2025届高考物理一轮复习专题训练 力与平衡

这是一份2025届高考物理一轮复习专题训练 力与平衡，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，一条不可伸长的轻绳AB的两端系在水平天花板上，O是绳子上的一个点，在O点用另一根轻绳系上一个重物，平衡时，结点O到天花板的距离为AB绳长的，OA的长度为AB绳长的，则OA段绳拉力的竖直分量与OB段绳拉力的竖直分量之比为( )
A.B.C.D.
2．如图所示，汽车在水平路面上发生故障失去动力，两人沿水平方向推着小汽车缓慢移动，每人对汽车作用力的大小都为100N，方向都沿水平方向，并和汽车的运动方向成30°角，则汽车在移动过程中受到的阻力大小为( )
A.NB.200NC.ND.400N
3．如图所示，质量为的物块放置在水平地面上，受到一大小为、方向与水平方向夹角为的恒定作用力F后开始运动，取重力加速度大小.施加F后物块受到的重力与作用力F的合力大小和方向分别为( )
A.，方向水平向左
B.，方向水平向右
C.，方向与水平方向的夹角为
D.，方向水平向右
4．如图所示为由24个光滑铁环组成的铁链，其两端等高地悬挂在竖直的固定桩上，铁环从左到右依次编号为1、2、3…24。在重力作用下铁链自然下垂形成一条曲线，曲线两端点的切线与竖直方向的夹角均为45°，第12个和第13个铁环水平穿连，每个铁环质量相等均为m，已知重力加速度为g，关于铁环之间的弹力，下列说法正确的是( )
A.每个铁环受上方铁环的弹力比受下方铁环的弹力小
B.第24个铁环受到固定桩的弹力大小等于
C.第7个和第8个铁环之间的弹力大小为
D.第12个和第13个铁环之间的弹力大小为
5．如图所示，表面为光滑圆弧的物体B静置在水平地面上，有一竖直光滑挡板A恰与B相切于最左端O点，有一小球a放置于A与B之间。整个装置都可以绕O点旋转。以下说法正确的是( )
A.若A保持竖直，且下端沿着B的表面向上缓慢移动到B的最高点，小球所受B的弹力一直增大
B.若A保持竖直，且下端沿着B的表面向上缓慢移动到B的最高点，小球所受A的弹力一直增大
C.若整个装置绕过O点且垂直于该截面的轴逆时针缓慢旋转90°的过程中，小球所受B的弹力一直减小
D.若整个装置绕过O点且垂直于该截面的轴逆时针缓慢旋转90°的过程中，小球所受A的弹力先减小后增大
6．如图所示，一根轻绳绕过光滑定滑轮，一端固定在天花板的A点，另一端吊着一个装有砂子的砂桶乙，同样装有砂子的砂桶甲通过光滑挂钩挂在轻绳上，通过增加桶中砂子的质量，可以改变砂桶的总重，则下列判断正确的是( )
A.若AB绳和BC绳间夹角大于120°，则乙桶的总重大于甲桶的总重
B.若缓慢增大甲桶的总重，则轻绳对乙桶的拉力增大
C.若缓慢增大乙桶的总重，则轻绳对甲桶挂钩的作用力增大
D.若将悬点A缓慢向右移，则AB绳和BC绳间的夹角会逐渐减小
7．如图所示，用水平力F将一质量为m的物块压在一粗糙竖直墙壁上，若物块始终保持静止状态，关于物块受到墙壁的摩擦力，下列说法正确的是( )
A.F越大，摩擦力越大B.F越小，摩擦力越大
C.m越大，摩擦力越大D.m越小，摩擦力越大
8．如图所示，一个物体受和两个互相垂直的共点力作用，其，.这两个力的合力大小为( )
A.1NB.5NC.7ND.12N
9．如图所示，一根轻绳a一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B，其中P与A之间的绳子处于水平状态：另一根轻绳b一端与动滑轮P的轴相连，绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的拉力F，使整个系统处于平衡状态。滑轮均为光滑、轻质，且大小可以忽略。已知轻绳b与竖直方向夹角为θ。现拉住绳子的端点O使其向左缓缓移动一小段距离，则( )
A.拉力F增大，角θ增大B.拉力F减小，角θ减小
C.轻绳a对滑轮P的作用力减小D.轻绳b对滑轮Q的作用力增大
10．用如图甲所示的小推车搬运货物，小推车上的支架和底板垂直，将货物放到底板上后，用力缓慢下压把手至货物重心在车轮转轴的正上方，如图乙所示，整个过程小推车在地面的位置不变，则下列关于此过程的说法正确的是( )
A.小推车对货物的作用力方向斜向右上方
B.小推车对货物的作用力保持不变
C.小推车对货物的作用力不断减小
D.小推车对货物的作用力先增大后减小
11．如图所示，一根光滑轻绳穿过质量为m的小环A，轻绳的两端分别固定在B、C两点，给小环施加一个水平向左的拉力，小环静止时，AB段轻绳竖直，AC段轻绳与水平方向的夹角为.已知重力加速度为g，，，则施加的拉力F等于( )
A.mgB.C.D.
12．如图甲所示的“悬浮桌”，其圆形桌面（及“桌面支架”）完全靠4条钢绳维系。底座“支撑支架”上端（位于桌面中心正下方）通过一根竖直轻质“承重钢绳”连接“桌面支架”下端，将桌面和“桌面支架”悬挂起来；为了防止桌面侧翻，桌面边缘圆周线上三等分处，分别用完全相同的轻质“平衡钢绳”与底座上的圆周三等分点拉紧；三条“平衡钢绳”与地面夹角均为θ（如图乙所示），且其拉力大小均为T。已知桌面及“桌面支架”的总重力为G。则“承重钢绳”的张力大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
13．如图所示，在建筑工地，建筑工人用两手对称水平施力将两长方体水泥制品a、b夹紧，并竖直向上匀速搬起，其中a的质量为m，b的质量为2m，水平作用力足够大，两水泥制品始终相对静止并与两手间摩擦力相同。重力加速度为g。在此过程中，关于b对a的摩擦力方向和大小说法正确的是( )
A.b对a的摩擦力竖直向上B.b对a的摩擦力竖直向下
C.b对a的摩擦力大小为D.b对a的摩擦力大小为
14．两个完全相同的截面为四分之一圆面的柱体A、B按如图所示叠放，两个柱体的质量均为m，水平面粗糙，圆弧面和竖直墙面光滑，对B施加水平向右的力F，使B恰好不向左运动，改变F的大小，使柱体B缓慢向左移动直至A落地前的过程中，下列说法正确的是( )
A.F不断变大B.B对地面的压力不断增大
C.A对竖直墙面的压力不断增大D.A对B的压力不变
15．如图所示，物块在水平向左的外力F的作用下，沿粗糙斜面匀速上滑，该过程中斜面始终静止在水平地面上。下列说法正确的是( )
A.物块受四个力的作用
B.地面对斜面的摩擦力方向水平向左
C.斜面对物块的摩擦力方向沿斜面向下
D.地面对斜面的支持力与斜面受到的重力为一对平衡力
三、填空题
16．如图1，轻绳一端固定于O点，另一端P连接一个力传感器（图中未画出），端始终在同一水平线上.现将一物块通过光滑挂钩悬挂在绳上，水平缓慢移动P端，测出端距离d，通过力传感器测出相应的绳的张力T，并作出图像如图2，已知图中分别为纵截距、横截距，不计轻绳伸长.由图像可知：
（1）轻绳总长为______；
（2）物块（含挂钩）的重力大小为______.
17．瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图，横截面为圆弧的瓦片能够沿着两根相互平行的椽子匀速下滑，已知椽子间距离与圆弧的瓦片的半径相等，平行的椽子与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，忽略瓦片厚度，不计椽子的粗细，重力加速度为g，椽子与瓦片之间的滑动摩擦因数处处相同，则椽子对瓦片作用力的合力大小为______；椽子与瓦片间滑动摩擦因数大小为______。
四、计算题
18．如图所示，10个相同的木箱叠放在仓库里的水平防潮地面上，每个木箱的质量均为，木箱间的动摩擦因数为，木箱与水平防潮地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取。
（1）若用水平力把木箱1拉出，求当木箱1刚开始滑动时拉力大小以及木箱10与地面之间的摩擦力大小；
（2）若拉木箱1的水平力，求木箱8和木箱9之间的摩擦力大小以及木箱10与地面之间的摩擦力大小；
（3）若只用水平力拉木箱10，使10个木箱一起向前匀速移动时，求拉力大小以及木箱5和木箱6之间的摩擦力大小。
参考答案
1．答案：A
解析：对结点O进行受力解题思路，设OA、OB与竖直方向的夹角分别为α、β，如图所示
水平方向有
竖直方向有
解得
，
的竖直分量为
的竖直分量为
设绳长为L，根据几何关系求得
解得
故选A。
2．答案：A
解析：本题考查力的合成，目的是考查学生的推理论证能力。由题意可知，汽车受到的合力为0，则它水平方向受力情况如图所示，阻力，选项A正确。
3．答案：B
解析：
4．答案：C
解析：BD.对13-24个铁环受力解题思路可知，受竖直向下的重力，固定桩的弹力，以及第12个铁环水平向左的拉力，则根据几何关系第24个铁环受到固定桩的弹力大小
第12个和第13个铁环之间的弹力大小
故BD错误；
C.对8-12铁环解题思路，可得
故C正确；
A.根据以上解题思路可知第12个和第13个铁环之间的弹力大小小于第7个和第8个铁环之间的弹力大小，故不可能是每个铁环受上方铁环的弹力比受下方铁环的弹力小，故A错误。
故选C。
5．答案：C
解析：若A保持竖直，且下端沿着B的表面向上缓慢移动到B的最高点，对小球受力解题思路如图甲所示，可知小球所受A的弹力、B的弹力都一直减小，A、B项错误；若整个装置绕过O点且垂直于该截面的轴逆时针缓慢旋转90°的过程中，对小球受力解题思路如图乙所示，小球所受A的弹力先增大后减小，所受B的弹力一直减小，C项正确，D项错误。
6．答案：A
解析：若AB绳和BC绳间夹角等于120°，甲桶的总重等于乙桶的总重，两绳间的夹角越大，绳上的拉力越大，因此若AB绳和BC绳间夹角大于120°，则乙桶的总重大于甲桶的总重，A项正确；若缓慢增大甲桶的总重，乙桶的重力不变，轻绳对乙桶的拉力不变，B项错误；若缓慢增大乙桶的总重，轻绳对甲桶挂钩的作用力大小始终等于甲桶的重力，大小不变，C项错误；若将悬点A缓慢向右移，绳上的拉力不变，AB和BC两绳间的夹角不变，D项错误。故选A。
7．答案：C
解析：由于物块始终处于静止状态，因此物块受到的摩擦力为静摩擦力，始终与重力等大反向，与F大小无关，C项正确。故选C。
8．答案：B
解析：根据勾股定理有：，故B正确，A、C、D错误；
故选B.
9．答案：D
解析：
10．答案：B
解析：货物受到的合力为零，则小推车对货物的作用力与货物的重力等大反向，即方向竖直向上，大小不变。故选B。
11．答案：B
解析：设轻绳上的拉力大小等于T，则，，解得，故选B。
12．答案：A
解析：桌面及“桌面支架”受到竖直向下的重力G、三条与水平方向成θ角的钢绳的斜向下方的拉力T和承重钢绳的竖直向上的拉力F，根据竖直方向受力平衡有，故选A。
13．答案：BC
解析：根据整体法可得对a解题思路可得解得方向竖直向下。故选BC。
14．答案：AC
解析：B.整体解题思路可知，重力和地面对B的支持力二力平衡，总重力不变，则支持力不变，由牛顿第三定律可得，B对地面的压力不变，故B错误；
ACD.B对地面的压力不变，则地面对B的滑动摩擦力不变，对A研究，受力解题思路如图
设B对A的弹力与水平方向的夹角为θ，则由动态解题思路可知，在水平方向
竖直方向
随着A下落到地面，θ减小，则B对A的弹力增大，则墙面对A的弹力N增大，根据牛顿第三定律，A对墙面的压力增大，整体解题思路，水平向右的力F与墙面对A的弹力N大小相等，也增大，故AC正确，D错误；
故选AC。
15．答案：AC
解析：本题考查物体的平衡，目的是考查学生的推理论证能力。物块受重力、支持力、摩擦力及外力F的作用，选项A正确；以物块和斜面组成的整体为研究对象，可知地面对斜面的摩擦力方向水平向右，选项B错误；斜面对物块的摩擦力方向沿斜面向下，选项C正确；地面对斜面的支持力等于物块与斜面所受重力大小之和，选项D错误。
16．答案：（1）（2）
解析：（1）（2）设绳长为L，则由平衡知识可知：，其中，解得；由图像可知，则；，解得。
17．答案：；
解析：瓦片匀速下滑，受力平衡，故可得椽子对瓦片作用力的合力与瓦片的重力平衡，故大小为；
根据题意，垂直于滑面受力解题思路如图所示
因为
可得两边支持力的夹角为，所以由平衡条件
垂直于滑面方向
解得瓦片与椽子间的动摩擦因数为
18．答案：（1）15N，15N（2）10N，10N（3）200N，0
解析：（1）当木箱1刚开始滑动时拉力与木箱1、2间的最大静摩擦力大小相等
木箱10与地面之间的最大摩擦力静摩擦力大小为
所以用水平力把木箱1拉出，木箱10保持静止，对2到10木箱整体解题思路可知
木箱10与地面之间的摩擦力大小
（2）由于
所以木箱都静止，对1到9木箱整体受力解题思路可知木箱8受木箱9的摩擦力与是一对平衡力，则木箱8和木箱9之间的摩擦力大小
木箱1到10整体解题思路，木箱10受到地面的摩擦力与是一对平衡力，所以木箱10与地面之间的摩擦力大小
（3）只用水平力拉木箱10，使10个木箱一起向前匀速移动时，则
对1到5木箱整体解题思路，匀速运动受合外力为0，仅受重力和支持力，木箱5和木箱6之间的摩擦力大小为0。