试卷答案
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2024届高考物理一轮复习练:2.3共点力平衡(答案)

2.3共点力平衡 专题练习
一、单项选择题
1.使物体A、B、C一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是( )
A.物体A对物体C有向左的摩擦力
B.物体C对物体B有向左的摩擦力
C.物体C受到三个摩擦力的作用
D.物体C对地有向右的摩擦力
2.如图所示,水平面上的P、Q两物块的接触面水平,二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动,某时刻撤动力F后,二者仍能不发生相对滑动。关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是( )
A.撤去F前6个,撤去F后瞬间5个
B.撤去F前5个,撤去F后瞬间5个
C.撤去F前5个,撤去F后瞬间4个
D.撤去F前4个,撤去F后瞬间4个
3.如图所示,两根等长的绳子AB和BC在结点B吊一重物静止,两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变,将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向,在这一过程中,绳子BC拉力的变化情况是( )
A.增大
B.先减小后增大
C.减小
D.先增大后减小
4. 如图所示,a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大),并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计滑轮的一切摩擦,重力加速度为g.当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向,则下列说法正确的是( )
A.a一定受到4个力的作用
B.b只可能受到2个力的作用
C.绳子对a的拉力有可能等于mg
D.a的质量一定为mtan θ
5.如图所示,用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q,P、Q均处于静止状态,现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移,则在铅笔缓慢下移的过程中( )
A.细绳的拉力逐渐变小
B.Q受到墙壁的弹力逐渐变大
C.Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大
D.Q将从墙壁和小球之间滑落
6. 如图甲所示,A、B两小球通过两根轻绳连接并悬挂于O点,已知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1,A、B两小球质量分别为2m和m,现对A、B两小球分别施加水平向右的力F1和水平向左的力F2,两球恰好处于如图乙的位置静止,此时B球恰好在悬点O的正下方,轻绳OA与竖直方向成30°,则( )
A.F1=F2
B.F1=F2
C.F1=2F2
D.F1=3F2
7.如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行.A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为( )
A.
B.
C.
D.
8. 如图所示,两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接,在水平外力F作用下,系统处于静止状态,弹簧实际长度相等.弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB,且原长相等.弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB,小球直径相比弹簧长度可忽略,重力加速度为g,则( )
A.tan θ=
B.kA=kB
C.FA=mg
D.FB=2mg
9.如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连.甲、乙两物体质量相等.系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α=70°,则β等于( )
A.45°
B.55°
C.60°
D.70°
10.如图所示为一简易起重装置,(不计一切阻力)AC是上端带有滑轮的固定支架,BC为质量不计的轻杆,杆的一端C用铰链固定在支架上,另一端B悬挂一个质量为m的重物,并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上.开始时,杆BC与AC的夹角∠BCA>90°,现使∠BCA缓慢变小,直到∠BCA=30°.在此过程中,杆BC所产生的弹力( )
A.大小不变
B.逐渐增大
C.先增大后减小
D.先减小后增大
11. 如图所示,在竖直放置的穹形支架上,一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则在此过程中绳中拉力大小( )
A.先变大后不变
B.先变大后变小
C.先变小后不变
D.先变小后变大
12.如图所示,小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细绳一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块.如果小圆环A、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子不可伸长,平衡时弦AB所对的圆心角为α,则两物块的质量之比m1∶m2应为( )
A.cos
B.sin
C.2sin
D.2cos
13.如图所示,质量分别为3m和m的两个可视为质点的小球a、b,中间用一细线连接,并通过另一细线将小球a与天花板上的O点相连,为使小球a和小球b均处于静止状态,且Oa细线向右偏离竖直方向的夹角恒为37°,需要对小球b朝某一方向施加一拉力F.若已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.重力加速度为g,则当F的大小达到最小时,Oa细线对小球a的拉力大小为( )
A.2.4mg
B.3mg
C.3.2mg
D.4mg
14.如图所示,一个同学用双手水平地夹住一叠书并使这些书悬在空中静止,已知他用手在这叠书的两端能施加的最大水平压力为F=280 N,每本书重为4 N,手与书之间的动摩擦因数为μ1=0.40,书与书之间的动摩擦因数为μ2=0.25,则该同学用双手最多能水平夹住这种书的本数为(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.58
B.56
C.37
D.35
15.如图所示,在水平推力作用下,物体A静止在倾角为θ=45°的粗糙斜面上,当水平推力为F0时A刚好不下滑,然后增大水平推力的值,当水平推力为F时A刚好不上滑。设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,物块A与斜面之间的动摩擦因数为μ(μ<1),则下列关系式成立的是( )
A.F=F0
B.F=F0
C.F=F0
D.F=F0
16.如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块,已知所有接触面都是光滑的,重力加速度为g.现发现a、b沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于( )
A.Mg+mg
B.Mg+2mg
C.Mg+mg(sin α+sin β)
D.Mg+mg(cos α+cos β)
二、多项选择题
17.如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是( )
A.A一定受到四个力
B.B可能受到四个力
C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.A与B之间一定有摩擦力
18. 如图所示,轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、B均静止.已知A和B的质量分别为mA、mB,绳与水平方向的夹角为θ(θ<90°),重力加速度为g,则( )
A.物体B受到的摩擦力可能为零
B.物体B受到的摩擦力大小为mAgcos θ
C.物体B对地面的压力可能为零
D.物体B对地面的压力大小为mBg-mAgsin θ
19. 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,通过最高点处大小不计的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.重力加速度为g,则( )
A.A对地面的压力等于(M+m)g
B.A对地面的摩擦力方向向左
C.A对B的支持力大小为mg
D.细线对B的拉力大小为mg
20.如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球和斜面及挡板间均无摩擦,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中( )
A.斜面对球的支持力逐渐增大
B.斜面对球的支持力逐渐减小
C.挡板对小球的弹力先减小后增大
D.挡板对小球的弹力先增大后减小
21.如图所示是一个简易起吊设施的示意图,AC是质量不计的撑杆,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A点正上方,C端吊一重物.现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉,在AC杆达到竖直前( )
A.BC绳中的拉力FT越来越大
B.BC绳中的拉力FT越来越小
C.AC杆中的支撑力FN保持不变
D.AC杆中的支撑力FN越来越小
三、解答题
22.如图所示,质量m=5.2 kg的金属块放在水平地面上,在斜向上的拉力F作用下,向右以v0=2.0 m/s的速度做匀速直线运动.已知金属块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g=10 m/s2.求所需拉力F的最小值.
23.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).
(1)轻绳OA、OB中的张力分别是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量m2=60 kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?
参考答案
1.A. 2.B 3.B 4.C 5.B 6.C 7.C 8.A
9.B 10.A 11.A 12.C 13.C 14.C 15.D 16.A
17.AD 18.BD 19.AC 20.BC 21.BC
22.【解析】
设拉力与水平方向夹角为θ,根据平衡条件Fcos θ=μ(mg-Fsin θ)
整理得cos θ+μsin θ=
sin (α+θ)=(其中sin α=)
故所需拉力F的最小值Fmin==2 N.
23.【解析】
(1)以结点O为研究对象,受三段轻绳的拉力作用,且竖直绳上的拉力大小等于m1g,如图,根据共点力平衡条件有:
FOB-FOAsin θ=0,FOAcos θ-m1g=0
联立以上两式解得:FOA==m1g
FOB=m1gtan θ=m1g.
(2)人在水平方向仅受绳OB的拉力FOB和地面的摩擦力Ff作用,根据平衡条件有:
Ff=FOB=m1g,方向水平向左.
(3)人在竖直方向上受重力m2g和地面的支持力FN作用,因此有:FN=m2g
要使人不滑动,需满足:Ff≤Ffm=μFN
联立以上各式解得:m1≤μm2=24 kg.

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