2019高考物理二轮复习第一部分专题一力和运动专题强化练（一）力与物体的平衡

专题强化练(一)力与物体的平衡考点1物体的受力分析1.(2016·海南卷)如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态．若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用Ff1、Ff2和Ff3表示．则()A．Ff1＝0，Ff2≠0，Ff3≠0B．Ff1≠0，Ff2＝0，Ff3＝0C．Ff1≠0，Ff2≠0，Ff3＝0D．Ff1≠0，Ff2≠0，Ff3≠0解析：对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故Ff3＝0；再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即Ff2≠0；再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即Ff1≠0.故选项C正确.答案：C2.(2018·天水二模)如图所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为()A．3个 B．4个C．5个 D．6个解析：先以A为研究对象，分析受力情况，其受重力、B的竖直向上的支持力，B对A没有摩擦力，否则A不会匀速运动；再对B研究，B受到重力、A对B竖直向下的压力，斜面的支持力和滑动摩擦力，共4个力，故选项B正确．答案：B3．(2018·西安高三测试)a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的()解析：对b球受力分析，受重力、斜面对其垂直向上的支持力和细线的拉力，由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，故A图错误；再对a、b两个球整体受力分析，受重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力，再次根据共点力平衡条件判断上面的细线的拉力方向斜向右上方，故C、D图均错误．答案：B考点2共点力平衡4．(多选)(2018·天津卷)明朝谢肇淛《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可．一游僧见之，曰：无烦也，我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则()A．若F一定，θ大时FN大B．若F一定，θ小时FN大C．若θ一定，F大时FN大D．若θ一定，F小时FN大解析：选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的力F和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的推力大小是相等的，力F的分解如图：则：F＝2FN1sineq\f(θ,2)，FN1＝FN2＝eq\f(F,2sin\f(θ,2))，所以F一定时，θ越小，FN越大；θ一定时，F越大，FN越大，B、C正确．答案：BC5．(2018·襄阳四校联考)将三个质量均为m的小球a、b、c用细线相连后(b、c间无细线相连)，再用细绳悬挂于O点，如图所示．用力F拉小球c，使三个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持为θ＝30°，则F的最小值为()A．mg B．2mgC.eq\f(3,2)mg D.eq\f(\r(3),2)mg解析：将三个小球视为一个整体，重力为3mg，当作用于小球c上的力F垂直于Oa时，F最小，由正交分解法知，水平方向Fcos30°＝Tsin30°，竖直方向Fsin30°＋Tcos30°＝3mg，解得F＝eq\f(3,2)mg，故C正确．答案：C考点3动态平衡6.(2018·本溪中学模拟)如图所示，上表面为光滑曲面的物体静置于水平地面上，一滑块从曲面底端受水平力作用缓缓地沿曲面向上滑动一小段的过程中，曲面始终静止不动．则地面对物体的摩擦力Ff和地面对物体的支持力FN的大小变化情况是()A．Ff增大，FN减小 B．Ff变小，FN不变C．Ff增大，FN不变 D．Ff不变，FN不变解析：对滑块受力分析，滑块受重力、水平力与支持力，因处于平衡状态，依据力的合成法则及平衡条件，可知水平力在增大，再将物体与滑块作为整体受力分析，处于平衡状态，那么竖直方向与水平方向均处于平衡状态，因此地面对物体的支持力FN大小不变，而地面对物体的摩擦力Ff随着水平力的增大而增大，故C正确．答案：C7.(2016·全国卷Ⅱ)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中()A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小解析：以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，则绳OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项A正确．答案：A8.(多选)如图所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为FT1，弹簧的弹力为F1；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2＞k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为FT2，弹簧的弹力为F2，则下列关于FT1与FT2、F1与F2之间的大小关系，正确的是()A．FT1＞FT2 B．FT1＝FT2C．F1＜F2 D．F1＝F2解析：小球B受重力mg、绳子拉力FT和弹簧弹力F三个力而平衡，平移FT、F构成矢量三角形如图所示，由图可以看出，力的矢量三角形总是与几何三角形OAB相似，因此有eq\f(mg,OA)＝eq\f(FT,L)＝eq\f(F,AB)，其中OA、L保持不变，因此绳子的拉力FT大小保持不变，A错误，B正确；当弹簧的劲度系数k增大时，弹簧的压缩量减小，A、B间距离增大，因此对应的力F增大，C正确，D错误．答案：BC9.(2018·衡阳模拟)如图所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c处，绳长为L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间．静止时轻绳两端夹角为120°.若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内，若重力加速度大小为g，对于上述两种情况，下列说法正确的是()A．轻绳的弹力大于mg B．轻绳的弹力小于mgC．橡皮筋的弹力大于mg D．橡皮筋的弹力小于mg解析：设两木桩间的距离为s，轻绳的总长度为L，静止时轻绳两端夹角为120°，由于物体A所受拉力的合力方向竖直向上且大小为mg，根据矢量的合成可知，两个分力和mg的大小是相等的，故轻绳的弹力大小为mg，故A、B错误；若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，两木桩间的距离s不变，所以物体A静止后橡皮筋之间的夹角一定小于120°，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的弹力小于mg，故C错误，D正确．答案：D10．(多选)(2018·贵阳检测)如图所示，一轻质细绳一端固定在O点，另一端通过一光滑动滑轮P和一光滑定滑轮Q系一质量为m2的物块B，物块B置于斜面体C上，定滑轮Q固定在斜面体C的顶点，斜面体C位于水平地面上．动滑轮P上挂一质量为m1的物块A，开始时，A、B、C均处于静止状态，现将C沿水平地面向右缓慢移动一小段距离，此过程中B相对于C未滑动，系统再一次处于平衡状态时，下列说法正确的是()A．细绳对O点的拉力一定增大B．C对B的摩擦力一定增大C．地面对C的摩擦力一定增大D．地面对C的支持力一定增大解析：由题意知，OP与PQ间细绳的夹角变大，而合力不变，细绳拉力增大，故A正确；C对B的摩擦力的方向不确定，大小可能增大，可能减小，故B错误；对A、B、C整体而言，OP间细绳的拉力沿水平方向的分力等于地面对C的摩擦力，故地面对C的摩擦力一定增大，故C正确；OP间细绳的拉力在竖直方向的分力不变，对A、B、C整体分析易知，地面对C的支持力不变，故D错误．答案：AC考点4电学中的平衡问题11.(2018·重庆高三测试)如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中电流为I.要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为()A.eq\f(mg,2IL) B.eq\f(\r(3)mg,2IL)C.eq\f(mg,IL) D.eq\f(\r(3)mg,IL)解析：平衡状态下导体棒受三个力，重力为恒力，支持力的方向不变，安培力的大小和方向不确定；由动态平衡知当安培力F平行于斜面向上时安培力最小，则B最小，即BIL＝mgsin30°，B＝eq\f(mg,2IL)，由左手定则知B的方向垂直于斜面向下．答案：A12．(多选)(2016·浙江卷)如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点．用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定．两球接触后分开，平衡时距离为0.12m．已测得每个小球质量是8.0×10－4kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g取10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，则()A．两球所带电荷量相等B．A球所受的静电力为1.0×10－2NC．B球所带的电荷量为4eq\r(6)×10－8CD．A、B两球连接中点处的电场强度为0解析：由于A、B是两个相同的导电小球，因此两球接触后分开带电荷量相等，选项A正确；设平衡时小球受到的静电力为F，则由几何知识，知eq\f(F,mg)＝eq\f(0.06,\r(（0.1）2－（0.06）2))，解得F＝6×10－3N，选项B错误；由F＝keq\f(q2,r2)，解得小球的带电荷量q＝4eq\r(6)×10－8C，选项C正确；等量同种电荷连线中点的电场强度为零，选项D正确．答案：ACD13．(多选)(2018·长沙模拟)不计电阻的平行金属导轨与水平面成某角度固定放置，两完全相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．如图所示，现用一平行于导轨的恒力F拉导体棒a，使其沿导轨向上运动．在a运动过程中，b始终保持静止．则以下说法正确的是()A．导体棒a做匀变速直线运动B．导体棒b所受摩擦力可能变为0C．导体棒b所受摩擦力可能先增大后减小D．导体棒b所受摩擦力方向可能沿导轨向下解析：导体棒a先做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后达到匀速．导体棒b所受的安培力沿导轨向上，且不断增大，最后保持不变，故导体棒b所受的摩擦力先沿导轨向上，且不断减小，最后可能变为零甚至变为沿导轨向下，正确选项为B、D.答案：BD14．(2015·全国卷Ⅰ)如图所示，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时