2025届高三物理二轮复习专题训练（一）
——受力分析与物体的平衡
答案解析
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D D C B C D B AD ABD ABC
1.D 【解析】对球进行受力分析如图：
设球的半径为R，根据几何知识可得
根据平衡条件得
解得
根据牛顿第三定律得球对横杆的压力大小为
D 【解析】A．以桶为研究对象，受力分析如图所示:
取水前，绳子的拉力大小为,故A错误；
B．桶在三个力的作用下平衡，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，因此桶的重力与绳子拉力的合力大小等于风力，所以取水后重力与绳子拉力的合力等于取水前重力与绳子拉力的合力，故B错误。
CD．取水前后，设绳子与竖直方向的夹角分别为、，由力的平衡条件可知
，
解得，故C错误，D正确。
3.C 【解析】对A、B整体，设A与地面间的动摩擦因数为μ1，有μ1=0.5，由受力平衡可知
对B物体，由受力平衡可知
解得
B 【解析】AB．对C点受力分析，沿轻绳的拉力T，竖直向下大小为重物重力的拉力mg，沿AC方向由A指向C的支持力N，如图：
根据三力平衡的特点可知力的三角形与边的三角形相似，有
依题意，上臂AB转过60°过程中，保持不变，大小也保持不变。可知前臂BC对C点的支持力的大小不变。根据牛顿第三定律可知，前臂BC受到的压力大小不变。故B正确；A错误。
CD．同理，可得，上臂AB转过60°过程中，保持不变，减小。可知绳CD拉力减小。故CD错误。
C 【解析】A．空竹受力如图所示：
根据平衡条件可得
设绳长为，由几何关系可得
沿虚线a向左移动，减小，增大，细线的拉力减小，故A错误；
B．沿虚线b向上移动，不变，不变，细线的拉力不变，故B错误；
C．沿虚线c斜向上移动，增大，减小，细线的拉力增大，故C正确；
D．沿虚线d向右移动，增大，减小，细线对空竹的合力不变，故D错误。
6.D 【解析】由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可知细线a的拉力大小为
设细线b与水平方向夹角为α，对A、B分析分别有
解得
7.B 【解析】A.对A、B、C三小球整体受力分析，根据平衡条件：
弹簧伸长量：，故A错误；
BD．三小球间距均相等，对C球受力分析可知C球带正电，根据平衡条件：
对B小球受力分析，根据平衡条件：
两式联立解得：，，故B正确，D错误；
C．对A球受力分析，根据平衡条件：
解得A球受到的库仑力为：,故C错误。
AD 【解析】A．将重力分解到垂直与斜面方向，与支持力平衡，则有
,故A正确；
BCD．位于平面ABCD内的受力分析如图所示:
根据共点力的平衡有
联立解得
又
解得物体与斜面间的动摩擦因数 ，故BC错误，D正确。
9.ABD 【解析】A．对题图右侧结点处受力分析，α角大小不变，可以使用辅助圆方法判断力的动态变化情况，如图所示
通过分析可得绳子拉力先增大再减小，拉力F一直减小，故A正确；
B．初始状态，对A分析可得绳子拉力大小为
对B分析，可发现
即一开始B与C间的静摩擦力为零，故当绳子拉力从先增大再减小到，B、C间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再减小，故B正确；
C．将B、C看成整体，竖直方向有
由于先增大再减小，故先减小再增大，即物体C对地面的压力先减小再增大，故C错误；
D．将B、C看成整体，水平方向上有
当最大时，即此时F水平，对A分析可计算得
所以，则物体C对地面的摩擦力的最大值为，故D正确。
10.ABC 【解析】AB．由图可知当时，N，根据共点力平衡条件可知
当时，N，根据共点力平衡条件可知
解得
即，kg，故AB正确；
C．由上述分析可知导体棒重力为10N，根据力的矢量合成作图如下
可知导体棒所受安培力可能为12N，故C正确；
D．转过90°时，安培力与细线拉力在同一直线，导体棒受力不平衡，故D错误；
11.【答案】（1），；（2）
【解析】（1）设灯笼A左侧细线张力大小为，灯笼B右侧细线张力大小为，将两灯笼视为一个整体，根据平衡条件，水平方向上有
（2分）
竖直方向上有
（2分）
代入数据联立解得
（1分），（1分）
（2）设两个灯笼之间的细线张力大小为，受力分析如图所示
对于灯笼A，由平衡条件有
（2分）
（2分）
联立解得（2分）
12.【答案】(1)10N，方向竖直向上 (2)40N，200N
【解析】（1）当时，对斜劈，在水平方向 （1分）
又（1分）
故最大静摩擦力fm=10N
在竖直方向重力与竖直方向分力的合力（1分）
故此时物块受到的摩擦力是静摩擦力 ，方向竖直向上（1分）
若沿竖直墙面向下匀速滑动时，力大小为，对斜劈：
水平方向（1分）
竖直方向（1分）
又（1分）
代入数据解得（1分）
若沿竖直墙面向上匀速滑动时，力大小为，对斜劈：
水平方向（1分）
竖直方向（1分）
又（1分）
代入数据解得（1分）
13.【答案】（1）0.5kg；（2）；（3）
【解析】（1）设物块的质量为m，物块处于静止状态，摩擦力的大小为f=2.5 N，对物块进行受力分析，根据受力平衡可得（1分）
解得（1分）
（2）设物块与斜面之间的动摩擦因数为，当给物块一个沿着斜面向上的拉力F=10N时，由牛顿第二定律可得（2分）
由初速度为0的匀加速直线运动规律可得（1分）
联立解得（1分）
（3）当物块刚好不沿着斜面上滑时，斜面对物块的静摩擦力沿着斜面向下正好达到最大值等于滑动摩擦力，把与 合成，设合力为 与斜面的夹角为，则有（2分），可得（1分）
物块处于三力平衡状态，把、、组成封闭的矢量三角形，由几何关系可得与的夹角为（1分）
分析可得当 与垂直，取最小值，由几何关系可得（2分）
联立解得（2分）
14.【答案】(1)12N；(2)2N，沿斜面向上；(3)
【解析】（1）当B与C之间的摩擦力恰好为零时，绳OQ的拉力大小
（2分）
（2）当A的质量时，物块B受到的拉力（2分）
物块B受到摩擦力的大小（1分），方向沿斜面向上（1分）
（3）当物块A质量取最大值时，若C与地面间的摩擦力达到最大，则对ABC整体（2分）
对A（2分）
解得（1分）
此时OQ的拉力（2分）
此时B与斜面C间的摩擦力为
（2分）
此时B与斜面C之间不会产生滑动，则物块A质量的最大值（1分）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页2025届高三物理二轮复习专题训练（一）
——受力分析与物体的平衡
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．（2024·贵州·高考真题）如图（a），一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．2024年2月10日贵州发生200多起森林火灾，经过各方的扑救，终于在2月22日全部扑灭。在利用灭火直升机灭火时，直升机从A地出发，在B地取完水后飞到着火点C灭火，取水前桶的重力为，取水后桶和桶中水的总重力为。如图所示，假设直升机取水前后始终沿水平方向匀速运动，且桶始终受到与运动方向相反的恒定的水平风力，桶与灭火直升机始终保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）
A．取水前绳子对桶的拉力大小可能等于风力的大小
B．取水后重力与绳子拉力的合力大于取水前重力与绳子拉力的合力
C．取水前绳子与竖直方向的夹角等于取水后夹角的30倍
D．取水前绳子与竖直方向夹角的正切值等于取水后夹角正切值的30倍
3．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知mA=4mB，A与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则A与B间的动摩擦因数是（ ）
A．0.2 B．0.5 C．0.4 D．0.6
4．某物理兴趣小组为了模拟机器人“手臂”，制作了如图所示装置，A、B类似于人手臂的关节，能在竖直面内自由转动，前臂BC末端系一重物和一轻绳，轻绳另一端跨过滑轮牵拉前臂。初始时，关节A、B均锁定，前臂BC水平。小组成员解除关节A的锁定，通过拉绳缓慢提升重物，上臂AB转过60°。不计“手臂”重力及一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．前臂BC受到的压力先减小后增大
B．前臂BC受到的压力大小不变
C．绳CD拉力先减小后增大
D．绳CD拉力先增大后减小
5．抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者一只手控制A不动，另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线a向左移动，细线的拉力增大
B．沿虚线b向上移动，细线的拉力减小
C．沿虚线c斜向上移动，细线的拉力增大
D．沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力增大
6．（2024·浙江·高考真题）如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为，细线c、d平行且与水平成（不计摩擦），则细线a、b的拉力分别为（ ）
A.， B．， C．， D．，
7．如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（ ）
A．弹簧伸长量为
B．
C．A球受到的库仑力大小为2Mg
D．相邻两小球间距为
8．如图所示，在倾角为的粗糙斜面上放一物体重力为，斜面为矩形。现在用于底边平行的恒力推物体，物体恰好能沿斜面的对角线做匀速直线运动。已知、，，，。（ ）
A．斜面对物体的支持力 B．斜面对物体的摩擦
C．物体与斜面间的动摩擦因数 D．推力
9．粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为的粗糙楔形物体C，斜面上有一个质量为2m的物块B，B与一轻绳连接，且绕过一固定在天花板上的定滑轮，另一端水平与一结点连接一个质量为m的小球A，右上方有一拉力F，初始夹角，如图所示。现让拉力F顺时针缓慢转动且保持大小不变，转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F一直减小
B．B、C间的摩擦力先增大再减小
C．物体C对地面的压力先增大再减小
D．物体C对地面的摩擦力的最大值为
10．如图甲所示，匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电流，用两根等长的平行绝缘、轻质细线悬挂在点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为，磁场方向与绝缘细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动（由M到N观察），同时改变磁场的磁感应强度大小，保持细线与竖直方向的夹角不变，该过程中每根绝缘细线拉力F大小与磁场转过角度的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取，磁场变化过程中MN中的电流不变。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒的质量为 B．
C．导体棒所受安培力可能为 D．可能为
二、解答题（共4小题，共54分）
11．(12分）如图所示，两只完全相同的灯笼A、B用细线系吊在树枝上处于静止状态，灯笼A左侧细线与竖直方向的夹角为，灯笼B右侧细线与竖直方向的夹角为，两只灯笼之间的细线与水平方向的夹角为（大小未知）。已知两个灯笼的质量均为，重力加速度为，，，求：
（1）左、右两条细线的张力大小；
（2）两灯笼之间细线的张力大小。
12．(12分）如图所示，质量为2kg的斜劈与竖直墙面间的动摩擦因数，外力方向垂直于斜劈面，斜劈倾角，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，（取）求：
(1)当F=25N时，斜劈受到摩擦力的大小；
(2)若要斜劈沿墙面在竖直方向上分别向下、向上匀速滑动，外力的大小分别为多少？
13．(14分）倾角为 30°的斜面体固定放置，当把物块放置在斜面上时，物块处于静止状态，摩擦力的大小为 f=2.5 N，如图所示，当给物块一个沿着斜面向上的拉力F=10N时，物块从静止开始向上做匀加速直线运动，在t=0.5s 内运动的位移为 x=1.25 m，重力加速度为g=10 m/s2，求：
（1）物块的质量；
（2）物块与斜面之间的动摩擦因数；
（3）最大静摩擦力等于滑动摩擦力，改变拉力 F的大小和方向，当物块刚好不沿着斜面上滑时，则F的最小值为多少？
14．(16分）如图所示，斜面体C静置于水平地面上，物块A悬挂在绳OP、OQ的结点O处，OP水平，OQ与竖直方向的夹角为53°且跨过轻质光滑定滑轮与斜面体C上质量为的物块B相连，斜面体C的质量，倾角为53°，B与C之间、C与地面之间的动摩擦因数均为。改变物块A的质量，使A、B、C始终保持静止，设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，g取，，，则：
(1)当B与C之间的摩擦力恰好为零时，求绳OQ的拉力大小；
(2)当A的质量时，求物块B受到摩擦力的大小和方向；
(3)求物块A质量的最大值。
试卷第1页，共3页
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