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专题1.1 力与物体的平衡（练）-2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）（解析版）
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这是一份专题1.1 力与物体的平衡（练）-2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）（解析版），共28页。试卷主要包含了力与运动等内容，欢迎下载使用。
2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）
专题一 力与运动（练）
1.1 力与物体的平衡
第一部分：练真题
【2022年真题】
1、（2022·重庆卷·T1）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（ ）
A. 大小等于 B. 大小等于
C. 方向竖直向上 D. 方向水平向左
【答案】B
【解析】
对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示
水平方向上拉力与擦窗工具所受滑动摩擦力等大反向，竖直方向上重力与擦窗工具所受静摩擦力等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中所示，大小为
故选B。
2、（2022·北京卷·T5）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
C．斜面对物块作用力的合力大小为
D．物块所受的合力大小为
【答案】B
【解析】将物块重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可知斜面对物块的支持力大小为mgcosθ，由滑动摩擦力公式可知斜面对物块的摩擦力大小为，选项A错误B正确；由于质量为m的物
块在倾角为的斜面上加速下滑，物块所受的合力沿斜面向下，合力大小小于，斜面对物块作用力的合力大小不等于mg，选项CD错误；
3、（2022·海南卷·T8）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（ ）
A． B． C．1 D．2
【答案】D
【解析】隔离石块3分析受力，如图1，由平衡条件可得，tan30°=m’g/F43，
把石块2和3看作整体隔离分析受力，如图2，由平衡条件可得， tan60°=（m’+m）g/F43， 联立解得：=2，选项D正确。
4、（2022·上海卷·T2）麦克风静止在水平桌面上，下列能表示支架对话筒作用力的方向的是
【答案】 A
【解析】麦克风静止在水平桌面上，话筒处于静止状态，受力平衡，根据共点力平衡条件，可知支架对话筒的作用力与重力等大反向，支架对话筒的作用力竖直向上，选项A正确。
5、（2022·辽宁卷·T4）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力，则（ ）
A. 竖直分力大于的竖直分力 B. 的竖直分力等于的竖直分力
C. 的水平分力大于的水平分力 D. 的水平分力等于的水平分力
【答案】D
【解析】
CD．对结点O受力分析可得，水平方向
即F2的水平分力等于F2的水平分力，选项C错误，D正确；
AB．对结点O受力分析可得，竖直方向
解得
则F1的竖直分量
F2的竖直分量
因
可知
选项AB错误。
故选D。
6、（2022·广东卷·T1）图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
以点为研究对象，受力分析如图
由几何关系可知
由平衡条件可得
联立可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
7、（2022·浙江6月卷·T10）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角°。一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）
A. 作用力为 B. 作用力为
C. 摩擦力为 D. 摩擦力为
【答案】B
【解析】
设斜杆的弹力大小为，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得
解得
以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示
可知每根斜杆受到地面的作用力应与平衡，即大小为，每根斜杆受到地面的摩擦力为
B正确，ACD错误；
故选B。
8、（2022·浙江6月卷·T3）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡
B. 鱼儿摆尾出水时浮力大于重力
C. 鱼儿摆尾击水时受到水的作用力
D. 研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
【答案】C
【解析】
A．鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A错误；
BC．鱼儿摆尾出水时浮力很小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的作用力大于重力，B错误、C正确；
D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D错误。
故选C。
9、（2022·浙江1月卷·T5）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳的合拉力大小为
B. 轻绳的合拉力大小为
C. 减小夹角，轻绳的合拉力一定减小
D. 轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小
【答案】B
【解析】
AB．对石墩受力分析，由平衡条件可知
联立解得
故A错误，B正确；
C．拉力的大小为
其中，可知当时，拉力有最小值，即减小夹角，轻绳的合拉力不一定减小，故C错误；
D．摩擦力大小为
可知增大夹角，摩擦力一直减小，当趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D错误；
故选B。
10、（2022·浙江1月卷·T4）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（ ）
A. 水桶自身重力的大小
B. 水管每秒出水量的大小
C. 水流对桶撞击力的大小
D. 水桶与水整体的重心高低
【答案】D
【解析】
水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，故选D。
【2021年真题】
1、（2021·重庆卷·T1）如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为30°，则该力在水平方向的分力大小为
A。2F B。F C。F D。F
【答案】D
【解析】沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为Fcos30°=F，选项D正确。
2、（2021·浙江1月卷·T4）如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（ ）
A. 小车只受重力、支持力作用
B. 木板对小车的作用力方向水平向左
C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【解析】
A．小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，A错误；
B．木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，B错误；
CD．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。
故选D。
3、（2021·全国甲卷·T14）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（ ）
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】D
【解析】
设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知
可得
可知时，t 有最小值，故当从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。
故选D。
4、（2021·广东卷·T3）唐代《来耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B. 耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C. 曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D. 直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【答案】B
【解析】
A．将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出
Fx曲 = Fsinα
Fx直 = Fsinβ
在y方向可得出
Fy曲 = Fcosα
Fy直 = Fcosβ
由题知α < β则
sinα < sinβ
cosα > cosβ
则可得到
Fx曲 < Fx直
Fy曲 > Fy直
A错误、B正确；
CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。
故选B。
5、（2021·海南卷·T8）如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带电同性，两者之间为库仑斥力设为F，两滑块受力分析和角度关系如图所示
对Q物体在沿着斜面方向有
可得
而对P物体动摩擦因素最小时有
联立解得
故选D。
6、（2021·湖南卷·T5）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 推力先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
【答案】C
【解析】
AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时，越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误；
C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为
则越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；
D．水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误；
故选C。
7、（2021·浙江省6月卷·T4） 2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层的减速，速度从减为；打开降落伞后，经过速度进一步减为；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（ ）
A. 打开降落伞前，只受到气体阻力的作用
B. 打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上
C. 打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用
D. 悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
【答案】B
【解析】
A．打开降落伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误；
B．打开降落伞至分离前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确；
C．打开降落伞至分离前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，选项C错误；
D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，由于还受到火星的吸引力，则与气体的阻力不是平衡力，选项D错误。
故选B。
8、（2020·海南卷·T2）如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的（ ）
A. 支持力竖直向上
B. 支持力小于手机所受的重力
C. 摩擦力沿斜面向下
D. 摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力
【答案】B
【解析】
设手机的质量为m，斜面倾角为θ。对手机进行受力分析，如图所示
由图可知支持力方向垂直斜面向上，摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件则有
，
因，故，且摩擦力等于手机所受的重力沿斜面向下的分力
故选B。
9、（2021·湖北卷·T11）如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为q（q>0）。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为θ=45°。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. M带正电荷 B. N带正电荷
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】本题考查库仑定律、受力分析以及共点力的平衡。
AB．由题图可知，对小球M受力分析如图（a）所示，对小球N受力分析如图（b）所示，由受力分析图可知小球M带负电，小球N带正电，故B正确，A错误；
CD．由几何关系可知，两小球之间的距离为
当两小球的电荷量为q时，由力的平衡条件得
两小球的电荷量同时变为原来的2倍后，由力的平衡条件得
整理解得
故C正确，D错误
故选BC。
10、（2021·重庆卷·T9）某同学设计了一种天平，其装置如题图所示。两相同的同轴圆线圈M、N水平固定，圆线圈P与MN共轴且平行等距。初始时，线圈M、N通以等大反向的电流后，在线圈P处产生沿半径方向的磁场，线圈P内无电流且天平平衡。设从上往下看顺时针方向为正向。当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，可能的办法是
A. 若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入正向电流
B. 若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入负向电流
C. 若P处磁场方向沿半径向内，则在P中通入正向电流
D. 若P处磁场方向沿半径向内，则在P中通入负向电流
【答案】BC
【解析】当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，则需要线圈P需要受到竖直向下的安培力。若P处磁场方向沿半径向外，由左手定则可知，可在P中通入负向电流，选项A错误B正确；若P处磁场方向沿半径向内，由左手定则可知，可在P中通入正向电流，选项C正确D错误。
【2020年真题】
1、（2020·全国I卷·T16）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N
【答案】B
【解析】
在最低点由
知
T=410N
即每根绳子拉力约为410N，故选B。
2、（2020·全国III卷·T17）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α和β。若α=70°，则β等于（ ）
A. 45° B. 55° C. 60° D. 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。
3、（2020·山东卷·T8）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图
沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
对B物块受力分析如图
沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
两式相加，可得
解得
ABD错误，C正确。
故选C。
4、（2020·浙江7月卷·T3）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力、与速度方向垂直的升力和与速度方向相反的空气阻力。下列受力分析示意图可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由题意可知所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，对比图中选项可知只有A选项符合题意。
故选A。
5、（2020·浙江7月卷·T10）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。
6、（2020·北京卷·T11）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中必须让木板保持匀速运动
B. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】C
【解析】
AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；
C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；
D．根据
，
可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。
故选C。
7、（2020·浙江1月卷·T13）如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（ ）
A.
B. 弹簧伸长量为
C. A球受到的库仑力大小为2Mg
D. 相邻两小球间距为
【答案】A
【解析】
AD．三小球间距均相等，对C球受力分析可知C球带正电，根据平衡条件：
对B小球受力分析，根据平衡条件：
两式联立解得：，，故A正确，D错误；
B．对A、B、C三小球整体受力分析，根据平衡条件：
弹簧伸长量：，故B错误；
C．对A球受力分析，根据平衡条件：
解得A球受到的库仑力为：
故选A．
第二部分：练新题
1、（2023届·山东聊城市二中高三上学期开学考试）如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止.物体B的受力个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】
试题分析：以A为研究对象，受力分析，有竖直向下的重力、B对A的支持力和摩擦力，这样才能使平衡．根据牛顿第三定律，A对B也有压力和摩擦力，B还受到重力和推力F，所以受四个力作用．故选C．
考点：受力分析
【名师点睛】本题关键先对A物体受力分析，再得出A对B物体的反作用力，最后在结合平衡条件对B物体受力分析．
2、（2023届·清华大学附中高三上学期开学考试）如图所示，倾角为的光滑斜面体固定在水平面上，斜面上有一质量为m的金属球被竖直光滑挡板挡住。则（ ）
A. 金属球对挡板的压力大小为 B. 金属球对挡板的压力大小为
C. 金属球对斜面的压力大小为 D. 金属球对斜面的压力大小为
【答案】BD
【解析】
由题意对金属球受力分析如图
由几何关系得
即挡板对金属球的弹力和斜面对金属球的支持力分别为
由牛顿第三定律可得，金属球对挡板的压力大小和金属球对斜面的压力大小分别为
故选BD。
3、（2023届·湖南长沙市明德中学高三上学期开学考试）一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点，站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住沙漏斗，在沙子缓慢漏出的过程中，人握住轻绳保持不动，则在这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 细线OO′与竖直方向夹角逐渐减小 B. 细线OO′的张力逐渐增大
C. 人对地面的压力将逐渐增大 D. 人对地面的摩擦力将逐渐增大
【答案】ABD
【解析】
B．根据平衡条件，细线OO′的张力等于沙漏斗的重力，不断减小，B错误，符合题意；
A．轻滑轮的重力不计，受三个拉力而平衡，故三个拉力的方向均不变，细线OO′与竖直方向夹角不变，A错误，符合题意；
CD．对人受力分析，如图所示：
根据平衡条件，有：
由于F减小，故支持力增加，摩擦力减小；
根据牛顿第三定律，人对地的压力增加、摩擦力减小，C正确，不符合题意；D错误，符合题意。
故选ABD。
4、（2023届·河北沧州市高三上学期开学考试）某物理兴趣小组在研究三力作用下物体平衡问题时，设计了如图所示的方案并进行了分析讨论。将一质量为m的小球系于轻质细线一端，细线另一端固定在O点。小球在外力F、细线拉力和重力mg的作用下处于平衡状态。开始时F水平，细线与F的夹角为。现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变，下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置外力F的大小为
B. 图示位置细线拉力的大小为
C. 在细线被拉到水平的过程中，外力F一直增大
D. 在细线被拉到水平过程中，细线拉力先增大后减小
【答案】C
【解析】
AB．对小球受力分析如图所示
因此图示位置
，
故AB错误；
CD．对小球受力分析，构建矢量三角形如图所示
由图可知在细线被拉到水平的过程中，外力F一直增大，细线拉力一直减小，故C正确，D错误。
故选C。
5、（2023·山东潍坊市高三上学期期中）建筑工地上用泥浆桶运送水泥泥浆的装置可以简化为如图所示模型，建筑工人用力拉动泥浆桶，力的方向始终与悬线垂直。则在泥浆桶从最低点缓慢运动到虚线位置过程中，悬线的拉力、人的拉力的变化情况为（ ）
A. 一直变大 B. 一直变小
C. 先变大后变小 D. 一直变小
【答案】B
【解析】
设悬线与竖直方向的夹角为，根据平衡条件
可知，增大过程中，一直变小，一直变大。
故选B。
6、（2023·山东菏泽市高三上学期期中）如图所示，某楼顶为玻璃材料的正四面体。一擦子由智能擦玻璃机器人牵引，在外侧面由A点匀速运动到BO的中点D。已知擦子与玻璃间的动摩擦因数为，则运动过程中擦子受的牵引力与其重力的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
设ABO平面与水平面的夹角为，做AB中点E，设AB=2a，则
设垂直于ABC所在平面，且在ABC所在平面内，则可得
则
将重力分解成沿平面和垂直于平面，平面上受力分析如图
f在OA方向，可知，有
解得
故选A。
7、（2023·湖北黄冈市高三上学期期中）如图所示，三根轻绳OA、OB、OC结于O点，OA和OB绳的另一端系于水平天花板上，OC绳C端与一重物相连，OA绳和OB绳的夹角为100°、OA绳与OC绳的夹角为120°。整个系统处于静止状态，OA绳、OB绳、OC绳上的拉力分别记为、、，则、、的大小关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
对节点O进行受力分析如图所示
根据正弦定理可得
可知
故选A。
8、（2023·福建宁德市高三上学期期中）如图所示，一粗糙斜面体静止在水平地面上，斜面体上方水平虚线处装有一光滑滑轮。轻绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面体上的物块M相连，系统处于静止状态现把滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，系统仍处于静止状态，则在此过程中（ ）
A. 轻绳对滑轮的作用力一直减小 B. 斜面体对M的摩擦力先变小后变大
C. 斜面体对M的作用力大小一直减小 D. 地面对斜面体的摩擦力先变小后变大
【答案】C
【解析】
A．系统仍处于平衡状态，绳子拉力等于N的重力，定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子间的夹角变小，故轻绳对滑轮的作用力大小变大，A错误；
B．定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子拉力的方向与竖直方向变小，但由于不知道摩擦力的方向，故无法判断斜面体对M的摩擦力大小变化情况，B错误；
C．由于定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子拉力的方向与竖直方向夹角变小，绳子拉力大小不变，则绳子拉力与重力的合力减小，故斜面体对M的作用力大小一直减小，C正确；
D．对M和斜面整体分析，定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子与竖直方向夹角变小，地面对斜面体的摩擦力
可知地面对斜面体的摩擦力变小，D错误。
故选C。
9、（2023·湖北宜昌市协作体高三上学期期中）如图甲所示，质量为m的风筝在牵线和均匀风力的作用下处于平衡状态；如图乙是此模型的截面图，已知风筝平面与水平面的夹角为，牵线与风筝平面的夹角为，风力与风筝平面垂直，重力加速度为g，，求牵线的拉力大小和风力大小。
【答案】mg，1.6mg
【解析】
以风筝平面和垂直风筝平面建立坐标系，则有
联立得
10、（2023·湖北黄冈市高三上学期期中）如图所示，小明在教室擦黑板的过程中，对质量为的黑板擦施加一个与竖直黑板面成角斜向上的力，使黑板擦沿着竖直向上的方向以速度。做匀速直线运动。已知黑板擦与黑板之间的动摩擦因数为，重力加速度为。
（1）求小明给黑板擦施加的力的大小；
（2）若黑板足够高，小明沿竖直方向向上匀速擦黑板过程中，不慎松手，求松手后，黑板擦能上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
（1）对黑板擦进行受力分析，水平方向上有
竖直方向上有
又由于
解得
（2）松手后，黑板擦做竖直上抛运动，设上升的高度为，则有
解得
11、（2023届·江苏如皋市高三上学期开学考试）如图所示的离心装置中，水平光滑轻杆固定在竖直光滑转轴的点，小圆环和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧左端固定于点，右端连接，套在转轴上的质量为的小球，通过长为的轻绳与相连，装置静止时轻绳与竖直方向的夹角为。现将装置由静止缓慢加速转动，当转轴角速度为时，轻绳与竖直方向夹角增大到，此时弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，重力加速度为。求：
（1）装置静止时，弹簧弹力的大小；
（2）环的质量。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
（1）对，竖直方向平衡
对，水平方向平衡
解得
（2）当轻绳与竖直方向夹角增大到时
对，圆周运动向心力
对，竖直方向平衡
解得
2023年高考物理二轮复习讲练测（新高考专用）
专题一 力与运动（练）
1.1 力与物体的平衡
第一部分：练真题
【2022年真题】
1、（2022·重庆卷·T1）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（ ）
A. 大小等于 B. 大小等于
C. 方向竖直向上 D. 方向水平向左
【答案】B
【解析】
对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示
水平方向上拉力与擦窗工具所受滑动摩擦力等大反向，竖直方向上重力与擦窗工具所受静摩擦力等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中所示，大小为
故选B。
2、（2022·北京卷·T5）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为
B．斜面对物块的摩擦力大小为
C．斜面对物块作用力的合力大小为
D．物块所受的合力大小为
【答案】B
【解析】将物块重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可知斜面对物块的支持力大小为mgcosθ，由滑动摩擦力公式可知斜面对物块的摩擦力大小为，选项A错误B正确；由于质量为m的物
块在倾角为的斜面上加速下滑，物块所受的合力沿斜面向下，合力大小小于，斜面对物块作用力的合力大小不等于mg，选项CD错误；
3、（2022·海南卷·T8）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（ ）
A． B． C．1 D．2
【答案】D
【解析】隔离石块3分析受力，如图1，由平衡条件可得，tan30°=m’g/F43，
把石块2和3看作整体隔离分析受力，如图2，由平衡条件可得， tan60°=（m’+m）g/F43， 联立解得：=2，选项D正确。
4、（2022·上海卷·T2）麦克风静止在水平桌面上，下列能表示支架对话筒作用力的方向的是
【答案】 A
【解析】麦克风静止在水平桌面上，话筒处于静止状态，受力平衡，根据共点力平衡条件，可知支架对话筒的作用力与重力等大反向，支架对话筒的作用力竖直向上，选项A正确。
5、（2022·辽宁卷·T4）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力，则（ ）
A. 竖直分力大于的竖直分力 B. 的竖直分力等于的竖直分力
C. 的水平分力大于的水平分力 D. 的水平分力等于的水平分力
【答案】D
【解析】
CD．对结点O受力分析可得，水平方向
即F2的水平分力等于F2的水平分力，选项C错误，D正确；
AB．对结点O受力分析可得，竖直方向
解得
则F1的竖直分量
F2的竖直分量
因
可知
选项AB错误。
故选D。
6、（2022·广东卷·T1）图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
以点为研究对象，受力分析如图
由几何关系可知
由平衡条件可得
联立可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
7、（2022·浙江6月卷·T10）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角°。一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）
A. 作用力为 B. 作用力为
C. 摩擦力为 D. 摩擦力为
【答案】B
【解析】
设斜杆的弹力大小为，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得
解得
以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示
可知每根斜杆受到地面的作用力应与平衡，即大小为，每根斜杆受到地面的摩擦力为
B正确，ACD错误；
故选B。
8、（2022·浙江6月卷·T3）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡
B. 鱼儿摆尾出水时浮力大于重力
C. 鱼儿摆尾击水时受到水的作用力
D. 研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
【答案】C
【解析】
A．鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A错误；
BC．鱼儿摆尾出水时浮力很小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的作用力大于重力，B错误、C正确；
D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D错误。
故选C。
9、（2022·浙江1月卷·T5）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳的合拉力大小为
B. 轻绳的合拉力大小为
C. 减小夹角，轻绳的合拉力一定减小
D. 轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小
【答案】B
【解析】
AB．对石墩受力分析，由平衡条件可知
联立解得
故A错误，B正确；
C．拉力的大小为
其中，可知当时，拉力有最小值，即减小夹角，轻绳的合拉力不一定减小，故C错误；
D．摩擦力大小为
可知增大夹角，摩擦力一直减小，当趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D错误；
故选B。
10、（2022·浙江1月卷·T4）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（ ）
A. 水桶自身重力的大小
B. 水管每秒出水量的大小
C. 水流对桶撞击力的大小
D. 水桶与水整体的重心高低
【答案】D
【解析】
水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，故选D。
【2021年真题】
1、（2021·重庆卷·T1）如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为30°，则该力在水平方向的分力大小为
A。2F B。F C。F D。F
【答案】D
【解析】沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为Fcos30°=F，选项D正确。
2、（2021·浙江1月卷·T4）如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（ ）
A. 小车只受重力、支持力作用
B. 木板对小车的作用力方向水平向左
C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【解析】
A．小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，A错误；
B．木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，B错误；
CD．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。
故选D。
3、（2021·全国甲卷·T14）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（ ）
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】D
【解析】
设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知
可得
可知时，t 有最小值，故当从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。
故选D。
4、（2021·广东卷·T3）唐代《来耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B. 耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C. 曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D. 直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【答案】B
【解析】
A．将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出
Fx曲 = Fsinα
Fx直 = Fsinβ
在y方向可得出
Fy曲 = Fcosα
Fy直 = Fcosβ
由题知α < β则
sinα < sinβ
cosα > cosβ
则可得到
Fx曲 < Fx直
Fy曲 > Fy直
A错误、B正确；
CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。
故选B。
5、（2021·海南卷·T8）如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带电同性，两者之间为库仑斥力设为F，两滑块受力分析和角度关系如图所示
对Q物体在沿着斜面方向有
可得
而对P物体动摩擦因素最小时有
联立解得
故选D。
6、（2021·湖南卷·T5）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 推力先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
【答案】C
【解析】
AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时，越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误；
C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为
则越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；
D．水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误；
故选C。
7、（2021·浙江省6月卷·T4） 2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层的减速，速度从减为；打开降落伞后，经过速度进一步减为；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（ ）
A. 打开降落伞前，只受到气体阻力的作用
B. 打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上
C. 打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用
D. 悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
【答案】B
【解析】
A．打开降落伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误；
B．打开降落伞至分离前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确；
C．打开降落伞至分离前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，选项C错误；
D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，由于还受到火星的吸引力，则与气体的阻力不是平衡力，选项D错误。
故选B。
8、（2020·海南卷·T2）如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的（ ）
A. 支持力竖直向上
B. 支持力小于手机所受的重力
C. 摩擦力沿斜面向下
D. 摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力
【答案】B
【解析】
设手机的质量为m，斜面倾角为θ。对手机进行受力分析，如图所示
由图可知支持力方向垂直斜面向上，摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件则有
，
因，故，且摩擦力等于手机所受的重力沿斜面向下的分力
故选B。
9、（2021·湖北卷·T11）如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为q（q>0）。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为θ=45°。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. M带正电荷 B. N带正电荷
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】本题考查库仑定律、受力分析以及共点力的平衡。
AB．由题图可知，对小球M受力分析如图（a）所示，对小球N受力分析如图（b）所示，由受力分析图可知小球M带负电，小球N带正电，故B正确，A错误；
CD．由几何关系可知，两小球之间的距离为
当两小球的电荷量为q时，由力的平衡条件得
两小球的电荷量同时变为原来的2倍后，由力的平衡条件得
整理解得
故C正确，D错误
故选BC。
10、（2021·重庆卷·T9）某同学设计了一种天平，其装置如题图所示。两相同的同轴圆线圈M、N水平固定，圆线圈P与MN共轴且平行等距。初始时，线圈M、N通以等大反向的电流后，在线圈P处产生沿半径方向的磁场，线圈P内无电流且天平平衡。设从上往下看顺时针方向为正向。当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，可能的办法是
A. 若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入正向电流
B. 若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入负向电流
C. 若P处磁场方向沿半径向内，则在P中通入正向电流
D. 若P处磁场方向沿半径向内，则在P中通入负向电流
【答案】BC
【解析】当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，则需要线圈P需要受到竖直向下的安培力。若P处磁场方向沿半径向外，由左手定则可知，可在P中通入负向电流，选项A错误B正确；若P处磁场方向沿半径向内，由左手定则可知，可在P中通入正向电流，选项C正确D错误。
【2020年真题】
1、（2020·全国I卷·T16）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N
【答案】B
【解析】
在最低点由
知
T=410N
即每根绳子拉力约为410N，故选B。
2、（2020·全国III卷·T17）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α和β。若α=70°，则β等于（ ）
A. 45° B. 55° C. 60° D. 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。
3、（2020·山东卷·T8）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图
沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
对B物块受力分析如图
沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
两式相加，可得
解得
ABD错误，C正确。
故选C。
4、（2020·浙江7月卷·T3）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力、与速度方向垂直的升力和与速度方向相反的空气阻力。下列受力分析示意图可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由题意可知所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，对比图中选项可知只有A选项符合题意。
故选A。
5、（2020·浙江7月卷·T10）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。
6、（2020·北京卷·T11）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中必须让木板保持匀速运动
B. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】C
【解析】
AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；
C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；
D．根据
，
可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。
故选C。
7、（2020·浙江1月卷·T13）如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（ ）
A.
B. 弹簧伸长量为
C. A球受到的库仑力大小为2Mg
D. 相邻两小球间距为
【答案】A
【解析】
AD．三小球间距均相等，对C球受力分析可知C球带正电，根据平衡条件：
对B小球受力分析，根据平衡条件：
两式联立解得：，，故A正确，D错误；
B．对A、B、C三小球整体受力分析，根据平衡条件：
弹簧伸长量：，故B错误；
C．对A球受力分析，根据平衡条件：
解得A球受到的库仑力为：
故选A．
第二部分：练新题
1、（2023届·山东聊城市二中高三上学期开学考试）如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止.物体B的受力个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】
试题分析：以A为研究对象，受力分析，有竖直向下的重力、B对A的支持力和摩擦力，这样才能使平衡．根据牛顿第三定律，A对B也有压力和摩擦力，B还受到重力和推力F，所以受四个力作用．故选C．
考点：受力分析
【名师点睛】本题关键先对A物体受力分析，再得出A对B物体的反作用力，最后在结合平衡条件对B物体受力分析．
2、（2023届·清华大学附中高三上学期开学考试）如图所示，倾角为的光滑斜面体固定在水平面上，斜面上有一质量为m的金属球被竖直光滑挡板挡住。则（ ）
A. 金属球对挡板的压力大小为 B. 金属球对挡板的压力大小为
C. 金属球对斜面的压力大小为 D. 金属球对斜面的压力大小为
【答案】BD
【解析】
由题意对金属球受力分析如图
由几何关系得
即挡板对金属球的弹力和斜面对金属球的支持力分别为
由牛顿第三定律可得，金属球对挡板的压力大小和金属球对斜面的压力大小分别为
故选BD。
3、（2023届·湖南长沙市明德中学高三上学期开学考试）一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点，站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住沙漏斗，在沙子缓慢漏出的过程中，人握住轻绳保持不动，则在这一过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 细线OO′与竖直方向夹角逐渐减小 B. 细线OO′的张力逐渐增大
C. 人对地面的压力将逐渐增大 D. 人对地面的摩擦力将逐渐增大
【答案】ABD
【解析】
B．根据平衡条件，细线OO′的张力等于沙漏斗的重力，不断减小，B错误，符合题意；
A．轻滑轮的重力不计，受三个拉力而平衡，故三个拉力的方向均不变，细线OO′与竖直方向夹角不变，A错误，符合题意；
CD．对人受力分析，如图所示：
根据平衡条件，有：
由于F减小，故支持力增加，摩擦力减小；
根据牛顿第三定律，人对地的压力增加、摩擦力减小，C正确，不符合题意；D错误，符合题意。
故选ABD。
4、（2023届·河北沧州市高三上学期开学考试）某物理兴趣小组在研究三力作用下物体平衡问题时，设计了如图所示的方案并进行了分析讨论。将一质量为m的小球系于轻质细线一端，细线另一端固定在O点。小球在外力F、细线拉力和重力mg的作用下处于平衡状态。开始时F水平，细线与F的夹角为。现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变，下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置外力F的大小为
B. 图示位置细线拉力的大小为
C. 在细线被拉到水平的过程中，外力F一直增大
D. 在细线被拉到水平过程中，细线拉力先增大后减小
【答案】C
【解析】
AB．对小球受力分析如图所示
因此图示位置
，
故AB错误；
CD．对小球受力分析，构建矢量三角形如图所示
由图可知在细线被拉到水平的过程中，外力F一直增大，细线拉力一直减小，故C正确，D错误。
故选C。
5、（2023·山东潍坊市高三上学期期中）建筑工地上用泥浆桶运送水泥泥浆的装置可以简化为如图所示模型，建筑工人用力拉动泥浆桶，力的方向始终与悬线垂直。则在泥浆桶从最低点缓慢运动到虚线位置过程中，悬线的拉力、人的拉力的变化情况为（ ）
A. 一直变大 B. 一直变小
C. 先变大后变小 D. 一直变小
【答案】B
【解析】
设悬线与竖直方向的夹角为，根据平衡条件
可知，增大过程中，一直变小，一直变大。
故选B。
6、（2023·山东菏泽市高三上学期期中）如图所示，某楼顶为玻璃材料的正四面体。一擦子由智能擦玻璃机器人牵引，在外侧面由A点匀速运动到BO的中点D。已知擦子与玻璃间的动摩擦因数为，则运动过程中擦子受的牵引力与其重力的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
设ABO平面与水平面的夹角为，做AB中点E，设AB=2a，则
设垂直于ABC所在平面，且在ABC所在平面内，则可得
则
将重力分解成沿平面和垂直于平面，平面上受力分析如图
f在OA方向，可知，有
解得
故选A。
7、（2023·湖北黄冈市高三上学期期中）如图所示，三根轻绳OA、OB、OC结于O点，OA和OB绳的另一端系于水平天花板上，OC绳C端与一重物相连，OA绳和OB绳的夹角为100°、OA绳与OC绳的夹角为120°。整个系统处于静止状态，OA绳、OB绳、OC绳上的拉力分别记为、、，则、、的大小关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
对节点O进行受力分析如图所示
根据正弦定理可得
可知
故选A。
8、（2023·福建宁德市高三上学期期中）如图所示，一粗糙斜面体静止在水平地面上，斜面体上方水平虚线处装有一光滑滑轮。轻绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面体上的物块M相连，系统处于静止状态现把滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，系统仍处于静止状态，则在此过程中（ ）
A. 轻绳对滑轮的作用力一直减小 B. 斜面体对M的摩擦力先变小后变大
C. 斜面体对M的作用力大小一直减小 D. 地面对斜面体的摩擦力先变小后变大
【答案】C
【解析】
A．系统仍处于平衡状态，绳子拉力等于N的重力，定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子间的夹角变小，故轻绳对滑轮的作用力大小变大，A错误；
B．定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子拉力的方向与竖直方向变小，但由于不知道摩擦力的方向，故无法判断斜面体对M的摩擦力大小变化情况，B错误；
C．由于定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子拉力的方向与竖直方向夹角变小，绳子拉力大小不变，则绳子拉力与重力的合力减小，故斜面体对M的作用力大小一直减小，C正确；
D．对M和斜面整体分析，定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离，绳子与竖直方向夹角变小，地面对斜面体的摩擦力
可知地面对斜面体的摩擦力变小，D错误。
故选C。
9、（2023·湖北宜昌市协作体高三上学期期中）如图甲所示，质量为m的风筝在牵线和均匀风力的作用下处于平衡状态；如图乙是此模型的截面图，已知风筝平面与水平面的夹角为，牵线与风筝平面的夹角为，风力与风筝平面垂直，重力加速度为g，，求牵线的拉力大小和风力大小。
【答案】mg，1.6mg
【解析】
以风筝平面和垂直风筝平面建立坐标系，则有
联立得
10、（2023·湖北黄冈市高三上学期期中）如图所示，小明在教室擦黑板的过程中，对质量为的黑板擦施加一个与竖直黑板面成角斜向上的力，使黑板擦沿着竖直向上的方向以速度。做匀速直线运动。已知黑板擦与黑板之间的动摩擦因数为，重力加速度为。
（1）求小明给黑板擦施加的力的大小；
（2）若黑板足够高，小明沿竖直方向向上匀速擦黑板过程中，不慎松手，求松手后，黑板擦能上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
（1）对黑板擦进行受力分析，水平方向上有
竖直方向上有
又由于
解得
（2）松手后，黑板擦做竖直上抛运动，设上升的高度为，则有
解得
11、（2023届·江苏如皋市高三上学期开学考试）如图所示的离心装置中，水平光滑轻杆固定在竖直光滑转轴的点，小圆环和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧左端固定于点，右端连接，套在转轴上的质量为的小球，通过长为的轻绳与相连，装置静止时轻绳与竖直方向的夹角为。现将装置由静止缓慢加速转动，当转轴角速度为时，轻绳与竖直方向夹角增大到，此时弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，重力加速度为。求：
（1）装置静止时，弹簧弹力的大小；
（2）环的质量。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
（1）对，竖直方向平衡
对，水平方向平衡
解得
（2）当轻绳与竖直方向夹角增大到时
对，圆周运动向心力
对，竖直方向平衡
解得
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