专题过关创新练(1) 力与物体的平衡（Word练习）-【艺术生百日冲刺】2026高考物理艺术生基础生文化课成功方案

[基础保分练] 1．(多选)(2024·郑州三模)如图所示，在水平桌面上放有一正三角形线框abc，线框由粗细相同的同种材料制成，边长为L，线框处在与桌面成60°斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与磁场垂直，a、c两点接到直流电源上，流过ac边的电流为I，线框静止在桌面上，线框质量为m，重力加速度为g，则(　　 ) A．线框受到的摩擦力大小为BIL B．线框受到的摩擦力大小为BIL C．线框对桌面的压力大小为mg－BIL D．线框对桌面的压力大小为mg－BIL 【解析】　AB.abc导线的有效长度为L，根据ac边和abc边并联，通过ac两点的电流为I，所以流过abc的电流为I，ac边所受的安培力为：F1＝BIL sin 60°＝BIL，abc边所受的安培力为：F2＝B·IL sin 60°＝BIL，线框处于静止状态，根据平衡条件，结合左手定则，可得线框受到的摩擦力大小为：f＝F1＋F2＝BIL＋BIL＝BIL，故B正确，A错误；CD.在竖直方向上有：FN＋BIL sin 30°＋B·IL sin 30°＝mg，解得：FN＝mg－BIL，根据牛顿第三定律可知线框对桌面的压力大小F′N＝FN＝mg－BIL，故C错误，D正确． 【答案】　BD 2．(2022·海南高考)我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为m′，不计石块间的摩擦，则m∶m′为(　　) A．　　　　　　　B． C．1 D．2 【解析】　六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180°，每块石块对应的圆心角为30°，对第3块石块受力分析如图： 结合力的合成可知tan 60°＝ 对第2块和第3块石块整体受力分析如图： tan 30°＝，联立解得＝2，故选D. 【答案】　D 3．(2025·深圳一模)如图所示，用一轻绳通过定滑轮将质量为m的小球静置在光滑的半圆柱体上，小球的半径远小于半圆柱体截面的半径R，绳AB长度为L，长度为H的杆BC竖直且与半圆柱体边缘相切，OA与水平面夹角为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g，下列表达式表示绳对小球的拉力F是(　　 ) A. B． C． D． 【解析】　对小球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图所示： 根据相似性有：＝，解得 F＝，故C正确，ABD错误． 【答案】　C 4．(多选)(2025·山东省实验中学开学考)如图所示，一条细线一端与水平地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的光滑定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α，则(　　) A．如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大 B．无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变 C．增大小球A的质量，α角一定减小 D．悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力 【解析】　对小球A受力分析可得FT＝mAg，如果将物体B在地板上向右移动一点，则∠AOB增大，由于两端细线的拉力的合力一定沿其角平分线方向，对定滑轮受力分析如图所示： 可得∠AOB＝2α，可知如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大，故A正确，B错误；增大小球A的质量，只要物体B与地板的摩擦力足够大，物体B的位置不变，α角不变，故C错误；由于∠AOB＝2α<90°<120°，两端细线的拉力的大小均为mAg，根据力的合成可知悬挂定滑轮的细线的弹力一定大于小球A的重力，故D正确． 【答案】　AD [考能提分练] 5．(2025·厦门质检)如图所示，送水工人用推车运桶装水，到达目的地后，工人抬起把手，带动板OA转至水平即可将水桶卸下．水桶对板OA、OB的压力分别为F1、F2，若桶与接触面之间的摩擦不计，∠AOB为锐角且保持不变，在OA由竖直缓慢转到水平过程中(　　 ) A．F1一直增大 B．F1先增大后减小 C．F2先减小后不变 D．F2先增大后减小 【解析】　在倒出水桶的过程中，两个支持力的夹角是个确定值，受力情况如图所示： 根据力的示意图结合平衡条件可得：＝＝，在转动过程中α从90°增大到180°，则sin α不断减小，F2′将不断减小，根据牛顿第三定律可得F2将不断减小；所以β从钝角减小到锐角，其中跨过了90°，因此sin β先增大后减小，则F1′将先增大后减小，根据牛顿第三定律可得F1先增大后减小，故B正确，ACD错误． 【答案】　B 6．(2025·济宁期末)如图所示为长度相同、平行硬质通电直导线a、b的截面图．a导线放置在O点正下方的粗糙水平地面上，b导线通过绝缘细线悬挂于O点，且Oa＝Ob.开始时，a导线通以垂直纸面向里的恒定电流，b导线静止于实线位置．现将b导线中的电流缓慢增加，b导线缓慢移动到虚线位置再次静止．通电直导线的粗细可忽略不计，b导线移动过程中a导线始终保持静止且两导线保持平行．下列说法正确的是(　　 ) A．b导线中的电流方向垂直纸面向里 B．b导线在实线位置时所受安培力的方向与Ob垂直 C．a导线对地面的压力逐渐增大 D．b导线缓慢移动的过程中，细线对b导线的拉力逐渐变大 【解析】　AD.b导线在虚线位置时，对b受力分析如下图所示： 两导线间相互作用力为斥力，根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，b导线中的电流方向垂直纸面向外，由数学知识可知图中△Oab与平行四边形右侧三角形相似，则有：＝＝，Oa、Ob的长度不变，重力不变，可知绳子拉力T大小不变，ab距离增大，则安培力F增大，故AD错误；B.b导线在实线位置时所受安培力的方向沿着ab方向向上，与Ob不垂直，故B错误；C.对a导线受力分析，如下图所示： 由力的平衡有：Mg＋F′cos θ＝N，由牛顿第三定律可知a导线所受安培力F′与b导线所受安培力大小相等，可知F′增大，b导线上移的过程中，θ逐渐减小，cos θ增大，所以支持力N增大，由牛顿第三定律可知a导线对地面的压力与支持力大小相等，所以a导线对地面的压力逐渐增大，故C正确． 【答案】　C 7．(多选)(2025·湖南省九校联盟联考)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，绝缘细绳一端与b相连(绳与斜面平行)，另一端跨过光滑的轻质定滑轮与带电小球M连接，定滑轮的正下方也有一带电小球N，M、N质量均为m，带电荷量大小均为q.M静止时细绳与竖直方向成β角(β<90°)，M、N处于同一水平线上．现在同一竖直面内向下方缓慢移动N，直到N移动到M的正下方，此过程中b、c、M始终处于静止状态．M、N均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g.下列说法中正确的是(　　) A．M、N间的库仑力先增大后减小 B．绝缘细绳对M的拉力逐渐增大 C．地面对c的摩擦力逐渐减小 D．M、N间距离最大值为 【解析】　画出小球M的受力示意图如图所示： 当小球M位置不动，N缓慢向下方移动时，绝缘细绳对M的拉力FT逐渐减小，N对M的库仑力F库先减小后增大，M、N间库仑力最小时，M、N间距离最大，则有 mg sin β＝，解得r＝，故D正确，A、B错误；将b和c看成一个整体，受重力、绳子沿斜面向上的拉力、地面的支持力以及水平向左的摩擦力，根据正交分解法，可知地面对c的摩擦力的大小等于拉力的水平分量，当拉力FT减小时，地面对c的摩擦力减小，故C正确． 【答案】　CD [高考高分练] 8．(2023·山东高考)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘．托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平．已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2.弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(　　 ) A．10 N/m　　　 　　B．100 N/m C．200 N/m D．300 N/m 【解析】　由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有 mg ＝ 3·kx 解得：k ＝ 100 N/m，故选B. 【答案】　B 9．(2025·陕晋青宁高考)如图所示，质量为m的均匀钢管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被竖直绳悬挂，处于静止状态．钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ，重力加速度大小为g.则地面对钢管左端的摩擦力大小为(　　) A．μmg cos θ B．μmg C．μmg D．0 【解析】　对钢管受力分析，其受到重力、地面的作用力和绳子拉力，又重力和绳子拉力均沿竖直方向，钢管处于静止状态，受力平衡，所以地面的作用力也沿竖直方向，地面对钢管的支持力竖直向上，所以地面对钢管左端的摩擦力大小为0，D正确． 【答案】　D 10．(2024·黑龙江、吉林、辽宁新高考)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”．如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上．当墨条的速度方向水平向左时(　　 ) A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 【解析】　AB.磨条速度方向水平向左，磨条受到砚台的滑动摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律砚台受到磨条的摩擦力方向向左，砚台有向左运动的趋势，桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故AB错误；C.砚台处于静止状态，水平方向的合力为零，桌面和磨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确；D.根据平衡条件桌面对砚台的支持力与磨条对砚台的压力和砚台的重力的合力互相平衡，故D错误． 【答案】　C 11．(多选)(2025·广东高考)一种精确测量质量的装置原理示意图如图所示，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成．线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变．测量分两个步骤，步骤①：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E.利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g.下列说法正确的有(　　) A．线圈电阻为 B．I越大，表明m越大 C．v越大，则E越小 D．m＝ －M 【解析】　设线圈的长为l，磁场的磁感应强度大小为B 【答案】　BD 12．(2024·河北高考)如图，弹簧测力计下端挂有一质量为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，挡板对球体支持力的大小为(　　 ) A． N B．1.0 N C． N D．2.0 N 【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＝. 【答案】　A 学科网（北京）股份有限公司 $