北京市各地區(qū)2022-2023學年高一上學期期末物理試題知識點分類匯編-06共點力的平衡（有解析）

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北京市各地區(qū)2022-2023學年高一上學期期末物理試題知識點分類匯編-06共點力的平衡

一、單選題

1．（2023春·北京平谷·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，體育課上學生用繩拉著輪胎進行負重跑以訓練體能。若某同學拉著質量為m的輪胎做勻速直線運動，該同學對輪胎的拉力F為恒力且與水平方向夾角為，輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)為。下列說法正確的是（）

A．輪胎受到的支持力大小為mgB．輪胎受到的支持力大小為

C．輪胎受到的摩擦力大小為D．輪胎受到的摩擦力大小為

2．（2023秋·北京懷柔·高一統(tǒng)考期末）用如圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律，把木塊放在水平長木板上，在彈簧測力計的指針下輕放一個小紙團，它只能被指針向左推動。用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，使拉力由零緩慢增大。下列說法正確的是（）

A．木塊開始運動前，摩擦力逐漸減小

B．當彈簧測力計對物塊的拉力達到某一數(shù)值時木塊開始移動，此時若用力傳感器能顯示其數(shù)值會突然變小

C．該實驗裝置不可以記錄最大靜摩擦力的大小

D．木塊開始運動前，彈簧測力計對物塊的拉力小于摩擦力

3．（2023秋·北京海淀·高一統(tǒng)考期末）利用物理模型對問題進行分析，是一種重要的科學思維方法。如圖甲所示為拔河比賽時一位運動員的示意圖，可以認為靜止的運動員處于平衡狀態(tài)該情形下運動員可簡化成如圖乙所示的一質量分甲乙布均勻的鋼管模型。運動員在拔河時身體緩慢向后傾倒，可以認為鋼管與地面的夾角θ逐漸變小，在此期間，腳與水平地面之間沒有滑動，繩子的方向始終保持水平。已知當鋼管受到同平面內不平行的三個力而平衡時，三個力的作用線必交于一點。根據(jù)上述信息，下列說法錯誤的是（）

A．隨著運動員身體向后傾倒，地面對運動員支持力的大小不變

B．隨著運動員身體向后傾倒，地面對運動員的摩擦力變大

C．鋼管與地面的夾角θ逐漸變小，地面對鋼管作用力的合力變大

D．鋼管與地面的夾角θ逐漸變小，地面對鋼管作用力的合力大小不變

4．（2023秋·北京石景山·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，用網兜把質量為m的足球掛在豎直墻壁上的A點，靜止時球與墻壁的接觸點為B點，AC段細繩與豎直墻的夾角為。若靜止時墻壁對球的支持力大小為N，AC段細繩對A點的拉力大小為T，不計墻壁摩擦以及繩和網兜所受的重力，取重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A．B．C．D．

5．（2023秋·北京石景山·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，手緊握瓶子，使瓶子在豎直方向保持靜止狀態(tài)。關于手與瓶子之間的摩擦力，下列說法正確的是（）

A．手對瓶子施加靜摩擦力，其大小等于瓶子的重力

B．瓶子對手施加靜摩擦力，其方向向上

C．手對瓶子施加滑動摩擦力，如果握瓶子的力的大小加倍，則手對瓶子施加的摩擦力大小保持不變

D．瓶子對手施加滑動摩擦力，如果握瓶子的力的大小加倍，則瓶子對手施加的摩擦力也加倍

6．（2023秋·北京海淀·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，用網兜把足球掛在豎直光滑墻壁上，靜止時球與墻壁接觸?，F(xiàn)保持懸掛點不動，將細繩緩慢加長，使細繩與墻壁的夾角變小，網兜及細繩質量不計，下列判斷正確的是（）

A．細繩的拉力變大B．球所受的合力變大

C．墻壁對球的支持力變小D．細繩的拉力可能會小于墻壁對球的支持力

7．（2023秋·北京豐臺·高一統(tǒng)考期末）某同學在家衛(wèi)生大掃除中用拖把拖地，沿推桿方向對拖把施加推力F，如圖所示，此時推力與水平方向的夾角為θ，且拖把剛好做勻速直線運動，下列說法正確的是（）

A．拖把所受的支持力和重力大小相等

B．拖把對地面的壓力大于拖把所受的支持力

C．拖把所受地面的摩擦力大小為Fsinθ

D．拖把所受地面的摩擦力大小為Fcosθ

8．（2023秋·北京西城·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，將一個質量為m的鉛球放在傾角為θ的斜面上，并用垂直于斜面的擋板擋住，鉛球處于靜止狀態(tài)。不計摩擦，重力加速度為g。則（）

A．擋板對鉛球的支持力大小為mgtanθ

B．擋板對鉛球的支持力大小為

C．鉛球對斜面的壓力大小為mgsinθ

D．鉛球對斜面的壓力大小為mgcosθ

9．（2023秋·北京西城·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，用手握住杯子使其在豎直方向靜止。下列說法正確的是（）

A．杯子受到的摩擦力方向豎直向下

B．手握的越緊，杯子受到的摩擦力就越大

C．手握的越緊，杯子和手之間的最大靜摩擦力就越大

D．杯子保持靜止是因為手對杯子的壓力等于杯子的重力

10．（2023秋·北京朝陽·高一統(tǒng)考期末）在光滑墻壁上用網兜把足球掛在A點，足球與墻壁的接觸點為B?，F(xiàn)將AC繩的長度變短，然后重新掛到墻壁上。下列說法正確的是（）

A．懸線的拉力變小B．懸線的拉力變大

C．球對墻壁的壓力變小D．球對墻壁的壓力不變

11．（2023秋·北京大興·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，用同樣大小的力、提一桶水沿水平路面做勻速直線運動。已知兩個力、在同一豎直平面內。下列說法中正確的是（）

①兩個力的夾角大一些省力；

②兩個力的夾角小一些省力；

③兩個力的夾角變大，、的合力也變大；

④兩個力的夾角變大，、的合力保持不變

A．①③B．①④C．②③D．②④

12．（2023秋·北京東城·高一統(tǒng)考期末）某幼兒園要做一個兒童滑梯，設計時根據(jù)場地大小確定滑梯的水平跨度為L，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)為，假定最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，為使兒童在滑梯中能沿滑板滑下，則滑梯高度至少為（）

A．B．C．D．

13．（2023秋·北京懷柔·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，一輛汽車熄火后停在斜坡上。關于汽車的受力情況，下列說法正確的是（）

A．汽車所受的支持力與重力大小相等

B．汽車所受的摩擦力大于重力沿斜面的分力

C．汽車所受重力和支持力的合力與摩擦力大小相等

D．汽車所受的摩擦力等于動摩擦因數(shù)與支持力大小的乘積

14．（2023秋·北京懷柔·高一統(tǒng)考期末）水上滑翔傘是一項很受青年人喜愛的水上活動。如圖1所示，滑翔傘由專門的游艇牽引，游客可以在空中體驗迎風飛翔的感覺。為了研究這一情境中的受力問題，可以將懸掛座椅的結點作為研究對象，簡化為如圖2所示的模型，結點受到牽引繩、滑翔傘和座椅施加的三個作用力F1、F2和F3，其中F1斜向左下方，F(xiàn)2斜向右上方。若在游艇牽引下游客做勻速運動，則（）

A．F1可能大于F2

B．F2一定大于F3

C．F1和F2的合力可能大于F3

D．F2和F3的合力方向可能沿水平向右

15．（2023秋·北京東城·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，在一水平長木板上放一木塊P，緩慢抬起木板的右端，木塊P和木板始終相對靜止，則

A．木塊受到木板的支持力減小、摩擦力減小

B．木塊受到木板的支持力增加、摩擦力增加

C．木塊受到木板的作用力大小不變、方向不變

D．木塊受到木板的作用力大小變化、方向變化

二、選擇題組

（2023秋·北京昌平·高一統(tǒng)考期末）請閱讀下述文字，完成下列小題。

“蜘蛛人”主要靠一根繩索把自己懸掛在幾十層高的大廈外，清洗大廈的玻璃和外墻，成為扮靚城市的一道獨特風景，如圖所示。已知“蜘蛛人”的質量為m，當?shù)氐闹亓铀俣葹間。設繩索對其拉力大小為，豎直墻壁對其支持力大小為F2，不計他與墻壁間的摩擦力和繩索的重力。

16．下列說法正確的是（）

A．“蜘蛛人”受到繩索的拉力是由于繩索發(fā)生形變產生的

B．“蜘蛛人”受到的重力和拉力是一對相互作用力

C．“蜘蛛人”受到墻壁的支持力方向可能不與墻壁垂直

D．“蜘蛛人”受到的重力一定大于拉力，所以他會下降

17．當“蜘蛛人”靜止于某位置時，可簡化為如圖中所示的模型，此時繩索與豎直墻壁的夾角為θ。下列關系式正確的是（）

A．B．C．D．

18．在“蜘蛛人”緩慢下降的過程中，下列說法正確的是（）

A．逐漸增大B．保持不變C．與的合力逐漸增大D．與的合力保持不變

19．“蜘蛛人”使用可吸附在豎直玻璃上的擦窗工具擦拭玻璃，如圖所示。擦窗工具的質量為m0，在豎直平面內受重力、拉力和摩擦力（圖中未畫出摩擦力）的共同作用做勻速直線運動。若拉力大小與重力大小相等，方向水平向右，則擦窗工具所受摩擦力（）

A．方向豎直向上B．方向水平向左C．大小等于m0gD．大小等于

三、多選題

20．（2023秋·北京密云·高一統(tǒng)考期末）兒童在做滑梯游戲時勻速滑下。在研究兒童在滑梯上受力情況時，可以將滑梯抽象為一個斜面模型，以正在勻速滑下的小孩為研究對象，利用平衡知識求解三個力的關系。已知兒童重力大小、斜面的支持力大小和滑動摩擦力大小。圖中受力分析及力的分解或合成示意圖中符合規(guī)范的有（）

A．B．

C．D．

21．（2023秋·北京西城·高一統(tǒng)考期末）長時間低頭會引起頸部的疾病。將人體頭頸部簡化為如圖所示的模型，A點為頭部的重心，AO為提供支持力的頸椎（可視為輕桿），可繞O點轉動，AB為提供拉力的肌肉（可視為輕繩）。當人體直立時，如圖甲，頸椎所承受的壓力大小等于頭部的重力大小G；當?shù)皖^時，如圖乙，頸椎受到的壓力會隨之變化，頸部肌肉會張緊提供拉力。若某人低頭時，AO、AB與豎直方向的夾角分別為30°、60°，此時（）

A．頸椎受到的壓力為

B．頸椎受到的壓力為2G

C．頸部肌肉的拉力為

D．頸部肌肉的拉力為G

四、解答題

22．（2023秋·北京懷柔·高一統(tǒng)考期末）在光滑墻壁上用網兜把足球掛在A點，足球與墻壁的接觸點為B（如圖所示）。足球的質量為m，懸繩與墻壁的夾角為α，網兜的質量不計。

（1）求懸繩對足球的拉力和墻壁對足球的支持力；

（2）若把網兜的懸繩變長，由此分析懸繩對足球的拉力和墻壁對足球的支持力的變化。

23．（2023秋·北京昌平·高一統(tǒng)考期末）某同學做家務時，使用拖把清理地板，如圖所示。假設拖把頭的質量為1kg，拖把桿的質量不計，拖把桿與水平地面成53°角。當對拖把頭施加一個沿拖把桿向下、大小為10N的力時，恰好能推動拖把頭向前勻速運動。重力加速度g取10，。

（1）求拖把頭與地板間的動摩擦因數(shù)。

（2）當拖把靜止時，對拖把頭施加一個沿拖把桿向下的力F2，拖把桿與地面的夾角為θ。當θ增大到某一值時，無論多大，都不能推動拖把頭，求此時的θ值。（為方便起見，本問可忽略拖把頭的重力，且認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）

24．（2023秋·北京順義·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，質量為M的小孩坐在質量為m的雪橇上，大人用與水平方向成角斜向上的拉力F拉雪橇向前運動。雪撬與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，求：

（1）雪橇對地面的壓力；

（2）雪橇受到的滑動摩擦力f。

25．（2023秋·北京通州·高一統(tǒng)考期末）一臺空調外機用兩個三角形支架固定在外墻上，如圖所示，空調外機的重心恰好在支架橫梁和斜梁的連接點O的上方，重力大小為G，橫梁AO水平，斜梁BO跟橫梁的夾角為，橫梁對O點的拉力沿OA方向，斜梁對O點的壓力沿BO方向。

（1）求出，的表達式；

（2）如果把斜梁加長一點，仍保持連接點O的位置不變，橫梁仍然水平，分析說明這時橫梁和斜梁對O點的作用力大小將如何變化？

26．（2023秋·北京石景山·高一統(tǒng)考期末）如圖所示，鉛筆AB（不計重力）、輕繩BC與手構成一個支架。在鉛筆與繩的結點B處掛一重物。手掌可感受到鉛筆施加的壓力，手的中指可以感受到繩子的拉力。若鉛筆處于水平，繩與鉛筆間的夾角為，所掛物體重力為4.5N。已知，。求手掌對鉛筆支持力的大小F和繩BC對鉛筆拉力的大小T。

27．（2023秋·北京西城·高一統(tǒng)考期末）在科學研究中，人們利用風力儀直接測量風力的大小，其原理如圖所示。用一根輕質細繩，懸掛一個小球。無風時，細繩沿豎直方向；當風沿水平方向吹來時，細繩偏離豎直方向的角度為θ。已知小球的質量為m，重力加速度為g。求此時風對小球作用力的大小。

28．（2023秋·北京東城·高一統(tǒng)考期末）在光滑墻壁上用網兜把足球掛在A點，足球與墻壁的接觸點為B。足球的質量為m，懸線OA與墻壁的夾角為。已知重力加速度為g，不計網兜的質量。

（1）求懸線OA上的拉力大小F；

（2）求墻壁對足球的支持力大小N；

（3）若懸線OA變短，則拉力大小F和支持力大小N如何變化。

29．（2023秋·北京大興·高一統(tǒng)考期末）在科學研究中，可以用風力儀直接測量風力的大小。儀器中有一根輕質金屬絲懸掛著一個金屬球，無風時金屬球自由下垂，當受到沿水平方向吹來的風時，金屬絲偏離豎直方向一個角度并保持恒定，如圖所示。已知小球質量，當?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

（1）證明無風時小球對金屬絲的拉力大小等于小球所受重力的大??；

（2）要想計算出風力的大小，還需要測量出哪個物理量？請推導出計算的表達式。

參考答案：

1．C

【詳解】AB．由于輪胎做勻速直線運動，輪胎豎直方向受力平衡有

即輪胎受到的支持力大小為

AB錯誤；

CD．輪胎水平方向受力平衡有

又由

得

C正確，D錯誤；

故選C。

2．B

【詳解】A由于靜摩擦力隨外力的增大而增大，因此木塊開始運動前，摩擦力逐漸增大，故A錯誤；

B．當拉力達到某一值時，木塊開始滑動，說明此時木塊恰好達到最大靜摩擦力；由于滑動摩擦力要小于最大靜摩擦力，所以木塊移動后拉力將減小，力傳感器能顯示其數(shù)值會突然變小，故B正確；

C．木塊開始移動時，靜摩擦力達到最大靜摩擦力，此時拉力等于最大靜摩擦力，所以該實驗裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小，故C錯誤；

D．開始時木塊保持不動，木塊受靜摩擦力，根據(jù)平衡條件可知摩擦力始終等于拉力，故D錯誤。

故選B。

3．D

【詳解】A．地面對運動員支持力的大小與運動員的重力相等，隨著運動員身體向后傾倒，地面對運動員支持力的大小不變，A正確；

BCD．運動員身體向后傾倒，即鋼管與地面的夾角θ變小，繩對鋼管的拉力會變大，地面對鋼管的摩擦力也會增大，地面對鋼管作用力的合力為地面對其支持力和摩擦力的合力，θ越小，支持力不變，此時合力會越大，BC正確，D錯誤。

本題選擇錯誤的，故選D。

4．A

【詳解】以足球為研究對象，根據(jù)受力平衡可得

，

聯(lián)立解得

，

故選A。

5．A

【詳解】A．瓶子相對于手有向下運動的趨勢，所以瓶子受到手施加的靜摩擦力，由平衡條件可得瓶子受到的靜摩擦力大小等于瓶子的重力，方向豎直向上，故A正確；

B．瓶子受到手豎直向上的靜摩擦力，則手受到瓶子的靜摩擦力，方向豎直向下，故B錯誤；

CD．由A選項分析可知，瓶子受到手施加的靜摩擦力，其大小始終等于瓶子的重力，故CD錯誤。

故選A。

6．C

【詳解】AC．設繩與墻壁夾角為，對球受力分析得

，

可知，當細繩與墻壁的夾角變小，細繩拉力變小，墻壁對球的支持力變小，A錯誤，C正確；

B．球所受合力為零，保持不變，B錯誤；

D．由

細繩的拉力一定大于墻壁對球的支持力，D錯誤。

故選C。

7．D

【詳解】A．對拖把受力分析得

可知，拖把所受支持力大于重力，A錯誤；

B．拖把對地面的壓力與拖把所受的支持力是作用力與反作用力，大小相等，B錯誤；

CD．拖把剛好做勻速直線運動，摩擦力大小為

C錯誤，D正確。

故選D。

8．D

【詳解】球受力如圖所示

球處于靜止狀態(tài)，所以在垂直斜面方向有

在垂直擋板方向有

則擋板對球的支持力大小為；由牛頓第三定律，可得球對斜面的壓力大小為

故選D。

9．C

【詳解】A．根據(jù)二力平衡可知，杯子受到的摩擦力方向豎直向上，故A錯誤；

B．根據(jù)二力平衡可知，杯子受到的摩擦力始終與杯子受到的重力等大反向，與手的握力大小無關，故B錯誤；

C．根據(jù)靜摩擦力的特點可知，手握的越緊，手對杯子的壓力就越大，杯子和手之間的最大靜摩擦力就越大，故C正確；

D．杯子保持靜止是因為手對杯子的摩擦力與杯子的重力等大反向，故D錯誤。

故選C。

10．B

【詳解】足球的受力如圖所示

根據(jù)平衡條件可得

當AC繩的長度變短時，θ增大，所以繩的拉力T增大，墻對足球的支持力FN增大，球對墻的壓力增大。

故選B。

11．D

【詳解】設兩個同學的手臂對水桶的拉力大小為F，設兩個同學的手臂均與豎直方向成角，根據(jù)對稱性可知，兩同學對水桶的作用力大小相等，則根據(jù)平衡條件可得

解得

可知，當兩個力的夾角變大時，每人對水桶的作用力變大，故兩個力的夾角小一些省力；兩個力的合力等于水桶的重力，保持不變，故①③錯誤，②④正確。

故選D。

12．A

【詳解】由題意為使兒童在滑梯中能沿滑板滑下，則應該讓兒童恰好能勻速下滑，即

故

由幾何關系可得

解得

故選A。

13．C

【詳解】AC．小汽車靜止在斜面上，由于重力作用使物體壓緊斜面，斜面對小汽車有支持力。又由于重力的作用，小汽車有下滑的趨勢，受到斜面的靜摩擦力，則小汽車受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用，由于小汽車靜止在斜面上，處于平衡狀態(tài)合外力為0，故汽車所受重力和支持力的合力與摩擦力大小相等，故A錯誤C正確；

B．由于小汽車靜止在斜面上，受到斜面的靜摩擦力，所以汽車所受的摩擦力等于重力沿斜面的分力，故B錯誤；

D．由于小汽車靜止在斜面上，受到斜面的靜摩擦力，故不能用計算滑動摩擦力的公式

計算汽車所受的摩擦力，故D錯誤。

故選C。

14．B

【詳解】AB．設F1和F2與豎直方向的夾角分別為α、β，由圖可知α>β，水平方向

則

豎直方向

則F2一定大于F3；選項A錯誤，B正確；

CD．由于三力平衡，則F1和F2的合力等于F3，F(xiàn)2和F3的合力方向與F1等大反向，不可能沿水平向右，選項CD錯誤。故選B。

15．C

【詳解】A、對物體受力分析可以知道,物體受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用,木塊開始滑動前,物體受力平衡,所以摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等,即f=mgsinθ,所以夾角增大的過程中,木塊所受的摩擦力一直在增大;木塊受到的支持力N=mgcosθ,因為運動過程中,夾角增大,故支持力減小;故AB錯誤;

CD、因為木塊一直處于平衡狀態(tài),故木塊受到的作用力始終等于重力,故木塊受到木板的作用力大小不變、方向不變,所以C選項是正確的,D錯誤.

綜上所述本題答案是:C

16．A17．B18．D19．D

【解析】16．A．“蜘蛛人”受到繩索的拉力是由于繩索發(fā)生形變產生的，故A正確；

B．“蜘蛛人”受到的拉力與“蜘蛛人”對繩索的拉力是一對相互作用力，故B錯誤；

C．“蜘蛛人”受到墻壁的支持力方向與墻壁垂直，故C錯誤；

D．“蜘蛛人”受到的重力一定大于拉力和豎直墻壁對其支持力的合力，所以他會下降，故D錯誤。

故選A。

17．受力分析如圖所示

由數(shù)學知識可知

，

故選B。

18．AB．在“蜘蛛人”緩慢下降的過程中，減小，增大，減小，所以逐漸減小，逐漸減小，故AB錯誤；

CD．在“蜘蛛人”緩慢下降的過程中，與的合力始終與重力大小相等，方向相反，與的合力保持不變，故C錯誤，D正確。

故選D。

19．擦窗工具做勻速直線運動，受平衡力作用，擦窗工具所受摩擦力與重力和拉力的合力大小相等，方向相反，所以摩擦力的大小

方向與水平方向的夾角為，向左上方，故ABC錯誤，D正確。

故選D。

20．BC

【詳解】AB．以正在勻速滑下的小孩為研究對象，將小孩的重力沿斜面和垂直斜面方向分解，根據(jù)受力平衡可得

，

其中、為重力的兩個分力，遵循平行四邊形定則，故A錯誤，B正確；

CD．以正在勻速滑下的小孩為研究對象，根據(jù)受力平衡可知，斜面的支持力和滑動摩擦力的合力與小孩的重力平衡，即方向應豎直向上，故C正確，D錯誤。

故選BC。

21．AD

【詳解】當某人低頭時，AO、AB與豎直方向的夾角分別為30°、60°，根據(jù)幾何關系結合正弦定理可得

解得

FT=G

故選AD。

22．（1），墻壁對球的作用力為mgtanα；（2）拉力和支持力都減小

【詳解】（1）足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如圖：

運用合成法，根據(jù)幾何知識得繩子對球的拉力為：

墻壁的支持力為

N=mgtanα

（2）若把網兜的懸繩變長，則α減小，可知拉力減小，支持力也減小。

23．（1）或；（2）

【詳解】（1）對拖