一课一练13：实际情境下的平衡问题(答案含解析)—2021届高中物理一轮基础复习检测

一课一练13：实际情境下的平衡问题

1．区伯伯在海边钓获一尾鱼，当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时，如图所示，鱼受到水的作用力方向可能是()

A．竖直向上B．竖直向下

C．水平向左D．水平向右

2．如图所示，白板水平放置在地面上，在白板上用磁钉吸住一张彩纸，向右轻轻拉彩纸，未拉动，对这情景受力分析正确的是()

A．磁钉受到向右的摩擦力B．磁钉仅受重力和支持力两个力

C．彩纸受到白板向左的摩擦力D．白板与地面间无摩擦力

3．如图所示，游乐场中有一半球形的碗状装置固定在水平地面上，装置的内半径为R，在其内表面有一个小孩(可视为质点)从底部向上爬行，小孩与内表面之间的动摩擦因数为0.75，设小孩所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩沿该装置缓慢向上爬行的最大高度是()

A．0.2R B．0.25R

C．0.75R D．0.8R

4．（多选）我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗，如图所示，质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，OA比OB长，O为结点．重力加速度大小为g，设OA、OB对O点的拉力分别为T A、T B，轻绳能够承受足够大的拉力，则()

A．T A小于T B

B．T A、T B的合力大于mg

C．调节悬点A的位置，可使T A、T B都大于mg

D．换质量更大的灯笼，T B的增加量比T A的增加量大

5．如图所示是轿车常用的千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时，汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°。

下列判断正确的是()

A．此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104 N

B．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104 N

C．若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将增大

D．若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将减小

6．小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也没推动，于是他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法正确的是()

A．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱

B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大

C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力

D．这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力

7．如图所示，山坡上两相邻高压塔A、B之间架有匀质粗铜线，平衡时铜线呈弧形下垂，最低点在C，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处铜线切线与竖直方向成β=30°角。问右塔A 处铜线切线与竖直方向夹角α应为()

A．30°

B．45°

C．60°

D．75°

8．如图，自动卸货车静止在水平地面上，质量为m货物放在车厢内挡板附近，车厢在液压机的作用下，θ角缓慢增大，当θ增大到一定角度时货物开始加速下滑，货物与车厢的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。若货物还未离开车厢，下列说法正确的是()

A．θ增大过程中，货物对车厢压力大小不变

B．θ增大过程中，货物的摩擦力大小等于μmg cos θ

C．货物加速下滑时，货车受到地面向右的摩擦力

D．货物加速下滑时，地面对货车的支持力小于货车和货物重力之和

9．如图所示，斜面体放在水平地面上，物块在一外力F的作用下沿斜面向下运动，斜面体始终保持静止，则()

A．若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左

B．若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右

C．若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向左

D．若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向右

10．如图所示，一辆装满石块的货车在水平直道上以加速度a向右匀加速运动。货箱中石块B的质量为m。重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A．货车速度增加的越来越快

B．货车相邻两个1s内的位移之差为1 2 a

C．石块B对与它接触物体的作用力方向水平向左

D．与B接触的物体对B的作用力大小为22

m a g

+

11．哥伦比亚大学的工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，连接质量为m的物体的足够长细绳ab一端固定于墙壁，用合成肌肉做成的“手臂”ced的d端固定一滑轮，c端固定于墙壁，细绳绕过滑轮，c和e类似于人手臂的关节，由“手臂”合成肌肉控制。设cd与竖直墙壁ac夹角为θ，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法正确的是()

A．若保持θ不变，增大cd长度，细绳ad部分拉力变大

B．若保持θ=90°，增大cd长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向

C．若保持ac等于ad，增大cd长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向

D．若θ从90°逐渐变为零，cd长度不变，且保持ac>cd，则细绳对滑轮的力先减小后增大12．图甲中滑索巧妙地利用了景区的自然落差，为滑行提供了原动力。游客借助绳套保护，在高空领略祖国大好河山的壮美。其装置简化如图乙所示，倾角为30︒的轨道上套一个质量为m的滑轮P，质量为3m的绳套和滑轮之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时，工人对绳套施加一个拉力F，使绳套从滑轮正下方的A点缓慢移动，运动过程中F与轻绳的夹角始终保持120︒，直到轻绳水平，绳

套到达B点，如图所示。整个过程滑轮保持静止，重力加速度为g，求：（1）绳套到达B点时，轨道对滑轮的摩擦力大小和弹力大小；

（2）绳套从A缓慢移动到B的过程中，轻绳上拉力的最大值。

一课一练13：实际情境下的平衡问题答案

1．【答案】D

【解析】由题意可知，鱼受力平衡，鱼受到的力有竖直向下的重力，斜向左上方的拉力，还受到水的作用力，根据受力平衡的条件，结合力的合成法则可知，鱼受到水的作用力方向一定是拉力和重力的合力的反方向，可能水平向右，故选D。

2．【答案】C

【解析】向右轻轻拉彩纸，未拉动，磁钉处于静止状态，水平方向所受合力为零，磁钉不受摩擦力，选项A错误；由于磁钉与白板之间还有磁性吸引力，所以磁钉受到重力、支持力和白板的磁性吸引力，选项B错误；由于彩纸受到向右的拉力处于静止状态，根据平衡条件，彩纸受到白板向左的摩擦力，选项C正确；根据牛顿第三定律，白板受到彩纸向右的摩擦力，根据平衡条件白板受到地面向左的摩擦力，选项D错误。

3．【答案】A

【解析】当小孩爬至最高处时，由平衡状态可知，mg sin θ=μmg cos θ，得tan θ=0.75，故cos θ=0.8，由h=R(1-cos θ)可求得最大高度为0.2R，故A选项正确。

4．【答案】ACD

【解析】对结点O受力分析，画出力的矢量图如题图所示。由图可知，T A小于T B，T A、T B的合力等于mg，选项A正确，B错误；调节悬点A的位置，当∠AOB大于某一值时，则T A、T B都大于mg，选项C正确；换质量更大的灯笼，则重力mg增大，T B的增加量比T A的增加量大，选项D正确。

5．【答案】D

【解析】汽车对千斤顶的压力大小为1.0×105N，根据牛顿第三定律，千斤顶对汽车的支持力也为1.0×105 N，B项错误；两臂夹角为120°，由力的合成可知千斤顶每臂受到的压力为1.0×105 N，A 项错误；继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶两臂夹角减小，每臂受到的压力减小，C项错误，D