2021年高考物理三轮冲刺《力与物体平衡》练习二（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《力与物体平衡》练习二

一、单选题

1.如图所示，物体C放在水平面上，物体B放在C上，小球A和物体B之间通过跨过定滑轮的细线相连。若与物体B连接的悬线竖直、两滑轮间的线水平，且不计滑轮与细线的质量、滑轮轴上的摩擦、滑轮与线间的摩擦。把A拉到某位置(低于滑轮)由静止释放，使A在竖直平面内摆动，在A摆动的过程中，B、C始终不动。下列说法中正确的是(　　)

A．物体C对B的摩擦力方向有时可能沿斜面向下

B．物体C对B的摩擦力有时可能为零

C．地面对C的摩擦力有时不为零

D．物体C对地面的压力有时可以等于B、C重力之和

2.某消防员在一次执行任务时，需从半球形的屋顶向上缓慢爬行(如图所示)，则在这个过程中，下列选项分析不正确的是  (　　)

A.他对屋顶的压力不变                B.屋顶对他的作用力不变

C.屋顶对他的摩擦力减小              D.屋顶对他的支持力变大

3.如图所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin37°=0.6，cos 37°=0.8)。质量为1 kg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f随时间变化的图象是图中的(取初速度v0的方向为正方向，g取10 m/s2) (　　)

4.用力推课桌的下部，课桌会沿地面滑动，而推课桌的上部，则课桌可能会翻倒，这说明力的作用效果(　　)

A.与力的大小有关              

B.与力的方向有关

C.与力的作用点有关              

D.与受力面积有关

5.两个大小都是5 N，夹角为120°的共点力，其合力大小和方向为   (　　)

A.10 N，方向与其中一个力夹角为60°

B.5 N，方向与其中一个力夹角为60°

C.5 N，方向在两力夹角的角平分线上

D.10 N，方向无法确定

6.躺椅在生活中用途广泛，图甲中人双脚离地而坐，图乙中人双脚着地而坐。两图中位于水平地面上的人和椅子都保持静止状态，下列说法正确的是(　　)

A.甲中人对椅子的压力是由椅子发生形变产生的

B.甲中人不同的躺姿会改变椅子对人的合力

C.乙中人脚用力蹬地时躺椅对人背部摩擦力一定沿椅面向上

D.乙中人脚用力蹬地时脚对地的摩擦力与椅子对地的摩擦力大小相等

二、多选题

7. (多选)如图所示，两完全相同的小球M和N放在光滑竖直挡板和固定斜面间，处于静止状态。现逆时针缓慢转动挡板，在挡板缓慢转动到与斜面垂直的过程中(　　)

A.N球对斜面的压力减小

B.M球对挡板的压力逐渐减小

C.M、N两球间的弹力不变

D.M球对斜面的压力逐渐增大

8. (多选)如图所示为缓慢关门时(关门方向为图中箭头方向)门锁的示意图，若弹簧始终处于压缩状态，则下列说法正确的是(　　)

A.关门时锁壳对锁舌的弹力方向水平向右

B.关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面

C.关门时弹簧弹力变大

D.关门时弹簧弹力方向与锁壳对锁舌的弹力方向在同一条直线上

9. (多选)某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态，设计了如图所示的装置，一位同学坐在长直木板上，让长直木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大)，另一端不动，则该同学受到支持力FN、合外力F合、重力沿斜面方向的分力G1、摩擦力Ff随角度θ的变化关系图中正确的是(　　)

10. (多选)如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧．现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动，P为圆弧上的点，角PNM为60°.橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则(　　)

A．在P点橡皮筋弹力大小为mg

B．在P点时拉力F大小为mg

C．小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直

D．小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小

三、实验题

11.在探究“物体所受的重力跟它的质量关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别读出钧码的质量和弹簧测力计相应的示数，并记录在下面的表格中。

在表格中把空填完整，在图乙中，以质量为横坐标、重力为纵坐标描点。连接这些点，画出重力与质量之间关系的图线。由此可写出重力 G(N)和质量m(㎏)之间的关系式是：　   　。

四、计算题

12.电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但只能在使用的装置中现场间接测量，不可能将金属绳取下后直接测量。某同学发明了一种能间接测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为L的两根较光滑支柱A、B固定在金属绳的同一侧，图中的小圆圈表示支柱的横截面，支柱A、B都垂直于纸面；在A、B的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于A、B的方向竖直向上发生一个偏移量d(d≪L)，这时仪器显示金属绳对支柱C的作用力为F。如果偏移量d=10 mm，作用力F=400 N，L=250 mm，试计算金属绳中张力的大小。

0.参考答案

1.B；

解析：因为绳竖直，所以B物体受到线的拉力和重力的合力只能沿竖直方向，C对B的摩擦力不可能沿斜面向下，A错误；如果线的拉力等于B的重力，则C对B物体无作用力，B正确；对B、C整体分析可知，地面对C的摩擦力一定为零，C错误；物体A受到线的拉力不可能为0，所以线对B有拉力，对B、C整体分析可知，物体C对地面的压力一定小于B、C重力之和，D错误。

2.A；

解析：以消防员为研究对象，作出受力分析图：

设此人的重力为G，根据平衡条件得：屋顶对他的摩擦力f=Gsinθ，屋顶对他的支持力N=Gcosθ；消防员在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中，坡角θ减小，则f减小，N增大。即屋顶对他的摩擦力减小，屋顶对他的支持力增大，则C、D均正确。屋顶的压力和人所受的支持力是作用力与反作用力，故压力变大，A错误。根据平衡条件和合成法可知支持力与摩擦力的合力始终与重力等大反向，则屋顶对人的作用力不变，B正确。本题选不正确的，故选A。

3.答案为：B；

解析：滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由f=μN和N=mgcos θ联立得f=6.4 N，方向为沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin θ<μmgcos θ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得f=mgsin θ，代入可得f=6 N，方向为沿斜面向上，故选项B正确。

4.答案为：C；

5.答案为：C；

解析：由题意，两个相等的共点力大小为F=5 N，当它们之间的夹角为120°时，

由等边三角形的知识可知，合力的大小也为5 N，如图所示，选项C正确。

6.D；

解析：甲中人对椅子的压力是由人发生形变对椅子产生的弹力，选项A错误；甲中人不同的躺姿不会改变椅子对人的合力，椅子对人的合力始终等于人的重力，选项B错误；乙中人脚用力蹬地时，如果人的背相对于椅子有向上的运动趋势，则躺椅对人背部摩擦力沿椅面向下，选项C错误；以人和椅子整体为研究对象，当乙中人脚用力蹬地时整体处于平衡状态，水平方向受力平衡，则地对脚的摩擦力与地对椅子的摩擦力大小相等，根据牛顿第三定律可得脚对地的摩擦力与椅子对地的摩擦力大小相等，选项D正确。

7.答案为：B、C；

解析：虽然挡板在变化，但球M对球N的弹力方向没变，球N的重力没变，斜面对球N的支持力方向也没变，虽然球N位置在缓慢变化，但球N所受力没有变化，故N球对斜面的压力不变，M、N两球的弹力没有变，选项A错误，C正确；对球M受力分析，当缓慢转动挡板至挡板与斜面垂直的过程中，弹力F1的方向也从图示位置转动到与斜面平行位置。则两个弹力的合力不变，当夹角变小时，两弹力大小均变小，故M球对挡板的压力逐渐减小，M球对斜面的压力逐渐减小，选项B正确，D错误。

8.答案为：B、C；

解析：关门时，锁壳对锁舌的弹力方向与接触面垂直，即垂直于锁舌的斜面，选项A错误，B正确；关门时，弹簧的压缩量增大，根据胡克定律F=kx可知弹簧弹力变大，选项C正确；被压缩的弹簧弹力的方向沿着弹簧向两边，锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面，显然两者不在同一条直线上，选项D错误。

9.答案为：ACD；

解析：重力沿斜面方向的分力G1=mgsinθ，C正确，支持力FN=mgcosθ，A正确；

该同学滑动之前，F合=0，Ff=mgsinθ，滑动后，F合=mgsinθ-μmgcosθ，Ff=μmgcosθ，

考虑到最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的情况，可知B错误，D正确。

10.答案为：AC；

解析：

[由题意知k2R=mg.小球在圆弧上任意一点A时，橡皮筋拉力F1=k2Rcos θ=mgcos θ，恰等于重力在F1方向上的分力mgcos θ，由力的平衡条件知F必然与重力的另一分力平衡，故拉力F应与橡皮筋始终垂直，小球在P点时，F1=k2Rcos 60°=mgcos 60°=mg.拉力F=mgsin 60°=mg；小球在由M沿圆弧移到N时，F=mgsin θ，θ变大，F逐渐变大．故本题正确选项为A、C.]

11.答案为：G=10N/kg×m

12.解：设支柱在C′点时受两边金属绳的张力分别为T1和T2，BC与BC′的夹角为θ，