2025高考物理总复习 考前应试策略指导 专题1力与运动 第1讲物体的平衡

第一部分专题一第1讲

＜专超分层/突破练T/

A组•基础练

I.（2024.广东深圳一调）如图所示，一玩偶与塑料吸盘通过细绳连接，吸

盘吸附在墙壁上玩偶静止悬挂，忽略玩偶与墙壁之间的静摩擦力，则（）

A.细绳A3越短，玩偶对墙壁的压力越大

B.细绳4B越长，吸盘受到墙壁的摩擦力越小

C.吸盘重力大于墙壁和细绳对吸盘作用力的合力

D.吸盘与墙壁之间的挤压力越大，吸盘受到墙壁的摩擦力越大

【答案】A

【解析】玩偶的受力分析如图所示，玩偶对噜壁的压力等于支持力，有FN

=Gtan仇细绳AB越短，。越大，则玩偶对墙壁的压力越大，所以A正确；对吸

盘与玩偶整体分析竖直方向只受重力与摩擦力，所以吸盘受到墙壁的摩擦力总是

等于重力，与细绳的长短无关，与吸盘与墙壁之间的挤压力无关，所以B、D错

误；由平衡条件可知，吸盘重力等于墙壁和细绳对吸盘作用力的合力，所以C错

伏•DO

2.如图所示，一物体质量均匀，两端用金属细线拴着，金属线的中点用一个

光滑环吊在正上方，那么（）

A.金属线越短，其张力越大

B.金属线越长，其张力越大

C.将金属线变短，其张力先变大后变小

D.无论金属线长短如何，其张力保持不变

【答案】A

【解析】设物体的质量为〃z,金属线和竖直方向的夹角为巴金属线中的

拉力为乙根据平衡条件27bos解得了=悬不全属线越长，则夹角。

越小，金属线的张力越小，金属线越短，则夹角9越大，金属线的张力越大。故

选A。

3.（2024.浙江杭州模拟）如图所示，上表面为斜面的小车M静止在光滑水平

面上，一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止，此时小车

受力个数为（）

A.3B.4

C.5D.6

【答案】B

【解析】M、m相对静止，对整体受力分析知，整体受总重力和地面给的

支持力，处于静止状态；对物体m受力分析，则m受到重力、支持力和静摩擦

力；对M受力分析，使重力、m对它的垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的静摩

擦力，同时地面对M有向上的支持力，因墙壁对小车不会有力的作用，则M共

受到4个力。故B正确，A、C、D错误。

4.（2024.安徽六校联考）如图，一粗糙斜面固定于水平面上，一质量为⑦的

滑块通过一跨过斜面顶端的光滑定滑轮的轻绳与一钩码相连。能使滑块在斜面上

保持静止的钩码质量的最大值和最小值分别为“和，〃2。设轻绳与斜面保持平行,

滑块所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。斜面倾角为仇则滑块与斜面之间

的动摩擦因数为（）

如2mi

•2mg

ini-rm〃一十〃22

c---------

,2/HCOS0D・2〃7cos8

【答案】C

【解析】当钩码的质量有最大值加时，滑块所受的静摩擦力沿斜面向下,

则：W〃gcose+〃zgsin6=m\g：当钩码的质量有最小值nn时，滑块所受的静摩擦

7771—///?

力沿斜面向上，则："zgsin9="?2g+〃"?gcos。；联立解得"=2〃7cos0,故选C。

5.（2023•河北卷）如图，轻质细杆AB上穿有一个质量为根的小球C,将杆水

平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水

平面成30。角,则左侧斜面对杆AB支持力的大小为（）

A.nig

C.3mg

【答案】B

【解析】对轻杆和小球组成的系统进行受力分析，如图，设左侧斜面对杆

J3

A8支持力的大小为由平衡条件有M=mgcos30。，得凶=与〃吆，故选B。

6.（2024•上海嘉定一模）图甲为烤肠机，香肠放置于两根水平的平行金属杆中

间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量均匀的圆柱体，烤熟后质量不变,

半径变大，金属杆不再转动。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩。若金属杆对香肠的

支持力为FN；两根金属杆对香肠的合力为F介，则香肠烤熟后（）

香肠

图中

A.FN增大,产合增大B.八增大，产含不变

C.斥减小，F合增大D.八减小，尸合不变

【答案】D

【解析】以香肠为研究对象，受到重力、两边金属杆的支持力，如图所示。

香肠烤熟后质量不变，半径变大，重心升高，支持力与重力反方向的夹角。减小;

由力的平衡知识可得2FNCOs9=mg,解得八=泮万由于。变小，cos。变大，

尸N变小；由于杳肠烤熟后质量不变，根据平衡条件可得两根金属杆对杳肠的合力

始终与杳肠的重力等大反向，保持不变，故A、B、C错误，D正确。

7.（多选）（2024.河北沧州模拟）如图，家用三层篮球收纳架由两根平行的竖直

立柱、三对倾斜挡杆和一个矩形底座ABC。构成，同一层的两根倾斜挡杆平行且

高度相同并与竖直立柱成60。角，每侧竖直立柱与对应侧的三根倾斜挡杆及底座

长边在同一平面内。开始时收纳架置于水平地面上，竖直立柱处于竖直方向，将

收纳架以A8边为轴，沿顺时针方向缓慢旋转90。，篮球的直径大于竖直立柱与倾

斜挡杆构成的两平面间的距离，不计篮球与倾斜挡杆和竖直立柱的摩擦力，篮球

始终处丁静止状态，则在此过程中关丁第二层篮球受力情况的说法正确的是

A.两倾斜挡杆对篮球的作用力一直减小

B.其中一个倾斜挡杆对篮球的作用力先增大再减小

C.两竖直立柱对篮球的作用力一直增大

D.其中一个竖直立柱对篮球的作用力先增大再减小

【答案】AD

【解析】对第二层的篮球进行受力分析，如图所示。收纳架以边为轴，

沿顺时针方向缓慢旋转90。时，倾斜挡杆对篮球的作用力和竖直立柱对篮球的作

用力方向夹角不变，所以旋转过程中根据矢量三角形法则可知两倾斜挡杆对篮球

的作用力一直减小，两竖直立柱对篮球的作用力均先增大后减小。故选AD。

mg

8.（2024・湖北模拟预测）一些巧妙的工业设计能极大地为人们的生活提供便

利。如图是竖直放置的某款可调角度的简便磨刀器，该磨刀器左右两侧对称，通

过调整磨刀角度可以使该磨刀器的两侧面与刀片尖端的两侧面紧密贴合，就可以

轻松满足家庭日常的各种磨刀需求。关于在使用磨刀器的过程中，下列说法正确

的是（）

14-16°适用于18-20°适用于22-24°适用于

切片刀、菜刀果刀、多功能刀砍廿刀

A.向后轻拉刀具，磨刀器受到的摩擦力向前

B.若水平匀速向后拉动刀具，则磨刀器对刀具的作用力竖直向上

C.加速后拉刀具，刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力

D.对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时，磨刀器的夹角越小，越难

被拉动

【答案】D

【解析】磨刀过程中，向后轻拉刀具，刀具受到的摩擦力的合力向前，根

据牛顿第三定律，磨刀器受到的摩擦力向后，故A错误；若水平匀速向后拉动刀

具，从两个方向看，受力分析如图所示。磨刀器对刀具的作用力是指两个接触面

的支持力与摩擦力的合力，方向应向前方偏上，故B错误：根据牛顿第三定律可

知，刀具受到的摩擦力大小等于磨刀器受到的摩擦力大小，故C错误；刀具对磨

刀器正压力的两分力夹角应为磨口角的补角，故磨刀器的夹角越小，正压力的两

分力夹角越大，当施加相同的正压力时，则两分力越大，故痂动时的滑动摩擦力

越大就越难被拉动，故D正确。

9.（多选）（2024.广东广州二模）耙在中国已有15（）（）年以上的历史，北魏贾思

勰著《齐民要术》称之为“铁齿榛”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示,

牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点

为夹角NA。山=60。，拉力大小均为F,平面AO山与水平面的夹角为30。（。2

为A8的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（）

A.两根耙索的合力大小为产

B.两根耙索的合力大小为，5b

C.地对耙的水平阻力大小为当

D.地对耙的水平阻力大小为4

乙

【答案】BC

【解析】两根耙索的合力大小为尸=2Fcos3O°=V3F,A错误，B正确;

3

-

由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为f=Fr2

选BC。

B组•综合练

10.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，〃和2〃?

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〃，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〃的值

1

AC.-

5

C

【解析】当木板与水平面的夹角为45°时，两物块刚好要滑动，对A物块

受力分析如图

mg

沿斜面方向，A^B之间的滑动摩擦力尸门=〃尺1=〃〃吆8545°,根据平衡条

件可知T=mgsin4504-///wgcos45°,对B物块受力分析如图

T

A/'45>、

'、/

2mg

沿斜面方向，8与斜面之间的摩擦力尸（2=〃412=〃・3团且（：0$45。，根据平衡条

件可次口2〃zgsin45°=7+geos45°+〃・3〃?gcos45°,两式相加，可得2〃?gsin45°

=〃zgsin450+〃"?gcos45°+〃〃zgcos450+"-3"?gcos45°,解得/z=1,故选Co

11.（2024.山东省实验中学模拟）如图所示，在水平地面上有一斜面，质量均

为〃?的A、B两物块放在斜面的等高处，A、B之间连接着一个轻质弹簧，其劲

度系数为k,弹簧处于压缩状态，且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角

为仇两物块和斜面间的动摩擦因数均为〃，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下

列说法正确的是（）

A.斜面对A、B组成系统的静摩擦力的合力为0

B.若将弹簧拿掉，物块有可能发生滑动

c.弹簧的最大压缩量为血考亘

D.弹簧的最大压缩量峭正守运

【答案】C

【解析】把A、B看成一个整体，斜面对A、B组成系统的静摩擦力的合

力为/=2mgsin。，所以A错误；有弹簧时，对A分析有〃=y/（mgsin夕）?+（AAx）2,

若将弹簧拿掉，对A则有'/X,=mgsin所以若将弹簧拿掉，物块不可能发生滑

动，所以B错误；弹簧的压缩量最大时，物块与斜面间的静摩擦力达到最大，则

q（"?gsin6）2+（ZAr）2=〃mgcos8,解得国=〃用1（。。：°s，n°,所以C正确，D

错误。

12.（2024.茂名综合测试）如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹

角为3（）。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〃7、

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。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.小球可能带正电荷

C.电场强度大小为、吃

D.磁感应强度的大小为噜区

【答案】D

【解析】带电小球做匀速直线运动，受力平衡，受力分析如图。由左手定

则可判断匀强磁场的方向垂直纸面向里，A项错误；小球带负电荷，B项错误；

电场力与重力大小相等，夹角60。，电场强度E节,C项错误：由共点力的平

衡条件得qvB=N^mg,则,D项正确。

13.（多选）（2024・湖南邵东模拟）如图，竖直细杆上套有一个质量为1kg的小

圆环，圆环左侧系有一劲度系数Z=500N/m的轻弹簧，已知弹簧与竖直方向的夹

角为。=53。，a53。=0.8,cos53°=0.6,环与细杆间的动摩擦因数为“=0.75,

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧一直处于弹性限度内，以下说法正确的是（g

取10m/s2）（）

e

A.当弹簧的伸长量x=2.5cm时，圆环与细杆间的摩擦力为零

B.当弹簧的伸长量x=().5cm时，圆环与细杆间的摩擦力为1.5N

C.若♦角度调成90。时,不管弹簧的伸长量x为多少，圆环都不能静止

D.若。珀度调成90。时，弹簧的伸长量cm时，静止释放的圆环一定

静止

【答案】BD

【解析】若x=2.5cm,根据胡克定律可得，弹簧弹力F=kAr=500X0.025

N=12.5N,竖直分力为6=77cos53。=7.5N<G=10N,所以圆环将受到沿杆向

上的摩擦力作用，又因为”的水平分力为其=4in53。=10N,根据圆环水平方

向平衡，可得杆对圆环的弹力大小为N=吊，所以，圆环此时可受到的最大静摩

擦力为/nax=〃N=0.75X10N=7.5N,则圆环将保持静止，圆环与细杆间的静摩

擦力为/=G—6=1()N—7.5N=2.5N。同理，若x=().5cm时，则可求得尸=2.5

N,其竖直分力为1.5N,水平分力为2N,此时最大静摩擦力为1.5N,环不能平

衡，将沿杆下滑，受到沿杆向上的滑动摩擦力作用，大小为1.5N,故A错误，B

正确；若夕角度调成90。时，设圆环恰好静止时，弹簧的伸长量为.则有尸=依

8

-

=N,G=fmax=IlN,联立两式，代人数据求得X3所以，可得当弹簧的伸

8

-

3cm时，静止释放的圆环一定静止，故C错误，D正确。故选BD。

14.(多选)(2024.湖北武汉模拟)抓娃娃机是一种深受吉少年喜爱的游戏设备,

其利用机器自身所带的爪子抓取箱柜内的物品。下图为某款抓娃娃机结构简图，

其中机械臂15一端钱链在水平横梁上，另一端钱链在质量为，〃的抓手16上。机

械臂可当成长度为L的轻杆。12为轻质细绳。设重力加速度为g,机械臂拴结点

与横梁左端点水平间距为2L,绳12上拉力为机械臂15上拉力为6,某次

游戏时通过轻绳牵引将抓手从最低点缓慢提升到最高点，针对这个过程中，下列

说法正确的是()

A.机械臂上拉力大于轻绳上的拉力

B.轻绳中的张力Q一直在增加

C.机械臂中弹力乃先增大再减小

D.FT+F2>（/W^）2

【答案】AB

【解析】根据题意可知机械臂长度为L不变，其运动轨迹为圆弧，如图所

示。对抓手进行受力分析，可知力构成的三角形与实物三角形。尸Q相似（。为机

械臂拴结点位置，户为抓手位置，。为绳12的延长线与。点竖直方向的交点），

则有而=彷=辩=及且由动态分析图像可知机械臂与轻绳的夹角先是锐角后变

为直角之后又变为锐角，所以当绳12与圆弧相切时，FI±F2,此时两力的平方和

最小，则有舟十用力（〃乂）2,机械臂与轻绳垂直时0。长度最大，所以0。的长度

先增大后减小，则比值出先减小后增大，因为OP长度不变，则后先减小后增大；

根据几何关系可知细绳12与水平方向夹角小于机械臂与水平方向夹南，所以N

P0Q—0QP,所以尸0长度一直小于0P,即机械臂上拉力一直大于轻绳上的拉

力,故A正确，C、D错误；因为凡=选6,由分析可得从初始状态到图示状态

尸。增大得比。。更快，所以前一阶段Fi会增大，之后。Q减小，尸。继续增大，

则后一阶段Fi继续增大，即轻绳中的张力Fi一直在增加，故B正确。故选AB。

15.（2024•福建龙岩三模）如图所示，带电小球P固定在绝缘竖直墙面上，用

绕过固定在竖直墙上。点的小定滑轮的细线拉着