专题213动态平衡问题能力篇高考物理最新考点模拟题精练解析版.docx

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专题213动态平衡问题能力篇高考物理最新考点模拟题精练解析版

2022年高考物理100考点最新模拟题千题精练

第二部分相互作用

专题2.13．动态平衡问题（能力篇）

一．选择题

1.（2020·金华质检）如图所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长．若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B，直到A即将移动，此过程中，地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是（　　）

A．F1先变小后变大再不变　B．F1先不变后变大再变小

C．F2先变大后不变D．F2一直在变大

【参考答案】A

【名师解析】.因在施加拉力F前，弹簧处于伸长状态，此时地面对A的摩擦力水平向左，地面对B的摩擦力水平向右，对B施加水平向右的拉力后，随着F的增大，物体B受的摩擦力先水平向右逐渐减小，再水平向左逐渐增大，当B相对地面向右运动后，物体B受地面的摩擦力不再变化，而在物体B运动之前，物体A受地面的摩擦力水平向左，大小不变，当B向右运动后，随弹簧弹力的增大，物体A受到的摩擦力逐渐增大，综上所述，选项A正确，B、C、D错误．

2.（2020高考模拟示范卷1）如图所示，倾角为α的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物体α放在斜面上．一根轻质细线一端固定在物体a上，细线绕过两个光滑小滑轮，滑轮1固定在斜劈上、滑轮2下吊一物体b，细线另一端固定在c上，c穿在水平横杆上，物体a和滑轮1间的细线平行于斜面，系统静止．物体a受到斜劈的摩擦力大小为f1、c受到横杆的摩擦力大小为f2，若将c向右移动少许，a始终静止，系统仍静止，则（　　）

A.f1由沿斜面向下改为沿斜面向上，f2始终沿横杆向右

B.细线对a和c的拉力都将变大

C.f1和f2都将变大

D.斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大

【参考答案】BD

【名师解析】以滑轮2为研究的对象，受力如图1，

若将c向右移动少许，两个绳子之间的夹角β增大。

由于b对滑轮的拉力不变，两个绳子之间的夹角变大，所以看到绳子的拉力F一定变大。

斜面的倾角为α，设物体a的质量为m，以a为研究的对象。

①若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向下时，则有F=mgsinα+f1，

得f1=F-mgsinα。

当F逐渐增大时，f1也逐渐增大；

②若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向上时，则有F+f1=mgsinα，

得f1=mgsinα-F

当F逐渐增大时，f1逐渐减小；

③若物体原来mgsinα=F，则物体所受斜面摩擦力为0，当F逐渐增大时，f1也逐渐增大；

所以将c向右移动少许，细线对a的拉力将变大，但是f1可能逐渐增大，也可能逐渐减小。

以c为研究的对象，受力如图2，则：

沿水平方向：

Fsinα-f2=0

由于将c向右移动少许，细线对c的拉力将变大，α增大，所以f2=Fsinα一定增大。

以物体a与斜劈组成的整体为研究的对象，整体受到重力、地面的支持力、绳子对a的拉力、两根绳子对滑轮1的向下的压力以及地面的摩擦力的作用，其中是水平方向上系统受到的摩擦力与a受到的绳子在水平方向的分力是相等的，即：

f′=Fcosα。

由于将c向右移动少许，细线对a的拉力F变大，所以地面对斜劈的摩擦力增大。

.f1由沿斜面向下改为沿斜面向上，f2始终沿横杆向右，与结论不相符，选项A错误；

.细线对a和c的拉力都将变大，与结论相符，选项B正确；

.f1和f2都将变大，与结论不相符，选项C错误；

.斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大，与结论不相符，选项D正确.

3.（2020年4月贵州模拟）质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（　　）

A．F逐渐变大，T逐渐变大

B．F逐渐变大，T逐渐变小

C．F逐渐变小，T逐渐变大

D．F逐渐变小，T逐渐变小

【参考答案】A

【命题意图】考查力的正交分解、物体的动态平衡问题

【解题分析】以O点为研究对象，设绳OA与竖直方向的夹角为θ，物体的重力为G，根据力的平衡可知，F＝Gtanθ，T＝

，随着O点向左移，θ变大，则F逐渐变大，T逐渐变大，A项正确．

4.（2019湖南雅礼中学月考）如图所示，在竖直平面内，一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V”形杆上的A、B两点，已知OM边竖直，且AO=OB，细绳绕过光滑的滑轮，重物悬挂于滑轮下处于静止状态。

若在纸面内绕端点0按顺时针方向缓慢转动“V”形杆，直到ON边竖直，绳子的张力为FT、A点处绳子与杆之间摩擦力大小为F，则

A.张力FT一直增大

B.张力FT先增大后减小

C.摩擦力F一直增大

D.摩擦力F先增大后减小

【参考答案】B

【名师解析】设滑轮两侧轻质软绳与竖直方向的夹角为α，受力如图甲所示。

在纸面内绕端点O按顺时针方向缓慢转动“V”型杆，直到ON边竖直，AB的长度不变，AB在水平方向的投影先变长后变短，绳子与竖直方向的夹角α先变大后变小，所以张力FT=mg/2cosα先增大后减小，选项A错误B正确；以A点为研究对象，受力分析如图乙所示，A点处绳子与杆之间摩擦力大小为F，根据平衡条件可知，

在纸面内绕端点O按顺时针方向缓慢转动“V”型杆，绳子与竖直方向的夹角α先变大后变小，OA杆与竖直方向的夹角β一直增大，当绳子与竖直方向的夹角α变大时，摩擦力减小；当绳子与竖直方向的夹角α变小时，但（α+β）还是在增大，所以摩擦力还是在减小，选项CD错误。

5．（2018江西南昌三模）如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F作用在该物块上，在保证物块不相对于木板滑动的情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度。

在此过程中下面说法正确的是

A．物块所受支持力一定变大

B．物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变

C．物块所受摩擦力可能变小

D．物块所受摩擦力一定变大

【参考答案】..BC

【命题意图】本题考查受力分析、平衡条件及其相关的知识点。

【解题思路】在木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度，分析物块受力，物块所受支持力变小，选项A错误；分析物块受力，物块受到竖直向下的重力、水平向右的恒力F、木板对物块的作用力（支持力和摩擦力的合力），由于物块重力不变，水平向右的恒力F不变，所以物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变，选项B正确；物块所受摩擦力可能变小，选项C正确D错误。

6.（2020·舟山高二期中）如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态．现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点．关于此过程，下列说法正确的是（　　）

A．物体A受到斜面的支持力先增大后减小

B．物体A受到斜面的支持力一直增大

C．地面对斜面C的摩擦力先增大后减小

D．地面对斜面C的摩擦力先减小后增大

【参考答案】A

【名师解析】.以斜面C和A为研究对象，受到重力（M＋m）g、小球B对A的库仑力F、地面对C的支持力FN和地面对C的摩擦力Ff作用，如图甲所示，根据平衡条件可得：

Ff＝F·cosθ，FN＝（M＋m）g＋Fsinθ，当θ由0°增大到90°时，Ff减小，FN增大，所以C、D错误；以A为研究对象，受到重力mg、小球B对A的库仑力F、物体A受到斜面的支持力FNA和物体A受到斜面的摩擦力FfA，如图乙所示，根据平衡条件得：

FNA＝mgcosα＋F·sin（α＋θ），当θ由0°增大到90°时，FNA先增大后减小，所以A正确，B错误．

7.（2019新疆乌鲁木齐二诊）如图所示，一小球通过细线悬挂于O点，不计空气阻力，用拉力F缓慢拉动小球，拉力F始终与绳保持垂直，则小球在由A点运动到B点的过程中，拉力F和OA绳上的拉力T的变化情况是（　　）

A.F增大，T减小B.F减小，T减小

C.F减小，T增大D.F增大，T增大

【参考答案】.D

【名师解析】

对物体受力分析并合成如图：

因为物体始终处于平衡状态，故G′始终等于G，大小和方向均不发生变化。

在物体缓慢偏离竖直位置的过程中细线与竖直方向的夹角逐渐变大，画出平行四边形如图所示，可以看出：

力F逐渐变大，绳子的拉力也逐渐变大。

故D正确ABC错误。

8.（2019广东七校联合体冲刺模拟）如图所示，轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，P端挂一重物，另用一轻绳通过滑轮A系在P端。

在拉力F作用下当OP和竖直方向间的夹角α缓慢减小时，则（　　）

A.

A．拉力F的大小逐渐增大

B.OP杆的弹力N的大小保持不变

C.OP杆的弹力N做正功

D.拉力F做的功大于重力G做的功

【参考答案】B

【名师解析】

以节点P为对象进行受力分析，竖直向下的拉力G，沿绳方向的力F，沿杆方向的支持力N，这三个力处于平衡状态，构建一个矢量三角形如图所示，

由几何关系，△AP0和△PBC相似，有：

，因为OA、OP、G不变，所以OP杆的弹力N的大小保持不变；α减小时，AP逐渐减小，对应的拉力F的大小逐渐减小，故B正确，A错误。

轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，所以OP杆的弹力N的方向始终沿杆的方向，且和P点速度垂直，所以N做不做功，故C错误；夹角α缓慢减小，物体可以看成是速度大小不变，根据动能定理：

WF+WG=O，即WF=-WG，所以拉力F做的功等于克服重力G做的功，故D错误。

9.（6分）（2019湖北黄冈三模）《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。

如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。

另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。

身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。

绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。

关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．工人对绳的拉力一直变大

B．绳OD的拉力一直变小

C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mg

D．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为

mg

【参考答案】CD

【名师解析】对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示，绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。

根据几何知识知：

θ+2α＝90°，由

正弦定理可得

，α增大，θ减小，则F1增大，F2减小，故AB错误；两绳拉力的合力大小等于mg，故C正确；

α＝30°时，θ＝30°，则2F2cos30°＝mg，可得F2＝

mg，故D正确。

10.如图，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平。

现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ<90°。

设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是（　　）

A.FOA一直减小B.FOA一直增大

C.FOB一直减小D.FOB先增大后减小

【参考答案】A

【名师解析】以结点O为研究对象，受力情况如图所示，根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OA、OB在不同位置时力的合成图如图，由图看出，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，当θ=90°时，FOB最小，故选项A正确。

11.（2019广东惠州第三次调研）某建筑工地需要把货物提升到高处，采取如图所示的装置。

光滑的轻滑轮用细绳OO’悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂货物a，人拉绳的另一端缓慢向右运动达到提升货物的目的。

在人向右缓慢运动的过程中，则

A.人对水平面的压力保持不变

B.细绳OO’的张力逐渐变小

C.细绳OO’的张力逐渐变大

D.细绳对人的拉力大小保持不变

【参考答案】BD

【命题意图】本题考查平衡条件、受力分析、力的合成与分解及其相关知识点

【解题思路】拉力等于货物重力不变，细绳对人的拉力大小保持不变，选项D正确；在人向右缓慢运动的过程中，细绳与水平面夹角逐渐减小，拉力沿水平方向分力逐渐增大，沿竖直方向分力逐渐减小，对人受力分析，由平衡条件可知，水平面对人的支持力逐渐增大，由牛顿第三定律可知人对水平面的压力逐渐增大，选项A错误；在人向右缓慢运动的过程中，滑轮两侧的细绳夹角逐渐增大，滑轮两侧的细绳拉力的合力逐渐减小，对滑轮由平衡条件可知，细绳OO’的张力逐渐变小，选项B正确C错误。

12.（2019全国高考猜题卷6）城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂．如图是这类结构的一种简化模型，硬杆左端可绕通过B点且垂直于纸面的轴无摩擦的转动，右端O点通过钢索挂于A点，钢索和硬杆所受的重力均可忽略．有一质量不变的重物悬挂于O点，现将钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，以保证硬杆始终处于水平．则在上述变化过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．钢索对O点的拉力变大

B．硬杆对O点的弹力变小

C．钢索和硬杆对O点的作用力的合力变大

D．钢索和硬杆对O点的作用力的合力变小

【参考答案】A

【名师解析】以O点为研究对象，分析受力，作出受力分析图，根据平衡条件得：

钢索AO对O点的拉力FAOsinθ＝G＝mg，则FAO＝

，杆BO对O点的支持力FBO＝

＝

，将钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，θ减小，则FAO增大，FBO增大，故A正确，B错误；BO始终水平，O点始终平衡，钢索和硬杆对O点的作用力的合力与重力平衡，保持不变，故C、D错误．

13、（2018·广东五校联考）如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮．A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着．已知质量mA＝3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，那么下列说法中正确的是（　　）

A．弹簧的弹力不变

B．物体A对斜面的压力将减小

C．物体A受到的静摩擦力将减小

D．弹簧的弹力及物体A受到的静摩擦力都不变

【参考答案】BD

【名师解析】设mA＝3mB＝3m，对物体B受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得弹簧的弹力不变，A正确，再对物体A进行受力分析，受重力、支持力、弹簧的弹力和静摩擦力，如图所示．刚开始由于mAgsin45°＝

mg>mBg＝mg，所以摩擦力沿斜面向上，斜面倾角变为30°以后摩擦力仍然沿斜面向上．根据平衡条件得到Ff＋FT－3mgsinθ＝0，FN－3mgcosθ＝0，解得Ff＝3mgsinθ－FT＝3mgsinθ－mg，FN＝3mgcosθ.当θ减小时，物体A受到的静摩擦力Ff将减小，物体A对斜面的压力FN增大，故C正确，B、D错误．