2020届高三物理一轮复习《共点力平衡》专项训练测试题(含答案)

12020届高三物理一轮复习《共点力平衡》专项训练测试题一、选择题（1—10题只有一个答案符合要求，11-14题有多个答案符合要求）1.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为A．150kgB．1003kgC．200kgD．2003kg【答案】A【解析】T=f+mgsinθ，f=μN，N=mgcosθ，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意。2.如图所示，某钢制工件上开有一个楔形凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形ABC，∠CAB=30°，∠ABC=90°，∠ACB=60°。在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的AB边的压力为F1，对BC边的压力为F2，则的值为（）A.B.C.D.【答案】B【解析】金属球受到的重力产生两个作用效果，如图所示：对AB面的压力等于分力F1′，对BC面的压力等于分力F2′，，故B正确，ACD错误。3.我国2007年建成的国家大剧院外部呈椭球型．为了简化，将国家大剧院的屋顶近似为半球形，某警卫人员在执行特殊任务时必须在屋顶上向上缓慢爬行，他在爬行的过程中屋顶对他的A．支持力不变B．支持力变小C．摩擦力变小D．摩擦力变大【答案】C【解析】因为缓慢爬行，合力为零：cosmgF支，sinfmgF，向上爬的过程中，夹角减小，变大，变小，所以摩擦力变小，支持力变大，ABD错误，C正确。4.如图所示，内壁光滑的“V”形容器AOB放在水平地面上，∠AOB为锐角，贴着内壁放置一个铁球，现将容器以O点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90°，则在转动过程中A．球对OA的压力逐渐增大B．球对OA的压力先增大后减小C．球对OB的压力逐渐增大D．球对OB的压力先增大后减小【答案】AD21FF1233345330213tan303FF第3页，共14页第4页，共14页【解析】对小球在某位置受力分析如图，当容器以O点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90°的过程中，相当于容器不动，而重力G的方向从竖直向下的位置转到与OB平行且方向向左的位置，若设F1与竖直方向的夹角为θ（定值），某时刻重力G与竖直方向的夹角为α，则对小球O1，由正交分解法可知：21coscosFGF；1sinsinFG，则解得1sinsinGF；2cossin=sin()tansinGGFG，则当α角从0°增加到90°角的过程中，F1逐渐变大；F2先增加后减小，故选AD.5.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于竖直墙壁上，今用水平向右的拉力F拉动绳的中点O至图示位置．用T表示绳OA段拉力的大小，在拉力F由图示位置逆时针缓慢转过90o的过程中，始终保持O点位置不动，则A.F先逐渐变小后逐渐变大，T逐渐变小B.F先逐渐变小后逐渐变大，T逐渐变大C.F先逐渐变大后逐渐变小，T逐渐变小D.F先逐渐变大后逐渐变小，T逐渐变大【答案】A【解析】若保持O点位置不变，将F由水平位置绕O点逆时针缓慢转动90°的过程中，F和AO的拉力的合力始终与mg等大、反向、共线，由平行四边形定则可知，当F竖直时，F上拉力最大，最大值Fmax=mg；当F⊥AO时，F最小，此时T=0，则F先逐渐变小后逐渐变大，T逐渐变小，故选A.5.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加。故本题选BD。6.如图所示，一劲度系数为的轻从弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，弹簧、地面水平.A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的两点，A、B两点离墙壁的距离分别是、.则物块与地面的最大静摩擦力为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】水平方向上，物块在A点受弹簧弹力和地面的最大摩擦力，方向相反，根据平衡条件有：物块在B点受弹簧弹力和地面的最大摩擦力，方向相反，根据平衡条件有：联立解得物块与地面的最大静摩擦力为，选C.6.用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加k1x2x21kxx21kxx212kxx212kxx01mkxxf20mkxxf212mkxxf3速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则A．1233==32FmgFmg，B．1233==23FmgFmg，C．1213==22FmgFmg，D．1231==22FmgFmg，【答案】D【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，1cos30Fmg，2sin30Fmg。解得132Fmg，212Fmg由牛顿第三定律知1231,22FmgFmg，故D正确7.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设球对墙面的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2，以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中（）A.N1始终减小，N2始终增大B.N1先增大后减小，N2先减小后增大C.N1先增大后减小，N2始终减小D.N1始终减小，N2始终减小【答案】D【解析】以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙面的支持力N1和木板的支持力N2，如图所示：根据平衡条件知：N1和N2的合力与G等大反向，且得：，，根据牛顿第三定律知：墙面对球的压力大小为：，球对木板的压力大小为：木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置θ增大，则知始终减小，始终减小；D正确；A、B、C错误；故选D。8.如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。整个装置处于静止状态，已知重力加速度为g则A．A对地面的摩擦力方向向左B．A对地面的压力大于（M+m）gC．B对A的压力大小为rmgRD．细线对小球的拉力大小为22RTmgrrR【答案】D【解析】把AB看成一个整体，对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力，地面对整体没有摩擦力，即A对地面没有摩擦力，否则不能平衡，A错误；整体对地面的压力即是A对地面的压力等于（M+m）g，B错误；对小球受力分析，如图所示：根据平衡条件，有：=cosmgF，Tmgtan，由几何关系有：RcosRr，1GNtanθ2GNsinθ/11GNtanθN/22GNsinθN/1N/2N第7页，共14页第8页，共14页22()RrRtanR，解得：RFmgRr，222()2RrRrRrTmgmgRR，C错误，D正确。9.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为α、β，已知αβ，M、m均处于静止状态。则A．水平面一定是粗糙的B．水平面可能是光滑的C．OA绳的拉力大于OB绳的拉力D．OA绳的拉力等于OB绳的拉力【答案】A【解析】对O点受力分析，由平行四边形定则可知，OA绳的拉力小于OB绳的拉力，选项CD错误；对物体m而言，因向右的绳的拉力大于向左的绳的拉力，可知m受到向左的摩擦力，即水平面一定是粗糙的，选项A正确，B错误。10.如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为θ。在m1左端施加水平拉力F，使m1、m2均处于静止状态。已知m1表面光滑，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.弹簧可能处于原长状态B.弹簧弹力的大小为m2g/cosθC.地面对m2的摩擦力大小为FD.地面对m2的支持力可能为零【答案】C【解析】对m1隔离分析，在水平方向上合力为零，拉力F等于弹簧在水平方向上的分力，可知弹簧处于伸长状态，故A错误；对m1在水平方向上有：，则弹簧弹弹力为：，故B错误；把m1和m2看成一个整体分析，地面对m2的摩擦力大小等于F，故C正确；物体m2在水平方向上平衡，可知m2在水平方向上受到摩擦力，则支持力不为零，故D错误。所以C正确，ABD错误。11.如图所示，一铁球用一轻绳悬挂于O点，用力F拉住小球，要使轻绳与竖直方向保持60°角不变，且F最小，则F与竖直方向的夹角θ应为()A.90°B.60°C.30°D.0°【答案】C【解析】如图所示，小球受三个力而处于平衡状态，重力G的大小和方向都不变，绳子拉力T方向不变，因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力，通过作图法知，当F的方向与绳子方向垂直时，由于垂线段最短，所以F最小，则由几何知识得，C正确．12.在港珠澳大桥建设中，将一个根直径22m，高40.5m的钢筒，打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界记录。钢筒质量为M，起重机用10根对称分布的、长为22m的钢索将其吊起，静止于空中。则每根钢索受到的拉力大小约为A．10MgB．315MgC．320MgD．233Mg【答案】B【解析】由于钢筒的直径为22m，钢索的长为22m，则每两根钢索与直径构成等边三角形，所以每根钢索与竖直方向的夹角为30；设每根钢索受到的拉力大小为F，竖直方向根据平衡条件可得1030FcosMg，解得：315FMg，B正确。13.如图所示，两个小球通过两个相同的弹簧和一个水平向左的外力在竖直平面内达到平衡，则以下说法正确的是（）A.A、B弹簧产生的弹力大小相等FsinF弹FFsin弹9060305B.A、B两弹簧形变量之比为1：4C.撤去F.的瞬间，a球的加速度为零D.撤去F的瞬间.b球处于失重状态【答案】B【解析】对小球a，由平衡条件可知：，对小球b：TA=mg，解得TB=4mg，因两弹簧相同，则A、B两弹簧形变量之比为1：4，选项B正确；因F=TBsin600=2mg，可知撤去F的瞬间，a球的加速度为，加速度不为零，选项C错误；撤去F的瞬间.b球的加速度为零，则不是失重状态，选项D错误；故选B.14.如图所示，手推车的篮子里装有一篮球，女孩把手推车沿斜面向上匀速推动，篮子的底面平行于斜面，靠近女孩的一侧面垂直于底面，下列说法正确的有A.篮子底面受到的压力大于篮球的重力B.篮子对篮球的作用力小于篮球的重力C.人对篮球的作用力等于篮球的重力D.篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力【答案】D【解析】对篮球受力分析，并运用合成法如图：根据几何知识，篮子底部对篮球的支持力，根据牛顿第三定律则篮子底面受到的压力为，A错误；篮子右面对篮球的支持力，根据牛顿第三定律则篮子右面受到的压力为，篮子对篮球的作用力为的合力，大小等于篮球的重力，B错误D正确；人对篮球没有作用力，C错误．15.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α＝60°。两小球的质量比m1/m2为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】题中装置处于静止状态，两个小球的合力均为零．先对球受力分析，受重力和拉力，二力平衡，求出拉力；再对球受力分析，根据共电力平衡条件列式求解．对受力分析，它受重力和拉力，处于平衡状态，