专题02 力和平衡-2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编

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2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编专题02 力和平衡1、（2021·河南省洛阳市高三下学5月三模）如图所示，一同学推动木箱在水平地面上匀速运动，关于该同学的推力，下列判断正确的是（　　）A. 方向水平时推力最小B 方向斜向下时可能比方向水平时推力小C. 方向斜向上时一定比方向水平时推力小D. 方向斜向上时可能比方向水平时推力小【答案】D【解析】对木箱受力分析，竖直方向，受重力和支持力作用，水平方向滑动摩擦力，根据当推力水平时，有当推力斜向下时，与水平夹角为，有当推力斜向上时，与水平夹角为，有联立可得故选D2、（2021·山东省济南市历城二中高三下学期压轴卷）木块A、B分别重50N和30N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5cm，系统置于水平地面上静止不动，已知弹簧的劲度系数为100N/m。用水平向右的力F＝1N作用在木块A上，如图所示，则A. 木块A所受摩擦力大小是9N，方向向右 B. 木块A所受摩擦力大小是4N，方向向右C. 木块B所受摩擦力大小是6N，方向向左 D. 木块B所受摩擦力大小是4N，方向向左【答案】B【解析】A、B与地面间的最大静摩擦力分别为：fmA=μGA=0.2×50N=10NfmB=μGB=0.2×30N=6N根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为F弹=kx=100×0.05N=5N当F=1N时，F弹-F=4N＜fmA，F弹＜fmB，所以两物体都保持静止状态。则由平衡条件得：AB．木块A所受摩擦力分别为fA=F弹-F=4N，方向水平向右。选项A错误，B正确；CD．木块B所受的摩擦力为fB=F弹=5N，方向水平向左；选项CD错误；故选B.3、（2021·山东省烟台市高三下学期适应性练习）无人机经常应用于应急救援物资的输送。在一次救援物资输送的过程中，无人机与下方用轻绳悬挂的救援物资一起在空中沿水平方向做匀速运动，救援物资受到与运动方向相反的空气阻力作用，当无人机改变速度大小仍然沿水平方向匀速运动时，绳子与竖直方向的夹角变大，则无人机速度改变后比改变前（　　）A. 绳子的张力变小B. 救援物资受到的空气阻力变小C. 无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大D. 无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小不变【答案】C【解析】AB．设细绳与竖直方向夹角为θ，则水平方向竖直方向则当绳子与竖直方向的夹角变大时，绳子的拉力T变大，救援物资受到的空气阻力f变大，选项AB错误；CD．由三力平衡可知，无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小等于受到的阻力大小，则无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大，选项C正确，D错误。故选C。4、（2021·天津市红桥区高三下学第二次质检）如图所示，质量为M的斜面静置在水平地面上，斜面上有一质量为m的小物块，水平力F作用在小物块上时，两者均保持静止，斜面受到水平地面的静摩擦力为f1，小物块受到斜面的静摩擦力为f2。现使F逐渐增大，两者仍处于静止状态，则（　　）A. f1、f2都增大B. f1、f2可能都减小C. f1一定增大，f2可能减小D. f1不一定增大，f2一定增大【答案】C【解析】对整体受力分析，受到重力、支持力、静摩擦力、推力，则有则增大，一定增大。再对物块m受力分析，受重力、支持力、推力，可能有静摩擦力。①时，静摩擦力沿着斜面向上，大小为当F增大时，变小；②当时，静摩擦力为零，当增大时，静摩擦力向下，即变大；③当时，静摩擦力沿着斜面向下，大小为F增大时，变大，故可能减小，也可能增大；故选C。5、（2021·河北省实验中学高三下学期调研）质量为M的半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端固定一个竖直挡板AB，在P上放两个大小相同的光滑小球C和D，质量均为m，整个装置的纵截面如图所示。开始时P、C球心连线与水平面的夹角为，点P、D球心连线处于竖直方向，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）A. P和挡板对C的弹力分别为和B. 地面对P的摩擦力大小为零C. 使挡板缓慢地向右平行移动，但C仍在P和挡板AB作用下悬于半空中，则地面对P的摩擦力将不断增大D. 使挡板绕B点顺时针缓慢转动，P始终保持静止，则D一定缓慢下滑【答案】C【解析】A．由于D处于P的正上方，所以D只能受到重力和P的支持力；则C的受力如图所示
 根据平衡条件，得即半圆柱P和挡板对C的弹力大小分别为和，故A错误；B．以P、C和D组成的整体为研究对象，可知整体在水平方向受到挡板AB的作用力FA，若要平衡，必定受到向右的摩擦力，故B错误；C．使挡板缓慢地向右平移，但C仍在P和挡板AB 作用下悬于半空中，则D的运动可能有两种情况：一是D仍然位于P的正上方，保持不动，此时C的球心与P的圆心的连线与水平方向之间的夹角减小，由可知FA增大，P若要平衡，则受到向右的摩擦力必定增大；二是若D受到扰动，可能随C一起向右滑下，则对C产生向下的压力，则挡板AB对C的弹力更大，所以地面对P的摩擦力将不断增大，故C正确；D．使挡板绕B点顺时针缓慢转动，P始终保持静止，则D可能仍然位于P的正上方，保持不动，故D错误。故选C。6、（2021·广东省普宁二中高三下学期5月适应性考试）如图，一直梯靠竖直墙壁放置，人站在梯子上，处于静止状态，忽略梯子与墙壁间的摩擦力，则下列说法正确的是（　　）A. 人越重，梯子所受合外力越大B. 地面对梯子支持力的大小与人所站的高度无关C. 墙壁对梯子弹力方向垂直于梯子所在平面斜向上D. 地面对梯子的摩擦力大于墙壁对梯子的弹力【答案】B【解析】A．梯子处于平衡状态，所受合外力总为零，选项A错误；B．地面对梯子支持力的大小等于人与梯子的重力之和，与人所站的高度无关，选项B正确；C．墙壁对梯子的弹力方向垂直于墙壁沿水平方向，选项C错误；D．水平方向受力平衡，则地面对梯子的摩擦力等于墙壁对梯子的弹力，选项D错误。故选B。7、（2021·福建省南平市高三下学期第二次质检）如图，一粗糙的固定斜杆与水平方向成θ角，一定质量的滑环A静止悬挂在杆上某位置。现用一根轻质细绳AB一端与滑环A相连，另一端与小球B相连，且轻绳AB与斜杆垂直。另一轻质细绳BC沿水平方向拉小球B，使小球B保持静止。将水平细绳BC的C端沿圆弧缓慢移动到竖直位置，B的位置始终不变，则在此过程中（　　）A. 轻绳AB上的拉力先减小后增大B. 轻绳BC上的拉力先增大后减小C. 斜杆对A的支持力一直在减小D. 斜杆对A的摩擦力一直在减小【答案】C【解析】AB．由题意知，小球B处于平衡，对小球受力分析如图所示
 BC由水平方向变到竖直方向，由矢量三角形的动态分析可以看出，轻绳BC上的拉力先减小后增大；轻绳AB上的拉力一直在减小，故AB错误；C．滑环A处于静止，对A受力分析如图所示
 由于AB绳对A的拉力T一直在减小，故斜杆对A的支持力也一直在减小；斜杆对A的摩擦力一直等于，保持不变。故C正确，D错误。故选C。8、（2021·北京市朝阳区高三下学期5月二模）如图所示，用AC、CD两根轻绳将物块悬于水平轻杆BC的下方，其中B为光滑转轴，C为结点，轻杆BC始终保持水平，重物静止不动。已知物块质量为m，重力加速度为g。设AC、CD绳的拉力分别为FAC、FCD。下列选项正确的是（　　）A. FAC > mg B. FCD > mgC. 若A点上移，则FAC变大 D. 若A点下移，则FCD变大【答案】A【解析】ABD．C点的受力如图所示则有则所以故A正确，BD错误；C．若A点上移，α变大，sinα变大，所以FAC变小，故C错误。故选A。9、（2021·安徽省芜湖市高三下学期5月质检） 2019年11月23日，在体操世界杯德国科特布斯站吊环决赛中，刘洋以15.133分的成绩获得冠军。如图甲所示是刘洋在比赛中的“十字支撑”动作，运动员先双手向下撑住吊环，此时两根等长的吊绳沿竖直方向，然后双臂缓慢张开，身体下移，如图乙所示，则在两手之间的距离增大的过程中，吊环的两根绳的拉力（假设两个拉力大小相等）及它们的合力的大小变化情况为（　　）A. 增大，增大 B. 增大，不变C. 增大，减小 D. 减小，不变【答案】B【解析】设绳子与竖直方向的夹角为α，则有α逐渐增大，所以增大，绳子的合力与运动员的重力平衡，所以合力不变。故选B。10、（2021·安徽省马鞍山市高三下学期5月三模）如图所示，轻杆通过铰链与重物（可看作质点）连接，静止靠在竖直墙壁上，墙壁光滑，水平地面粗糙。则（　　）A. 地面对杆的支持力大于重物的重力B. 杆对重物的弹力等于重物的重力C. 若使重物缓慢向下移动一小段距离，则地面的摩擦力变大D. 若墙壁粗糙，地面光滑，重物仍可以在原位置静止靠在墙壁上【答案】C【解析】A．对重物和杆的整体分析，地面对杆的支持力等于重物的重力，选项A错误；B．对重物受力分析可知，杆对重物的弹力等于重物的重力与墙壁对重物的弹力的合力，选项B错误；C．地面对杆的摩擦力f等于墙面对物体的弹力N，而若使重物缓慢向下移动一小段距离，则θ变大，则地面的摩擦力f变大，选项C正确；D．若墙壁粗糙，地面光滑，地面对杆将无摩擦力，则墙壁也会对物块产生压力，则墙壁对物块无摩擦力，则重物不可以在原位置静止靠在墙壁上，选项D错误。故选C。