc　　　　 B.Fa＝Fb>Fc C．Fa>Fb>Fc D．Fa＝Fb＝Fc 解析：设重物的质量为m，分别对三图中的结点进行受力分析，杆对结点的作用力大小分别为Fa、Fb、Fc，对结点的作用力方向沿杆方向，各图中G＝mg.则在图甲中，Fa＝2mgcos 30°＝mg；在图乙中，Fb＝mgtan 60°＝mg；在图丙中，Fc＝mgcos 30°＝mg.可知Fa＝Fb>Fc，故B正确，A、C、D错误．‎ ‎　‎ 答案：B ‎3.重庆一些地区有挂红灯笼的习俗．如图所示，质量为m的灯笼用两根长度一定的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，O为结点，OA>OB，∠AOB＝90°.设OA、OB对O点的拉力大小分别为FA、FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则(　　)‎ A．FA大于FB B．若左右调节A点位置，可使FA等于FB C．若左右调节A点位置，可使FA、FB均大于mg D．若改挂质量为‎2m的灯笼，可使FA、FB均增大mg 答案：C ‎4.如图所示，两小球A、B固定在一轻质细杆的两端，其质量分别为m1和m2.将其放入光滑的半圆形碗中，当细杆保持静止时，圆的半径OA、OB与竖直方向夹角分别为30°和45°，则m1和m2的比值为(　　)‎ A.∶1　　　　　　　 B.∶1‎ C．2∶1 D.∶1‎ 答案：A ‎5.如图所示，将两个完全相同的均匀长方体物块A、B叠放在一起置于水平地面上．两物块重均为2mg.现用弹簧测力计竖直向上拉物块A，当弹簧测力计示数为mg时，下列说法中正确的是(　　)‎ A．物块A对物块B的压力大小为mg B．物块B对地面的压力大小等于2mg C．地面与物块B之间存在静摩擦力 D．物块A与物块B之间存在静摩擦力 解析：当弹簧测力计示数为mg时，物块A、B均处于平衡状态，对A由平衡条件知，物块B对物块A的支持力大小为mg，故A对B的压力大小为mg，选项A正确；对B由平衡条件知，地面对物块B的支持力大小等于3mg，故B对地面的压力大小等于3mg，选项B错误；物块A与物块B之间、物块B与地面之间均无相对运动的趋势，故地面与物块B之间、物块A与物块B之间都不存在静摩擦力，选项C、D错误．‎ 答案：A ‎6.如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面体上，通过轻绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段轻绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则(　　)‎ A．水平面对C的支持力大于B、C的总重力 B．C对B一定有摩擦力 C．水平面对C一定有摩擦力 D．水平面对C可能没有摩擦力 答案：C ‎7.如图所示，一水平导轨处于与水平方向成45°角向左上方的匀强磁场中，一根通有恒定电流的金属棒，由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动．现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上，在此过程中，金属棒始终保持匀速运动，已知棒与导轨间的动摩擦因数为μ，则(　　)‎ A．金属棒所受摩擦力一直在减小 B．导轨对金属棒的支持力先变小后变大 C．磁感应强度先变小后变大 D．金属棒所受安培力恒定不变 解析：金属棒匀速运动时，受力如图甲所示，则有FN＋F安sin θ＝mg，F安cos θ＝Ff＝μFN，F安＝BIL，联立解得B＝，其中tan α＝，即45°<α<90°，因θ是从45°减小到0°，所以B先变小后变大，金属棒所受安培力也先变小后变大，C对，D错；将FN与Ff合成一个力F，则F与水平方向的夹角是一定值，金属棒受力满足图乙所示情况，F安顺时针变化，力F一直在增大，所以金属棒所受摩擦力及导轨对金属棒的支持力一直在增大，A、B错．‎ 答案：C ‎8．如图，水平地面上放置一个倾角为α的粗糙斜面，顶端固定有轻质滑轮，斜面右侧有一水平天花板AB.用一段不可伸长的轻绳连接质量为M的物体并放置在斜面上，另一端跨过定滑轮后接在天花板上的A点，在定滑轮和A点间的轻绳上挂着另一轻质滑轮，滑轮上吊有质量为m的物体，两物体均保持静止．现从A点拉着轻绳沿天花板缓慢移到B点，整个过程中物体M和斜面均静止，不计绳与滑轮之间的摩擦，则(　　)‎ A．M受到绳子拉力大小不变 B．M受到斜面的摩擦力增大 C．地面对斜面的摩擦力增大 D．地面对斜面的支持力增大 答案：C ‎9.如图，斜面体A静置于粗糙水平面上，被一轻绳拴住的小球B置于光滑的斜面上，轻绳左端固定在竖直墙面上P处，此时小球静止且轻绳与斜面平行．现将轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P′处，斜面体始终处于静止状态，则在轻绳移动过程中(　　)‎ A．轻绳的拉力先变小后变大 B．斜面体对小球的支持力逐渐增大 C．斜面体对水平面的压力逐渐增大 D．斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小 答案：D ‎10.如图所示，高空作业的工人被一根绳索悬在空中，已知工人及其身上装备的总质量为m，绳索与竖直墙壁的夹角为α，悬绳上的张力大小为F1，墙壁与工人之间的弹力大小为F2，重力加速度为g，不计人与墙壁之间的摩擦，则(　　)‎ A．F1＝ B．F2＝ C．若缓慢增大悬绳的长度，F1与F2都变小 D．若缓慢增大悬绳的长度，F1减小，F2增大 解析：对工人受力分析，工人受到重力、墙壁的支持力和绳索的拉力作用，如图所示，根据共点力平衡条件，有F1＝，F2＝mgtan α；若缓慢增大悬绳的长度，工人下移时，细绳与竖直方向的夹角α变小，故F1变小，F2变小，故C正确，A、B、D错误．‎ 答案：C ‎11．重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则(　　)‎ A．当θ＝60°时，运动员单手对地面的正压力大小为 B．当θ＝120°时，运动员单手对地面的正压力大小为G C．当θ不同时，运动员受到的合力不同 D．当θ不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等 答案：A　‎ ‎12．如图所示，有一轻圆环和插栓，在甲、乙、丙三个力作用下平衡时，圆环紧压着插栓。不计圆环与插栓间的摩擦，若只调整两个力的大小，欲移动圆环使插栓位于圆环中心，下列说法中正确的是(　　)‎ A．增大甲、乙两力，且甲力增大较多 B．增大乙、丙两力，且乙力增大较多 C．增大乙、丙两力，且丙力增大较多 D．增大甲、丙两力，且甲力增大较多 答案：D　‎ ‎13．如图所示，穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则下列说法正确的是(　　)‎ A．A可能受到2个力的作用 B．B可能受到3个力的作用 C．绳子对A的拉力大于对B的拉力 D．A、B的质量之比为1∶tan θ 答案：D　‎ 解析：对A球受力分析可知，A受到重力，绳子的拉力以及杆对A球的弹力，三个力的合力为零，故A错误；对B球受力分析可知，B受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆对B球没有弹力，否则B不能平衡，故B错误；定滑轮不改变力的大小，则绳子对A的拉力等于对B的拉力，故C错误；分别对AB两球分析，运用合成法，如图：‎ 根据共点力平衡条件，‎ 得：T＝mBg，‎ ＝(根据正弦定理列式)故 mA∶mB＝1∶tan θ，故D正确。‎ ‎14．如图所示，在一个倾角为θ的斜面上，有一个质量为m，带负电的小球P(可视为点电荷)‎ ‎，空间存在着方向垂直斜面向下的匀强磁场，带电小球与斜面间的摩擦力不能忽略，它在斜面上沿图中所示的哪个方向运动时，有可能保持匀速直线运动状态(　　)‎ A．v1方向　 　B．v2方向　　C．v3方向　　D．v4方向 答案：C　‎ ‎15．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过轻绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段轻绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态。则(　　)‎ A．水平面对C的支持力等于B、C的总重力 B．C对B一定有摩擦力 C．水平面对C一定有摩擦力 D．水平面对C可能没有摩擦力 答案：C　‎ 解析：以BC组成的整体为研究对象，分析受力，画出受力分析图如图所示。由图得到水平面对C的支持力大小FN＝GC＋GB－GAsin θ＜GC＋GB，故A错误。当B的重力沿斜面向下的分力等于绳子的拉力时，B不受摩擦力；当B的重力沿斜面向下的分力不等于绳子的拉力时，B受摩擦力，故B错误。对BC整体分析，根据平衡条件得，水平面对C的摩擦力Ff＝Fcos θ，方向水平向左，故C正确，D错误。‎ ‎16．如图所示，一个质量为‎4 kg的半球形物体A放在倾角为θ＝37°的斜面B上静止不动。若用通过球心的水平推力F＝10 N作用在物体A上，物体A仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝‎10 m/s2，则(　　)‎ A．物体A受到斜面B的摩擦力增加8 N B．物体A对斜面B的作用力增加10 N C．地面对斜面B的弹力不变 D．地面对斜面B的摩擦力增加10 N 答案：CD　‎ ‎17．如图所示，两个相同的固定斜面上分别放有一个处于静止的三角形木块A、B，它们的质量相等。A木块左侧面沿竖直方向，B木块左侧面垂直于斜面，在两斜面上分别放上一个相同的光滑球后，木块仍保持静止，则放上球后(　　)‎ A．A木块受到的摩擦力等于B木块受到的摩擦力 B．A木块受到的摩擦力小于B木块受到的摩擦力 C．A木块对斜面的压力等于B木块对斜面的压力 D．A木块对斜面的压力大于B木块对斜面的压力 答案：A　‎ 由牛顿第三定律可知，A木块对斜面的压力小于B木块对斜面的压力，故C、D错误。‎ ‎18.如图8所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平.设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F.现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°，在此过程中(　　)‎ 图8‎ A.F1先增大后减小 B.F2先增大后减小 C.F先增大后减小 D.F先减小后增大 答案：B 解析：对小球受力分析如图所示：‎ 小球处于静止状态，受力平衡，两绳的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，则F不变，根据平行四边形定则可知，将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°的过程中，F1逐渐减小，F2先增大后减小，当绳A处于水平方向时，F2最大，故B正确.‎ ‎19.如图9所示，两个带有同种电荷的小球m1、m2，用绝缘细线悬挂于O点，若q1>q2，L1>L2，平衡时两球到过O点的竖直线的距离相等，则(　　)‎ 图9‎ A.m1>m2‎ B.m1＝m2‎ C.m1F1＝F2‎ C.F3＝F1>F2 D.F1>F2>F3‎ 答案：C 解析：甲图：物块静止，弹簧的拉力F1＝mg；乙图：以物块为研究对象，受力如图甲，‎ F2＝Gsin60°＝mg≈0.866mg 丙图：以动滑轮为研究对象，受力如图乙.由几何知识得F3＝mg，故F3＝F1>F2‎ ‎　　‎ ‎34.如图6所示，质量均为m的A、B两球，由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R且球半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为(　　)‎ 图6‎ A.＋R B.＋R C.＋R D.＋R 答案：D ‎35.如图7(a)所示，两段等长细绳将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用、小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图(b)所示的状态，小球B刚好位于O点正下方.则F1与F2的大小关系正确的是(　　)‎ 图7‎ A.F1＝4F2 B.F1＝3F2‎ C.F1＝2F2 D.F1＝F2‎ 答案：A 解析：A受到水平向右的力F1，B受到的水平向左的力F2，以整体为研究对象，分析受力如图甲：‎ 设OA绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得：tanα＝ ①‎ 以B球为研究对象，受力如图乙，设AB绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得：tanβ＝ ②‎ 由几何关系得到：α＝β ③‎ 联立①②③解得：F1＝4F2‎ ‎　‎ ‎36.如图，在粗糙水平面上，a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止．a、b之间、a、c之间以及b、d之间的弹簧长度相同且等于c、d之间弹簧长度的一半，a、b之间弹簧弹力大小为c、d之间弹簧弹力大小的一半．若a受到的摩擦力大小为f，则(　　)‎ A．a、b之间的弹簧一定是压缩的 B．b受到的摩擦力大小为f C．c受到的摩擦力大小为f D．d受到的摩擦力大小为‎2f 答案：ABC ‎37.如图，在水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为3Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，已知静电力常量为k，重力加速度为g.为使小球能静止在O点，则关于小球所受电场力的合力方向和所带的电荷量，下列说法中正确的是(　　)‎ A．所受电场力的合力方向竖直向上 B．所受电场力的合力方向竖直向下 C．电荷量为 D．电荷量为 答案：AD ‎38.如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α.人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶缓慢提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法正确的是(　　)‎ A．α始终等于β B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大 C．地面对人的摩擦力逐渐变大 D．地面对人的支持力逐渐变大 解析：水桶匀速上升，拉水桶的轻绳中的拉力FT始终等于mg，对滑轮受力分析如图甲所示．‎ 垂直于OA方向有FTsin α＝FTsin β，所以α＝β，沿OA方向有F＝FTcos α＋FTcos β＝2FTcos α，人向左运动的过程中α＋β变大，所以α和β均变大，吊装滑轮的绳子上的拉力F变小，选项A正确，B错误；对人受力分析如图乙所示，θ＝α＋β逐渐变大，水平方向有Ff＝FT′sin θ，地面对人的摩擦力逐渐变大，竖直方向有FN＋FT′cos θ＝Mg，地面对人的支持力FN＝Mg－FT′cos θ逐渐变大，选项C、D正确．‎ 答案：ACD ‎39.如图，一光滑的轻滑轮用轻绳OO′悬挂于O点，另一轻绳跨过滑轮，一端连着斜面上的物体A，另一端悬挂物体B，整个系统处于静止状态．现缓慢向左推动斜面，直到轻绳平行于斜面，这个过程中物块A与斜面始终保持相对静止．则下列说法正确的是(　　)‎ A．物块A受到的摩擦力一定减小 B．物块A对斜面的压力一定增大 C．轻绳OO′的拉力一定减小 D．轻绳OO′与竖直方向的夹角一定减小 答案：BC ‎40.图11中工人在推动一台割草机，施加的力大小为100N，方向与水平地面成30°角斜向下，g取10m/s2.‎ 图11‎ ‎(1)若割草机重300N，则它作用在地面上向下的压力为多大？‎ ‎(2)若工人对割草机施加的作用力与图示反向，力的大小不变，则割草机作用在地面上向下的压力又为多大？‎ ‎(3)割草机割完草后，工人用最小的拉力拉它，使之做匀速运动，已知这个最小拉力为180N，则割草机与地面间的动摩擦因数μ及最小拉力与水平方向夹角α为多少？‎ 答案：(1)350N　(2)250N　(3)0.75　37°‎ ‎(3)由平衡条件知，在水平方向上：Fcosα＝μFN，‎ 在竖直方向上有：FN＋Fsinα＝G 联立可得：‎ F＝＝，tanφ＝ 所以当α＋φ＝90°，即tanα＝μ时，F有最小值：‎ Fmin＝ 代入数据可得：μ＝0.75，α＝37°.‎ ‎41.如图12所示，水平面上有一个倾角为θ＝30°的斜劈，质量为m.一个光滑小球，质量也为m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为α＝30°，整个系统处于静止状态.‎ 图12‎ ‎(1)求出绳子的拉力FT；‎ ‎(2)若地面对斜劈的最大静摩擦力Ffm等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统始终保持静止，k值必须满足什么条件？‎ 答案：(1)mg　(2)k≥ 水平方向：FTcos(θ＋α)－Ff＝0‎ 竖直方向：FN2＋FTsin(θ＋α)－2mg＝0‎ 又Ff≤Ffm＝kFN2‎ 联立各式解得k≥.‎ ‎42.如图13所示，质量为m的物体，放在一固定的斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：‎ 图13‎ ‎(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)临界角θ0.‎ 答案：(1)　(2)60°‎