2021年高考物理一轮复习 高频考点强化卷2 受力分析及物体的平衡

2021年高考物理一轮复习高频考点强化卷2 受力分析及物体的平衡

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)

1. (xx·石家庄市质检)如图1所示，轻杆与竖直墙壁成53°角，斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹

力大小为3

4

mg(g表示重力加速度)，则轻杆对小球的弹力大小为( )

图1

A.5

3

mg B.

3

5

mg

C.4

5

mg D.

5

4

mg

【解析】对小球受力分析，根据平衡条件的推论作平行四边形，得F＝

mg2＋3

4

mg2，解得F＝

5mg

4

，D正确．

【答案】 D

2. (xx·济南市调研)如图2所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态．则( )

图2

A．水平面对斜面体没有摩擦力作用

B．水平面对斜面体有向左的摩擦力作用

C．斜面体对水平面的压力等于(M＋m)g

D．斜面体对水平面的压力小于(M＋m)g

【解析】如图所示，对A、B整体受力分析，根据

平衡条件，整体受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力F N、斜向上的拉力F T、水平向右的摩擦力F f，选项A、B错误；根据平衡条件知地面对斜面体的支持力F N＝(M＋m)g－F T sin θ，故选项C错误，选项D正确．

【答案】 D

3．(xx·北京西城区期末)如图3所示，一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子，箱子沿水平面做匀速运动．若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ，则箱子所受的摩擦力大小为( )

图3

A．F sin θB．F cos θC．μmg D．μF sin θ

【解析】箱子做匀速运动，受到的合力为零，箱子受到的摩擦力等于F沿水平方向的分力，即f＝F cos θ，选项B正确．

【答案】 B

4．(xx·北京东城区期末)如图4所示，在粗糙水平地面上放一质量为M的斜面，质量为m的木块沿斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则( )

图4

A．地面对斜面有水平向右的摩擦力

B．地面对斜面有水平向左的摩擦力

C．地面对斜面的支持力等于(M＋m)g

D．地面对斜面的支持力小于(M＋m)g

【解析】m匀速下滑，M静止，把M、m当作一个整体A，A在竖直方向受重力，地面对M的支持力，支持力等于重力；水平方向不受力，选项C正确，A、B、D错误．

【答案】 C

5．(xx·呼和浩特市阶段考试)质量分别为m 1和m 2的小球A 和B 与劲度系数均为k 的轻弹簧L 1和L 2连接如图5，静止时，弹簧L 1的伸长量为x 1，弹簧L 2的伸长量为x 2，则( )

图5

A ．若m 1＝m 2则x 1＝x 2

B ．若m 1＞m 2则x 1＞x 2

C ．若m 1＜m 2则x 1＞x 2

D ．在弹簧限度内，始终有x 1＜x 2

【解析】 对小球B 进行受力分析有，小球B 受重力、弹簧L 1的弹力作用处于平衡，则有弹簧L 1中的弹力F 1＝m 2g ＝kx 1，再对小球A 进行受力分析有，小球A 受重力和L 1对它向下的弹力F 1和L 2对它向上的弹力F 2作用，根据平衡条件有，弹簧L 2的弹力F 2＝m 1g ＋F 1＝m 1g ＋m 2g ＝kx 2.因为F 2恒大于F 1，根据胡克定律弹簧的形变量x ＝F

k

，则恒有x 2＞x 1，故选项D 正确．

【答案】 D

6. (xx·天津市河西区调研)如图6所示，用两根轻绳AO 和BO 系住一小球，手提B 端由OB 的水平位置逐渐缓慢地向上移动，一直转到OB 成竖直方向，在这过程中保持θ角不变，则OB 所受拉力变化情况是( )

图6

A ．一直在减小

B ．一直在增大

C ．先逐渐减小，后逐渐增大

D ．先逐渐增大，后逐渐减小

【解析】 因为OB 绳逐渐缓慢上移，所以OB 绳上移过程中的任一位置，小球均可看作平衡状态．又因为小球受重力G 及两轻绳的拉力F T AO 、F T BO 三个力的作用，所以由平衡条件可知，拉力F T AO 和F T BO 的合力总与小球的重力等大反向，即OB 绳上移的过程中，F T AO 和F T BO 合力的大小和方向均不变，

又拉力F T AO 的方向也不变，故可作出OB 绳上移过程中力的合成示意图，如图所示，可知F T BO 先减小后增大，选项C 正确．

【答案】 C

7．(xx·海口市调研)如图7所示，斜面体M 放在水平地面上，物块m 静止在斜面上．若用平行于斜面向下的推力F ，使物块静止，而斜面体亦静止不动，则斜面体( )

图7

A ．对地面的压力增大

B ．对地面的压力不变

C ．受到地面的摩擦力向左

D ．受到地面的摩擦力为零

【解析】 以M 和m 整体为研究对象，无推力F 时，整体受重力(m ＋M )g 、支持力F N 1

而处于平衡状态，则有F N 1＝(m ＋M )g .施加推力F 后，整体受重力(m ＋M )g 、地面的支持力

F N 2和推力F 的作用，设斜面的倾角为θ，则竖直方向，有F N 2＝(m ＋M )g ＋F sin θ，故F N 2

＞F N 1，根据牛顿第三定律可知，斜面对地面的压力也要增大，选项A 正确，选项B 错误；推力F 在水平方向上存在向右的分力，若整体平衡，地面一定对斜面体有向左的摩擦力，选项C 正确，选项D 错误．

【答案】 AC

8．(xx·上海十三校质检)如图8所示，一个质量为m 的小滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g ，则( )

图8

A ．滑块可能受到三个力作用

B ．弹簧一定处于压缩状态

C ．斜面对滑块的支持力大小可能为零

D ．斜面对滑块的摩擦力大小等于12

mg

【解析】 由几何关系可知，弹簧轴线与斜面垂直，即弹簧弹力与斜面垂直．对物体受力进行正交分解如图所示，沿斜面方向有重力的分力G sin 30°，要想平衡，必须有沿斜面向上的摩擦力f ＝G sin 30°＝1

2G ，选项D

正确；有摩擦力一定有弹力，所以支持力F N ≠0，选项C 错误；垂直斜面方

向有重力的分力G cos 30°，斜面的弹力F N ，弹簧弹力的方向大小不确定，所以弹簧是压缩还是拉伸状态不确定，选项B 错误；若无弹簧弹力则受到三个力的作用，若有弹簧弹力则受到四个力的作用，选项A 正确．

【答案】 AD