第01講 力與物體的平衡（練習(xí)）（解析版）-2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

資料整理【淘寶店鋪：向陽百分百】資料整理【淘寶店鋪：向陽百分百】專題01力與物體的平衡目錄TOC\o"1-1"\p""\h\z\u01力的基本概念受力分析及力的合成與分解 102單物體、多物體的靜態(tài)平衡 603動(dòng)態(tài)平衡及極值問題 904力電、力熱綜合平衡問題 1401力的基本概念受力分析及力的合成與分解1．（2023·嘉興·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一只海豚在表演時(shí)躍出水面，此時(shí)海豚受到（）A．水的推力B．重力、水的推力C．重力、空氣的作用力D．重力、空氣的作用力、水的推力【答案】C【詳解】海豚躍出水面后，海豚受到自身重力及空氣阻力的作用，故選C。2．（2023·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在水平路面上勻速直線行駛的汽車內(nèi)，一個(gè)手機(jī)通過吸盤式支架固定在傾斜的前擋風(fēng)玻璃上。若吸盤和玻璃間的空氣已被排空，則手機(jī)和支架（）

A．共受3個(gè)力作用B．共受4個(gè)力作用C．受前擋風(fēng)玻璃的作用力方向一定豎直向上D．受前擋風(fēng)玻璃的摩擦力方向一定豎直向上【答案】B【詳解】AB．手機(jī)和支架受到重力、大氣壓力、玻璃的彈力和玻璃的摩擦力，共4個(gè)力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；C．擋風(fēng)玻璃給支架的作用力為彈力和摩擦力的合力，與大氣壓力和重力的合力等大反向，不可能豎直向上，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．受前擋風(fēng)玻璃的摩擦力方向一定是與玻璃相切，不可能豎直向上，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。3．（2023·莆田·一模）如圖所示，有P、N兩塊質(zhì)量相同的物塊，在物塊P上施加一沿水平方向的外力F，使它們疊放在豎直面上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是（）A．物塊P一定受到4個(gè)力的作用 B．物塊P一定受到3個(gè)力的作用C．物塊N一定受到4個(gè)力的作用 D．物塊N可能受到6個(gè)力的作用【答案】A【詳解】A．如果P、N之間沒有摩擦力，則物塊P不能平衡，所以N對(duì)P有向左下的支持力和沿著接觸面向左上的摩擦力，物塊P一定受到4個(gè)力的作用，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．整體分析可知，墻對(duì)N有向上的摩擦力，大小等于兩者的重力之和，物塊N還受到重力、墻對(duì)N的支持力，P對(duì)N的支持力，P對(duì)N的摩擦力，所以物塊N一定受到5個(gè)力的作用，CD錯(cuò)誤；故選A。4．如圖所示，把光滑斜面上物體的重力mg分解為兩個(gè)力，下列說法正確的是（）

A．是斜面作用在物體上使物體下滑的力，是物體對(duì)斜面的壓力B．物體受到四個(gè)力作用C．和是作用力和反作用力D．力三個(gè)力的作用效果和mg與兩個(gè)力的作用效果相同【答案】D【詳解】ABD．物體受到mg、FN兩個(gè)力作用，F(xiàn)1、F2兩個(gè)力是重力的分力，不是實(shí)際受到的的力，力FN、F1、F2三個(gè)力的作用效果和mg與FN兩個(gè)力的作用效果相同，故AB錯(cuò)誤，D正確；C．和是一對(duì)平衡力，故C錯(cuò)誤。故選D。5．如圖所示是李強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。他將細(xì)繩的一端系在手指上，繩的另一端系在直桿的A端，桿的左端頂在掌心上，組成一個(gè)“三角支架”。在桿的A端懸掛不同重物，并保持靜止。下列不正確的說法是（）

A．繩子是被拉伸的，桿是被壓縮的B．桿對(duì)手掌施加作用力的方向沿桿由C指向AC．繩對(duì)手指施加作用力的方向沿繩由B指向AD．所掛重物質(zhì)量越大，繩和桿對(duì)手的作用力也越大【答案】B【詳解】A．由題圖可知，物體重力的作用效果是：一方面拉緊細(xì)繩，另一方面，壓縮桿，A正確，不符合題意；BC．桿對(duì)手掌的作用力方向沿桿由A指向C，繩對(duì)手指的作用力由B指向A，B錯(cuò)誤，符合題意，C正確，不符合題意；D．將重力mg分解為沿繩方向的力F1和沿桿方向的力F2，如圖所示，由圖可得

，，可知重物的質(zhì)量越大，F(xiàn)1、F2也越大，可知繩和桿對(duì)手的作用力也越大，D正確，不符合題意。故選B。6．（2023·福建泉州·福建省德化第一中學(xué)校聯(lián)考一模）港珠澳大橋的人工島創(chuàng)新圍島填土在世界范圍內(nèi)首次提出深插式鋼圓筒快速成島技術(shù)，1600t起重船“振浮8號(hào)”吊起巨型鋼筒直接固定在海床上插入到海底，然后在中間填土形成人工島，如圖甲，每個(gè)圓鋼筒的直徑為22.5m，高度為55m，質(zhì)量為550t，由若干根特制起吊繩通過液壓機(jī)械抓手連接鋼筒。某次試吊將一個(gè)圓鋼筒吊在空中，每根繩與豎直方向的夾角為30°，如圖乙所示，每根繩所能承受的最大拉力為，圖乙中僅畫出兩根起吊繩，則至少需要多少根繩子才能成功起吊（，）（

）

A．7根 B．8根 C．9根 D．10根【答案】B【詳解】設(shè)n根繩拉力在豎直方向的分矢量和與重力大小相等、方向相反。則，由題知

，得。即至少需要8根繩子才能成功起吊。故選B。7．（2022·四川南充·四川省南充高級(jí)中學(xué)校考三模）如圖所示，木模A、B質(zhì)量均為m，通過三根輕質(zhì)豎直細(xì)線對(duì)稱連接，木模B靜止在水平面上。細(xì)線a、b、c上的張力大小分別用、、表示，水平面所受的壓力大小為，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（

）A．FN<2mg B．Fa-Fb-Fc=mgC．Fa+Fb+Fc=2mg D．Fa=Fb+Fc【答案】B【詳解】BD．對(duì)木塊A受力分析有，可得，故B正確，D錯(cuò)誤；A．對(duì)A、B整體進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力平衡可得，根據(jù)牛頓第三定律可得水平面所受的壓力大小為，故A錯(cuò)誤；，C．由BD選項(xiàng)分析可得，由于與mg關(guān)系未知，故不能得到，故C錯(cuò)誤。故選B。8．（2023·山東濟(jì)南·濟(jì)南市歷城第二中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）孔府是中國傳統(tǒng)建筑的杰出代表，采用了瓦片屋頂，屋頂結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖，弧形瓦片靜止在兩根相互平行的傾斜椽子正中間。已知椽子與水平面夾角均為θ，瓦片質(zhì)量為m，重力加速度為g，則（）A．每根椽子對(duì)瓦片的摩擦力大小為B．每根椽子對(duì)瓦片的支持力大小為C．椽子對(duì)瓦片支持力的合力大小為D．椽子對(duì)瓦片作用力的合力大小為【答案】A【詳解】A．兩根椽子對(duì)瓦片的摩擦力的合力為，摩擦力方向與椽子平行，所以每根椽子對(duì)瓦片的摩擦力大小為。故A正確；BC．兩根椽子對(duì)瓦片的支持力的合力為，瓦片有弧度，所以每根椽子對(duì)瓦片的支持力大小不是。故BC錯(cuò)誤；D．椽子對(duì)瓦片的作用力包括支持力和摩擦力，合力大小為mg。故D錯(cuò)誤。故選A。02單物體、多物體的靜態(tài)平衡1．（2023·廣東惠州·統(tǒng)考一模）在科學(xué)研究中，人們利用風(fēng)速儀測(cè)量風(fēng)速的大小，其原理如圖所示。儀器中有一根輕質(zhì)金屬絲，懸掛著一個(gè)金屬球。若某次受到沿水平方向來的風(fēng)時(shí)，穩(wěn)定后，金屬絲偏離豎直方向夾角為。已知風(fēng)力F與風(fēng)速v的大小關(guān)系為，k為常量，金屬球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則風(fēng)速大小為（

）A． B． C． D．【答案】A【詳解】對(duì)小球受力分析，有根據(jù)共點(diǎn)力平衡，有，，又因?yàn)?，?lián)立解得故選A。2．（2023·廣東茂名·統(tǒng)考二模）如圖所示為戶外野炊時(shí)的一種便攜式三腳架，三根等長(zhǎng)的輕桿通過輕質(zhì)鉸鏈組合在一起?，F(xiàn)將三腳架放在水平地面上，吊鍋通過細(xì)鐵鏈懸掛在三腳架正中間，已知吊鍋和細(xì)鐵鏈的總重力為G，輕桿與豎直方向夾角均為30°，忽略支架與鉸鏈間的摩擦，則每根輕桿上承受的壓力為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】根據(jù)受力平衡，解得故選D。3．（2023·遼寧·校聯(lián)考二模）如圖甲為明朝《天工開物》記載測(cè)量“號(hào)弦”張力的插圖，圖乙為示意圖，弓的質(zhì)量為m＝5kg，弦的質(zhì)量忽略不計(jì)，懸掛點(diǎn)為弦的中點(diǎn)。當(dāng)在弓的中點(diǎn)懸掛質(zhì)量為的重物，弦的張角為，，則弦的張力為（

）A．50N B．150N C．200N D．【答案】B【詳解】對(duì)懸掛點(diǎn)受力分析可得，可得T=150N故選B。4．（2024·湖南郴州·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)周末在家大掃除，移動(dòng)衣櫥時(shí)，無論怎么推也推不動(dòng)，于是他組裝了一個(gè)裝置，如圖所示，兩塊相同木板可繞A處的環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩木板的另一端點(diǎn)B、C分別用薄木板頂住衣櫥和墻角，該同學(xué)站在該裝置的A處。若調(diào)整裝置A點(diǎn)距地面的高時(shí)，B、C兩點(diǎn)的間距，B處衣櫥恰好移動(dòng)。已知該同學(xué)的質(zhì)量為，重力加速度大小取，忽略A處的摩擦，則此時(shí)衣櫥受到該裝置的水平推力為（）A．1680N B．1470N C．875N D．840N【答案】B【詳解】該同學(xué)站在A點(diǎn)時(shí)，重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果力、，如圖所示設(shè)、，與豎直方向夾角為，則有在B點(diǎn)分解，如圖所示則水平推力為，由幾何關(guān)系得，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得故選B。5．（2023·四川眉山·?？既＃┤鐖D所示，一根非彈性繩的兩端分別固定在兩座假山的、處，、兩點(diǎn)的水平距離，豎直距離，、間繩長(zhǎng)為．重為的猴子抓住套在繩子上的滑環(huán)在、間滑動(dòng)，某時(shí)刻猴子在最低點(diǎn)處靜止，則此時(shí)繩的張力大小為（繩處于拉直狀態(tài)）（

）A． B． C． D．【答案】C【詳解】在最低點(diǎn)，設(shè)繩子與豎直方向的夾角為，以猴子為對(duì)象，根據(jù)受力平衡可得，根據(jù)幾何關(guān)系可知，解得，則此時(shí)繩的張力大小為故選C。03動(dòng)態(tài)平衡及極值問題1．（2023·遼寧大連·育明高中?？家荒＃皟和W(xué)歸來早，忙趁東風(fēng)放紙鳶”，春天正是踏青放風(fēng)箏的好時(shí)節(jié)。如圖所示，在細(xì)線拉力的作用下，風(fēng)箏靜止在空中，若氣流對(duì)風(fēng)箏的作用力大小不變，下列說法正確的是（）A．地面受到人的作用力方向斜向右上方B．細(xì)線由實(shí)線位置變?yōu)樘摼€位置，細(xì)線的拉力變小C．細(xì)線由實(shí)線位置變?yōu)樘摼€位置，地面對(duì)人的支持力變大D．細(xì)線由實(shí)線位置變?yōu)樘摼€位置，地面對(duì)人的摩擦力變大【答案】B【詳解】A．人在地面上受豎直向下的重力、向上的支持力、向右的摩擦力和斜向左上方的細(xì)線拉力，所以人受到地面的作用力即支持力和摩擦力的合力，方向應(yīng)斜向右上方，由牛頓第三定律可知，地面受到人的作用力方向斜向左下方，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)細(xì)線由實(shí)線位置變?yōu)樘摼€位置，對(duì)風(fēng)箏分析，繩子拉力T與風(fēng)箏重力G的夾角減小，若氣流對(duì)風(fēng)箏的作用力大小不變，作出力的三角形，如圖所示由此可知，細(xì)線的拉力減小，故B正確；CD．對(duì)人和風(fēng)箏整體分析，則有，。細(xì)線由實(shí)線位置變?yōu)樘摼€位置，氣流對(duì)風(fēng)箏的作用力F大小不變，方向與豎直方向的夾角變小，所以地面對(duì)人的摩擦力減小，地面對(duì)人的支持力N減小，故CD錯(cuò)誤。故選B。2．（2023·河南開封·?？寄M預(yù)測(cè)）如圖所示，一直角支架固定在豎直面內(nèi)，一輕質(zhì)細(xì)繩a的一端A點(diǎn)掛一燈籠，另一端固定于支架水平部分的B點(diǎn)，另一輕質(zhì)細(xì)繩b一端固定于支架水平部分的C點(diǎn)，另一端連接一輕質(zhì)光滑滑鉤，滑鉤鉤住輕質(zhì)細(xì)繩a中間部分的O點(diǎn)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，細(xì)繩b與豎直方向的夾角為。不計(jì)空氣對(duì)燈籠的影響，在細(xì)繩a的端點(diǎn)從B點(diǎn)緩慢移動(dòng)到D點(diǎn)過程中，下列說法正確的是（）A．細(xì)繩a上的拉力逐漸變大 B．細(xì)繩a上的拉力先變大再變小C．夾角α不變 D．細(xì)繩b上的拉力逐漸變大【答案】D【詳解】AB．在細(xì)繩a的端點(diǎn)從B點(diǎn)緩慢移動(dòng)到D點(diǎn)過程中，燈籠始終處于平衡狀態(tài)，繩的拉力始終平衡重力，a繩的拉力始終為燈籠的重力大小，AB均錯(cuò)誤；C．根據(jù)平衡分析可知，b繩的力在的角平分線上，根據(jù)幾何關(guān)系可知，夾角變大，C錯(cuò)誤；D．、兩個(gè)力夾角變小，兩個(gè)力大小不變，合力變大，故b繩拉力變大，D正確。故選D。3．（2024·河南信陽·信陽高中校考一模）一個(gè)表面光滑的半圓柱體固定于墻壁上，O點(diǎn)為截面圓心，球體上B點(diǎn)有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，通過細(xì)線連接在墻壁上的A點(diǎn)，下列說法正確的是（）

A．若細(xì)線長(zhǎng)度和點(diǎn)位置不變，增加柱體半徑，則小球所受支持力增加B．若細(xì)線長(zhǎng)度和點(diǎn)位置不變，增加柱體半徑，則小球所受支持力減小C．若細(xì)線長(zhǎng)度和點(diǎn)位置不變，減小柱體半徑，則線上拉力增加D．若細(xì)線長(zhǎng)度和點(diǎn)位置不變，減小柱體半徑，則線上拉力減小【答案】A【詳解】對(duì)小球進(jìn)行受力分析，可知它受重力，柱體給它的支持力，細(xì)線中拉力，做出力的矢量三角形如圖所示則有，AB．不變，重力不變，所以比值不變，增加柱體半徑，即增加，所以小球所受的支持力增加；減小柱體半徑，小球所受的支持力減小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．不變，重力不變，所以比值不變，增加或減小柱體半徑，但是細(xì)線長(zhǎng)度不變，拉力不變，故CD錯(cuò)誤。故選A。4．一根細(xì)繩能承受的最大拉力是G，現(xiàn)把一重為G的物體系在繩的中點(diǎn)，分別握住繩的兩端，先并攏，然后緩慢地左右對(duì)稱地分開，若要求繩不斷，則兩繩間的夾角不能超過（）A．45° B．60° C．120° D．135°【答案】C【詳解】當(dāng)合力一定時(shí)，兩分力的夾角越大，分力就越大，因?yàn)槔K子左右對(duì)稱分開，所以拉力相等，根據(jù)幾何知識(shí)可得在兩力夾角為120°時(shí)，兩分力大小等于重力，夾角再增大，繩子間的拉力就大于G了，所以夾角不能超過120°，故選C。5．如圖所示，重力為G的小球用輕繩懸于O點(diǎn)，用力F拉住小球，使輕繩保持偏離豎直方向60°角且不變，當(dāng)F與豎直方向的夾角為θ時(shí)F最小，則θ、F的值分別為（）A．0°， B．30°， C．30°， D．60°，【答案】B【詳解】當(dāng)力F與細(xì)繩垂直時(shí)，即時(shí)，F(xiàn)取得最小值，由平衡條件可得故選B。6．（2023·山東菏澤·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，用細(xì)線將重力為100N的物塊懸掛在O點(diǎn)，在物塊上施加力F，在力F由水平方向逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中，物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，且細(xì)線與豎直方向成角，則（

）A．細(xì)線拉力先增大后減小 B．力F先增大后減小C．細(xì)線拉力的最大值為 D．力F的最小值為50N【答案】D【詳解】對(duì)物塊受力分析，作出如圖所示的矢量三角形可知在F由水平方向逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中，細(xì)線拉力T一直減小，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知T的最大值為，力F先減小后增大，F(xiàn)的最小值為故選D。7．如圖所示，三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2L?，F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加外力F（重力加速度為g），則下列說法中正確的是（）A．AC繩的拉力為 B．CD繩的拉力為C．外力F的最小值為 D．外力F的最小值為【答案】D【詳解】AB．令A(yù)C繩與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)幾何關(guān)系有，解得，對(duì)C點(diǎn)與重物進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件有，，解得，，故AB錯(cuò)誤；CD．對(duì)D點(diǎn)進(jìn)行受力分析，作出矢量動(dòng)態(tài)三角形如圖所示可知，當(dāng)外力F方向與繩BD垂直時(shí)，外力F最小，則有，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。04力電、力熱綜合平衡問題1．（2023·四川雅安·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，甲、乙兩個(gè)帶電金屬小球（均視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量均為m，甲用長(zhǎng)度為3L的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，乙用長(zhǎng)度為5L的輕質(zhì)絕緣細(xì)線也懸掛在O點(diǎn)，甲靠在光滑絕緣的豎直墻壁上，甲、乙靜止時(shí)兩條細(xì)線之間的夾角正好為53°，重力加速度為g，靜電引力常量為k，，下列說法正確的是（）

A．甲、乙兩球的高度不相同B．甲、乙兩球一定帶等量的同種電荷C．甲、乙兩球帶電量的乘積等于D．細(xì)線對(duì)甲球的拉力大于mg【答案】C【詳解】A．甲用長(zhǎng)度為3L的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，乙用長(zhǎng)度為5L的輕質(zhì)絕緣細(xì)線也懸掛在O點(diǎn)，由于甲、乙靜止時(shí)兩條細(xì)線之間的夾角正好為53°，可根據(jù)幾何關(guān)系可知甲、乙兩球的高度一定相同，所受庫侖力方向水平，若不等高，二者夾角不可能為53°，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)牛頓第三定律可知，甲、乙兩球之間的作用力為相互作用力，大小相同方向相反，由圖中可見兩球相互排斥，兩球帶同種電荷，但不一定等量，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)平衡關(guān)系可知，解得，故C正確；D．甲球豎直方向根據(jù)平衡條件可知，細(xì)線對(duì)甲球的拉力等于，故D錯(cuò)誤。故選C。2．（2023·海南·統(tǒng)考二模）用絕緣細(xì)線a、b將兩個(gè)帶電小球1和2連接并懸掛，已知小球2的重力為G，如圖所示，兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線a與豎直方向的夾角為30°，兩小球連線與水平方向夾角為30°，細(xì)線b水平，則（）A．小球1帶電量一定小于小球2的帶電量B．細(xì)線a拉力大小為C．細(xì)線b拉力大小為D．小球1與2的質(zhì)量比為【答案】B【詳解】A．由，可知，不能確定小球1與小球2的帶電量，故A不符合題意；C．對(duì)小球2，由平衡條件可得，，解得細(xì)線b拉力大小為，故C不符合題意；BD．對(duì)小球1，由平衡條件可得，解得細(xì)線a拉力大小為，小球1與2的質(zhì)量比為，故B符合題意，D不符合題意。故選B。3．（2023·河北邯鄲·統(tǒng)考二模）如圖所示，三條不可伸長(zhǎng)的輕繩、、結(jié)于點(diǎn)，質(zhì)量為，電荷量為的小球被輕繩系著，的長(zhǎng)度為，距點(diǎn)正下方處固定一個(gè)電荷量為的小球。初始時(shí)，小球在延長(zhǎng)線上靜止，由于球不斷漏電，小球的位置不斷下降，再次平衡時(shí)位于點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），與豎直方向夾角為60°。已知重力加速度為，則下列說法正確的是（）A．小球下降過程中繩上張力一直增大B．下降過程中繩上的最大張力為C．下降過程中繩上的最大張力為D．再次平衡時(shí)，球帶的電荷量為【答案】B【詳解】A．對(duì)球受力分析如圖所示此三力組成的封閉三角形與相似，所以，解得，大小不變，故A錯(cuò)誤；D．初態(tài)，末態(tài)，則，，可得故D錯(cuò)誤；BC．對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，繩、中的拉力和的合力大小恒為，小球運(yùn)動(dòng)過程中和的合力從水平方向順時(shí)針轉(zhuǎn)到與水平方向成30°角，則逐漸增大，也逐漸增大，故繩上最大張力為，繩上的最大張力為，故C錯(cuò)誤，B正確。故選B。4．（2023·佳木斯·階段練習(xí)）將長(zhǎng)1m的導(dǎo)線ac從中點(diǎn)b折成如圖中所示的形狀，