复习练案1 第一部分 专题一 第1讲 物体的平衡-【衡中学案】2025年高考物理二轮总复习练案

复习练案[1] 第一部分 专题一第1讲物体的平衡 A组·基础练 变，半径变大，金属杆不再转动。忽略摩擦及金属杆 的热胀冷缩。若金属杆对香肠的支持力为F、:两根 1.(2024·广东深圳一调)如图 金属杆对香肠的合力为F。,则香肠烤熟后 所示，一玩偶与塑料吸盘通过 香肠 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 金属 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 图甲 图乙 C,吸盘重力大于墙壁和细绳对吸盘作用力的合力 AFw增大，F合增大 B.Fx增大，F金不变 D.吸盘与墙壁之间的挤压力越大，吸盘受到墙壁的 C.F、减小，F合增大 D.F、减小，F会不变 摩擦力越大 7.（多选)(2024·河北沧 2.如图所示，一物体质量均匀，两 州模拟)如图，家用三层 端用金属细线拴着，金属线的中 篮球收纳架由两根平行 竖直立柱 点用一个光滑环吊在正上方，那 的竖直立柱、三对倾斜挡 杆和一个矩形底座ABCD 顿斜挡打 A.金属线越短，其张力越大 构成，同一层的两根倾斜 B.金属线越长，其张力越大 挡杆平行且高度相同并 C.将金属线变短.其张力先变大后变小 与竖直立柱成60°角，每 D.无论金属线长短如何，其张力保持不变 侧竖直立柱与对应侧的 3.(2024·浙江杭州模拟)如图所 三根倾斜挡杆及底座长边在同一平面内。开始时收 示，上表面为斜面的小车M静止 纳架置于水平地面上，竖直立柱处于竖直方向，将收 在光滑水平面上，一边紧贴墙 纳架以AB边为轴，沿顺时针方向缓慢旋转90°，篮球 壁。若再在斜面上加一物体m, 的直径大于竖直立柱与倾斜挡杆构成的两平面间的 且M、m相对静止，此时小车受 距离，不计篮球与倾斜挡杆和竖直立柱的摩擦力，篮 力个数为 ( 球始终处于静止状态，则在此过程中关于第二层篮球 A.3 B.4 C.5 D.6 受力情况的说法正确的是 4.（2024·安徽六校联考)如图. A.两倾斜挡杆对篮球的作用力一直减小 一粗糙斜面固定于水平面上， B.其中一个倾斜挡杆对篮球的作用力先增大再减小 一质量为m的滑块通过一跨 C.两竖直立柱对篮球的作用力一直增大 过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳与一钩码相连。能使 D.其中一个竖直立柱对篮球的作用力先增大再减小 滑块在斜面上保持静止的钩码质量的最大值和最小 8.(2024·湖北模拟预测)一些巧妙的工业设计能极大 值分别为m1和m2。设轻绳与斜面保持平行，滑块所 地为人们的生活提供便利。如图是竖直放置的某款 受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。斜面倾角为 可调角度的简便磨刀器，该磨刀器左右两侧对称，通 0,则滑块与斜面之间的动摩擦因数为 过调整磨刀角度可以使该磨刀器的两侧面与刀片尖 小是 B m2 端的两侧面紧密贴合，就可以轻松满足家庭日常的各 种磨刀需求。关于在使用磨刀器的过程中，下列说法 mg 正确的是 c D.m+m 2meos 8 5.(2023·河北卷)如图，轻质 A 细杆AB上穿有一个质量为m 的小球C,将杆水平置于相互 22-24话用于 垂直的固定光滑斜面上，系统 30 416话用于 18-2话用于 切片刀.第刀 果刀、多能刀 砍骨刀 恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30 角，则左侧斜面对杆AB支持力的大小为 A.向后轻拉刀具，磨刀器受到的摩擦力向前 B.若水平匀速向后拉动刀具，则磨刀器对刀具的作 A.mg B③ 2 mg D.mg 用力竖直向上 C.加速后拉刀具，刀具受到的摩擦力小于磨刀器受 6.(2024·上海嘉定一模)图甲为烤肠机，香肠放置于 到的摩擦力 两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。 D.对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时，磨 假设香肠可视为质量均匀的圆柱体，烤熟后质量不 刀器的夹角越小，越难被拉动 173 9.（多选)(2024·广东广州二模)粑在中国已有1500 A.匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外 年以上的历史，北魏贾思德著《齐民要术》称之为“铁 B.小球可能带正电荷 齿楼”，将使用此农具的作业称作粑。如图甲所示， C.电场强度大小为， 2mg 牛通过两根粑索拉粑沿水平方向匀速把地。两根粑 索等长且对称，延长线的交点为O,夹角∠AO,B= 60°，拉力大小均为F,平面AO,B与水平面的夹角为 D.磁感应强度的大小为Bm 30°(0，为AB的中点)，如图乙所示。忽略粑索质量， 13.(多选)(2024·湖南邵东模拟)如 下列说法正确的是 图，竖直细杆上套有一个质量为 0、 1kg的小圆环，圆环左侧系有一劲 把索 度系数k=500N/m的轻弹簧，已 30>、0 知弹簧与竖直方向的夹角为8= 53°，sin53°=0.8，c0s53°=0.6，环 图甲 图乙 与细杆间的动摩擦因数为4=0.75，最大静摩擦力等 A.两根粑索的合力大小为F 于滑动摩擦力，弹簧一直处于弹性限度内，以下说法正 确的是(g取10m/s2)】 B,两根粑索的合力大小为5F A.当弹簧的伸长量x=2.5cm时，圆环与细杆间的 ,C.地对耙的水平阻力大小为艺 摩擦力为零 B.当弹簧的伸长量x=0.5cm时，圆环与细杆间的 D.地对把的水平阻力大小为号 摩擦力为1.5N C.若8角度调成90°时，不管弹簧的伸长量x为多 B组·综合练 少，圆环都不能静止 10.如图所示，一轻质光滑定滑 D,若日角度调成0°时，弹簧的伸长量x≥8 cm 轮固定在倾斜木板上，质量 分别为m和2m的物块A」 时，静止释放的圆环一定静止 B,通过不可伸长的轻绳跨 14.(多选)(2024·湖北武汉模 过滑轮连接，A、B间的接触 拟)抓娃娃机是一种深受青 面和轻绳均与木板平行。A 少年喜爱的游戏设备，其利 与B间，B与木板间的动摩擦因数均为，设最大静 用机器自身所带的爪子抓取山 摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为 箱柜内的物品。下图为某款 45时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为 抓娃娃机结构简图，其中机 械臂15一端铰链在水平横粱 R c D. 6 上，另一端铰链在质量为m 11.(2024·山东省实验中学模 的抓手16上。机械臂可当成长度为L的轻杆。12 拟)如图所示，在水平地面 为轻质细绳。设重力加速度为g,机械臂拴结点与 B 上有一斜面，质量均为m的 横梁左端点水平间距为2L,绳12上拉力为F,,机械 A,B两物块放在斜面的等高处，A、B之间连接着 臂15上拉力为F2,某次游戏时通过轻绳牵引将抓 个轻质弹簧，其劲度系数为k,弹簧处于压缩状态， 手从最低点缓慢提升到最高点，针对这个过程中，下 列说法正确的是 且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角为 A.机械臂上拉力大于轻绳上的拉力 0,两物块和斜面间的动摩擦因数均为“，设最大静摩 擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是 B.轻绳中的张力F,一直在增加 A.斜面对A,B组成系统的静摩擦力的合力为0 C.机械臂中弹力F,先增大再减小 B.若将弹簧拿掉，物块有可能发生滑动 D.F2+F22>(mg) 15.(2024·福建龙岩三模)如图所示， C.弹簧的最大压缩量为mgco30-sima 带电小球P固定在绝缘竖直墙面 上，用绕过固定在竖直墙上O点的F D.弹簧的最大压缩量为mg☑心cos0+sim日 小定滑轮的细线拉着带电小球Q。 小球Q静止时P、Q间的距离为r, 12.(2024·茂名综合测试)如 O、P间的距离为h,h>r。现用拉力 图所示，匀强电场的电场强 F缓慢拉动绳端，使小球Q缓慢移 度方向与水平方向夹角为 动，在小球Q从图示位置缓慢移动 30°且斜向右上方，匀强磁 到O点的过程中 场的方向垂直于纸面（图 A.拉力F先增大后减小 中未画出)。一质量为m、 3 B.小球P、Q间的库仑力逐新减小 电荷量为？的带电小球（可视为质点）以与水平方向 C.小球P、Q系统的电势能先不变后减小 成30°角斜向左上方的速度？做匀速直线运动，重力 D.小球Q在P球位置产生的电场强度大小不变 加速度为g。则 174!练案部分" 复习练案%"& /组%基础练 "%/!玩偶的受力分析如图所示!玩 偶对墙壁的压力等于支持力!有 & ' $-783 ! !细绳(0越短! ! 越大! 则玩偶对墙壁的压力越大!所以/ 正确#对吸盘与玩偶整体分析竖 直方向只受重力与摩擦力!所以 吸盘受到墙壁的摩擦力总是等于 重力!与细绳的长短无关!与吸盘与墙壁之间的挤压力 无关!所以#%0错误#由平衡条件可知!吸盘重力等于 墙壁和细绳对吸盘作用力的合力!所以*错误" 1%/!设物体的质量为!!金属线和竖直方向的夹角为 ! ! 金属线中的拉力为'!根据平衡条件1',-. ! $!"!解得 '$ !" 1,-. ! !金属线越长!则夹角 ! 越小!金属线的拉力 越小!金属线越短!则夹角 ! 越大!金属线的拉力越大" 故选/" %%#!X%)相对静止!对整体受力分析知!整体受总重力 和地面给的支持力!处于静止状态#对物体)受力分 析!则)受到重力%支持力和静摩擦力#对X受力分析! 受重力%)对它的垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的 静摩擦力!同时地面对X有向上的支持力!因墙壁对小 车不会有力的作用!则X共受到4个力" 故#正确!/% *%0错误" 4%*!当钩码的质量有最大值! " 时!滑块所受的静摩擦 力沿斜面向下!则$ " !",-. ! 6!".23 ! $! " "#当钩码的 质量有最小值! 1 时!滑块所受的静摩擦力沿斜面向 上!则$!".23 ! $! 1 " 6 " !",-. ! #联立解得 " $ ! " >! 1 1!,-. ! ! 故选*" 9%#!对轻杆和小球组成的系 统进行受力分析!如图!设左 侧斜面对杆(0支持力的大 小为, ( !由平衡条件有, ( $ !",-.%&:!得, ( $ 槡% 1 !"!故 选#" @%0!以香肠为研究对象!受到 重力%两边金属杆的支持力! 如图所示" 香肠烤熟后质量不变!半径较大!重心升高! 支持力与重力反方向的夹角 ! 减小#由力的平衡知识可 得1& ' ,-. ! $!"!解得& ' $ !" 1,-. ! !由于 ! 变小!,-. ! 变 大!& ' 变小#由于香肠烤熟后质量不变!根据平衡条件 可得两根金属杆对香肠的合力始终与香肠的重力等大 反向!保持不变!故/%#%*错误!0正确" <%/0!对第二层的篮球进行受力分 析!如图所示" 收纳架以(0边为 轴!沿顺时针方向缓慢旋转;&:时! 倾斜挡杆对篮球的作用力和竖直 立柱对篮球的作用力方向夹角不 变!所以旋转过程中根据矢量三角 形法则可知两倾斜挡杆对篮球的作用力一直减小!竖 直立柱对篮球的作用力一直增大后减小!一个竖直立 柱对篮球的作用力先增大再减小" 故选/0" +%0!磨刀过程中!向后轻拉 刀具!刀具受到的摩擦力的 合力向前!根据牛顿第三定 律!磨刀器受到的摩擦力向 后!故/错误#若水平匀速 向后拉动刀具!从两个方向 看!受力分析如图所示" 磨 刀器对刀具的作用力是指两个接触面的支持力与摩擦 力的合力!方向应向前方偏上!故#错误#根据牛顿第 三定律可知!刀具受到的摩擦力大小等于磨刀器受到 的摩擦力大小!故*错误#刀具对磨刀器正压力的两分 力夹角应为磨口角的补角!故磨刀器的夹角越小!正压 力的两分力夹角越大!当施加相同的正压力时!则两分 力越大!故拖动时的滑动摩擦力越大就越难被拉动!故 0正确" ;%#*!两根耙索的合力大小为&.$1& 槡,-.%&:$ % &!/ 错误!#正确#由平衡条件!地对耙的水平阻力大小为: $&.,-.%&:$ % 1 &!*正确!0错误!故选#*" #组%综合练 "&%*!当木板与水平面的夹角为49:时!两物块刚好滑 动!对/物块受力分析如图 沿斜面方向!/%#之间的滑动摩擦力& 5" $ " & '" $ " !",-.49:!根据平衡条件可知'$!" & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .23 49:6 (")!( " !",-.49:!对#物块受力分析如图 沿斜面方向!#与斜面之间的滑动摩擦力& 51 $ " & '1 $ " *%!",-.49:!根据平衡条件可知1!".23 49:$'6 " !",-.49:6 " * %!",-.49:! 两式相加! 可得 1!".23 49:$!".23 49:6 " !",-.49:6 " !",-.49:6 " *%!",-.49:!解得 " $ " 9 !故选*" ""%*!把/%#看成一个整体!斜面对/%#组成系统的静 摩擦力的合力为:$1!".23 ! !所以/错误#有弹簧时! 对/分析有: ( $ &!".23 ! ' 1 6&# ! $'槡 1 !若将弹簧拿 掉!对/则有: / .$!".23 ! !所以若将弹簧拿掉!物块不 可能发生滑动!所以#错误#弹簧的压缩量最大时!物 块达到最大静摩擦力!则 &!".23 ! ' 1 6&# ! $'槡 1 $ " !",-. ! !解得 ! $$ !" " 1 ,-. 1 ! >.23 1槡 ! # !所以*正 确!0错误" "1%0!带电小球做匀速直线运 动!受力平衡!受力分析如图" 由左手定则可判断匀强磁场 的方向垂直纸面向里!/项错 误#小球带负电荷!#项错误# 电场力与重力大小相等!夹角 @&:!电场强度3$!" 4 !*项错 误#由共点力的平衡条件得470 槡$ %!"!则0$槡%!" 47 ! 0项正确" "%%#0!若$$1%9 ,)!根据胡克定律可得!弹簧弹力&$ # ! $$9&& A&%&19 '$"1%9 '!竖直分力为& < $ &,-.9%:$<%9 'C-$"& '!所以圆环将受到沿杆向 上的摩擦力作用!又因为&的水平分力为& $ $ &.23 9%:$"& '!根据圆环水平方向平衡!可得杆对圆 环的弹力大小为,$& $ !所以!圆环此时受到最大静摩 擦力为: )8H $ " ,$&%<9 A"& '$<%9 '!则圆环将保持 静止!圆环与细杆间的静摩擦力为:$->& < $"& '> <%9 '$1%9 '" 同理!若$$&%9 ,)时!则可求得&$ 1%9 '!其竖直分力为"%9 '!水平分力为1 '!此时最 大静摩擦力为"%9 '!环不能平衡!将沿杆下滑!受到 沿杆向上的滑动摩擦力作用!大小为"%9 '!故/错 误!#正确#若 ! 角度调成;&:时!设圆环恰好静止时! 弹簧的伸长量为$!则有&$#$$,!-$: )8H $ " ,!联立 两式!代入数据求得$$+ % ,)" 所以!可得当弹簧的 伸长量$ 5 + % ,)时!静止释放的圆环一定静止!故* 错误!0正确" 故选#0" "4%/#!根据题意可知机械臂长 度为2不变!其运动轨迹为圆 弧!如图所示" 对抓手进行受 力分析!可知力构成的三角形 与实物三角形+?5相似&+为 机械臂拴结点位置!?为抓手 位置!5为绳"1的延长线与+点竖直方向的交点'!则 有- +5 $ & " ?5 $ & 1 +? $#且由动态分析图像可知机械臂与 轻绳先是锐角后变为直角之后又变为锐角!所以当绳 "1与圆弧相切时!& " 0 & 1 !此时两力的平方和最小!则 有& " 1 6& 1 1 5 &!"' 1 !机械臂与轻绳垂直时+5长度最 大!所以+5的长度先增大后减小!则比值#先减小后 增大!因为+?长度不变!则& 1 先减小后增大#根据几 何关系可知细绳"1与水平方向夹角小于机械臂与水 平方向夹角!所以 / ?+5C / +5?!所以?5长度一直 小于+?!即机械臂上拉力一直大于轻绳上的拉力!故 /正确!*%0错误#因为& " $ ?5 +5 *-!由分析可得从初 始状态到图示状态?5增大得比+5更快!所以前一阶 段& " 会增大!之后+5减小!?5继续增大!则后一阶 段& " 继续增大!即轻绳中的张力& " 一直在增加!故# 正确" 故选/#" "9%*!设小球W的质量为!!+%W 间距离为2!在小球W到达竖 直墙之前!对小球W受力分 析!小球受重力%拉力%库仑力! 如图" 根据力的矢量三角形与 几何三角形相似可得!" ; $ & 2 $ # 4 E 4 W @ 1 @ !在小球W从图示位 置到与墙壁接触的过程中!!"%;%4 E %4 W 均不变!2变 小!@不变!因此这个过程小球W绕小球E做圆周运 动!当小球W与墙壁接触后受重力%拉力%向上的库仑 力!在拉力作用下沿墙壁直线上升!库仑力变小!小球 在竖直方向受力平衡!所以&变大!所以拉力&先减 小后增大#小球E%W间的库仑力先不变!再逐渐减小! 故/%#错误#当小球W与墙壁接触前!库仑力不做功! 小球E%W系统的电势能不变#当小球W与墙壁接触后 库仑力做正功!小球E%W系统的电势能减小#所以小 球E%W系统的电势能先不变后减小!故*正确#小球 W在E球位置产生的电场强度由3$#4W @ 1 可知先大小 不变后减小!故0错误 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & " (%)!(