2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.11静态平衡问题提高篇含解析

高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1）第一部分静电场专题1.16 电势图象（提高篇）一．选择题1.（2020江苏南通泰州一模）某静电场中有电场线与x轴重合，x轴上各点电势φ分布如图所示，图线关于纵轴对称．则()A. x1处和－x1处场强方向相同B. x1处和－x2处场强大小相等C. 某带电粒子在x2处和－x2处电势能相等D. 某带电粒子在x2处的电势能大于在－x2处的电势能【参考答案】C【名师解析】φ-x图象的斜率大小等于电场强度，x1处和-x1处场强大小相等，方向相反，x1处和-x2处场强大小不相等，故AB错误。

在x2处和-x2处电势相等，根据E p=φq知某带电粒子在x2处和-x2处电势能相等，故C正确，D 错误。

【关键点拨】。

根据φ-x图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化。

根据E p=φq判断电势能的高低本题关键要理解φ-t图象的斜率等于场强，由电势的高低判断出电场线的方向，根据E p=φq判断电势能的高低。

2.（2020山东德州期末）空间存在一点电荷P，在该点电荷的一条电场线上建立直线坐标系x。

x轴上各点的电势随坐标变化的规律如图所示，对此以下说法正确的（）A.点电荷P的位置坐标x＞4cmB. 点电荷P带负电C. 另一带电量为10-5C的负点电荷Q，在x=2cm处的电势能为10-5JD. 另一带电量为10-5C的负点电荷Q，自x=2cm处移至x=4cm处，其电势能减小4×10-5J【参考答案】AD【名师解析】根据点电荷的电势的公式：φ=，可知点电荷的电势与该点到点电荷的距离成反比，结合该图线的特点可知，点电荷P的位置坐标x＞4cm，故A正确；结合A的分析可知，距离该点电荷越近则电势越高，所以带点电荷一定是正电荷，故B错误；根据：E p=qφ可知，带电量为10-5C的负点电荷Q，在x=2cm 处的电势能为-10-5J，故C错误；另一个带电量为10-5C的负点电荷Q，自x=2cm处移至x=4cm处，电势升高，负电荷的电势能减小△E p=Q•△φ=（5-1）×10-5J=4×10-5J，故D正确；【关键点拨】。

高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1）第一部分 静电场专题1.38 带电小球在匀强电场中的运动（提高篇）一．选择题1.（2020高考模拟示范卷3）如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m ,电荷量为+q 的物块从A 点由静止开始下落,加速度为23g ,下落高度H 到B 点后与一绝缘轻弹簧接触,又下落h 到达最低点C ,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则带电物块在由A 点运动到C 点的过程中,下列说法正确的是A. 物块在B 点速度最大B. 弹簧的弹性势能的增加量为2()3mg H h + C. 带电物块电势能增加量为()mg H h + D. 带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为()3mg H h + 【参考答案】BD【名师解析】.物块由静止开始下落时的加速度为23a g =，根据牛顿第二定律得mg Eq ma -=，解得3mgE q=，合外力为零时，速度最大，所以B 点速度不是最大速度，故A 错误；.由A 到C 应用能量守恒定律，弹簧的弹性势能的增加量2Δ()()()3E mg H h Eq H h mg H h =+-+=⋅+弹，故B 正确；从A 到C 的过程中，电场力做功1()()3W Eq H h mg H h =-+=-+。

带电物块电势能的增加量为1()3mg H h +，故C 错误；带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量等于克服电场力做的功，所以带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为()3mg H h +，故D 正确。

2. (2017·四川自贡一诊)(多选)在地面附近，存在着一有界电场，边界MN 将空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场，在区域Ⅰ中离边界某一高度由静止释放一质量为m 的带电小球A ，如图甲所示，小球运动的v －t 图象如图乙所示，不计空气阻力，则( )A.小球受到的重力与电场力大小之比为3∶5B.在t ＝5 s 时，小球经过边界MNC.在小球向下运动的整个过程中，重力做的功大于电场力做功D.在1～4 s 过程中，小球的机械能先减少后增加 【参考答案】AD【名师解析】 小球进入电场前做自由落体运动，进入电场后受到重力和电场力作用而做减速运动，由题图乙可以看出，小球经过边界MN 的时刻是t ＝1 s 和t ＝4 s 时，故选项B 错误；由v －t 图象的斜率等于加速度得，小球进入电场前的加速度大小a 1＝g ＝v 1t 1＝v 1，进入电场后的加速度大小a 2＝v 1t 2＝v 11.5＝2v 13，由牛顿第二定律得mg ＝ma 1，F －mg ＝ma 2，得电场力F ＝mg ＋ma 2＝53mg ，得重力mg 与电场力F 大小之比为3∶5，故选项A 正确；小球向下运动的整个过程中，动能的变化量为零，根据动能定理，整个过程中重力做的功与电场力做的功大小相等，故选项C 错误；整个过程中，由题图可得，小球在0～2.5 s 内向下运动，在2.5～5 s 内向上运动，在1～4 s 过程中，电场力先做负功后做正功，所以小球的机械能先减少后增加，故选项D 正确。

2021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2.10．动态平衡问题（提高篇）一．选择题1. （2020陕西咸阳一模）如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O．人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是（）A. OA绳中的拉力先减小后增大B．OB绳中的拉力不变C．人对地面的压力逐渐减小D．地面给人的摩擦力逐渐增大【参考答案】D【名师解析】将重物的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大；OA拉力变大，则绳子拉力水平方向分力变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变；【关键点拨】。

将重力进行分解，判断OB拉力的变化，根据平衡条件判断摩擦力的变化．本题考查了动态平衡问题，用图解法比较直观，还可以用函数法．2. （2020高考模拟示范卷5）如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。

现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动，P为圆弧上的点，角PNM为60°。

橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则A. 在P点橡皮筋弹力大小为B. 在P点时拉力F大小为C. 小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直D. 小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小【参考答案】AC【名师解析】设圆的半径为R，则，ON为橡皮筋的原长，设劲度系数为k，开始时小球二力平衡有；当小球到达P点时，由几何知识可得，则橡皮筋的弹力为，联立解得，故A正确。

B、小球缓慢移动，即运动到任意位置均平衡，小球所受三个力平衡满足相似三角形，即，，因，可得,故B错误。

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1）第一部分静电场专题1.25 与电场力相关的平衡问题（提高篇）一．选择题1．（2020高考仿真冲刺卷4）如图,质量为m,电荷量为+q的小球,用长度为l的绝缘细线悬挂于O点,平衡时,小球位于O点的正下方.施加一水平向右的匀强电场后,小球向右摆动,摆动的最大角度为60°;在改变电场强度的大小和方向后,小球的平衡位置在α=60°处,然后再将小球的质量改变为2m,其新的平衡位置在α=30°处,重力加速度为g.下列说法中正确的是()A.水平向右的匀强电场强度为B.在水平向右的匀强电场中,小球由静止状态向右摆动到60°时,电势增加了C.改变电场强度的大小和方向后,小球受到的电场力大小为mgD.改变电场强度的大小和方向后,电场的方向向右上方且与水平面成30°角【参考答案】.ACD【名师解析】小球受到电场力,向右摆动的最大角度为60°,末速度为零,根据动能定理,有Eqlsin α-mgl(1-cos α)=0,解得E=,选项A正确;在水平向右的匀强电场中,小球由静止状态向右摆动到60°的过程中,电场力做正功,电势能减小,选项B错误;改变电场强度的大小和方向后,平衡在α=60°处时,设电场力与竖直方向的夹角为γ,根据正弦定理,则有=;改变小球的质量,新的平衡位置在α=30°处,根据正弦定理,则有=,解得F=mg,γ=60°,即电场的方向向右上方且与水平面成30°角,选项C,D正确.2.（3分）（2019江苏宿迁期末）如图所示，两个完全相同的带电小球A、B，质量、电荷量分别为m、+q，放置在一个半球状、半径为R、质量为M的绝缘物块上，小球平衡时相距为R，重力加速度为g。

则（）A．物块对地面的压力大于（M+2m）gB．物块对小球A的支持力等于mgC．若保持A球静止，把B球缓慢移动到O'，B球的电势能一定减小D．若保持A球静止，把B球缓慢移动到O'，地面对物块的支持力一定增大【参考答案】BC【名师解析】将A、B两球及绝缘物块看成一个整体，整体处于静止，受力分析可知，地面对整体的支持力N＝（M+2m）g，则整体对地面的压力也等于（M+2m）g，故A错误；隔离小球A受力分析，如图所示，则小球A受到的支持力，故B正确；若保持A球静止，把B球缓慢移动到O'的过程中，B受到的电场力对其做正功，所以B的电势能减小，故C正确；缓慢移动B球的过程中，整体处于平衡态，地面对物块的支持力不变，故D错误。

2020年高考100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用十九、近三年高考真题精选精练一．选择题1．（2019全国理综I卷19）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【参考答案】BD【命题意图】本题考查动态平衡及其相关知识点。

【解题思路】用水平向左的拉力缓慢拉动N，水平拉力一定逐渐增大，细绳对N的拉力一定一直增大，由于定滑轮两侧细绳中拉力相等，所以M所受细绳的拉力大小一定一直增大，选项A错误B正确；由于题述没有给出M、N的质量关系，所以M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，选项C错误D正确。

【方法归纳】解答此题也可设出用水平向左的拉力缓慢拉动N后细绳与竖直方向的夹角，分析受力列出解析式，得出细绳的拉力随细绳与竖直方向的夹角表达式，进行讨论。

2．（2019全国理综II卷16）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。

，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）（）A．150kg B．．200 kg D．【参考答案】B【命题意图】 本题考查力的分解、平衡条件，考查的核心素养是分析解决问题的能力。

【解题思路】设物块的最大质量为m ，将倾角30°斜面上物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解， 由平衡条件，在沿斜面方向，F=mgsin30°+μmgcos30°，解得：m=150kg ， B 项正确。

【试题拓展】此题中用平行于斜面的力匀速向上拉物块，若题述改为用平行于斜面的力拉住物块，使物块保持静止状态，则物块的最大质量为多大？3. （2019全国理综III 卷16）．用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。

2020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十．静态平衡问题（基础篇）一．选择题1．（2019湖南岳阳二模）如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为7cm，图乙中斜挎包的宽度约为21cm，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，下列措施正确的是（）A. 随意挂在一个钩子上B. 使背包带跨过两个挂钩C. 使背包带跨过三个挂钩D. 使背包带跨过四个挂钩2.（6分）（2019河南天一大联考6）如图所示，质量为m＝1kg的物块置于倾角为30°的粗糙斜面上，物块恰好处于静止状态。

现用竖直向上的外力F作用在物块上，外力F由零缓慢增加，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则在物块发生移动之前，物块所受的斜面的支持力和摩擦力的值不可能为（）A．2N、2N B．3N、NC．.N、5N D．.N、N3.（2018开封质检）如图所示，一件重力为G的衣服悬挂在等腰衣架上，已知衣架顶角θ=120°，底边水平，不计摩擦，则衣架一侧对衣服的作用力大小为()A B.G C.12G D.G4.(2018·连云港联考)如图，支架固定在水平地面上，其倾斜的光滑直杆与地面成30°角，两圆环A、B穿在直杆上，并用跨过光滑定滑轮的轻绳连接，滑轮的大小不计，整个装置处于同一竖直平面内。

圆环平衡时，绳OA竖直，绳OB与直杆间夹角为30°。

则环A、B的质量之比为()A．1∶ 3 B.1∶2C.3∶1D.3∶25．（2017.4.浙江选考题）重力为G的体操动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则()A．当θ=60°时，运动员单手对地的正压力大小为2GB．当θ=120°时，运动员单手对地面的压力大小为GC．当θ不同时，运动员受到的合力不同D．当θ不同时运动员与地面之间的相互作用力不相等6．（2017湖北八校联考）如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m,，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，则下列叙述正确的是( )A ．小球A 、B 受到的拉力T OA 与T OB 相等，且T OA ＝T OBBC ．AD ．光滑半圆柱体对A 球支持力的大小为mg7．(2016重庆万州区月考)三个相同的物体叠放在水平面上，B 物体受到水平拉力的作用，但三个物体都处于静止状态，如图所示，下列说法正确的是( )A.A 与B 的接触面一定是粗糙的B.各接触面都一定是粗糙的C.B 与C ，C 与水平面的接触面一定是粗糙的D.C 与水平面的接触面可能是光滑的8.（2016海南七校联盟联考）如图所示，两个相同的物体A,B 叠在一起放在粗糙的水平桌面上，连在物体B 上的轻绳通过定滑轮与空箱C 相连，箱内放有一小球与箱内壁右侧接触，整个系统处于静止状态。

2020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九．与弹簧相关的平衡问题（提高篇）一．选择题1．(2018·河北省衡水中学第一次调研)如图7所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为O点，P为环上最高点，轻弹簧的一端固定在P点，另一端拴连一个套在大环上的小球，小球静止在图示位置，则()A．弹簧可能处于压缩状态B．大圆环对小球的弹力方向不可能指向O点C．小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向O点D．大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力，也可能大于球的重力【参考答案】BC【名师解析】若弹簧处于压缩状态，则对小球受力分析可知，重力向下，大圆环对小球的弹力指向O点，弹簧弹力沿PQ向下，则由平衡条件可知，此三力不可能平衡，选项A错误；因弹簧处于被拉伸状态，则大圆环对小球的弹力方向沿半径方向向外，不可能指向O点，选项B正确；因小球受重力、弹簧的弹力以及大圆环的弹力作用，由平衡条件可知，小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定与大圆环对小球的弹力等大反向，指向O 点，选项C正确；根据平行四边形定则，结合几何关系可知，大圆环对小球的弹力大小等于球的重力，选项D错误．2.(2016·四川成都高新区月考)如图所示，把重为20 N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，则弹簧对物体的弹力(弹簧与斜面平行)()A.可以为22 N，方向沿斜面向上B.可以为2 N，方向沿斜面向下C.可以为12 N，方向沿斜面向下D.弹力不可能为零【参考答案】AB【名师解析】将重力分解，平行斜面的向下分力为mg sin 30°＝10 N，垂直斜面的分力为mg cos 30°＝10 3 N，当最大静摩擦力平行斜面向下时，物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，弹簧弹力为拉力，等于22 N；当最大静摩擦力平行斜面向上时，物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，弹簧弹力为推力，等于2 N。

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1）第一部分静电场专题1.36 近三年高考真题精选精练（能力篇）一．选择题1．（2019高考江苏卷物理5）一匀强电场的方向竖直向上，t=0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图象是（）【参考答案】A【名师解析】由于带电粒子在电场中类平抛运动，在电场力方向上做匀加速直线运动，加速度为a=qEm，经过时间t，电场力方向的分速度为v=at=qEtm，功率为qEP Fv qE tm==⨯，所以P与t成正比，选项A正确。

2．（2019高考江苏卷物理9）如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W．再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有（）A. Q1移入之前，C点的电势为W qB. Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0C. Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2WD. Q2在移到C点后的电势能为-4W【参考答案】ABC【名师解析】根据题述，将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W．可得C点与无穷远点的电势差为U=Wq，所以Q1移入之前，C点的电势为Wq，选项A正确；根据点电荷电场特征可知，BC两点处于同一等势面上，所以Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0，选项B正确；将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点，所受电场力做的功为2W，Q2在移到C点后的电势能为-2W，选项C正确D错误。

3.（2018年4月浙江选考）真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F，用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（）A.B.C.D.【参考答案】C【名师解析】本题考查库仑定律等知识点。

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1）第二部分恒定电流专题2.4 滑动变阻器滑动引起的电路动态变化（提高篇）一．选择题1.（2019江苏苏州期末）恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变，如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P向右移动时，下列说法中正确的是（）A.R0上的电压变小 C.R2上的电压变大C.R1上的电压变小D.R1上电压变化量大于R0上的电压变化量【参考答案】A【名师解析】当滑动变阻器滑动触头P由图示位置向右移动时，滑动变阻器R0接入电路的电阻减小，则总电阻也减小，而电源输出电流不变，由闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压减小，所以R2上的电压变小，R2是定值电阻，所以通过R2的电流减小，总电流不变，则通过R1电流增大，所以R1的电压变大，则R0上的电压变小，故A正确，BC错误；R1的电压变大，R0上的电压变小，R1和R0的电压之和减小，则R1上电压变化量小于R0上的电压变化量，选项D错误。

2．（4分）（2019江苏七市二模）检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。

某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。

当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。

则（）A．煤气浓度越高，a、b间电压越高B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小C．煤气浓度越低，电源的功率越大D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度【参考答案】AD。

【名师解析】分析清楚电路结构，根据煤气浓度变化判断电路总电阻如何变化，然后应用闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律分析答题。

煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，电阻两端电压U＝IR变大，即a、b间电压越高，故A正确，B错误；煤气浓度越大，气敏电阻R1越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率P＝EI越小，故C错误；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，回影响报警器的灵敏度，故D正确；【关键点拨】本题是一道闭合电路动态分析题，分析清楚电路结构、知道气敏电阻R1随煤气浓度变化的关系是解题的前提与关键，应用欧姆定律即可解题。

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第一部分 静电场专题1.2 库仑定律（提高篇）一．选择题1．（2019北京交大附中三模）图示的仪器叫做库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律。

下列说法中正确的是（ ）A ．装置中A 、C 为带电金属球，B 为不带电的平衡小球B ．实验过程中一定要使A 、B 球带等量同种电荷C ．库仑通过该实验计算出静电力常量k 的值D ．库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小2.(2019·广东省汕头市质检)A 、C 是两个带电小球，质量分别是m A 、m C ，电荷量大小分别是Q A 、Q C ，用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O ，两球静止时如图所示，此时细线对两球的拉力分别为F T A 、F T C ，两球连线AC 与O 所在竖直线的交点为B ，且AB <BC ，下列说法正确的是()A ．Q A >Q CB ．m A ∶mC ＝F T A ∶F T CC ．F T A ＝F T CD ．m A ∶m C ＝BC ∶AB3.（2019山西省五地市期末联考）如图所示，正电荷Q 固定在圆心，另外两个完全相同的带电粒子a 、b 绕Q 做匀速圆周运动，它们的圆轨道在同一平面内，绕行方向相同。

带电粒子a 的轨道半径是r ，带电粒子b 的轨道半径是4r ，带电粒子a 做圆周运动的周期是T ，不计a 、b 重力和a 、b 之的作用力，某时刻a 、b 两带电粒子距离达到最近，则下列说法正确的是：（ ）AC B 刻度 悬丝A ．.此时若使带电粒子b 加速运动，有可能与a 发生碰撞B ．此时带电粒子a 的电势能比带电粒子b 的电势能大C ．从该时刻起到a 、b 间相距最远所经历的最短时间为74T D ．.从该时刻起到a 、b 间相距最远所经历的最短时间为78T 4．（2019湖南娄底二模）如图所示，带电小球a 由绝缘细线PM 和PN 悬挂而处于静止状态，其中PM 水平，地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH ，圆心P 与a 球位置重合，管道底端H 与水平地面相切，一质量为m 可视为质点的带电小球b 从G 端口由静止释放，当小球b 运动到H 端时对管道壁恰好无压力，重力加速度为g 。

2020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 十六、平衡状态临界和极值问题一．选择题1.（2019全国高考猜题卷6）如图所示，质量为m ＝10 kg 的木箱置于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数μ＝33，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F ，为使木箱做匀速直线运动，拉力F 的最小值以及此时θ分别是( )A ．50 N 30°B ．50 N 60° C.2003N 30° D.2003N 60° 2. (2019山东青岛联考)如图所示，质量为m 的长方体物块放在水平放置的钢板C 上，物块与钢板间的动摩擦因数为μ，由于光滑固定导槽A 、B 的控制，该物块只能沿水平导槽运动。

现使钢板以速度v 1向右匀速运动，同时用水平力F 拉动物块使其以速度v 2(v 2的方向与v 1的方向垂直，沿y 轴正方向)沿导槽匀速运动，下列说法正确的是（ ）A ．若拉力F 的方向在第一象限，则其大小一定大于μmgB ．若拉力F 的方向在第二象限，则其大小可能小于μmgC ．若拉力F 的方向沿y 轴正方向，则此时F 有最小值，其值为μmg v 1v 12＋v 22D ．若拉力F 的方向沿y 轴正方向，则此时F 有最小值，其值为μmgv 2v 12＋v 223.（2019湖南岳阳二模）如图所示，物体A 、B 跨过定滑轮并用轻绳连接起来，物体A 放在倾角为θ的固定粗糙斜面上，滑轮左边的轻绳平行斜面。

已知物体A 的质量为m ，物体A 与斜面的动摩擦因数为μ（μ＜tanθ＜1），不计滑轮与绳之间的摩擦，要使物体A 能在斜面上滑动，物体B 的质量可能为（ ）A. B.C.D.4．（2013高考全国理综） 如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2(F 2>0)．由此可求出( )A ．物块的质量B ．斜面的倾角C ．物块与斜面间的最大静摩擦力D ．物块对斜面的正压力5.(2017·山东师大附中一模)如图所示，三根长度均为L 的轻绳分别连接于C 、D 两点，A 、B 两端被悬挂在水平天花板上，相距2L ，现在C 点上悬挂一个质量为m 的重物，为使CD 绳保持水平，在D 点上可施加力的最小值为( )A ．mg B.33mg C.12mg D.14mg 6. 如图所示,有黑、白两条毛巾交替折叠地放在地面上,白毛巾的中部用细线与墙连接着,黑毛巾的中部用细线拉住.设细线均水平,欲使黑、白毛巾分离开来,若每条毛巾的质量均为m 、毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为μ,则将黑毛巾匀速拉出需施加的水平拉力F 值为( )A. μmgB. 4μmgC. 5μmgD. μmg 二．计算题1.(2018·湖南株洲二中月考)一重为G的圆柱体工件放在V形槽中，槽顶角α＝60°，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同且大小为μ＝0.25，则：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图)水平地把工件从槽中拉出来，人要施加多大的拉力？(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角，且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件和槽之间的摩擦力大小．2．(2018·江西白鹭洲中学月考)一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ＝45°)、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示．设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力F fm由F fm＝μF N(F N为正压力)求得．有一次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁)，此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x.(1)求自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向．(2)求此时(自锁时)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小．(3)无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则μ至少要多大？3．如图所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上．两弹簧之间有一质量为m1的物体A，最下端挂着质量为m2的另一物体B，整个装置处于静止状态．(1)这时两个弹簧的总长度为多大？(2)若用一个质量为M的平板把下面的物体B竖直缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体B的压力大小．4.（10分）三个重量均为10N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用细线连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。

十一．静态平衡问题（提高篇）一．选择题1．（6分）（2019河南濮阳三模）如图所示，山坡上两相邻高压塔A、B之间架有匀质粗铜线，平衡时铜线呈弧形下垂，最低点在C，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处铜线切线与竖直方向成β＝30°角。

问右塔A处铜线切线与竖直方向成角α应为（）A．30°B．45°C．60°D．75°【参考答案】C【名师解析】设AB两端绳上拉力分别为F A、F B，铜线质量为m，在水平方向，ABC整体受力平衡，有：F A sinα＝F B sinβ在竖直方向，BC段受力平衡，有：F B cosβ＝mg（AC段对C端的力方向水平向右）在竖直方向，AC段受力平衡，有：F A cosα＝mg①②③联立解得：tanα＝3tanβ，所以，α＝60°，故ABD错误C正确。

2. 两个中间有孔的质量为M的小球AB用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上。

两个小球下面分别连一轻弹簧。

两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球C上，如图7所示。

已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。

则（）A．水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mgB．连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为mg/3C．连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为3mgD．套在一水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为33kmg【参考答案】C【名师解析】把三个小球和三根弹簧看作整体，分析受力，利用对称性，由平衡条件可得，水平横杆对质量为M的小球的支持力F N=Mg+12mg。

选项A错误。

对质量为m小球分析受力，由平衡条件可得，2F1cos30°=mg，解得连接质量为m小球的轻弹簧的拉力为F1=33mg，选项B错误。

由胡克定律，F1=kx1，解得连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量x1=F1/k=33kmg。

选项C正确。

对套在一水平光滑横杆上的一个小球M分析受力，水平轻弹簧对小球M的作用力F2= F1sin30°=36mg，由胡克定律，F2=kx2，解得轻弹簧的形变量x2=F2/k=36kmg。

2025高考复习100考点最新模拟题千题精练二、相互作用专题2.11 物体静态平衡1. (2024广东广州天河区二模)灯笼为春节增添了不少喜庆的气氛。

如图所示，重力为G 的灯笼用细绳悬挂，在水平风力F 的吹动下偏离竖直方向一定的角度，并保持静止，此时细绳对灯笼的拉力为T F ，则（ ）A. T F G=B. T F F=C. F 与T F 的合力与G 相同D. 若F 增大，灯笼重新平衡时，则T F 也增大。

A ．F =G 4B ．3. （2024广东佛山一模）“人体旗帜”指的是用手抓着支撑物，使身体与地面保持平行的高难度动作。

某同学重为G ，完成此动作时其受力情况如图所示，已知两手受力1F 、2F 方向与竖直方向夹角均为60°，则其中1F 大小为（ ）A. 12GB. C. G D. 2G4. （2024福建漳州第二次质检） 如图，斜面体M 放置在水平地面上，一物块m 恰好静止在斜面体上。

现对物块施加一水平向右的恒力F ，物块与斜面体相对地面仍处于静止状态，则（ ）A. 斜面体对物块摩擦力一定增大B. 斜面体对物块的支持力可能不变C. 地面对斜面体的支持力保持不变D. 地面对斜面体的摩擦力可能减小5. （2024深圳龙岗期末）如图（a ），在倾角为q 的固定斜面上，有一质量为m 的拖把头被水平力F 推着沿斜面向上做匀速直线运动，轻杆质量不计，拖把头与斜面的动摩擦因数为μ。

重力加速度取为g 。

有位同学对此作了受力分析如图（b ），并列写下列关系式，其中正确的是（ ）A. f N F F μ=B. N cos F mg q=的C. f sin F F mg q =+D. =6. (2024山西晋城期末)如图所示，轻弹簧b 一端固定在墙上，另一端拴一个质量为3m 的小球，小球用固定在墙上的水平轻弹簧a 支撑，静止时轻弹簧b 与竖直方向的夹角为53°，已知重力加速度为g ，cos53°=0.6，sin53°=0.8。