2023屆高考物理三輪測試：二、力與物體的平衡含解析試題試卷分析

二、力與物體的平衡姓名：________班級：________1.如圖，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上．若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F2>0)．由此可求出()A．物塊的質(zhì)量B．斜面的傾角C．物塊與斜面間的最大靜摩擦力D．物塊對斜面的正壓力解析：設(shè)斜面傾角為θ，斜面對物塊的最大靜摩擦力為f.平行于斜面的外力F取最大值F1時，最大靜摩擦力f方向沿斜面向下，由平衡條件可得：F1＝f＋mgsinθ；平行于斜面的外力F取最小值F2時，最大靜摩擦力f方向沿斜面向上，由平衡條件可得：f＋F2＝mgsinθ；聯(lián)立解得物塊與斜面間的最大靜摩擦力f＝(F1－F2)/2，選項C正確．答案：C2.傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是()A．木塊受到的摩擦力大小是mgcosαB．木塊對斜面體的壓力大小是mgsinαC．桌面對斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面對斜面體的支持力大小是(M＋m)g解析：根據(jù)力的平衡條件可知，木塊受到的靜摩擦力為mgsinα，木塊對斜面的壓力為mgcosα，則A、B項錯誤；由整體法知，桌面對斜面體的摩擦力為0，支持力為(M＋m)g，則C項錯誤，D項正確．答案：D3．(多選)如圖所示，力F拉一物體在水平面上以加速度a運(yùn)動．用力F′＝Fcosθ代替力F，沿水平方向拉物體，該物體的加速度為a′，比較a與a′的大小關(guān)系，正確的是()A．a(chǎn)′與a可能相等B．a(chǎn)′可能小于aC．a(chǎn)′可能大于aD．a(chǎn)′一定小于a解析：由牛頓第二定律可得：Fcosθ－μ(mg－Fsinθ)＝ma，將F換為水平方向的Fcosθ后：Fcosθ－μmg＝ma′，由此可見：若μ＝0，則a′＝a，若μ≠0，則a′<a，故A、B項正確，C、D項錯誤．答案：AB4.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的豎直擋板MN.在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．如圖所示是這個裝置的縱截面圖．若用外力使MN保持豎直并緩慢地向右移動，在Q落到地面以前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止．在此過程中，下列說法中正確的是()A．Q受到MN的彈力逐漸減小B．Q受到P的彈力逐漸減小C．Q受到MN和P的彈力之和保持不變D．P受到地面的支持力和摩擦力均保持不變解析：先對Q受力分析，如圖1所示，Q受重力mg、P對Q的支持力N1和MN對Q的支持力N2，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件，有N1＝eq\f(mg,cosθ)，N2＝mgtanθ，則使MN保持豎直并緩慢地向右移動時，θ變大，故N1、N2均變大，Q受到MN和P的彈力均逐漸變大，選項A、B錯誤；Q受到MN和P的彈力之和等于Q的重力，故保持不變，選項C正確；再對P、Q整體受力分析，如圖2所示，整體受重力(M＋m)g、地面支持力N、MN對其向左的支持力N2和地面對其向右的摩擦力f，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有f＝N2，N＝(M＋m)g，故f＝mgtanθ，MN保持豎直并緩慢地向右移動過程中，角θ不斷變大，故f變大，N不變，選項C正確，D錯誤．答案：C5．如圖所示，三個質(zhì)量均為1kg的木塊a、b、c和兩個勁度系數(shù)均為500N/m的輕彈簧p、q用輕繩連接，其中a放在光滑水平桌面上．開始時p彈簧處于原長，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用水平力緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c木塊剛好離開水平面為止，g取10m/s2.該過程p彈簧的左端向左移動的距離是()A．4cmB．6cmC．8cmD．10cm解析：彈簧q開始處于壓縮狀態(tài)，kx1＝mg，當(dāng)c剛好離開水平地面時，彈簧q處于伸長狀態(tài)．kx′1＝mg，此時彈簧p處于伸長狀態(tài)，彈力大小為kx2＝2mg，代入數(shù)據(jù)可解得：x1＝x′1＝2cm，x2＝4cm，故此過程中p彈簧的左端向左移動的距離為x1＋x′1＋x2＝8cm，C正確．答案：C6.如圖所示，斜面體A放在水平地面上，用平行于斜面的輕彈簧將物塊B拴接在擋板上，在物塊B上施加平行于斜面向上的推力F，整個系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是()A．物塊B與斜面之間一定存在摩擦力B．彈簧的彈力一定沿斜面向下C．地面對斜面體A的摩擦力一定水平向左D．若增大推力，則彈簧彈力一定減小解析：因不知道彈簧處于伸長還是壓縮狀態(tài)，故A、B、D錯誤；對整體受力分析，地面對斜面體A的摩擦力與推力F的水平分力等大反向，故C正確．答案：C7.eq\a\vs4\al(多選)如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁上．開始時a、b均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0.現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間()A．Ffa大小不變B．Ffa方向改變C．Ffb仍然為零D．Ffb方向向右解析：初始狀態(tài)時，a在水平方向上受細(xì)繩拉力、彈簧的