2025版高考物理题型分类专项训练：动态平衡问题 衡中的临界、极值问题

2025版高考物理考点题型归纳总结考点10考点10动态平衡问

题平衡中的临界、极值问题

强基固本对点练

知识点1解析法解答动态平衡问题

1.如图所示，水平地面上有一铁板，铁板上有一倾角为45。的活动木板，质量分别为

网和机B的物体A、8用轻绳连接后跨过滑轮，A、8均处于静止状态.现将木板的倾角缓缓

减小到10。，A与斜面始终保持相对静止，B物体始终悬在空中.已知〃以=2加小不计滑轮

摩擦.下列说法正确的是（）

A.绳子对A的拉力将减小B.铁板对地面的压力将逐渐减小

C.地面对铁板的摩擦力将逐渐增大D.物体A受到的摩擦力先减小后增大

甲乙

2.如图甲所示，推力厂垂直斜面作用在斜面体上，斜面体静止在竖直墙面上，若将斜

面体改成如图乙所示放置，用相同大小的推力F垂直斜面作用到斜面体上，则下列说法正

确的是（）

A.墙面受到的压力一定变小

B.斜面体受到的摩擦力一定变小

C.斜面体受到的摩擦力可能变大

D.斜面体可能沿墙面向上滑动

知识点2图解法解答动态平衡问题

3.如图所示，一个圆环竖直固定在水平地面上，圆心为。，两根不可伸长的轻绳A、B

一端系在圆环上，另一端通过结点悬挂一个重物，开始时，重物静止，结点位于。点，A

绳竖直，B绳与A绳的夹角a<90。.现保持结点位置和B绳的方向不变，让A绳绕着0点缓

慢转至水平虚线位置.则在这个过程中，下列说法正确的是（）

A.开始时，2绳上的张力不为零B.A绳上的张力一直减小

C.A绳上的张力先增大后减小D.B绳上的张力一直增大

O

4.如图所示，用光滑铁丝弯成的四分之一圆弧轨道竖直固定在水平地面上，。为圆心，

A为轨道上的一点，一中间带有小孔的小球套在圆弧轨道上，对小球施加一个拉力，若在拉

力方向从水平向左在纸面内顺时针转至竖直向上的过程中，小球始终静止在A点，则拉力

F（）

A.先变大，后变小B.先变小，后变大C.一直变大D.一直变小

0

/〃〃/〃〃/

5.（多选）如图所示，轻绳。1将一质量为根的小球悬挂于。点，与竖直方向的夹角

为8=30。,在水平力厂作用下，小球静止.现使力尸沿逆时针方向缓慢旋转至竖直向上，

小球位置始终不变，上述过程中（）

A.小球的合力逐渐减小B.力/先减小后增大

C.轻绳0A对球的拉力先增大再减小D.力产最小值为3加g

知识点3相似三角形法解答动态平衡问题

6.如图所示，木板2放置在粗糙水平地面上，。为光滑钱链.轻杆一端与钱链。固定

连接，另一端固定连接一质量为根的小球A现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑

的定滑轮。'由力下牵引，定滑轮位于。的正上方，整个系统处于静止状态.现改变力产的

大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到。，正下方，木板始终保持静止，则在整个过程

中（）

A.外力尸大小不变B.轻杆对小球的作用力变小

C.地面对木板的支持力逐渐变小D.地面对木板的摩擦力逐渐减小

o.

7.两根通电直导线纵。相互平行，。通有垂直纸面向里的电流，固定在。点正下方的

地面上；6通过一端系于。点的绝缘细线悬挂，且》静止时的截面图如图所示.若

。中电流大小保持不变，b中的电流缓慢增大，则在b缓慢移动的过程中（）

A.细线对6的拉力逐渐变小B.地面对a的作用力变小

C.细线对6的拉力逐渐变大D.地面对a的作用力变大

知识点4外接圆法解答动态平衡问题

8.如图所示，半径为R的圆环竖直放置，长度为R的不可伸长的轻细绳0B,一

端固定在圆环上，另一端在圆心。处连接并悬挂一质量为m的重物，初始时0A绳处于水

平状态.把圆环沿地面向右缓慢转动，直到0A绳处于竖直状态，在这个过程中（）

A.04绳的拉力逐渐增大B.绳的拉力先增大后减小

C.08绳的拉力先增大后减小D.02绳的拉力先减小后增大

9.如图所示，轻绳两端固定在一硬质轻杆上的A、B两点，在轻绳中点。系一重物.现

将杆顺时针在竖直面内缓慢旋转，使从水平位置转到竖直位置的过程中，绳0A,0B

的张力FA和FB的大小变化情况是（）

A.已先增大后减小，J一直减小

B.乙先减小后增大，居一直增大

C.邑先减小后增大，邑先增大后减小

D.邑先增大后减小，为先减小后增大

知识点5平衡中的临界和极值问题

10.一个箱子在平行于斜面的轻绳拉动下，沿倾角为30。的固定斜面匀速上滑.已知箱

子与斜面间的动摩擦因数为牛，重力加速度大小为10m/s2.若轻绳能承受的最大拉力为500

11.质量为M的木楔倾角为仇*45。），在水平面上保持静止，当将一质量为根的木块

放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑.当用与木楔斜面成a角的力尸拉木块时，木块匀速

上滑，如图所示（己知木楔在整个过程中始终静止，木块与木楔间的动摩擦因数为〃，重力

加速度为g）.下列结论正确的是（）

A.当a=0时，下有最小值,最小值为mgsincos6

B.当a=0时，尸有最小值,最小值为mgsin6

C.当a=6时，尸有最小值,最＜1、值为mgsin〃加gcos0

D.当a=6时，尸有最小值,最小值为mgsin20

培优提能模拟练

12.[2024•贵州省六盘水市月考]劳动人民的智慧出乎我们的想象，果农设计的分拣水果

的简易装置如图所示，两细杆间上窄下宽、与水平地面所成的角相同，水果从装置顶端由静

止释放，大小不同的水果会在不同位置落到不同的水果筐内.水果均为球形，离开细杆前的

运动可视为匀加速直线运动，则水果沿细杆运动的过程中受到每根细杆的支持力（）

A.变小B.变大C.不变D.无法确定

13.

[2024•九省联考安徽卷]如图所示，轻绳1两端分别固定在M、N两点（N点在M点右上

方），轻绳1上套有一个轻质的光滑小环O,质量为m的物块P通过另一根轻绳2悬挂在环

的下方，处于静止状态，/MON=60。.现用一水平向右的力F缓慢拉动物块，直到轻绳2

与连线方向垂直.已知重力加速度为g.下列说法错误的是（）

增加拉力F前，轻绳1的张力大小为理mg

A.

B.物块在缓慢移动过程中，轻绳2的延长线始终平分NM0N

C.物块在缓慢移动过程中，轻绳2的张力越来越大

D.物块在缓慢移动过程中，轻绳1的张力可能先增大后减小

14.[2024•四川成都市阶段性考试]如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体,

用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点.通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半

圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切.当地重力加速度为g,下列说法正

确的是（）

A.细线对小球的拉力先增大后减小

B.小球对柱体的压力先减小后增大

C.柱体对竖直墙面的压力最大值为05咫

D.柱体对竖直墙面的压力最大值为

15.[2024•广东阳江市期中考试]（多选）如图所示，粗糙斜面体C上有一个物块A通过轻

绳跨过固定在斜面顶端的光滑定滑轮与质量为优的物块3相连，且均处于静止状态，现给

物体B施加一个与轻绳OB夹角始终为。=120。的拉力F,让轻绳OB缓慢从竖直变成水平，

此过程中物体A和斜面体C始终静止，则在此过程中，下列说法正确的是（）

A.绳子中的拉力T一直变大B.拉力尸的最大值为乎机g

C.斜面体C受地面的摩擦力一直减小D.物块A受到的摩擦力可能先增大后减小

16.[2024•河南省部分名校阶段性测试]如图所示，一光滑的轻滑轮用轻绳悬挂于

点.另一轻绳跨过轻滑轮一端连接物块A,另一端连接中间有孔的小球2,42的质量满

足小球B套在光滑倾斜固定杆上，对B施加沿杆方向的外力F使轻绳OB水平.缓

慢改变外力厂的大小，使轻绳从水平顺时针缓慢转到竖直的过程中，下列说法正确的是

（）

A.轻绳02上的拉力先减小后增大B.轻绳。0,上的拉力大小不变

C.轻绳。。，上的拉力逐渐增大D.外力厂逐渐增大

OA

B

17.[2024•湖南省名校联合体联考]如图所示，A、3两个带电小球用绕过定滑轮的绝缘

细线连接，A球与竖直光滑绝缘墙壁接触，A与滑轮间的细线竖直，A、8两球均处于静止

状态，给A球施加一个力，使A球缓慢下移，A、8两球带电量保持不变，不计球和定滑轮

的大小，在A球缓慢移动的过程中，则细线上的拉力（）

A.一直变小B.先变大后变小

C.一直变大D.先变小后变大

18.[2024•安徽省百校大联考]水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度

传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器，如图为一个简易模型，截

面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于正三角形内接圆半径,

三角形各边均有压力传感器和倾角传感器，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角以及所

受压力通过显示屏显示出来，图中此时边恰好处于水平状态，将其以A为轴在竖直平面

内逆时针缓慢转动，在边倾角传感器示数。从0增大到90。的过程中，下列说法正确的

是（）

A.边压力传感器示数一直增大

B.AC边压力传感器示数先增大后减小

C.BC边压力传感器示数一直增大

D.0=90。时，AB边与AC边压力传感器示数之比为1：2

19.[2024•山东省济南市第一次诊断考试]如图所示，倾角为6的斜面体c置于水平地面

上，小物块。置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏。连接，连接b的一段细绳与

斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、氏c都处于静止状态，贝1（）

A.6对c的压力可能减小

B.b对。的摩擦力可能增大

C.地面对。的摩擦力可能增大

D.地面对c的支持力可能减小

20.[2024•浙江嘉兴市基础测试]如图所示，一根细线系着一个质量为m的小球，细线

上端固定在天花板上.给小球施加力凡小球平衡时细线与竖直方向的夹角为仇今0).下列

说法正确的是()

A.若保持尸的大小不变，6最大值满足tan

B.若保持尸的大小不变，细线的最大拉力为邓2+(mg)2

C.若保持。不变，细线拉力的最小值为0

D.若保持。不变，力厂的最小值为根gtan。

考点11实验二探究弹簧弹力与形变量的关系

强基固本对点练

ml(x10'3kg)

02468101214x/cm

1.某同学欲做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，有铁架台、弹簧和多个已知

质量且质量相等的钩码.

(1)实验中还需要的测量工具是;

(2)用纵轴表示钩码质量小横轴表示弹簧的形变量心根据实验数据绘制出图线如图所

示，由图可知弹簧的劲度系数k=N/m(重力加速度g取9.8m/s2)；

(3)若某同学先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹

簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L把Lio作为弹簧的伸长量x,这样

操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列选项中的.

2.［2024•山东青岛市月考］在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中.

(1)关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是.

A.先测量原长，后竖直悬挂

B.先竖直悬挂，后测量原长

C.先后顺序对实验结果无影响

(2)乙弹簧的劲度系数为N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧

(填“甲”或“乙”).

3.［2024•陕西渭南市月考］某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长

度L的关系.把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度

位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度

位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度.通过分析数据得出实验结论.

(1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物理

规律是•

(2)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作

出?乙图像，如图乙所示.由图像可知，弹簧自由下垂时的长度Lo=cm,弹簧的

劲度系数k=N/m.(结果均保留2位有效数字)

培优提能模拟练

4,2024•四川资阳市月考］用铁架台、带挂钩的不同弹簧若干、50g的钩码若干、刻度尺

等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力尸的大小与伸长量x之间的定量关系.

图乙

(1)未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长Lo=cm.

(2)由图乙还可知劲度系数较大的是弹簧；还可算出B弹簧的劲度系数为

________N/m.

(3)若某同学做实验时，误把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，则该同学所做图像

得到的左值是(填“偏大”“偏小”或“不变”).

5.[2022•湖南卷]小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计

了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量.主要实验步骤如下