高考物理二轮总复习专题分层突破练1力与物体的平衡

专题分层突破练1力与物体的平衡A组1.如图所示,一玩偶与塑料吸盘通过细绳AB连接,吸盘吸附在墙壁上,玩偶静止悬挂,忽略玩偶与墙壁之间的静摩擦力,则()A.细绳AB越短,玩偶对墙壁的压力越大B.细绳AB越长,吸盘受到墙壁的摩擦力越小C.吸盘重力大小大于墙壁和细绳对吸盘作用力合力的大小D.吸盘与墙壁之间的挤压力越大,吸盘受到墙壁的摩擦力越大2.(2023广东佛山二模)如图所示,某同学将一橡皮擦轻放在塑料尺的一端,并将该端伸出桌面边缘,塑料尺缓慢向外移动,弯曲程度变大,橡皮擦相对塑料尺始终保持静止,则在此过程中橡皮擦对尺子的()A.压力增大 B.压力减小C.摩擦力不变 D.摩擦力减小3.(2023广东茂名二模)右图为户外野炊时的一种便携式三脚架,三根等长的轻杆通过轻质铰链组合在一起。现将三脚架放在水平地面上,吊锅通过细铁链悬挂在三脚架正中间,已知吊锅和细铁链的总重力为G,轻杆与竖直方向夹角均为30°,忽略支架与铰链间的摩擦,则每根轻杆上承受的压力为()A.13G B.23C.233G D.4.(2023广东清远期末)用厢式货车运送三根均匀圆木的截面示意图如图所示,已知三根圆木的质量均为m,直径都相等,且直径等于车厢宽度的一半。已知货车在水平路面上匀速运动,重力加速度大小为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是()A.车厢底对B的支持力大小为3mgB.B对A的支持力大小为33C.车厢壁对B的弹力大小为33D.B对A的支持力大小为mg5.倾角为30°的斜面固定在水平面上,一物块在与斜面成30°角的拉力F作用下恰好在斜面上不上滑。已知物块的质量m=1kg,物块与斜面间的动摩擦因数μ=33,g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则F的大小为(A.3N B.33NC.53N D.73N6.如图所示,一根长为l的金属细杆通有电流时,在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变,金属细杆的电流大小由I变为0.5I,磁感应强度大小由B变为4B,金属细杆仍然保持静止,则()A.金属细杆中电流方向一定垂直于纸面向外B.金属细杆受到的安培力增大了2BIlsinθC.金属细杆对斜面的压力可能增大了BIlD.金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIlB组7.(多选)筷子是中华饮食文化的标志之一。如图所示,用筷子夹住质量为m的小球,两根筷子均在竖直平面内,且筷子和竖直方向的夹角均为θ。已知小球与筷子之间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,小球静止。下列说法正确的是()A.筷子对小球的最小压力是mgB.当θ增大时,筷子对小球的最小压力一定增大C.当θ减小时,筷子对小球的最小压力一定增大D.要想用筷子夹住小球,必须满足μ>tanθ8.如图所示,某楼顶为玻璃材料的正四面体。一擦子由智能擦玻璃机器人牵引,在外侧面由A点匀速运动到BO的中点D。已知擦子与玻璃间的动摩擦因数为22,机器人给擦子的只有平行于平面的牵引力,则运动过程中擦子受的牵引力与其重力的比值为(A.76 B.13C.13 D.9.(多选)如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态。若把A向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则()A.B对墙的压力减小B.B对A的压力增大C.地面对A的摩擦力减小D.A对地面的压力增大10.(2023山东齐鲁名校联考)如图所示,某工厂生产的卷纸缠绕在中心轴上,卷纸的直径为d,轴及卷纸的总质量为m。用细绳分别系在轴上的P、Q点,将卷纸通过细绳挂在光滑竖直墙壁上的O点,已知OP=OQ=PQ=l,重力加速度的大小为g。则下列说法正确的是()A.每根绳的拉力大小为3B.每根绳的拉力大小为mglC.卷纸对墙的压力大小为mgdD.卷纸对墙的压力大小为211.(2023江西南宁一模)如图所示,直角三角形框ABC竖直放置在水平面上,BC边位于水平方向,∠A=30°,∠B=90°。ABC内部有一光滑球体,球体半径略小于三角形框内接圆半径,球体所受重力为G。将ABC以C为轴在竖直面内沿顺时针缓慢转动,直到AC边水平,在转动过程中,下列说法正确的是()A.球对BC边压力最大值为3GB.球对AC边压力先增大后减小C.球对BC边压力先减小后增大D.球对AC边压力不可能大于球的重力答案：1.A2.B解析设尺子的弯曲角度为θ,对尺子受力分析可得F压=mgcosθ,Ff=mgsinθ,随着角度逐渐增大,压力逐渐减小,摩擦力逐渐增大,故B正确,A、C、D错误。3.D解析对三脚架顶点受力分析,竖直方向,可得3Fcos30°=G,解得F=2394.B解析对A、B、C整体进行受力分析,设车厢底对B的支持力大小为FN1,根据平衡条件得2FN1=3mg,解得FN1=32mg,故A错误。对A进行受力分析,设B对A的支持力大小为FN2,根据平衡条件得2FN2cos30°=mg,解得FN2=33mg,故B正确,D错误。对B进行受力分析,设车厢壁对B的弹力大小为FN3,根据平衡条件得FN3=FN2sin30°,解得FN3=35.C解析对物块受力分析如图所示,沿斜面方向和垂直斜面方向建立平面直角坐标系,正交分解拉力F、重力mg,则由平衡条件有Fcos30°mgsin30°Ff=0、Fsin30°+FNmgcos30°=0,又Ff=μFN,代入数值解得F=53N,故选C。6.D解析安培力一定沿水平方向,根据力的平衡条件可知,安培力水平向左或向右均可,故不能确定电流方向,选项A错误。开始安培力为F1=BIl,后来的安培力为F2=4B·12Il=2BIl,则安培力增大ΔF=BIl,选项B错误。安培力沿水平方向不影响竖直方向受力,斜面对金属细杆支持力的竖直分力始终等于重力,故斜面对金属细杆的支持力不变,金属细杆对斜面的压力也不变,选项C错误。由于金属细杆受到斜面的支持力不变,故安培力的大小变化量ΔF=BIl与挡板的支持力的大小变化量相等,安培力方向水平向右时,金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIl7.BD解析左右两边的筷子对球有沿筷子向上的摩擦力Ff和垂直筷子指向球心的压力,则对球受力分析有2Ffcosθ=mg+2FNsinθ,Ff=μFN,当压力FN最小时,解得最小压力为FNmin=mg2(μcosθ-sinθ),A错误。根据FNmin=mg2(μcos8.A解析设ABO平面与水平面的夹角为θ,作AB中点E,设lAB=2a,则lOE=4a2-a2=3a,设OO'垂直于ABC所在平面,且O'在ABC所在平面内,则可得lO'E=33a、lOO'=263a,则sinθ=223、cosθ=13,将重力沿平行于平面和垂直于平面两个方向分解,在平面上受力分析如图,Ff在DA方向,可知α=30°,有Ff=μmgcosθ、Fx=Ffcosα=612mg、Fy=mg9.AC解析球B受重力、A的支持力F1和墙壁的压力F2,对B受力分析如图甲所示,将重力G分解为G1和G2,则根据平衡可知F1=G1=Gcosθ,F2=G2=Gtanθ。当A向右移动少许,根据题意可知,A对球B的支持力F1与竖直方向的夹角θ将减小,故cosθ增大,tanθ减小,即墙壁对球B的作用力将减小,A对球B的支持力减小,根据牛顿第三定律可知,球B对墙壁的压力减小,球B对A的压力减小,故A正确,B错误。再对A进行受力分析如图乙所示,则A受地面摩擦力Ff=FBsinθ,根据题意知,B对A的压力FB减小且FB与竖直方向的夹角θ减小,故A所受地面的摩擦力F甲乙10.B解析对卷纸和轴整体受力分析,如图甲所示。设两绳所在平面与竖直墙面间的夹角为α,两绳形成的合力为FT合。由几何关系得cosα=(lsin60°)2-d22lsin60°=3l2-d23l,由平衡条件得FT合=mgcosα,联立解得FT合=3mgl3l2-d2,每根绳中拉力为FT,如图乙所示。由几何关系得F甲乙11.B解析三角形框运动过程中,对三角形内部的球体受力分析,球受到竖直向下的重力,AC对球的弹力FNAC,BC对球的弹力FNBC,如图所示。由几何关系得,随着三角形框转动,BC与水平方向的夹角θ从0°开始逐渐增大到120°,FNAC与竖直方向的夹角α和FNBC与竖直方向的夹角θ之和保持不变,且α+θ=120°,则β