2020版高考物理二轮复习专题限时集训1力与物体的平衡含解析

2020版高考物理二轮复习专题限时集训1力与物体的平衡含解析

高考化学总复习 专题限时集训(一)　力与物体的平衡 ‎(建议用时：40分钟)‎ ‎[专题通关练]‎ ‎1．(2019·湖南省六校联考)如图所示，轻杆下端固定在光滑轴上，可在竖直平面内自由转动，重力为G的小球粘在轻杆顶部，在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁间的夹角均为30°，则细线与杆对小球的作用力的大小分别是(　　)‎ A.G，G　　　　　　　B.G，G C．G，G D.G，G B　[分析小球受力，小球受到竖直向下的重力G、沿细线方向的拉力FT和轻杆的弹力FN，由平衡条件可得FTsin 30°＝FNsin 30°，FTcos 30°＋FNcos 30°＝G，联立解得FT＝FN＝G，选项B正确。]‎ ‎2．(易错题)(多选)如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°。下列说法正确的是(　　)‎ A．容器相对于水平面有向左运动的趋势 B．轻弹簧对小球的作用力大小为mg C．容器对小球的作用力竖直向上 D．弹簧原长为R＋ BD　[由于小球和容器组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，选项A错误；容器对小球的作用力是支持力，指向半球形容器的球心O，选项C错误；对小球受力分析，如图所示，由θ＝30°可知，支持力N和弹簧的弹力F - 9 -‎ 高考化学总复习 之间的夹角为120°，由几何关系可知，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，图中弹簧的长度为R，压缩量为，故弹簧原长为R＋，选项B、D正确。]‎ ‎3．(易错题)(多选)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则(　　)‎ A．B受到C的摩擦力一定不为零 B．C受到地面的摩擦力一定为零 C．B受到的拉力一定等于A的重力 D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为零 CD　[因A、B、C都处于静止状态，对A进行受力分析可知，绳受到的拉力一定等于A的重力，即B受到的拉力一定等于A的重力，选项C正确；设A、B、C的重力分别为GA、GB、GC，对B进行受力分析可知，当GA＝GBsin θ时，B相对于C没有运动趋势，B、C之间不存在摩擦力作用，选项A错误；以B、C整体为研究对象，其受力分析如图所示，由共点力平衡条件可知，地面对C的摩擦力f＝Fcos θ＝GAcos θ，方向水平向左，选项B错误；剪断细绳，若B依然静止在斜面上，则以B、C整体为研究对象可得此时地面对C的摩擦力为零，选项D正确。]‎ ‎4．(2019·武汉市调研)如图所示，水平地面上固定着一个三棱柱，其左侧光滑，倾角为α；右侧粗糙，倾角为β。放置在三棱柱上的物块A和物块B通过一根跨过顶端光滑定滑轮的细绳相连，若物块A和物块B始终保持静止。下列说法正确的是(　　)‎ A．仅增大角α(小于90°)，物块B所受的摩擦力一定增大 - 9 -‎ 高考化学总复习 B．仅增大角α(小于90°)，物块B对三棱柱的压力可能减小 C．仅增大角β(小于90°)，细绳的拉力一定增大 D．仅增大角β(小于90°)，地面对三棱柱的支持力不变 D　[物块A受重力、三棱柱的支持力、细绳的拉力，由平衡条件可知细绳的拉力大小为F＝mAgsin α，则仅增大角α，细绳的拉力增大，如果mAgsin αFcos θ时，摩擦力的方向平行斜面向上，大小为f1＝mgsin θ－Fcos θ，随着F的增大，f1先变小后增大；②当mgsin θ＝Fcos θ时，摩擦力等于零，当F增大时，摩擦力的方向平行斜面向下，f1随F的增大而增大；③当mgsin θmB，整个系统处于静止状态，设此时轻质动滑轮右端的轻绳与水平面之间的夹角为θ，若小车向左缓慢移动一小段距离并停下来后，整个系统再次处于静止状态，则下列说法正确的是(　　)‎ A．物块A的位置将变高 B．物块A的位置将变低 C．轻绳与水平面的夹角θ将变大 D．轻绳与水平面的夹角θ将不变 AD　[以轻质动滑轮与轻绳的接触点O为研究对象，分析O点的受力情况，作出O点的受力分析图，如图所示，设绳子的拉力大小为F，动滑轮两侧绳子的夹角为2α，由于动滑轮两侧绳子的拉力关于竖直方向对称，则有2Fcos α＝mBg，又小车向左缓慢移动一小段距离后，轻绳中的拉力大小与小车移动前相同，即F＝mAg保持不变，可知α角保持不变，由几何知识得，α＋θ＝90°，则θ保持不变，当小车向左缓慢移动一小段距离后，动滑轮将下降，则物块A的位置将变高，故选项A、D正确，B、C错误。]‎ ‎13.(多选)城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂，如图是这一类结构的简化模型。图中轻杆OB可以绕过B点且垂直于纸面的轴自由转动，钢索OA和杆OB的质量都可以忽略不计，设悬挂物的重力为G，∠ABO＝90°，AB>OB。某次产品质量检测和性能测试中保持A、B两点不动，只改变钢索OA的长度，关于钢索OA的拉力F1和杆OB上的支持力F2的变化情况，下列说法正确的有(　　)‎ - 9 -‎ 高考化学总复习 A．从图示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1先减小后增大 B．从图示位置开始缩短钢索OA，杆OB上的支持力F2大小不变 C．从图示位置开始伸长钢索OA，钢索OA的拉力F1增大 D．从图示位置开始伸长钢索OA，杆OB上的支持力F2先减小后增大 BC　[设钢索OA的长度为L，杆OB的长度为R，A、B两点间的距离为H，根据相似三角形知识可知＝＝，所以从题图图示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1减小，杆OB上的支持力F2大小不变，选项A错误，B正确；从题图图示位置开始伸长钢索OA，钢索OA的拉力F1增大，杆OB上的支持力F2大小不变，选项C正确，D错误。]‎ 题号 内容 押题依据 核心考点 核心素养 ‎1‎ 物体的静态平衡 受力分析及平衡条件应用 科学思维：整体法、隔离法的应用 ‎2‎ 物体的动态平衡 受力分析及解析法的应用 科学思维：数学方法在物理学中的应用 ‎1.如图所示，倾角为30°的斜面体放在水平面上，质量为m＝1 kg的滑块用质量不计的细绳拴接，细绳跨过固定在斜面体顶端的光滑滑轮后被水平向右、大小为F＝5 N的拉力拉着，整个装置处于静止状态，重力加速度g＝10 m/s2。则下列说法正确的是(　　)‎ A．滑块与斜面体之间的摩擦力的大小为5 N B．斜面体对滑块的支持力大小为5 N C．地面对斜面体没有摩擦力的作用 D．滑块与斜面体之间没有摩擦力的作用 D　[滑块的重力沿斜面方向的分力G1＝mgsin 30°＝5 N，该力刚好与细绳的拉力大小相等，根据共点力的平衡条件可知，滑块与斜面体之间的摩擦力等于零，A错误，D正确；斜面体对滑块的支持力大小FN＝mgcos 30°＝5 - 9 -‎ 高考化学总复习 ‎ N，B错误；斜面体和滑块组成的整体处于静止状态，说明整体所受合外力等于零，则地面对斜面体的摩擦力大小等于细绳的拉力大小，为5 N，C错误。]‎ ‎2.如图所示，水平直杆AB的中点O为转轴，一轻绳跨过轻质滑轮，两端分别固定在A、B两点，滑轮通过另一根轻绳连接一重物，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。现让直杆AB绕O逆时针缓慢转过角度θ(θ<90°)，轻绳的张力(　　)‎ A．逐渐减小　　　　　 B．逐渐增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 A　[由题意可知，让直杆AB绕O逆时针缓慢转过角θ(θ<90°)的过程中可认为重物处于平衡状态，滑轮左、右两侧轻绳绳长记为l1、l2，与竖直方向的夹角记为α1、α2，轻绳张力大小记为FT，受力分析如图所示，水平方向上有FTsin α1＝FTsin α2，竖直方向上有FTcos α1＋FTcos α2＝mg，由几何关系知，l1sin α1＋l2sin α2＝ABcos θ，解得α1＝α2，FT＝，sin α1＝，由该过程中角度θ逐渐增大可知，α1逐渐减小，故轻绳的张力逐渐减小，选项A正确。]‎ - 9 -‎