专题集训1 力与物体的平衡-（配套练习）【金版新学案】2026年高考物理大二轮专题复习与测试

专题集训(一)　力与物体的平衡 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题5分，共50分) 1.(2025·河北高考)如图，内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上，左右边沿等高。该截面内，一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球，一端固定于凹槽左边沿，另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径，所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点，则F的最大值为(　　) A.G B.G C.G D.G 答案：B 解析：分析可知当凹槽底部对小球的支持力为零时，拉力F最大，在竖直方向上，根据平衡条件有2Fmcos 45°＝G，解得Fm＝G。故选B。 2.(2025·安徽蚌埠第二次质检)如图所示，A、B、C三个物块叠放在一起静止在水平面上，接触斜面与竖直方向的夹角均为θ，若A和B、B和C之间均刚好不发生滑动，A和B间的动摩擦因数为μ1，B与C间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是(　　) A.μ1＞μ2 B.μ1＜μ2 C.若在A上轻放一个物块，A、B和B、C接触面间均不会发生相对滑动 D.若在A上轻放一个物块，B、C接触面间先发生相对滑动 答案：C 解析：设A的质量为m1、B的质量为m2，根据题意，有m1gcos θ＝μ1m1gsin θ，(m1＋m2)gcos θ＝μ2(m1＋m2)gsin θ，解得μ1＝μ2＝，A、B错误；若在A上轻放一个质量为m的物块，则有(m1＋m)gcos θ＝μ1(m1＋m)gsin θ，(m1＋m2＋m)gcos θ＝μ2(m1＋m2＋m)gsin θ，即A、B和B、C接触面间均不会发生相对滑动，C正确，D错误。故选C。 3.(2025·山东潍坊3月模拟)用两根手指对称地抓起一个截面为圆的杯盖，将其简化成如图所示，手指与杯盖截面始终处于竖直平面内，手指接触点1、2与圆心的连线与水平方向的夹角均为37°，手指和杯盖间的动摩擦因数μ＝0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知杯盖质量为m，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，杯盖始终在竖直平面内处于平衡状态，手指与杯盖恰好不相对滑动，则手指对接触点1的压力大小为(　　) A.12.5mg B.6.25mg C.1.25mg D.mg 答案：A 解析：根据题意，对杯盖两接触点受力分析如图所示，由平衡条件有mg＋FNsin 37°＝Ffcos 37°，又有Ff＝μFN，联立解得FN＝12.5mg。故选A。 4.(2025·甘肃酒泉一模)长城被列为世界新七大奇迹之一，在建筑长城时为了节省人力，工人在高处用细绳拉着工料运送到高处，简易图如图所示。由地面的A点向建筑工地竖直固定的杆B处搭建一倾角θ＝15°的斜坡，在杆的顶端固定一光滑的定滑轮，工人通过细绳拴接工料跨过定滑轮将工料由A点缓慢地拉到B处。假设工料与斜坡间光滑，下列说法正确的是(　　) A.细绳的拉力逐渐减小 B.细绳的拉力先减小后增大 C.工料对斜坡的压力逐渐减小 D.工料对斜坡的压力先减小后增大 答案：C 解析：对工料受力分析如图所示，工料沿斜坡缓慢向上移动的过程中，细绳与竖直方向的夹角逐渐减小，故细绳的拉力逐渐增大，工料对斜坡的压力逐渐减小。故选C。 5.(2025·福建厦门一模)将完全相同的三根原木A、B、C按图(a)放在水平地面上保持静止，截面如图(b)。若将原木B、C分别向左、右各移动一小段相同的距离，A、B、C仍保持静止，不计A、B、C间的摩擦，则与移动前相比(　　) A.地面对B的摩擦力变大 B.B对A的支持力变小 C.地面对B、C总的支持力变小 D.地面对B、C总的支持力变大 答案：A 解析：以A为研究对象，设B对A的支持力为FBA，C对A的支持力为FCA，A的重力为GA，在原木B、C移动前，根据平衡条件可得FBA＝FCA，2FBAcos θ＝GA(θ为FBA与竖直方向的夹角)，将原木B、C分别向左、右各移动一小段相同的距离后，θ增大，cos θ减小，因为GA不变，所以FBA增大，故B错误；对B进行分析，B受到地面的摩擦力FfB等于FAB的水平分力，即FfB＝FABsin θ＝FBAsin θ，FBA增大且sin θ增大，所以地面对B的摩擦力变大，故A正确；以A、B、C整体为研究对象，整体受到重力和地面的支持力，根据平衡条件可知，地面对B、C总的支持力等于A、B、C的总重力，总重力不变，所以地面对B、C总的支持力不变，故C、D错误。故选A。 6.(多选)(2025·山东烟台、德州一模)如图所示，吊车悬臂PM的一端装有大小不计的定滑轮，另一端可绕M点转动，绕过定滑轮的钢索通过四条相同的绳OA、OB、OC、OD吊着一长方形混凝土板。忽略一切摩擦，钢索和绳的质量均不计，当悬臂PM与竖直方向的夹角缓慢减小时，下列说法正确的是(　　) A.钢索受到的拉力逐渐变小 B.吊车对地面的摩擦力始终为零 C.钢索对定滑轮的作用力逐渐变大 D.若四条绳增加相同的长度，则四条绳受到的拉力均变大 答案：BC 解析：悬臂PM与竖直方向的夹角缓慢减小时，混凝土板受力平衡，有F＝mg，由牛顿第三定律可知，钢索受到的拉力保持不变，故A错误；对整体受力分析，水平方向不受外力，则吊车不受地面的摩擦力，由牛顿第三定律可知，吊车对地面的摩擦力始终为零，故B正确；钢索对定滑轮的作用力为两段钢索的合力，悬臂PM与竖直方向的夹角缓慢减小过程中，两力大小不变，夹角变小，所以合力逐渐变大，即钢索对定滑轮的作用力逐渐变大，故C正确；若四条绳增加相同的长度，由几何知识可知，绳与竖直方向夹角变小，根据FTcos θ＝mg可知，四条绳受到的拉力均变小，故D错误。故选BC。 7.(2025·山西名校联考)如图所示，M为光滑定滑轮，N为光滑轻质动滑轮，轻绳跨过滑轮，左端与静置在粗糙水平面上的物块A相连，右端固定在杆上C点，重物B悬挂在动滑轮上，系统处于静止状态。若将C点向上缓慢移动一小段距离，物块A始终保持静止状态，下列说法正确的是(　　) A.轻绳中拉力减小 B.轻绳中拉力增大 C.物块A与地面之间的摩擦力不变 D.地面对物块A的支持力可能先减小再增大 答案：C 解析：设MC段的绳长为L，MC水平距离为d，设轻绳MN段与竖直方向夹角为θ，由几何关系可知sin θ＝，则若将C点向上缓慢移动一小段距离，物块A保持静止状态，则MC段的绳长不变，MC水平距离为d不变，则AM、MN与竖直方向的夹角不变，由平衡条件FT＝，可知轻绳中拉力不变，故A、B错误；设轻绳AM段与水平方向的夹角为α，对物块A受力分析，水平方向有Ff＝FTcos α，竖直方向有FN＝GA－FTsin α，拉力不变，α不变，则物块A与地面之间的摩擦力不变，地面对物块A的支持力不变，故C正确，D错误。故选C。 8.(2025·陕西宝鸡三模)如图所示，绝缘斜面体ABC静止于粗糙的水平面上，∠B＝37°，∠C＝53°，两个可视为质点的带电物体P、Q分别静止在AB和AC面上，且PQ连线水平。已知AB、AC面均光滑，斜面体和P、Q的质量分别为M、m1、m2，重力加速度为g，sin 37°＝0.6。下列判断正确的是(　　) A.P、Q的质量之比是16∶9 B.P、Q带异种电荷，且Q的电荷量等于P的电荷量 C.水平面对斜面体底部有水平向右的静摩擦力 D.水平面对斜面体的支持力大于(M＋m1＋m2)g 答案：A 解析：由库仑力F、重力mg和倾角θ的关系式F＝mgtan θ，可知P、Q质量之比为＝＝＝，A正确；P、Q两物体都是受三力平衡，且P、Q在水平方向受到的是大小相等的库仑引力，P、Q一定是带异种电荷，电荷量大小关系不能确定，B错误；对斜面体和P、Q所构成的整体受力分析，可知水平面对斜面体的支持力等于总重力，水平面对斜面体没有摩擦力，水平面对斜面体的支持力为FN＝(M＋m1＋m2)g，C、D错误。故选A。 9.(2025·辽宁锦州期末)如图所示，CD和EF是两根相同的金属棒，质量均为m，长度均为L，用两根等长的柔软导线l1、l2(重力不计)将它们连接，形成闭合回路CDFE。用两根绝缘细线l3、l4将整个回路悬于天花板上，使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，重力加速度为g。在回路中通以大小为I、方向如图所示的电流，则稳定后(　　) A.软导线l1、l2对金属棒EF的拉力大小均为mg B.绝缘细线l3和l4对金属棒CD的拉力大小均为2mg C.软导线l1和l2向纸面外偏转，软导线与竖直方向夹角的正切为 D.绝缘细线l3和l4向纸面内偏转，细线与竖直方向夹的正弦为 答案：C 解析：以两根金属棒作为整体，由左手定则可知，CD、EF两金属棒受到的安培力方向分别为向里、向外，竖直方向上，两根金属棒所受合力是零，即可知绝缘细线l3、l4对金属棒CD的拉力大小均为mg，细线为竖直方向，并不偏转，故B、D错误；对金属棒EF受力分析，从左向右看，可知软导线l1、l2对金属棒EF的拉力如图所示，可知拉力大小满足2FT＝，即拉力大小为FT＝＞mg，tan θ＝，故A错误，C正确。故选C。 10.(多选)(2025·福建厦门二模)如图甲所示，我国古建屋顶多采用蝴蝶瓦方式铺设。图乙是两片底瓦和一片盖瓦的铺设示意图，三根相同且平行的椽子所在平面与水平面夹角为37°。图丙为截面示意图，弧形底瓦放置在两根相邻的椽子正中间，盖瓦的底边恰与底瓦的凹槽中线接触。已知相邻两椽子与底瓦接触点间的距离和瓦的半径都为20 cm，盖瓦和底瓦形状相同，厚度不计，质量均为1 kg、最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，在无扰动的情况下，底瓦与盖瓦均保持静止。若仅铺设这三片瓦进行研究，则(　　) A.底瓦与椽子间的动摩擦因数μ≥ B.底瓦与椽子间的动摩擦因数μ≥ C.适当增大两椽子间的距离，底瓦更不容易下滑 D.适当减小两椽子间的距离，底瓦更不容易下滑 答案：AC 解析：以两片底瓦和盖瓦整体为研究对象，易得这个整体的重力在垂直椽子所在平面方向上的分力为3mgcos 37°，垂直椽子所在平面方向上整体处于平衡状态，可知3mgcos 37°＝4FNcos α，可得椽子与底瓦接触部位之间的弹力FN＝，相邻两椽子与底瓦接触点间的距离和瓦的半径都为20 cm，根据几何关系α＝30°，在无外界干扰的情况下，为使底瓦与盖瓦不下滑，应使4μFN≥3mgsin 37°，解得μ≥，故A正确，B错误；适当增大两椽子间的距离，α增大，弹力FN增大，最大静摩擦力增大，底瓦更不容易下滑，故C正确；适当减小两椽子间的距离，α减小，弹力FN减小，最大静摩擦力减小，底瓦更容易下滑，故D错误。故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $