2020年高考物理考前热身训练----力与物体的平衡
1.如图所示，六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连，在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形．已知正六边形外接圆的半径为R，每根弹簧的劲度系数均为k，弹簧在弹性限度内，则F的大小为( )
k
A．(R－l)
2C．k(R－2l) 【答案】B
【解析】：正六边形外接圆半径为R，则弹簧的长度为R，弹簧的伸长量为Δx＝R－l，由胡克定律可知，每根弹簧的弹力为F弹＝kΔx＝k(R－l)，两相邻弹簧夹角为120°，两相邻弹簧弹力的合力为F合＝F弹＝k(R－l)，弹簧静止处于平衡状态，由平衡条件可知，每个拉力大小为F＝F合＝k(R－l)，故B正确，A、C、D错误．
2.如图所示，一质量为M的磁铁，吸在竖直放置的磁性黑板上静止不动．某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉磁铁，磁铁向右下方做匀速直线运动，则磁铁受到的摩擦力Ff( )
B．k(R－l) D．2k(R－l)
A．大小为Mg C．大小为F 【答案】B
【解析】：由题意可知，磁铁受竖直向下的重力、水平向右的恒力的作用，二力的合力为F
合
B．大小为 F2＋?Mg?2
D．方向水平向左
＝ F2＋?Mg?2，方向为斜向右下；由力的平衡条件可知，摩擦力应与二力的合力大小相
等、方向相反，则磁铁受到的摩擦力大小Ff＝F合＝F2＋?Mg?2，故A、C、D错误，B正
确．
3.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和环对小球的弹力FN的大小变化情况是( )
A．F减小，FN不变 C．F不变，FN增大 【答案】A
【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，如解析图所示，力三角mgFNF
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，
RRLL减小，F减小，FN大小不变，A正确．
B．F不变，FN减小 D．F增大，FN减小
4.美国物理学家密立根(R.A．Millikan)于20世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如图所示模型：两个相距为d的平行金属板A、B水平放置，两板接有可调电源．从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测到这个速度的大小为v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k，重力加速度为g.则计算油滴带电荷量的表达式为( )
kvd
A．q＝
Ukv
C．q＝
Ud【答案】B
vdg
B．q＝ kUvg
D．q＝
kUd
U
【解析】：根据油滴恰好悬浮在两板间，由平衡条件得q＝mg，由题意知v＝km，联立解
dvdg
得q＝，选项B正确．
kU
5.如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)．一质量为m、电荷量为q的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v做匀速直线运动，重力加速度为g.则( )
A．匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外 B．小球一定带正电荷 mg
C．电场强度大小为 qmg
D．磁感应强度的大小为
qv【答案】C
【解析】：小球做匀速直线运动，受到的合力为零，假设小球带正电，则小球的受力情况如图甲所示，小球受到的洛伦兹力沿虚线但方向未知，小球受到的重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡，故小球不可能做匀速直线运动，假设不成立，小球一定带负电，选项B错误；小球的受力情况如图乙所示，小球受到的洛伦兹力一定斜向右上方，根据左手定则，匀强磁场的方向一定垂直于纸面向里，选项A错误；根据几何关系，电场力大小qE＝mg，mg3mg洛伦兹力大小qvB＝3mg，解得E＝，B＝，选项C正确，D错误．
qqv
6.如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2 m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2 m，重为8 N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为( )
A．10 N C．6 N 【答案】D
【解析】：设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示．
B．8 N D．5 N
同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据PO1.2
几何关系可知NQ＝MN，即PM等于绳长；根据几何关系可得sin α＝＝＝0.6，则α
PM2＝37°，根据平衡条件可得2Tcos α＝mg，解得T＝5 N，故D正确，A、B、C错误． 7.如图所示，一质量为m的滑块置于倾角θ＝30°，质量为M的直角三角形斜劈的底端，现通过一质量不计的细绳给滑块施加一方向沿斜面向上的拉力F，大小为mg，使滑块沿斜面匀速上滑，整个过程中斜劈处于静止状态，若斜劈与滑块、斜劈与地面间的动摩擦因数均为μ，已知重力加速度大小为g.则( )
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