届高三物理名校试题汇编有详解专题2 力 物体的平衡.docx

1、届高三物理名校试题汇编有详解专题2 力 物体的平衡专题2 力 物体的平衡一、单项选择题1（上海市吴淞中学2012届高三第一学期期中考试）首先指出亚里士多德的观点是错误的，而提出力不是维持物体运动的科学家是 （ ）A笛卡尔 B伽利略 C牛顿 D惠更斯1.B 解析：本题考查物理学史或者说考查牛顿第一定律的提出背景。亚里士多德根据经验事实（如用力推车，车子才前进，停止用力，车子就要停下来），得出结论“力是维持物体运动的原因”，而伽利略根据理想实验得出“力不是维持物体的运动，即维持物体速度的原因，而恰恰是改变物体速度的原因”；与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点，明确指出“除非物体

2、受到外力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。”；伽利略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律，即牛顿第一定律（内容略）。本题答案为B。来源:Z_xx_k.Com2（云南省昆明一中2012届高三第三次月考理综卷）如图所示，由F1、F2、F3为边长组成四个三角形，且F1F2F3根据力的合成，在四个图中三个力F1、F2、F3的合力最大的是（ ）2.A 解析：本题考查矢量合成的三角形定则。根据三角形定则，求两个力的合力时，可以将它们首尾相接，其合力与这两个分力组成闭合三角形，方向由起点指向箭头，如选项A所示，F3就是F1

3、与F2的合力；本题求解三个力的合力，可以先将两个力合成，再将求出的合力与第三个力合成，结合三角形定则可知，四个选项的合力分别为2F3、0、2F1和2F2，因为F1F2F3，所以A图合力最大。本题答案为A。点评：力和位移都是矢量，矢量的合成都遵循三角形定则或平行四边形定则（它们实质上是一样的）；如果把本题中的三个分力看做三个分位移，就可以把求合力转化为求合位移，其结果是一样的，不妨比较一下，看哪种方法简单。3（浙江省浙南、浙北部分学校2012届高三12月联考）叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式，也是一种高难度的杂技。图示为六人叠成的三层静态造塑，假设每个人的重量均为G，下面五人的

4、背部均呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为（ ）A B C D3.C 解析：本题考查受力分析。处在最高层的那个人共受到三个力的作用而处于平衡状态：竖直向下的重力、两只腿受到的竖直向上的支持力，每个支持力大小为；根据牛顿第三定律，处在中间层的那两个人每人承受了竖直向下的压力，大小为，对中间层的那两个人受力分析，同理可得，他们每只腿对最低层人员的压力大小为；分析最低层正中间那个人的受力情况，其共受到五个力的作用：竖直向下的重力G、两个竖直向下的正压力（大小均为）和两只腿受到的竖直向上的支持力（设大小均为N），根据平衡条件，可得2N=G+，所以N=，根据牛顿第三定律，这个人的一

5、只脚对水平地面的压力约为。本题答案为C。 4（福建省四地六校2012届高三联考物理试卷）如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体，B物体受力F作用，A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动，则B物体的受力个数为 （ ）A4个 B5个 C6个 D7个来源:学科网4.C 解析：先用隔离法，选取A为研究对象，A必受到B对其施加的水平向左的摩擦力，所以A对B施加了水平向右的摩擦力；再运用整体法，选取A和B组成的系统为研究对象，系统做匀减速运动，合力方向向后，即地面对系统或B物体施加了水平向左的摩擦力；最后再选取B为研究对象，其共受到6个力的作用：竖直向下的重力，A对其竖直向下的压力和水平向左的摩擦力，地面

6、对它竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力以及水平拉力F。本题答案为C。5.（福建省福州八中2012届高三质检）如图所示，木板B放在粗糙的水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用水平力F向左拉动B，使B以速度v做匀速运动，这时绳水平，张力为T。下面说法正确的是（ ）AT=F来源:Z,xx,k.ComB木块A受到的是静摩擦力，大小等于TC木板B受到一个静摩擦力，一个滑动摩擦力，合力大小等于FD若木板B以2v的速度匀速运动，则拉力仍为F5.D 解析：木块A、B之间发生了相对运动，所以木块A受到的是水平向左的滑动摩擦力（设其大小为f1），因为木块A相对地面静止，其受

7、力平衡，所以f1=T，选项B错误；根据牛顿第三定律，木板B受到木块A对其施加的水平向右的滑动摩擦力的作用（大小为f1），因为木板B相对地面向左运动，所以其还受到地面对其施加的水平向右的滑动摩擦力的作用（设其大小为f2），在水平方向上其还受到水平向左的拉力F，三力平衡，所以F=f1+f2=T+f2，选项AC错误；若木板B以2v的速度匀速运动，其受到的两个滑动摩擦力大小和方向均不变，拉力仍为F，选项D正确。本题答案为D。6（山东省临沂市2012届高三上学期期中考试试题）在某驾校的训练场地上，有一段圆弧形坡道，如图所示，若将同一辆车先后停放在a点和b点，下述分析和比较正确的是 （ ） A车在a点受坡

8、道的支持力大于在b点受的支持力 B车在a点受坡道的摩擦力大于在b点受的摩擦力C车在a点受到的合外力大于在b点受的合外力D车在a点受的重力的下滑分力大于在b点受的重力的下滑分力6.A 解析：本题可以把汽车所处的两个位置看做是汽车静止在两个倾角不同的斜面上；设a点和b点位置所对应的斜面倾角分别为1和2，则12，因为汽车静止在倾角为的斜面上时共受到三个力的作用：竖直向下的重力mg、垂直斜面向上的支持力N和平行于斜面向上的静摩擦力f，三力平衡，所以N=mgcos，f=mgsin，因为12，所以mgcos1mgcos2，mgsin1mgsin2，即N1N2，f1f2，选项A正确，B错误；车在两个位置均处

9、于静止状态，合外力均为零，选项C错误；车在a点受的重力的下滑分力mgsin1小于在b点受的重力的下滑分力mgsin2，选项D错误。本题答案为A。7（福建省师大附中2012届高三上学期期中考试）如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则（ ）AA与B之间一定存在摩擦力 BB与地之间一定存在摩擦力CB对A的支持力一定小于mg D地面对B的支持力的大小一定等于（M+m）g7.D 解析：因为A和B均静止不动，所以可以把它们看做一个系统，运用整体法，该系统在水平方向上受到大小均为F、方向相反的两个水平力的作用，这两个力的合力为零

10、，所以不可能再受到地面摩擦力的作用，而在竖直方向上只受到重力和地面支持力的作用而平衡，所以地面的支持力大小一定等于（M+m）g，所以选项B错误，D正确；选取A为研究对象，把B对A的作用力记为T（注意这里的T可能是B对A垂直斜面向上的支持力和沿斜面方向上的摩擦力的合力），物体A就只受到三个力的作用：竖直向下的重力mg、水平向右的推力F和B对A的作用力T，三力平衡，T与重力mg和水平推力F的合力等大反向，若该合力垂直于斜面，T就垂直于斜面，A与B之间不存在摩擦力，此时T就是B对A的支持力，并且Tmg，所以选项AC错误。本题答案为D。8（黑龙江省齐齐哈尔市2012届高三“五校联谊”期中考试）如图所示

11、，杆BC的B端铰接在竖直墙上，另一端C为一滑轮。重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡。若将绳的A端沿墙向下移，再使之平衡（BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计），则（ ）A.绳的拉力增大，BC杆受压力增大 B.绳的拉力不变，BC杆受压力增大C.绳的拉力不变，BC杆受压力减小 D.绳的拉力不变，BC杆受压力不变8.B 解析：解法一（矢量三角形法）：选取绳子与滑轮的接触点为研究对象，对其受力分析，如题图所示，绳中的弹力大小相等，即T1=T2=G，三力平衡，将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形，如题图虚线所示，设AC段绳子与竖直墙壁间的夹角为，则根据几何知识可得，杆对绳子的支持力F=2

12、Gsin，当绳的A端沿墙向下移时，增大，F也增大，根据牛顿第三定律，BC杆受压力增大，本题答案为B。解法二（图解法）：如上图所示，T2大小和方向不变，T1大小不变，但与T2夹角逐渐增大时，F长度变大。本题答案为B。9（湖北省部分重点中学2012届高三联考试题）如图所示，在粗糙的水平面上，静置一矩形木块，木块由A、B两部分组成，A的质量是B的3倍，两部分接触面竖直且光滑，夹角=30，现用一与侧面垂直的水平力F推着B木块贴着A匀速运动，A木块依然保持静止，则A受到的摩擦力大小与B受到的摩擦力大小之比为（ ）A3 B C D来源:学*科*网9.C 解析：画出矩形木块的俯视图，并对A木块受力分析，如上

13、图右图所示，A木块共受到三个力的作用，三力平衡，利用正交分解法，可得N=Fsin30=F，f=Fsin60=F；B木块受到A木块对其垂直于接触面的弹力即N的反作用力和静摩擦力的作用而处于静止状态，二力平衡，所以B受到的摩擦力大小为F，两木块受到的摩擦力之比为FF=。本题答案为C。10.（安徽省黄山市2012届高三“七校联考”试题）一种测定风力的仪器原理如图所示，它的细长金属直杆一端固定于悬点O，另一端悬挂着一个质量为m金属球。无风时，金属直杆自然下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属直杆将偏离竖直方向一定角度，风力越大，偏角越大。下列关于风力F与偏角小球质量m之间的关系式正确的是（ ）AF =

14、 mgsin BF = mgcos CF = mgtan DF = mgcot10.C 解析：对小球受力分析，如题图所示，三力平衡，由几何关系可得F = mgtan。本题答案为C。11.（广西区柳铁一中2012届高三第三次月考理综卷）如图所示，在某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将（滑轮与绳的重力及摩擦不计）（ ）A逐渐变大 B逐渐变小 C先变大后变小 D先变小后变大11.A 解析：“缓慢吊起”说明重物始终处于平衡状态，对绳与滑轮的接触点受力分析，如上图右图所示，其中绳上的弹力T1=T2，设绳子与水平方向的夹角为，三力平衡，利用正交分解法，在竖直方向上，可得T1sin+

15、T2sin=G，联立解得：T1=T2=G/2sin；在重物被缓慢吊起的过程中，夹角变小，所以绳上弹力T1和T2逐渐变大，该同学对绳的拉力逐渐变大。本题答案为A。12.（福建省四地六校2012届高三联考物理试卷）三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（ ） A4cm B6cm C8cm D10cm 来源:Z*xx*k.Com12.C 解析：“缓慢地拉动

16、”说明系统始终处于平衡状态，该过程中p弹簧的左端向左移动的距离等于两个弹簧长度变化量之和；最初，p弹簧处于原长，而q弹簧受到竖直向下的压力N1=mbg=1kg10m/s2=10N，所以其压缩量为x1=N1/k=2cm；最终，c木块刚好离开水平地面，q弹簧受到竖直向下的拉力N2=mcg=1kg10m/s2=10N，其伸长量为x2=N2/k=2cm，拉力F=（ma+mb）g=2kg10m/s2=20N，p弹簧的伸长量为x3=N3/k=4cm，所以所求距离s=x1+x2+x3=8cm。本题答案为C。13（浙江省杭师大附中2012届高三上学期第三次月考）质量为m的物体放在质量为M、倾角为的斜面体上，斜

17、面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体m使其沿斜面向下匀速运动，M始终静止，则下列说法正确的是（ ） A. M相对地面有向右运动的趋势 B. 地面对M的摩擦力大小为FcosC. 地面对M的支持力为（M+m）g D. 物体m对M的摩擦力的大小为F13.B 解法一（隔离法）：假设地面对M的摩擦力水平向右，分别对物体和斜面受力分析如上图所示，它们都处于平衡状态，利用正交分解法有：对物体：平行斜面方向上有f=F+mgsin，垂直斜面方向上有T=mgcos；对斜面：水平方向上有fcos=Tsin+f地，竖直方向上有N=Mg+fsin+Tcos；又f=f，T=T，联立以上各式可求得：f地=Fc

18、os，N=（M+m）g+Fsin。显然，选项B正确，CD 错误；因为f地取正值，说明假设正确，即地面对M的摩擦力水平向右，M相对地面有向左运动的趋势，选项A错误。本题答案为B。解法二（整体法）：先将物体和斜面看做一个系统，运用整体法，该系统共受到重力G（大小为mg+Mg）、地面的支持力N、沿斜面方向的力F和对面摩擦力f地的作用（受力图略），系统处于平衡状态，合力为零，易得：f地水平向右，大小f地=Fcos，N=（M+m）g+Fsin，所以，选项B正确，AC 错误；再选取物体为研究对象，运用隔离法，易知，选项D错误。本题答案为B。点评：当组成系统的几个物体都处于静止状态或一起匀速运动时，或者系统

19、内一部分处于静止状态，另一部分匀速运动时可以考虑运用整体法。根据整体的平衡条件，就可以确定整体或某一个物体的受力特点。14（湖南师大附中2012届高三月考试题、陕西省长安一中2012届高三质检）半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直档板MN在半圆柱体P和挡板MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止，如图所示为这个装置的截面图现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，P始终保持静止在此过程中，下列说法中正确的是（ ）AMN对Q的弹力逐渐减小 BP对Q的弹力先减小后增大CQ所受的合力逐渐增大 D地面对P的摩擦力逐渐增大14.D 解析：由“缓慢”可知，Q始

20、终处于平衡状态，其所受的合力始终为零，选项C错误；球Q受三个共点力mg、T1、T2而处于动态平衡，可将T1、T2平移跟重力mg组成力的矢量三角形（一般先画出初始状态的三角形），如上图右图所示，三个力中，重力mg的大小、方向都不变，弹力T1的方向也不变，随着MN保持竖直并且缓慢地向右平移，T2与mg之间的夹角逐渐变大，T1和T2大小也跟着变化（如图中虚线所示），可见T1和T2一直增大，选项AB错误；选取P和Q组成的系统为研究对象，该系统共受到四个力的作用：竖直向下的重力、地面支持力、挡板水平向左的弹力T1和地面对P水平向右的摩擦力，系统受力平衡，地面对P的摩擦力大小等于T1，所以该摩擦力逐渐增大

21、，选项D正确。本题答案为。15（湖北省黄冈中学2012届高三月考）如图所示，小球用细线拴住放在光滑斜面上，用力推斜面向左运动，小球缓慢升高的过程中，细线的拉力将 （ ）A先增大后减小 B先减小后增大 C一直增大 D一直减小15B 解析：“缓慢”说明小球始终处于平衡状态，对小球受力分析如上图右图所示，将拉力T与支持力N平移跟重力G组成闭合三角形（如图中虚线所示），其中重力G的大小和方向不变，斜面支持力N的方向不变，在小球缓慢升高的过程中，绳对小球的拉力T与小球重力G之间的夹角逐渐增大，可见，当该过程中，拉力T先减小后增大，斜面的支持力N一直增大，本题答案为B。16（陕西省西工大附中2012届高三

22、第一次适应性测试理综卷）如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一不可伸长轻质绳相连，质量分别为mA和mB，由于B球受到水平风力作用，A与B球一起向右匀速运动已知细绳与竖直方向的夹角为，则下列说法中正确的是（ ）A.B球受到的风力为 B.风力增大时，轻质绳对B球的拉力保持不变C.杆对A球的支持力随着风力的增加而增加 D.A球与水平细杆间的动摩擦因数为16.A 解析：对B球受力分析，根据平衡条件可得：风力F=mBgtan，轻质绳对B球的拉力T=mBg/cos，选项A正确；当风力增大时，根据关系式F=mBgtan可知，变大，那么拉力T=mBg/cos增大，选项B错误；选取A、B球和轻质绳组成的

23、系统为研究对象，该系统受到重力G总、杆对A球竖直向上的支持力N、水平向右的风力F、杆对A球水平向左的摩擦力f的作用（受力图略），根据平衡条件，可得N=G总，f=F，所以杆对A球的支持力不变，选项C错误；根据N=G总=（mA+mB）g，f=F，F=mBgtan和f=N可得=，所以选项D错误。本题答案为A。17（江西省重点中学协作体2012届高三联考、山西省忻州一中2012届高三期中试题、陕西省长安一中2012届高三月考）如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高

24、一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中（ ）A水平力F一定变小 B斜面体所受地面的支持力一定变大C地面对斜面体的摩擦力一定变大 D物体A所受斜面体的摩擦力一定变大来源:学科网ZXXK17.C 解析：“缓慢拉高” 说明物体B始终处于平衡状态，对物体B受力分析如上图右图所示，根据平衡条件可得：T=mg/cos，F=mgtan，可见，当物体B被缓慢拉高时，变大，T和F均变大，选项A错误；选取物体A、B和斜面体组成的系统为研究对象，该系统受到竖直向下的重力、地面的支持力、水平向右的拉力和地面水平向左的摩擦力的作用，系统四力平衡，根据平衡条件，斜面体所受地面的支持力等于系统的重力，是

25、恒定不变的，地面对斜面体的摩擦力大小等于F，此过程中，F变大，所以地面对斜面体的摩擦力一定变大，选项B错误，C正确；该过程中，T逐渐变大，即绳中的弹力增大，物体A受到的沿斜面向上的拉力逐渐增大，假如刚开始时，斜面体对物体A的摩擦力沿斜面向上，那么摩擦力会随着T的变大而变小，选项D错误。本题答案为C。18（北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考）如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是（ ）AF1=F2=F3 BF1=F2F2 DF3F1F218.A 解析：设每个球的重力均为G，分析第1个图中最下面那个

26、球的受力情况可得F1=G，分析第2个图中小球的受力情况易得F2=G，同理，F3=G，所以F1=F2=F3。本题答案为A。19.（湖北省襄樊四中2012届高三上学期月考试卷）用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为30，则物体所受摩擦力（ ）A.等于0 B.大小为mg方向沿斜面向下C.大小为mg，方向沿斜面向上 D.大小为mg，方向沿斜面向上19.A 解析：根据题设条件，系统静止时弹簧对质量为2m的物体的拉力T=mg，设此时物体受到的摩擦力f沿斜面向下，对物体受力分析如上图所示，根据平衡条件可得f+Gs

27、in30=T，即f=0，选项A正确。本题答案为A。20（北师大附属实验中学2012届高三上学期期中试卷、云南省玉溪一中2012届高三上学期期中考试）如图所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧。紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度。已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为。现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角的变化关系可能是图中的（ ）20C 解析：选取滑块为研究对象，其肯定受到竖直向下的重力mg、垂直斜面向上的支持力N（大小为mgcos）和沿斜面向上的摩擦力f的作用，可能还会受到沿斜面向上的弹簧弹力F的作用，

28、当较小，即mgsinmgcos时，弹簧弹力F=0，代入数据可得此时/6，据此可排除选项AB；当mgsinmgcos，即/6时，F0，根据平衡条件可得F=mgsin-mgcos，当=/3时，F=mgmg，所以选项C正确，D错误。本题答案为C。21.（河南省洛阳市四校2012届高三上学期第一次联考）如图所示，物体P放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度小于原长。若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到拉动，那么在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力FT的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况（ ）A. 弹簧对P的弹力FT始终增大，地面对P的摩擦力始终减小B

29、. 弹簧对P的弹力FT保持不变，地面对P的摩擦力始终增大C. 弹簧对P的弹力FT保持不变，地面对P的摩擦力先减小后增大 D. 弹簧对P的弹力FT先不变后增大，地面对P的摩擦力先增大后减小21.B 解析：拉动之前，弹簧的长度不变，所以弹簧对P的弹力FT保持不变；施加拉力前，弹簧被压缩，所以弹簧对物块的弹力水平向右，物体具有向右运动的趋势，地面对P的摩擦力水平向左；施加拉力后，在拉动之前，水平向左的摩擦力的大小等于方向水平向右的弹力和拉力大小之和，因为拉力在逐渐增大，所以地面对P的摩擦力始终增大。本题答案为B。22（福建省四地六校2012届高三第三次联考）如图所示，质量m1=10kg和m2=30k

30、g的两物体，叠放在动摩擦因数为0.50的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为200N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态，现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，当移动0.40m时，两物体间开始相对滑动，这时水平推力F的大小为（ ）A100N B200N C250N D280N22.D 解析：运用整体法求解。选取两物体组成的系统为研究对象，因为移动过程缓慢，所以该系统受力平衡，当移动0.40m时，对系统受力分析，根据平衡条件可得F=kx+（m1+m2）g，代入数据，可得F=280N。本题答案为D。二、多项选择题23（湖北

31、省武汉市部分学校2012届高三11月联考）A、B两物块如图叠放，一起沿固定在水平地面上倾角为的斜面匀速下滑。则（ ）AA、B间无摩擦力 BB与斜面间的动摩擦因数=tanCA、B间有摩擦力，且B对A的摩擦力对A做负功 DB对斜面的摩擦力方向沿斜面向下23.BD 解析：选取A为研究对象，对其受力分析可知，物体A除了受到竖直向下的重力GA和垂直A、B接触面向上的弹力T作用外，肯定还受到平行于A、B接触面指向左上方的摩擦力f的作用，如上图右图所示，根据受力图可知，B对A的摩擦力f与运动方向之间的夹角小于90，所以摩擦力f对A做正功，选项AC错误；选取A、B组成的系统为研究对象，该系统始终处于平衡状态，对其受力分析，根据力的平衡条件易得，选项BD正确。本题答案为BD。24.（山西大学附中2012届高三月考）如图所示，重80 N的物体A放在倾角为30的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm、