(新高考)高考物理一轮复习课时练习第2章热点强化练2《力与物体的平衡》(含解析)

热点强化练2力与物体的平衡(时间：20分钟)1.如图1所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，若要求继续保持平衡()图1A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁答案B2.如图2所示，六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连，在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形。已知正六边形外接圆的半径为R，每根弹簧的劲度系数均为k，弹簧在弹性限度内，则F的大小为()图2A.eq\f(k,2)(R－l) B.k(R－l)C.k(R－2l) D.2k(R－l)答案B解析正六边形外接圆的半径为R，则弹簧的长度为R，弹簧的伸长量为Δx＝R－l。由胡克定律可知，每根弹簧的弹力为F弹＝kΔx＝k(R－l)。两相邻弹簧夹角为120°，两相邻弹簧弹力的合力为F合＝F弹＝k(R－l)。弹簧静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，F的大小为F＝F合＝k(R－l)，故B正确，A、C、D错误。3.如图3所示，两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上。当小球静止时，弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53°和37°。已知a、b的劲度系数分别为k1、k2，sin53°＝0.8，则a、b两弹簧的伸长量之比为()图3A.eq\f(4k2,3k1) B.eq\f(3k2,4k1)C.eq\f(3k1,4k2) D.eq\f(4k1,3k2)答案B解析作出小球的受力分析图如图所示，根据平衡条件有F＝mg，弹簧a的弹力F1＝Fcos53°＝eq\f(3,5)mg，弹簧b的弹力F2＝Fsin53°＝eq\f(4,5)mg，根据胡克定律有x＝eq\f(F,k)，则a、b两弹簧的伸长量之比为eq\f(x1,x2)＝eq\f(\f(F1,k1),\f(F2,k2))＝eq\f(3k2,4k1)，选项B正确。4.如图4所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10m/s2)()图4答案B解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由Ff＝μFN和FN＝mgcosθ联立得Ff＝6.4N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsinθ＜μmgcosθ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff′＝mgsinθ，代入可得Ff′＝6N，方向沿斜面向上，故选项B正确。5.(2020·山东泰安市一轮检测)如图5所示，小球C置于B物体的光滑半球形凹槽内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。现缓慢减小木板的倾角θ。在这个过程中，下列说法正确的是()图5A.B对A的摩擦力逐渐变大B.B对A的作用力逐渐变小C.B对A的压力不变D.C对B的压力不变答案D解析对BC整体，受力情况为：重力mg、长木板A的支持力FN和摩擦力Ff，由平衡条件得知FN＝mgcosθ，Ff＝mgsinθ，缓慢减小长木板的倾角θ，FN增大，Ff减小，由牛顿第三定律知B对A到的摩擦力逐渐减小，B对A的压力增大；根据平衡条件可知A对B的作用力与B和C的重力大小相等，方向相反，所以A对B的作用力不变，根据牛顿第三定律知B对A的作用力不变，故A、B、C错误；由于半球形凹槽光滑，小球C只受两个力：重力和支持力，由平衡条件可知，支持力与重力大小相等，保持不变，则C对B的压力也保持不变，故D正确。6.(2020·山东威海市模拟考试)20世纪末，由于生态环境的破坏，我国北方地区3、4月份沙尘暴天气明显增多。近年来，我国加大了环境治理，践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，沙尘天气明显减少。现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用力表达式为F＝αρAv2，其中α为常数，ρ为空气密度，A为沙尘颗粒的截面积，v为风速。设沙尘颗粒为球形，密度为ρ0，半径为r，风速的方向竖直向上，重力加速度为g，则v的表达式为()A.eq\r(\f(4ρgr,3αρ0)) B.eq\r(\f(4ρ0gr,3αρ))C.eq\r(\f(ρ0gr,αρ)) D.eq\r(\f(4gr,3α))答案B解析沙尘悬浮时受力平衡，根据平衡条件有mg＝F其中m＝ρ0V＝ρ0×eq\f(4,3)πr3，由题意知F＝αρAv2，A＝πr2，联立解得v＝eq\r(\f(4ρ0gr,3αρ))，选项B正确。7.(2020·山东聊城市第二次等级考试模拟)如图6所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA成α＝120°，拉力大小为F2。将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角α始终不变，且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中，下列说法正确的是()图6A.F1逐渐增大 B.F1先增大后减小C.F2先增大后减小 D.F2先减小后增大答案A解析对结点O受力分析，并合成三角形如图所示，根据图示可知顺时针转动前(实线)到转动后(虚线)过程中，F1一直增大，F2一直减小，A正确，B、C、D错误。8.[2020·天津市等级考模拟(二)]如图7所示，两个可视为质点的小球A、B通过固定在O点的光滑滑轮用轻绳相连，小球A置于光滑半圆柱上，小球B用水平轻绳拉着，水平轻绳另一端系于竖直板上，两球均处于静止状态。已知O点在半圆柱横截面圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角、其长度与半圆柱横截面的半径相等，OB与竖直方向成60°角，则()图7A.轻绳对球A的拉力与球A所受弹力的合力大小相等B.轻绳对球A的拉力与半圆柱对球A的弹力大小不相等C.轻绳AOB对球A的拉力与对球B的拉力大小之比为eq\r(2)∶eq\r(3)D.球A与球B的质量之比为2eq\r(3)∶1答案D解析设轻绳中拉力为FT，球A受力如图所示，球A所受弹力为绳对A的拉力和半圆柱对球A的支持力的合力，与重力等大反向，大于FT，故A错误；受力分析可得FTsin30°＝FNsin30°，