新高考物理二轮复习讲义+分层练习专题01 力与物体的平衡 巩固练习（含解析）

专题01力与物体的平衡1．图中是生活中磨刀的情景。若磨刀石始终处于静止状态，当刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法错误的是（）A．刀受到的滑动摩擦力向后 B．磨刀石受到地面的静摩擦力向后C．磨刀石受到四个力的作用 D．地面和磨刀石之间有两对相互作用力【答案】C【详解】A．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀受到的滑动摩擦力向后，故A正确，不符合题意；B．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀对磨刀石摩擦力向前，根据平衡条件可知，磨刀石受到地面的静摩擦力向后，故B正确，不符合题意；C．磨刀石受到重力、地面支持力、刀的摩擦力和地面摩擦力以及刀的压力（否则不会有摩擦力），共5个力作用，故C错误，符合题意；D．地面和磨刀石之间有两对相互作用力分别是磨刀石对地面的压力与地面对磨刀石的支持力，地面对磨刀石摩擦力与磨刀石对地面的摩擦力，故D正确，不符合题意。故选C。2．如图所示，在水平力F作用下A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则（）A．A的受力个数可能是3个 B．A的受力个数可能是5个C．B的受力个数可能是3个 D．B的受力个数可能是5个【答案】D【详解】对SKIPIF1<0系统受力分析可知，斜面对SKIPIF1<0摩擦力可能为零AB．对A受力分析，由平衡条件得：A受重力，B对A的支持力，水平力F，以及B对A的摩擦力四个力的作用，故AB错误；CD．对B受力分析：SKIPIF1<0至少受重力、SKIPIF1<0对B的压力、SKIPIF1<0对B的静摩擦力、斜面对SKIPIF1<0的支持力，还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。故选D。3．如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成，其重量分别为SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是（）A．Q对P的磁力大小等于SKIPIF1<0B．P对Q的磁力方向竖直向下C．Q对电子秤的压力大小等于SKIPIF1<0＋FD．电子秤对Q的支持力大小等于SKIPIF1<0＋SKIPIF1<0【答案】D【详解】AB．由题意可知，因手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，即Q对P有水平向左的磁力；P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态，则说明Q对P有竖直向上的磁力，则Q对P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于SKIPIF1<0，选项AB错误；CD．对PQ的整体受力分析，竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于SKIPIF1<0＋SKIPIF1<0，即Q对电子秤的压力大小等于SKIPIF1<0＋SKIPIF1<0，选项C错误，D正确。故选D。4．某同学课间帮助老师抬水。如图所示为某时刻该同学同时抬两桶相同的水，并保持静止状态，下列说法正确的是（）A．A桶受到的摩擦力大于自身重力，所以没有掉下来B．增加对A桶的握力，可以增加摩擦力C．A桶和B桶的受到人给的作用力相同D．B桶位置更高，所以人给B桶作用力更大【答案】C【详解】AB．依题意，可知A桶处于竖直状态且静止，由平衡条件可知A桶受到的摩擦力等于自身的重力；增加对A桶的握力，并不能增加A桶受到的摩擦力，故AB错误；CD．A、B两桶均处于静止状态，由平衡条件可知，A桶和B桶受到人给的作用力相同，大小等于桶的重力，且方向竖直向上，人给桶的作用力与桶所处的位置高低无关，故C正确，D错误。故选C。5．如图所示为影视摄影区的特技演员高空速滑的图片，钢索与水平方向的夹角θ=30°，质量为m的特技演员（轻绳、轻环质量忽略不计），利用轻绳通过轻质滑环悬吊在滑索下。在匀速下滑过程中，下列说法正确的是（）A．演员处于完全失重状态 B．绳子对演员的作用力为0C．钢索对滑环的摩擦力为SKIPIF1<0 D．钢索与滑环间的动摩擦因数为0.5【答案】C【详解】A．特技演员匀速下滑，加速度为0，即不超重，亦不失重，A错误；B．特技演员匀速下滑，加速度为0，即绳子对人的作用力与演员重力大小相等，B错误；CD．对演员、轻绳、轻环整体进行受力分析如图所示则有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0C正确，D错误。故选C。6．某同学在家卫生大扫除中用拖把拖地，沿推杆方向对拖把施加推力F，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为SKIPIF1<0，且拖把刚好做匀速直线运动，则（）A．拖把所受地面的摩擦力为SKIPIF1<0B．地面对拖把的作用力方向与水平向左的夹角小于SKIPIF1<0C．从某时刻开始保持力F的大小不变，减小F与水平方向的夹角SKIPIF1<0，地面对拖把的支持力SKIPIF1<0变小D．同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力是一对平衡力【答案】C【详解】A．对拖把进行受力分析如图所示可得摩擦力为SKIPIF1<0，故A错误；B．地面对拖把的作用力为支持力和摩擦力的合力，该合力应该与SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的合力等大反向，该合力方向与水平向左的夹角大于SKIPIF1<0，故B错误；C．竖直方向有SKIPIF1<0则SKIPIF1<0减小，SKIPIF1<0减小，故C正确；D．同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力方向相同，受力对象不同，不是一对平衡力，故D错误；故选C。7．2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是（）A． B． C． D．【答案】A【详解】设风速度为SKIPIF1<0，取飘带上任意长度为SKIPIF1<0（SKIPIF1<0趋近于0）的质量为SKIPIF1<0，飘带宽度为SKIPIF1<0，与水平方向夹角为SKIPIF1<0，则该部分飘带的重力和所受风力分别为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0则重力与风力的的合力与竖直方向的夹角为SKIPIF1<0整理可得SKIPIF1<0任意长度为SKIPIF1<0的飘带重力相等，所受风力的大小相等，则SKIPIF1<0恒定，则飘带为一条倾斜的直线，故A正确，BCD错误。故选A。SKIPIF1<0SKIPIF1<08．如图所示是户外露营中使用的一种便携式三脚架，它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央。三根杆与竖直方向的夹角均为SKIPIF1<0，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，则（）A．每根杆中的弹力大小为SKIPIF1<0 B．每根杆对地面的摩擦力大小为SKIPIF1<0C．减小θ时杆对地面压力增大 D．减小θ时杆对地面摩擦力增大【答案】B【详解】A．以吊锅和细铁链为研究对象，设每根杆中的弹力为SKIPIF1<0，在竖直方向上，根据平衡条件可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A错误；B．每根杆对地面的摩擦力大小为SKIPIF1<0故B正确；C．以整个装置为研究对象，设地面对每根杆的支持力为SKIPIF1<0，由平衡条件可知SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0因此无论增加θ还是减小θ，SKIPIF1<0大小不变，因此根据牛顿第三定律可知，每根杆对地面压力不变，大小为SKIPIF1<0，三根杆对地面的总压力也不变，大小为SKIPIF1<0，故C错误；D．由前面分析可知每根杆对地面摩擦力大小为SKIPIF1<0因此当θ减小时，每根杆对地面摩擦力减小。另外由于三根杆对地面摩擦力大小相等，方向在水平面上互成SKIPIF1<0，根据力的合成可知，三根杆对地面的合摩擦力为零，且不随θ变化而变化，故D错误。故选B。9．半圆形光滑绝缘细杆固定在竖直面内，O为圆心。可视为质点的甲、乙两个带电小球穿在细杆上，其静止时的位置如图所示，甲、乙两球的质量分别为m1、m2，则SKIPIF1<0等于（）A．4∶3 B．3∶4 C．3∶5 D．5∶3【答案】B【详解】ABCD．假设甲乙两球之间的静电力为F，对甲乙受力分析结合数学正弦定理有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故B正确，ACD错误。故选B。10．如图所示，一绝缘细线竖直悬挂一小球A，在水平地面上固定一根劲度系数为SKIPIF1<0的绝缘轻质弹簧，弹簧上端与小球C相连，在小球A和C之间悬停一小球B，当系统处于静止时，小球B处在SKIPIF1<0两小球的中间位置。已知三小球质量均为m，电荷量均为q，电性未知。则下列判断正确的是（）A．相邻两小球之间的间距为SKIPIF1<0 B．弹簧的形变量为SKIPIF1<0C．细线对小球A的拉力大小为SKIPIF1<0 D．小球C受到的库仑力大小为SKIPIF1<0【答案】B【详解】A．如图甲所示，以小球B为研究对象，小球A和小球C分别对小球B的库仑力大小相等，且小球A和小球C对小球B的合力与小球B的重力等大反向，所以小球A和小球B带异种电荷，小球B和小球C带同种电荷，即小球A和小球C对小球B的库仑力大小均为SKIPIF1<0由库仑定律可得SKIPIF1<0解得小球A和小球B之间距离为SKIPIF1<0故A错误；C．如图乙所示，以小球A为研究对象，受到小球B向下的库仑力为SKIPIF1<0受到小球C向下的库仑力是受到小球B的SKIPIF1<0，即为SKIPIF1<0所以小球A受到的拉力为SKIPIF1<0故C错误；BD．如图丙所示，以小球C为研究对象，小球C受到小球B向下的库仑力为SKIPIF1<0受到A向上的库仑力为SKIPIF1<0则小球C对弹簧的压力为SKIPIF1<0小球C受到向上的弹力为SKIPIF1<0由胡克定律得SKIPIF1<0解得弹簧的形变量为SKIPIF1<0故B正确；D错误。故选B。11．如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d（d远小于R）。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）均匀磁场中。则从SKIPIF1<0时刻开始，下列说法正确的是（）A．从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向B．圆管中的感应电动势大小为SKIPIF1<0C．圆管中的感应电流大小为SKIPIF1<0D．台秤的读数会随时间推移而增大【答案】C【详解】A．根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；B．根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为SKIPIF1<0故B错误；C．根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为SKIPIF1<0根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为SKIPIF1<0故C正确；D．根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。故选C。12．如图所示，间距为L的足够长平行光滑导轨所在平面与水平面之间的夹角为SKIPIF1<0，匀强磁场的方向是竖直方向，磁感应强度大小为B。将一根长为L、质量为m的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒中通以方向从a向b的电流，此时金属棒静止在轨道上，则下列说法正确的是（）A．匀强磁场的方向竖直向下B．导体棒所受安培力方向竖直向上C．导体棒中电流大小为SKIPIF1<0D．其他条件不变，仅电流方向突然反向，则金属棒可能继续保持静止【答案】A【详解】AB．如果磁场方向竖直向上，由左手定则可知，安培力水平向右，导体棒所受合力不可能为零，导体棒不可能静止，则磁场方向竖直向下，故A正确，B错误：C．磁场的方向为竖直向下时，导体棒受到水平向左的安培力作用，同时还受竖直向下的重力和垂直于导轨向上的支持力作用，三力合力可以为零，由力的平衡有F=BIL=mgtanSKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C错误；D．其他条件不变，仅电流方向突然反向，则安培力水平向右，导体棒所受合力不可能为零，导体棒不可能静止，故D错误。故选A。13．如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成SKIPIF1<0角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现向导体棒通入方向向里、大小由零缓慢增大到SKIPIF1<0的电流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处的水平面成SKIPIF1<0角时保持静止。已知重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳1受到的拉力先增大后减小B．绳2受到的拉力先增大后减小C．绳3受到的拉力最大值为SKIPIF1<0D．导体棒中电流SKIPIF1<0的值为SKIPIF1<0【答案】D【详解】AB．对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，有平衡条件得水平方向SKIPIF1<0竖直方向SKIPIF1<0电流逐渐变大，则SKIPIF1<0增大、SKIPIF1<0不变，故AB错误；C．当电流增大到SKIPIF1<0时，安培力与重力的合力最大，即绳3的拉力最大SKIPIF1<0最大值为SKIPIF1<0故C错误；D．对导体棒受力分析得SKIPIF1<0得SKIPIF1<0故D正确。故选D。14．（多选）如图甲所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间C点（重心处）。在人向上攀爬的过程中可以把人简化为乙图所示的物理模型：脚与崖壁接触点为O点，人的重力G全部集中在C点，O到C点可简化为轻杆，AC为轻