1、2021年高三物理选择题强化训练专题一 物体平衡一、单选题1.（2020年浙江卷）如图是“中国天眼”口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（）A. 受到的重力大小为B. 受到的合力大小为C. 对球面的压力大小为D. 对球面的作用力大小为【答案】D【解析】A工作人员的质量为，则工作人员受到的重力A错误；B工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，B错误；C工作人员站在的球面位置不水
2、平，对球面的压力不等于，C错误；D由平衡条件可得球面对工作人员的作用力满足再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为D正确。故选D。3.（2019新课标全国卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为A150kgBkgC200 kgDkg【解析】T=f+mgsin，f=N，N=mgcos，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意。【答案】A3.（2020年全国III卷）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
3、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和。若=70，则等于（）A. 45B. 55C. 60D. 70【答案】B【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示根据几何关系有解得。故选B。4.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为、，已知mamc，故B正确，A、C、D错误。【答案】B10.如图所示，在水平绝缘杆上用两条等长的平行导电细线悬挂一质量为m的通电导体棒。将导体棒放置在
4、蹄形磁铁的磁场中，通电情况如图中所示，由于安培力的作用，当两条细线与竖直方向均成30角时，导体棒处于平衡状态，若重力加速度为g，则关于导体棒在平衡状态时的说法正确的是()A.导体棒所在处的磁感应强度处处相等B.导体棒受到的安培力大小一定是mgC.每条细线对导体棒的拉力大小一定是mgD.导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定是mg【解析】蹄形磁铁靠近两极处的两个磁极之间可以近似看做匀强磁场，其余部分不是匀强磁场，所以导体棒所在处的磁感应强度不会处处相等，A错误；以导体棒为研究对象进行受力分析，两条细线与竖直方向均成30角，当安培力的方向与细线垂直时，安培力最小，根据几何关系可得最小的安培力Fmg
5、sin 30mg，而图中导体棒所受的安培力不一定与细线垂直，所以导体棒受到的安培力大小不一定是mg，B错误；当安培力的方向与细线垂直时，安培力等于mg，由tan 30可得两根细线的拉力和等于mg，每根细线对导体棒的拉力大小都是mg，C错误；导体棒在重力、安培力与拉力的作用下处于平衡状态，由共点力平衡的特点可知，导体棒受到的安培力与拉力的合力一定与重力大小相等、方向相反，D正确。【答案】D11.(2019全国卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最
6、大为()A.150 kg B.100 kgC.200 kg D.200 kg【解析】物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件可得FFfmgsin FfFNFNmgcos 由式得Fmgsin mgcos 所以m代入数据得m150 kg，选项A正确。【答案】A12.如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P质量为m，在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中，下列说法正确的是()A.框架对小球的支持力先减小后增大B.力F的最小值为mgcos C.地面对框架的摩擦力先减
7、小后增大D.框架对地面的压力先增大后减小【解析】以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意图，如图所示。根据几何关系可知，当F顺时针转动至竖直向上之前，支持力FN逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时：Fmgcos ，故选项A错误，B正确；以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F沿顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，故选项C错误；F沿顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小，故选项D错误。【答案】B13.质
8、量为 5 kg 的木块与水平面间动摩擦因数为，一人欲用最小的作用力F使木块沿地面匀速运动，如图12所示，则此最小作用力的大小和F与水平面的夹角分别为(g10 m/s2)()A.10 N30 B.N0C.25 N30 D.25 N60【解析】如图所示，木块受重力G、地面的支持力FN、摩擦力Ff和施加的外力F四个力作用。设力F与x轴夹角为，由共点力平衡条件得Fcos FfFsin FNG且有FfFN联立以上各式得F利用和差角公式变形为F当sin ()1时，F具有极小值Fmin N25 N因为tan 所以60则F与x轴夹角906030，故选项C正确。【答案】C14.如图所示，在倾角为37的斜面上，固
9、定一平行金属导轨，现在导轨上垂直导轨放置一质量m0.4 kg的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数为0.5。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，导轨接电源E，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，滑动变阻器的阻值符合要求，现闭合开关S，要保持金属棒ab在导轨上静止不动，则()A.金属棒所受安培力的方向水平向左B.金属棒所受到的摩擦力方向一定平行斜面向上C.金属棒所受安培力的取值范围是 NF8 ND.金属棒受到的安培力的最大值为16 N【解析】由左手定则可以判断金属棒所受安培力的方向水平向右，故选项A错误；当金属棒刚好不向上运动时，金属棒受到的
10、摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，设金属棒受到的安培力大小为F1，其受力分析如图甲所示，则由平衡条件得FNF1sin mgcos ，F1cos mgsin fmax，fmaxFN，联立以上三式并代入数据解得F18 N；当金属棒刚好不向下运动时，设金属棒受到的安培力大小为F2，其受力分析如图乙所示，则由平衡条件得FNF2sin mgcos ，F2cos fmaxmgsin ，fmaxFN，联立以上三式并代入数据解得F2 N，所以金属棒受到的安培力的取值范围为 NF8 N，故选项C正确，B、D错误。【答案】C15.(2019江苏卷)如图1所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平
11、向右。细绳与竖直方向的夹角为，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为()A. B.C.Tsin D.Tcos 【解析】对气球，受力分析如图所示，将绳的拉力T分解，在水平方向：风对气球的作用力大小FTsin ，选项C正确。【答案】C16.(2017全国卷)如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2 B. C. D.【解析】当F水平时，根据平衡条件得Fmg；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60角时，由平衡条件得Fcos 60(mgFsin 60)，联立解得，故选项C正确。【
12、答案】C17.如图所示，滑块放在水平地面上，左边受一个弹簧拉力作用，弹簧原长小于h，水平向右的拉力F拉动滑块，使滑块向右缓慢移动，并且滑块始终没有离开地面，则在上述过程中，下列说法正确的是()A.弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力不变B.弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力变小C.弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力变小D.弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力不变【解析】设弹簧的原长为l0，劲度系数为k，弹簧弹力在竖直方向的分量Fyksin ，故Fykhkl0sin ，当滑块向右移动时弹簧与水平方向的夹角减小，可知弹簧弹力的竖直分量在增大，故滑块与地面
13、间的弹力减小，滑块与地面间的摩擦力减小，C正确。【答案】C18.如图所示，在竖直平面内，固定有半圆弧轨道，其两端点M、N连线水平。将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环A，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，小球恰好静止在图示位置。不计所有摩擦，重力加速度大小为g。下列说法正确的是()A.轨道对轻环的支持力大小为mgB.细线对M点的拉力大小为mgC.细线对轻环的作用力大小为mgD.N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30【解析】轻环两边绳子的拉力大小相等，均为Tmg，轻环两侧绳子的拉力与轻环对圆弧轨道的压力的夹角相等，设为，由OAOM知OMAMAO，则390，30，轻环受力平衡，则轨道对轻环
14、的支持力大小FN2mgcos 30mg，选项A错误；细线对M点的拉力大小为mg，选项B错误；细线对轻环的作用力大小为FNFNmg，选项C错误；由几何关系可知，N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30，选项D正确。【答案】D19.如图，绝缘光滑的圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60角，bc连线与竖直方向成30角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是()A.a、b、c小球带同种电荷B.a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C.a、b小球的电荷量之比为D.a、b小球的电荷量之比为【解析】对c小球受力分析可得，a、b
15、小球必须带同种电荷c小球才能平衡。对b小球受力分析可得，b、c小球带异种电荷b小球才能平衡，故A、B错误；对c小球受力分析，将力正交分解后可得ksin 60ksin 30，又racrbc1，解得qaqb9，故选项C错误，D正确。【答案】D20.如图所示是一旅行箱，它既可以在地面上推着行走，也可以在地面上拉着行走。已知该旅行箱的总质量为15 kg，一旅客用斜向上的拉力拉着旅行箱在水平地面上做匀速运动。若拉力的最小值为90 N，此时拉力与水平方向间的夹角为。重力加速度大小为g10 m/s2，sin 370.6，旅行箱受到地面的阻力与其受到地面的支持力成正比，比值为，则()A.0.5，37 B.0.
16、5，53C.0.75，53 D.0.75，37【解析】对旅行箱受力分析，如图所示。根据平衡条件可知，水平方向有Fcos Ff0，竖直方向有FNFsin G0，其中FfFN，故F，令tan ，则F；当时，F有最小值，FminGsin 90 N，37，故tan 370.75，37，选项D正确。【答案】D21.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()A.F减小，FN不变 B.F不变，FN减小C.F不变，FN
17、增大 D.F增大，FN减小【解析】对小球受力分析，其所受的三个力组成一个闭合三角形，如图所示，力三角形与圆内的三角形相似，由几何关系可知，小球缓慢上移时，mg不变，R不变，L减小，F减小，FN大小不变，选项A正确。【答案】A22.如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则()A.杆对A环的支持力变大B.B环对杆的摩擦力变小C.杆对A环的力不变D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大【解析】以环、绳和书本整体为研究对象，在竖直方向上始终受力平衡，故杆对其中一环的支持力FN恒等于书本重力的一半，故A错误；设绳与
18、水平杆之间的夹角为，对B环受力分析，可得杆对B环的摩擦力Ff，两环距离减小，夹角增大，摩擦力Ff减小，故B环对杆的摩擦力变小，B正确；杆对环的作用力包括支持力和摩擦力，根据环受力平衡可知，两者的合力大小与绳的拉力大小相等，而绳的拉力大小F，可知，夹角增大，拉力大小减小，故C、D均错误。【答案】B23.如图所示， “”表示电流方向垂直纸面向里，“”表示电流方向垂直纸面向外。两根通电长直导线a、b平行且水平放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力大小为F。当在a、b的上方再放置一根与a、b平行的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小仍为F，图中abc正好构成一个等边三角形，此时b受
19、到的磁场力大小为()A.F B.F C.2F D.F【解析】先分析导线a的受力，题设a、b平行，电流分别为I和2I，此时a受到的磁场力大小为F。再在a、b的上方放置一根与a、b平行的通电长直导线c，a、b、c正好构成一个等边三角形，a受到的磁场力大小仍为F，根据平行四边形定则，可知c对a的磁场力Fca方向由a指向c，大小等于F，如图所示。再分析b的受力，a对b的磁场力大小为F，因为rcarcb，a、b电流分别为I和2I，且c对a的磁场力大小FcaF，故c对b的磁场力大小Fcb2F，根据平行四边形定则和余弦定理，可得b受到的磁场合力大小为Fb合F，选项D正确。【答案】D24.在粗糙水平地面上放着
20、一个截面为半圆的柱状物体A，A与光滑竖直墙之间放另一截面也为半圆的光滑柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所示。设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则()A.F1保持不变，F3增大 B.F1增大，F3保持不变C.F2增大，F3增大 D.F2增大，F3保持不变【解析】未放上C时，以B为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件得，墙对B的作用力F1GBtan 。当放上C时，F1增大，A对B的作用力F2，F1增大，则F2增大，即F2也增大。再以整体为研究对象，受力分析如图乙所示，则放上C前，地面对A的支持力FNGAGB，放
21、上C后变为GAGBGC，即FN增大，地面对A的摩擦力FfF1，且F3为FN与Ff的合力，所以F3增大，故选项C正确。【答案】C二、多选题25.(2019全国卷)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。已知M始终保持静止，则在此过程中()A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【解析】选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓
22、慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大，选项A错误，B正确；对M受力分析，如图乙所示，受重力GM、支持力FN、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f。若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向上，则TfGMsin ，T逐渐增大，f逐渐减小，当f减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向下，此时，TGMsin f，当T逐渐增大时，f逐渐增大，C错误，D正确。【答案】BD26.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
23、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COD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD当绳CD与竖直方向的夹角为30时，工人对绳的拉力为【答案】CD【解析】A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，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为。根据几何知识知：+2=90，由正弦定理可得F1增大，F2减小，A错误；B根据选
24、项A的分析，B错误；C两绳拉力的合力大小等于mg，C正确；D=30时，=30，可求出，D正确。27.如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为。则下列说法正确的是A当细绳与细杆的夹角为60时，拉力F的大小为（2）mgB支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大C拉力F的大小一直增大D拉力F的大小先减小后增大【答案】AC【解析】设小球a的质量为m，则小球b的质
25、量为2m，在缓慢移动的过程中，两小球都处于平衡状态，绳子的拉力，当细绳与细杆的夹角为60时，对小球a受力分析如图所示，则在水平方向上有，已知，在竖直方向上有，联立解得，两段绳子的拉力大小不变，但夹角变大，所以合力变小，故支架对轻滑轮的作用力减小，B错误；绳子与轻杆方向的夹角越来越小，根据，可知N越来越大，在水平方向上，即摩擦力越来越大，越来越大，故拉力F的大小一直增大，C正确D错误。28.如图所示，内壁光滑的“V”形容器AOB放在水平地面上，AOB为锐角，贴着内壁放置一个铁球，现将容器以O点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90，则在转动过程中A球对OA的压力逐渐增大B球对OA的压力先增大后减小C
26、球对OB的压力逐渐增大D球对OB的压力先增大后减小【答案】AD【解析】对小球在某位置受力分析如图，当容器以O点为轴在竖直平面内逆时针缓慢旋转90的过程中，相当于容器不动，而重力G的方向从竖直向下的位置转到与OB平行且方向向左的位置，若设F1与竖直方向的夹角为（定值），某时刻重力G与竖直方向的夹角为，则对小球O1，由正交分解法可知：；，则解得；，则当角从0增加到 90角的过程中，F1逐渐变大；F2先增加后减小，故选AD.29.如图所示，一足够长的斜面体静置于粗糙水平地面上，一小物块沿着斜面体匀速下滑，现对小物块施加一水平向右的恒力F，当物块运动到最低点之前，下列说法正确的是A物块与斜面体间的弹力
27、不变B物块与斜面体间的摩擦力增大C斜面体与地面间的弹力不变D斜面体与地面间的摩擦力始终为0【答案】BD【解析】AB、设斜面的倾角为，不加推力F时，滑块匀速下滑，受重力、支持力和摩擦力，根据共点力平衡条件，支持力N=mgcos，摩擦力f=mgsin，故动摩擦因数=f/N=tan；对小物块施加一水平向右的恒力F后，支持力N=mgcos+Fsin，变大；滑动摩擦力f=N，也变大；故A错误，B正确；CD、不加推力F时，根据平衡条件，滑块受的支持力和摩擦力的合力竖直向上；故根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力竖直向下，故斜面体相对地面没有滑动趋势，故斜面体不受摩擦力；加上水平推力后，滑块对
28、斜面体的摩擦力和压力同比例增加，其合力方向依旧是竖直向上（大小变大，方向不变）；同理，根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力依旧是竖直向下（大小变大，方向不变），故斜面体相对地面仍然没有滑动趋势，故斜面体仍然不受摩擦力，但对地压力变大了；故C错误，D正确；故选BD。30.如图所示，竖直杆固定在木块C上，两者总重为20 N，放在水平地面上。轻细绳a连接小球A和竖直杆顶端，轻细绳b连接小球A和B，小球B重为10 N。当用与水平方向成30角的恒力F作用在小球B上时，A、B、C刚好保持相对静止且一起水平向左做匀速运动，绳a、b与竖直方向的夹角分别恒为30和60，则下列判断正确的是A力F的大
29、小为10 NB地面对C的支持力大小为40 NC地面对C的摩擦力大小为10 NDA球重为10 N【答案】AD【解析】AD、以B为研究对象受力分析，水平方向受力平衡，有：，解得：，竖直方向受力平衡，则有：，解得：，以A为研究对象受力分析，竖直方向上有：，水平方向：，联立得：，即A球重为10N，故AD正确；BC、以ABC整体为研究对象受力分析，水平方向：，竖直方向：，解得：N35N，故BC错误。 31.如图所示，一个固定的圆弧阻挡墙PQ，其半径OP水平，OQ竖直。在PQ和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B。斜面体A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推着，整个装置处于静止状态。现改变推力F的大
30、小，推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动，使球B沿斜面上升一很小高度。在球B缓慢上升过程中，下列说法正确的是()A.斜面体A与球B之间的弹力逐渐减小B.阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小C.水平推力F逐渐增大D.水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小【解析】对球B受力分析，如图甲所示。当球B上升时，用图解法分析B球所受各力的变化，其中角增大，FAB和FOB均减小，则选项A、B正确；对斜面体进行受力分析，如图乙所示，因为FAB减小，由牛顿第三定律可知FABFBA，故FBA也减小，则推力F减小，水平地面对斜面体的弹力FN也减小，则选项C错误，D正确。【答案】ABD32.(2019江苏卷)如图所示，在光滑
31、的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止。则a、b的电流方向可能是()A.均向左 B.均向右C.a的向左，b的向右 D.a的向右，b的向左【解析】如图甲所示，当a、b中电流方向均向左时，矩形线框靠近导线的两边所受安培力方向相同，使线框向导线b移动。同理可知，a、b中电流均向右时，线框向导线a移动，选项A、B错误；甲乙如图乙所示，电流方向a的向左，b的向右时，a、b中电流I在线框所在处产生的磁场方向如图所示，导线AB、CD所在处的磁感应强度相同，但所受安培力大小相等、方向相反。线框静止。同理
32、可知，电流方向a的向右，b的向左时，线框也能静止，C、D正确。【答案】CD33.如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则()A.小球A与B之间库仑力的大小为B.当时，细线上的拉力为0C.当时，细线上的拉力为0D.当时，斜面对小球A的支持力为0【解析】根据库仑定律可得两小球之间的库仑力大小为F，选项A正确；当细线上的
33、拉力为0时，小球A受到库仑力、斜面支持力、重力，由平衡条件得mgtan ，解得，选项B错误，C正确；由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，选项D错误。【答案】AC34.设在地面上方的真空中，存在着匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向相同，电场强度的大小E4.0 V/m，磁感应强度的大小B0.15 T，今有一个带负电的质点以一定速度在此区域内沿垂直于电场强度方向做匀速直线运动，带电质点的比荷1.96 C/kg，重力加速度g9.8 m/s2，则下列说法中正确的是()A.该质点所受的电场力、重力、洛伦兹力一定在同一竖直平面内B.该质点运动的速度v10 m/sC.该质点运动的速度
34、v20 m/sD.匀强磁场的方向与重力方向夹角的正切值tan 0.75，磁场方向可沿斜向下方的一切方向【解析】根据带电质点做匀速直线运动的条件，可知带电质点所受的电场力、重力、洛伦兹力一定在同一竖直平面内，合力为零，如图所示，故选项A正确；质点的速度方向一定垂直于纸面，由平衡条件可知mg，代入数据得v20 m/s，故选项B错误，C正确；设磁场方向与重力方向的夹角为，将电场力和洛伦兹力沿垂直于重力方向分解，则有tan ，解得tan 0.75，即磁场方向与重力方向夹角的正切值tan 0.75，磁场方向可沿斜向下方的一切方向，故选项D正确。【答案】ACD35.如图所示，有一四分之一球体置于粗糙的水平
35、面上，两质量均为m的小球A、B(均可看作质点)通过柔软光滑的轻绳连接，且与球体一起静止在水平面上。B球与球心O的连线与水平方向成37角(连B球的轻绳与OB连线垂直)。已知重力加速度为g，sin 370.6，cos 370.8。下列关于系统中各物体受力的说法正确的是()A.四分之一球体一定受到水平面的摩擦力作用，方向水平向右B.小球A受到三个力的作用C.小球B受到四分之一球体摩擦力的大小为mg，方向沿曲面切线斜向下D.四分之一球体对小球B作用力的大小为mg【解析】以整个系统为研究对象，因系统处于静止状态，所以在水平方向不受外力作用，即球体不受水平面的摩擦力作用，故选项A错误；由小球A处于静止状态
36、可知，它受重力和轻绳拉力两个力作用，故选项B错误；将小球B的重力分解，沿切线方向F1mgcos 37mg，垂直切线方向F2mgsin 37mg，因小球B处于静止状态，所以小球B受摩擦力的作用，其方向沿曲面切线斜向下，大小为fmgmgmg，故选项C正确；四分之一球体对小球B的作用力为球体对小球B的支持力和球体对小球B的摩擦力的合力，大小为mg，故选项D正确。【答案】CD36.如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A.绳的右端上移到b，绳子拉力不变B.将杆N
37、向右移一些，绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移【解析】设两杆间距离为d，绳长为l，Oa、Ob段长度分别为la和lb，则llalb，两部分绳子与竖直方向夹角分别为和，受力分析如图所示。绳子中各部分张力相等，FaFbF，则。满足2Fcos mg，dlasin lbsin lsin ，即sin ，F，d和l均不变，则sin 为定值，为定值，cos 为定值，绳子的拉力保持不变，故选项A正确，C错误；将杆N向右移一些，d增大，则sin 增大，cos 减小，绳子的拉力增大，故选项B正确；若换挂质量更大的衣服，d和l均不变，绳中拉力增大，但衣服的位置不
38、变，选项D错误。【答案】AB37.如图所示，在一竖直平面内，y轴左侧有一水平向右的匀强电场E1和一垂直纸面向里的匀强磁场B，y轴右侧有一竖直方向的匀强电场E2，一电荷量为q(电性未知)、质量为m的微粒从x轴上A点以一定初速度与水平方向成37角沿直线经P点运动到图中C点，其中m、q、B均已知，重力加速度为g，sin 370.6，cos 370.8，则()A.微粒一定带负电B.电场强度E2方向一定竖直向上C.两电场强度大小之比D.微粒的初速度大小为v【解析】微粒从A到P受重力、静电力和洛伦兹力作用做直线运动，则微粒做匀速直线运动，由左手定则及静电力的性质可确定微粒一定带正电，故选项A错误；此时有q
39、E1mgtan 37，微粒从P到C在静电力、重力作用下做直线运动，必有mgqE2，所以E2的方向竖直向上，故选项B正确；由以上分析可知，故选项C错误；AP段有mgBqvcos 37，即v，故选项D正确。【答案】BD38.如图所示，一光滑的轻滑轮用轻绳OO悬挂于O点，另一轻绳跨过滑轮，一端连着斜面体上的物块A，另一端悬挂物体B，整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面体，直到轻绳平行于斜面，这个过程中物块A与斜面体始终保持相对静止。则下列说法正确的是()A.物块A受到的摩擦力一定减小B.物块A对斜面的压力一定增大C.轻绳OO的拉力一定减小D.轻绳OO与竖直方向的夹角一定减小【解析】对B分析，因为
40、过程缓慢，故B受力平衡，所以绳子的拉力TmBg，由于同一条绳子上的拉力大小相同，故绳子对A的拉力大小恒为TmBg。设绳子与斜面的夹角为，斜面与水平面的夹角为，对A分析：在垂直斜面方向上，有Tsin FNmAgcos ，随着斜面体左移，在减小，故FNmAgcos Tsin 在增大，在沿斜面方向上，物块A受到重力沿斜面向下的分力mAgsin 和绳子沿斜面向上的分力Tcos ，如果mAgsin Tcos ，则有mAgsin Tcos f，随着的减小，f在减小，如果mAgsin Tcos ，则有mAgsin fTcos ，随着的减小，f在增大，故选项A错误，B正确；因为轻绳与竖直方向上的夹角越来越大，所以轻绳OO的拉力在减小，故选项C正确；OO一定在两轻绳夹角的角平分线上，因为轻绳与竖直方向的夹角越来越大，所以OO与竖直方向的夹角一定增大，故选项D错误。【答案】BC
