1模块1 专题1 力与物体的平衡 复习效果自测-【备考最优解】2025年高考物理二轮专题复习教用word

1．(2024·广西卷，T2)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3，则(　　) A．Ff1<Ff2<Ff3 B．Ff1＝Ff2<Ff3 C．Ff1＝Ff3<Ff2 D．Ff1＝Ff2＝Ff3 解析：选D。根据滑动摩擦力的公式f＝μFN，可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力相同，即Ff1＝Ff2＝Ff3。 2．(2024·湖南邵阳市联考)中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处放上镇纸。书写“龙”字的“一”这一笔画时，在向右行笔的过程中，镇纸和白纸都保持静止，则(　　) A．毛笔对白纸的摩擦力向左 B．白纸对镇纸的摩擦力向右 C．桌面对白纸的摩擦力向左 D．桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力 解析：选C。书写“龙”字的“一”这一笔画时，白纸相对于毛笔向左运动，毛笔对白纸的摩擦力向右，故A错误；镇纸相对于白纸无运动趋势，白纸与镇纸间没有摩擦力，故B错误；对白纸受力分析，桌面对白纸的摩擦力与毛笔对白纸的摩擦力二力平衡，方向相反，大小相等，则桌面对白纸的摩擦力向左，故C正确，D错误。 3.(2024·江西省重点中学协作体联考)如图，A、B两物体叠放在一起，并在竖直向上的恒力F作用下一起沿粗糙竖直墙面做匀速运动，A、B两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则(　　) A．A物体受6个力作用 B．恒力F等于(M＋m)g C．A物体与墙壁间可能有摩擦力的作用 D．A物体对B物体的作用力垂直于接触面 解析：选B。对物体A、B整体受力分析，整体受重力、恒力F，若水平方向墙壁对A有支持力，则整体不能平衡，故墙壁对A没有支持力，也就没有摩擦力，根据平衡条件可得恒力的大小F＝(M＋m)g，故B正确，C错误；对物体A受力分析，A受重力、B对A的摩擦力和压力、外力F这4个力的作用，故A错误；物体B受力平衡，A对B的作用力与B受到的重力平衡，所以A物体对B物体的作用力大小为mg，方向竖直向上，故D错误。 4.(2024·山东聊城市期末)某舞蹈演员正在做一个后仰身体的舞蹈动作，静止时的简化模型如图所示，肌肉对头部的拉力与水平方向成45°角，脖颈弯曲与水平方向夹角为53°。已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，据此可估算脖颈受到的压力约为直立时脖颈受到压力的多少？(　　) A．2倍 B．5倍 C．8倍 D．11倍 解析：选B。设肌肉对头部的拉力为F1，脖颈对头部的支持力为F2，根据平衡条件，水平方向有F1cos 45°＝F2cos 53°，竖直方向有F2sin 53°＝G＋F1sin 45°，解得F2＝5G，结合牛顿第三定律和题意可知脖颈受到的压力约为直立时脖颈受到压力的5倍。 5．(2024·湖南岳阳市质监)电影《热辣滚烫》讲述了一个女孩通过学习拳击实现自我蜕变的励志故事。沙袋用绳竖直悬挂，主角对沙袋施加300 N的作用力，通过调整施力方向使沙袋缓慢移动，尝试了各种施力方向后发现绳偏离竖直方向的最大夹角为30°，则沙袋受到的重力为(　　) A．150 N B．150 N C．300 N D．600 N 解析：选D。根据力的三角形可知，当施力方向与绳子垂直时，此时绳偏离竖直方向的夹角最大，沙袋受到的重力G＝＝600 N，故选D。 6.(2024·河北石家庄市质检)帆船是人类的伟大发明之一，船员可以通过调节帆面的朝向让帆船逆风行驶。帆船逆风行驶时的简化示意图如图所示，此时风力F＝2 000 N，方向与帆面的夹角α＝30°，航向与帆面的夹角β＝37°，风力在垂直于帆面方向的分力推动帆船逆风行驶。已知sin 37°＝0.6，则帆船在沿航向方向获得的动力为(　　) A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N 解析：选C。将风力F在沿着帆面和垂直于帆面方向进行分解，根据力的平行四边形定则可得其垂直于帆面的分力F1＝F sin α＝1 000 N，再将垂直作用于帆面上的风力F1沿帆船航向方向和垂直于航向方向进行分解，则帆船在沿航向方向获得的动力F2＝F1sin β＝600 N。 7.(2024·辽宁锦州市期末)我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁或玻璃上自由移动。如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是(　　) 解析：选B。“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”到右上方B点，“蜘蛛侠”处于平衡状态，故在竖直面内受力平衡，B正确。 8.(2024·河北卷，T5)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：选A。对球体受力分析如图所示，由几何关系易得力F与力FN与竖直方向的夹角均为30°，则FNsin 30°＝F sin 30°，FNcos 30°＋F cos 30°＋T＝mg，解得F＝FN＝ N。 9.(2024·陕西汉中市检测)某学校兴趣小组根据所学力学知识设计了如图所示的送餐装置，送餐员将食物放在吊盘中，用餐者自行通过细绳搭在光滑定滑轮上将带铰链的轻杆缓慢上拉，从而取得食物。在轻杆被缓慢上拉到取到食物前的过程中(　　) A．此人手上所受的拉力先减小，后增大 B．此人手上所受的拉力始终不变 C．轻杆所受压力大小始终不变 D．轻杆所受压力先减小，后增大 解析：选C。对结点C受力分析，如图所示，缓慢上拉，三个力平衡，根据相似三角形，有＝＝，因上拉过程mg、AB不变，AC减小，则F减小，即该人手上所受的拉力减小， BC不变，则N不变，即轻杆所受压力大小始终不变。 10.(2024·湖北省部分市州期末)如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平面上，一段轻绳左端拴接在质量为2m的物体P上，右端跨过光滑的定滑轮连接质量为m的物体Q，整个系统处于静止状态。对Q施加始终与右侧轻绳夹角为θ＝135°的拉力F，使Q缓慢移动直至右侧轻绳水平，该过程中物体P始终静止。下列说法正确的是(　　) A．拉力F先增大后减小 B．轻绳的拉力先减小后增大 C．物体P所受摩擦力沿斜面先向下后向上 D．物体P所受摩擦力先增大后减小 解析：选D。设右侧轻绳与竖直方向的夹角为α，轻绳上的力为T，如图所示，由正弦定理可知＝＝，即＝＝，当α＝90°时，即细绳水平时力F最大，故轻绳拉力T由mg增大到mg后又减小到mg，力F一直增大，故A、B错误；对P受力分析可知，物体P受到的摩擦力Ff方向沿斜面向下，由平衡条件得2mg sin 30°＋Ff＝T，轻绳拉力T先增大后减小，物体P所受摩擦力先增大后减小，故C错误，D正确。 11.(2024·安徽淮北市质检)如图所示，A、B两小球带等量异种电荷，电荷量为q，A球被一根绝缘轻绳系于O点，B球固定在绝缘轻杆上，两球稳定时位于同一高度，轻绳与竖直方向夹角为60°。已知两球质量均为m，重力加速度为g，静电力常量为k，则下列说法正确的是(　　) A．A、B两球间距离为 B．OA绳拉力大小为mg C．B球对轻杆的作用力大小为2mg D．若B球所带电荷量变为原来的2倍，稳定后，A、B间库仑力大小变为原来的2倍 解析：选C。对A球分析，其受重力mg、绳的拉力T和库仑力F，由平衡条件得T sin 60°＝F＝k，T cos 60°＝mg，解得F＝mg，T＝2mg，r＝，故A、B错误；对B球分析，其受重力mg、库仑力F和轻杆的作用力N，由平衡条件得N＝＝＝2mg，根据牛顿第三定律可知B球对轻杆的作用力大小为2mg，故C正确；若B球所带电荷量变为原来的2倍，稳定后，A球会绕O点转动使得轻绳与竖直方向夹角变大，A、B间距离变小，A、B间库仑力大小会大于原来的2倍，故D错误。 12.(2024·湖南娄底市期末)如图所示，倾斜轨道与水平面的夹角为θ，倾斜轨道上放置一光滑的导电金属导轨abcd，导轨间距为L，ab间接有一直流电源，cd段垂直于导轨放置一金属棒，回路内的电流为I，整个空间处在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中，金属棒刚好处于静止状态，已知重力加速度为g，则(　　) A．a端接电源的正极 B．金属棒受到的安培力大小为BIL C．金属棒的质量为 D．金属棒的质量为 解析：选B。金属棒受力平衡，根据左手定则可知，金属棒中的电流方向从c到d，则a端接电源的负极，A错误；B和I相互垂直，故金属棒受到的安培力为BIL，B正确；如题图所示，根据三力平衡有BIL＝mg tan θ，得m＝，C、D错误。 13.(多选)(2024·广西南宁市联考)如图所示，光滑的平行金属导轨1、2间距为2L，粗糙的平行金属导轨3、4间距为L，两组导轨处于同一平面且与水平面的夹角为37°，整个装置处在方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中(图中未画出)。当质量为m、垂直于导轨1、2的金属棒甲沿着1、2以速度v匀速下滑时，质量为2m的金属棒乙恰好垂直于导轨静止在3、4上，且乙受到的静摩擦力正好达到最大值，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．回路的电流为 B．回路的总电阻为 C．乙受到的静摩擦力沿着斜面向下 D．乙与3、4之间的动摩擦因数为 解析：选BD。对甲进行受力分析，由力的平衡条件可得BI×2L＝mg sin 37°，解得I＝，方向由2向1，故A错误；由E＝B×2Lv，I＝，可得R＝，故B正确；因甲中电流由2向1，则乙中电流由3向4，由左手定则可得乙受到的安培力沿着斜面向下，乙有沿着斜面向下的运动趋势，则乙受到的静摩擦力沿着斜面向上，故C错误；由乙受到的静摩擦力沿着斜面向上达到最大值，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有fm＝μ×2mg cos 37°，由力的平衡条件可得BIL＋2mg sin 37°＝fm，联立解得μ＝，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $