专题01 物体平衡-2021年高三物理选择题强化训练

2021年高三物理选择题强化训练（解析版） 专题一 物体平衡 一、单选题 1.（2020年浙江卷）如图是“中国天眼” 口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（　　） A. 受到的重力大小为 B. 受到的合力大小为 C. 对球面的压力大小为 D. 对球面的作用力大小为 【答案】D 【解析】A．工作人员的质量为 ，则工作人员受到的重力 A错误； B．工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，B错误； C．工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于 ，C错误； D．由平衡条件可得球面对工作人员的作用力 满足 再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为 D正确。 故选D。 3.（2019·新课标全国Ⅱ卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 ，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为 A．150kg B． kg C．200 kg D． kg 【解析】 T=f+mgsinθ，f=μN，N=mgcosθ，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意。 【答案】A 3.（2020年全国III卷）如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（　　） A. 45° B. 55° C. 60° D. 70° 【答案】B 【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示 根据几何关系有 解得 。 故选B。 4.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为α、β，已知α<β，M、m均处于静止状态。则 A．水平面一定是粗糙的 B．水平面可能是光滑的 C．OA绳的拉力大于OB绳的拉力 D．OA绳的拉力等于OB绳的拉力 【答案】A 【解析】对O点受力分析，由平行四边形定则可知，OA绳的拉力小于OB绳的拉力，选项CD错误；对物体m而言，因向右的绳的拉力大于向左的绳的拉力，可知m受到向左的摩擦力，即水平面一定是粗糙的，选项A正确，B错误。 5.如图所示，足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接，平板AP与水平面成53°角固定不动，平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动，质量为m的均匀圆柱体O放在两板间sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度为g。在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是 A．平板BP受到的最小压力为 mg B．平板BP受到的最大压力为mg C．平板AP受到的最小压力为 mg D．平板AP受到的最大压力为mg 【答案】A 【解析】小球受重力、斜面AP弹力 和挡板BP弹力 ，如图所示： 小球一直处于平衡状态，则有： 与 合力F=mg，由图可知，当挡板BP逆时针缓慢地转向竖直位置的过程中， 越来越大， 先变小，后变大；由几何关系可知，当 的方向与AP的方向平行（即与 的方向垂直）时， 有最小值为：，当挡板BP竖直时， 最大，为：，A正确，B错误；当BP沿水平方向时，AP对球的支持力为0，所以AP受到的压力也等于0，C错误；由图可知，当BP沿绳子方向时，AP对球的支持力最大，为：，由牛顿第三定律可知，平板AP受到的最大压力为 ，D错误。 6.在港珠澳大桥建设中，将一个根直径22 m，高40.5 m的钢筒，打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界记录。钢筒质量为M，起重机用10根对称分布的、长为22 m的钢索将其吊起，静止于空中。则每根钢索受到的拉力大小约为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由于钢筒的直径为22 m，钢索的长为22 m，则每两根钢索与直径构成等边三角形，所以每根钢索与竖直方向的夹角为 ；设每根钢索受到的拉力大小为F，竖直方向根据平衡条件可得，解得： ，B正确。 7.如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为θ，则物体A、B的质量之比mA∶mB等于(　　) A.1∶cos θ B.cos θ∶1 C.tan θ∶1 D.1∶sin θ 【解析】　设绳子的拉力为T，隔离A分析有T＝mAg，隔离B分析有Tcos θ＝mBg，由以上两个公式可解m