专题突破练(1) 力与物体的平衡(Word练习)-【优化指导】2025年高考物理二轮复习高中总复习·第2轮

专题突破练(一)　力与物体的平衡 1．(2024·广东佛山一模)如图所示的是商场常见的两种电梯，图甲为阶梯式电梯，图乙为斜面式电梯，设同一个乘客在两种电梯中随电梯匀速上行，下列说法正确的是(　　) A．两种电梯对乘客支持力的方向相同 B．两种电梯对乘客作用力的大小与方向均相同 C．两种电梯对乘客摩擦力的方向相同 D．两种电梯对乘客支持力的大小相等 B　解析：题图甲为阶梯式电梯，对乘客支持力的方向竖直向上，大小等于乘客的重力mg，阶梯式电梯对乘客的摩擦力为0；题图乙为斜面式电梯，对乘客支持力的方向垂直于斜面向上，大小等于乘客的重力垂直斜面的分力mg cos θ(θ为斜面倾角)，斜面式电梯对乘客的摩擦力不为0，大小为mg sin θ。根据受力平衡可知，两种电梯对乘客作用力均与乘客的重力平衡，大小均为mg，方向均竖直向上，B正确。 2．(2024·四川成都一模)图甲为某型号家用全自动波轮洗衣机，图乙为洗衣机内部结构剖面图，其内桶由四根相同的轻质吊杆前、后、左、右对称悬挂(悬点可自由转动)，内筒静止时每根吊杆与竖直方向夹角均为α，内桶总质量为m，重力加速度大小为g，每根吊杆的拉力大小为(　　) A． B． C． D． B　解析：内筒受力平衡，根据平衡条件有4F cos α＝mg，每根吊杆的拉力大小为F＝，B正确。 3．(2024·黑龙江哈尔滨模拟)“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，阳春三月正是踏青放风筝的好时节。如图所示，在细线拉力的作用下，风筝静止在空中。关于气流对风筝的作用力，下列说法正确的是(　　) A.气流对风筝的作用力的方向水平向左 B．气流对风筝的作用力的方向沿左上方 C．气流对风筝的作用力与风筝受到的重力大小相等 D．气流对风筝的作用力小于风筝受到的重力 B　解析：风筝受重力G、细线的拉力FT和气流的作用力F处于平衡状态，如图所示，重力G方向竖直向下，细线的拉力FT方向斜向右下方，气流对风筝的力F的方向一定斜向左上方，且大小等于重力G和细线拉力FT的合力大小，B正确。 4．(2024·山东卷)如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于(　　) A． B． C． D． B　解析：根据题意可知机器人“天工”可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，对“天工”分析有mg sin 30°≤μmg cos 30°，可得μ≥tan 30°＝，B正确。 5．(2024·四川绵阳模拟)如图所示，在长度为1 m的细绳中间悬挂一个重力为G的玩具，用手拉住细绳两端沿水平刻度尺缓慢分开。当双手距离为0.6 m时，细绳刚好断裂。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，该细绳能承受的最大拉力为(　　) A．2G B．G C．G D．G B　解析：设细绳刚好断裂时，两细绳之间的夹角为θ，由几何关系得sin ＝＝0.6，设细绳能承受的最大拉力为F，对结点受力分析得2F cos ＝G，解得F＝G，B正确。 6．(2024·河北卷)如图所示，弹簧测力计下端挂有一个质量为0.20 kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0 N，g取10 m/s2，则挡板对球体支持力的大小为(　　) A． N B．1.0 N C． N D．2.0 N A　解析：对小球受力分析如图所示，由几何关系易得力F与力FN与竖直方向的夹角均为30°，因此由正交分解方程可得FNsin 30°＝F sin 30°，FNcos 30°＋F cos 30°＋T＝mg，解得F＝FN＝N，A正确。 7．(2024·华东师大二附中模拟)如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(　　) A．ma＞mb＞mc B．mb＞ma＞mc C．mc＞ma＞mb D．mc＞mb＞ma B　解析：由题意知，三个带电微粒受力情况：mag＝qE，mbg＝qE＋qvB，mcg＋qvB＝qE，所以mb>ma>mc，B正确。 8．(2024·陕西西安测试)如图所示，质量为m的物块在平行于斜面的拉力F作用下沿倾角为θ的斜面做匀速直线运动。物块与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ，重力加速度为g，则拉力F的大小不可能为(　　) A.mgsin θ B．2mgsin θ C．2mgsin θ D．mgsin θ B　解析：当物块所受重力沿斜面向下的分力与物块所受滑动摩擦力方向相同时，F有最大值为F＝mgsin θ＋μmgcos θ＝2mgsin θ，当物块所受重力沿斜面向下的分力与物块所受滑动摩擦力方向相反时，F有最小值0，B不可能。 9．(2024·广东惠州模拟)如图所示，与水平面夹角均为θ＝37°的两金属导轨平行放置，间距为1 m，金属导轨的一端接有电动势E＝3 V、内阻r＝1 Ω的直流电源，另一端接有定值电阻R＝4 Ω。将质量为0.025 kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中。当开关S断开时，导体棒刚好不上滑；当开关S闭合时，导体棒刚好不下滑。已知导体棒接入电路的电阻R0＝4 Ω，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。则导体棒与导轨间的动摩擦因数为(　　) A． B． C． D． B　解析：当S断开时，ab中电流I1＝＝ A＝0.6 A，当S闭合时，ab中电流I2＝×＝× A＝0.5 A，根据平衡条件有BI1d－μmgcos θ＝mgsin θ，BI2d＋μmgcos θ＝mgsin θ，联立解得μ＝，B正确。 10．(2024·安徽芜湖模拟)质量为M、半径为R的光滑匀质球，用一根长度也为R的细线悬挂在互相垂直的两竖直墙壁交线处的P点，则球对任一墙壁的压力大小为(　　) A．Mg B．Mg C．Mg D．Mg B　解析：对球进行受力分析，球受重力Mg、细线的拉力FT及两个墙壁对它的支持力，两个支持力大小相等，夹角为90°，设一个支持力的大小为FN、细线与两竖直墙壁交线的夹角为θ，根据几何知识可知球心到竖直墙壁交线的垂直距离为d＝＝R，故sin θ＝＝，θ＝45°，在竖直方向上根据受力平衡可得FTcos θ＝Mg，解得FT＝Mg，在水平方向上根据受力平衡可知两竖直墙壁对球的支持力的合力大小等于细线拉力FT的水平分力大小，即＝FTsin θ，解得FN＝Mg，根据牛顿第三定律可得，球对任一墙壁的压力大小为Mg，B正确。 11．(2024·广东佛山测试)一根均匀细刚体绝缘杆，用细丝线系住一端悬挂起来，如图所示。先让它的两端分别带上电荷＋q和－q，再加上水平方向的匀强电场E。试判断当杆平衡时，将处于下面各图中的哪种状态(　　) C　解析：对绝缘杆进行受力分析可知，水平方向受到向右的静电力与向左的静电力，大小相等，方向相反，竖直方向受到重力与细线的拉力，根据平衡条件，细线的拉力必定与重力大小相等，方向相反，则拉力方向一定竖直向上，即细线一定位于竖直方向，由于静电力的转动效果，绝缘杆下端向右偏移，C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$