课后限时练01 力与物体的平衡（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（江苏专版）

课后限时练1　力与物体的平衡 说明：选择题每小题4分，本试卷总分40分 1．新疆是我国最大的产棉区，在新疆超过70%的棉田都是通过机械自动化采收。自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形的棉包，采棉机通过后侧可以旋转的支架平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”形挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”形挡板可绕P点在竖直面内转动，忽略“V”形挡板对棉包的摩擦力，在使BP板由水平位置逆时针缓慢转动60°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．当AP板水平时，棉包受到三个力的作用 B．棉包对AP板的压力一直增大 C．棉包对BP板的压力先减小后增大 D．当BP板转过30°时，棉包对AP板的压力大于棉包对BP板的压力 B　[当AP板水平时，若BP板对棉包有弹力，则棉包将向左运动，不能够保持平衡，因此BP板对棉包没有弹力作用，可知当AP板水平时，棉包受到重力与AP板弹力两个力的作用，A错误；对棉包受力分析如图所示，则有＝＝，棉包在转动过程中，夹角α增大，β减小，可知作用力FNA增大，FNB减小，根据牛顿第三定律可知棉包对AP板的压力一直增大，棉包对BP板的压力一直减小，B正确，C错误；当BP板转过30°时，根据上述受力分析图可知α＝β＝30°，此时棉包对AP板的压力等于棉包对BP板的压力，D错误。 ] 2．足球比赛开始前，裁判将一质量为m的足球静置于球员入场通道口的桌面支架上，如图(侧视图)所示。该支架由三个相同立柱组成，三个立柱成正三角形固定在水平桌面上，每个立柱和足球的接触点与足球球心的连线与竖直方向的夹角均为θ。不计足球与立柱间的摩擦，重力加速度为g，则(　　) A．单个立柱对足球的作用力竖直向上 B．单个立柱对足球的作用力大小为mg C．只增大夹角θ，三个立柱对足球的合力变大 D．只增大夹角θ，单个立柱对足球的作用力变大 D　[单个立柱对足球的弹力方向沿立柱和足球的接触点与球心的连线方向指向球心，选项A错误；由受力分析知3F cos θ＝mg，可得单个立柱对足球的作用力大小F＝，选项B错误；足球静止，三个立柱对足球的合力大小始终等于足球的重力，选项C错误；根据F＝可知，增大夹角θ，力F变大，选项D正确。] 3．(2025·江苏泰州模拟预测)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态。则(　　) A．B受到C的摩擦力一定不为零 B．C受到水平面的摩擦力一定不为零 C．水平面对C的摩擦力方向可能向右 D．水平面对C的支持力大于B、C的总重力 B　[当B的重力沿斜面向下的分力等于绳子的拉力时，B不受摩擦力，当B的重力沿斜面向下的分力不等于绳子的拉力时，B受摩擦力，所以B受到C的摩擦力不一定为零，故A错误；以B、C组成的整体为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件可知，水平面对C的摩擦力为Ff＝F cos θ，方向水平向左，故B正确，C错误；由受力平衡可知，竖直方向有FN＋F sin θ＝GB＋GC，解得FN＝GB＋GC－F sin θ<GB＋GC，故D错误。故选B。 ] 4．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，此时瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是(　　) A．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑 B．减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的弹力变小 C．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大 D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小 A　[两个檩条对瓦片的弹力等大，合力等于mg cos θ，当减小檩条间的距离d时，两弹力夹角减小，则弹力减小，最大静摩擦力减小，瓦片可能会下滑，A正确；减小檩条的倾斜角度θ时，mg cos θ增大，瓦片与檩条间的弹力变大，B错误；增大檩条间的距离d时，两弹力夹角增大，则弹力增大，但摩擦力等于mg sin θ不变，C、D错误。] 5．如图所示，水平轻杆BC固定，细绳AD跨过BC右端的轻质光滑定滑轮悬挂一质量为M的物体，静止时∠ACB＝30°，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．细绳AC段的张力FTAC＝2Mg B．轻杆BC对轻质定滑轮的弹力FC＝Mg，方向沿BC指向右侧 C．若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端C通过细绳AC拉住，则轻杆BC对轻质定滑轮的弹力FC＝Mg，方向沿BC指向右侧 D．若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端C通过细绳AC拉住，则细绳AC段的张力FTAC＝2Mg D　[对C点受力分析，如图甲所示 细绳AD跨过定滑轮拉住重为Mg的物体，所以有FTAC＝FCD＝Mg，根据牛顿第三定律可知细绳AC段的张力大小为Mg；由于FTAC＝FCD＝Mg，且夹角为120°，根据平行四边形定则，可知滑轮对轻绳的作用力大小FC＝FTAC＝Mg，方向与水平方向成30°夹角指向右上方，故A、B错误；若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，对C点受力分析，如图乙所示 根据平衡条件可得F′TACsin 30°＝Mg，F′TACcos 30°＝F′C，解得F′TAC＝2Mg，F′C＝Mg，故D正确，C错误。] 6．如图所示，金属棒ab的质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面的夹角为θ，ab静止于两根间距为L的水平导轨上且与磁场方向垂直。下列说法正确的是(　　) A．金属棒ab受到的安培力大小F＝BIL sin θ B．金属棒ab受到的摩擦力大小Ff＝BIL cos θ C．若只增大磁感应强度B，则金属棒ab对导轨的压力将增大 D．若只改变电流方向，则金属棒ab对导轨的压力将增大 C　[根据题意可知，金属棒ab中电流I的方向与磁感应强度B的方向垂直，所以金属棒ab受到的安培力大小F＝BIL，故A错误；对金属棒受力分析如图所示，金属棒ab静止，由平衡条件得Ff＝BIL sin θ，故B错误；对金属棒ab，由平衡条件得FN＝mg＋BIL cos θ，由牛顿第三定律可知，金属棒ab对导轨的压力大小为F′N＝FN＝mg＋BIL cos θ，若只增大磁感应强度B，则金属棒ab对导轨的压力F′N将增大，故C正确；若只改变电流方向，则金属棒ab受到的安培力方向反向，由牛顿第三定律可知，金属棒ab对导轨的压力大小为F″N＝mg－BIL cos θ将减小，故D错误。 ] 7．如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心。O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA成α＝120°角，拉力大小为F2。将绳OA顺时针缓慢转过75°，并保持O、B两点位置始终不变，物体始终保持静止状态。则在OA旋转过程中，下列说法正确的是(　　) A．F1逐渐增大 B．F1先增大后减小 C．F2逐渐减小 D．F2先减小后增大 C　[物体始终保持静止，O点所受合力为零，在OA旋转过程中，根据平行四边形定则画出力的动态变化图如图所示。由图可知，在OA顺时针缓慢旋转过程中，F1先减小后增大，F2一直减小，故选C。 ] 8．两根通电直导线a、b相互平行，a通有垂直纸面向里的电流，固定在O点正下方的地面上；b通过一端系于O点的绝缘细线悬挂，且Oa＝Ob，b静止时的截面图如图所示。若a中电流大小保持不变，b中的电流缓慢增大，则在b缓慢移动的过程中(　　) A．细线对b的拉力逐渐变小 B．地面对a的作用力变小 C．细线对b的拉力逐渐变大 D．地面对a的作用力变大 D　[由题意可知，导线b中电流方向与导线a中相反，在b中电流缓慢增大的过程中，对导线b受力分析如图所示，易得△Oab与矢量三角形相似，根据相似三角形的性质有＝＝，可知细线对b的拉力不变，而ab在逐渐增大，故导线ab间相互作用的安培力逐渐增大，因此可知导线a对地面的作用力变大，根据牛顿第三定律可知，地面对a的作用力变大，故选D。 ] 9．如图所示，三条不可伸长的轻绳OA、OB、OC结于O点，质量为m、电荷量为＋q1的小球a被轻绳OC系着，OC的长度为l，距O点正下方2l处固定一个电荷量为＋q2的小球b。初始时，小球a在AO延长线上静止，由于a球不断漏电，小球a的位置不断下降，再次平衡时位于D点(图中未标出)，OD与竖直方向夹角为60°。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．小球a下降过程中绳OC上的张力一直增大 B．下降过程中绳OA上的最大张力为mg C．下降过程中绳OB上的最大张力为mg D．再次平衡时，球a带的电荷量为 B　[对球a受力分析如图所示， 所受三力组成的封闭三角形与△Oa′b相似，所以＝＝，解得FT＝mg，大小不变，故A错误；初态lab＝l，末态la′b＝l，则平衡条件有＝mg，＝mg×，可得q1′＝q1＝q1，故D错误；对结点进行受力分析，绳OA、OB中的拉力F1和F2的合力大小恒为FT＝mg，小球a运动过程中F1和F2的合力从水平方向顺时针转到与水平方向成30°角，则F1逐渐增大，F2也逐渐增大，故绳OA上的最大张力为FOA＝＝mg，绳OB上的最大张力为FOB＝mg tan 30°＝mg，故C错误，B正确。] 10．如图所示，光滑绝缘的半球形凹槽，O为圆心，O′为凹槽最低点，带同种电荷的小球A、B置于凹槽内处于静止状态，此时OA与OO′间夹角为α，OB与OO′间夹角为β，且α＜β。A、B两球的电荷量分别记为Q1、Q2，质量分别记为m1、m2，两球均可视为点电荷，则(　　) A．一定有m1>m2 B．一定有m1<m2 C．一定有Q1>Q2 D．一定有Q1<Q2 A　[对两小球受力分析如图所示 两小球静止，受力平衡，由相似三角形关系可知＝＝，由于α<β，则l1＜l2，又F1＝F2，则有＞，故可得m1＞m2，两小球电荷量大小无法确定，故选A。] 16/16 学科网（北京）股份有限公司 $