【好题汇编】2023-2025年高考物理真题分类汇编（全国通用版）专题 02 力的相互作用与受力分析（有解析）

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专题02 力的相互作用与受力分析
2023-2025年三年高考物理真题分类汇编，分类练习，高效提分！按照物理学科知识点构成情况，将试题分解组合，全面呈现物理学科知识点在三年高考中的考查情况，旨意方便老师和学生掌握高考命题动向、熟悉高考考查方式。
一．选择题（共23小题）
1．（2024 广西）工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3，则（　　）
A．Ff1＜Ff2＜Ff3 B．Ff1＝Ff2＜Ff3
C．Ff1＝Ff3＜Ff2 D．Ff1＝Ff2＝Ff3
2．（2025 北京）如图所示，长方体物块A、B叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为（　　）
A．4 B．5 C．6 D．7
3．（2024 浙江）如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景，则（　　）
A．飞行的蝴蝶只受重力的作用
B．蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C．小猫在空中受重力和弹力的作用
D．小猫蹬地时弹力大于所受重力
4．（2023 浙江）如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则（　　）
A．FT＜FN B．FT＝FN C．FT＞G D．FT＝G
5．（2025 选择性）如图，质量为m的均匀钢管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被竖直绳悬挂，处于静止状态。钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ，重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为（　　）
A．μmgcosθ B．μmg C．μmg D．0
6．（2023 全国）如图，在置于水平地面的楔状物体P的斜面上有一小物块Q，Q受水平外力F的作用。已知P和Q始终保持静止，则（　　）
A．增加P的质量，P与地面间摩擦力的大小一定增加
B．增加外力F的大小，P与地面间摩擦力的大小一定增加
C．增加Q的质量，P与Q间摩擦力的大小一定增加
D．增加外力F的大小，P与Q间摩擦力的大小一定增加
7．（2023 浙江）如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为（　　）
A．Fa＝0.6G，Fb＝0.4G B．Fa＝0.4G，Fb＝0.6G
C．Fa＝0.8G，Fb＝0.6G D．Fa＝0.6G，Fb＝0.8G
8．（2025 重庆）现代生产生活中常用无人机运送物品，如图所示，无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停，轻绳M端和N端系住钢管，轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°，钢管水平。则MO的弹力大小为（　　）（重力加速度为g）
A．2mg B．mg C． D．
9．（2025 河北）如图，内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上，左右边沿等高。该截面内，一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球，一端固定于凹槽左边沿，另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径，所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点，则F的最大值为（　　）
A． B． C．G D．
10．（2023 重庆）矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙齿受到牵引线的两个作用力大小均为F，夹角为α（如图），则该牙所受两牵引力的合力大小为（　　）
A．2Fsin B．2Fcos C．Fsinα D．Fcosα
11．（2023 河北）如图，轻质细杆AB上穿有一个质量为m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．mg B． C． D．
12．（2023 山东）餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（　　）
A．10N/m B．100N/m C．200N/m D．300N/m
13．（2025 福建）山崖上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力是F1，当受到一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动石的作用力是F2，以下正确的是（　　）
A．F2大于F1
B．F1大于F2
C．F1等于F2
D．大小关系与风力大小有关
14．（2025 选择性）书法课上，某同学临摹“力”字时，笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点，则（　　）
A．该过程位移为0
B．该过程路程为0
C．两次过a点时速度方向相同
D．两次过a点时摩擦力方向相同
15．（2025 浙江）中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．双臂夹角越大受力越小
B．杠铃对每只手臂作用力大小为605N
C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
16．（2024 山东）如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（　　）
A． B． C． D．
17．（2024 湖北）如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　）
A．f B．f C．2f D．3f
18．（2024 河北）如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N，g取10m/s2，挡板对球体支持力的大小为（　　）
A． B．1.0N C． D．2.0N
19．（2024 浙江）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50g，细线c、d平行且与水平成θ＝30°（不计摩擦），则细线a、b的拉力分别为（　　）
A．2N，1N B．2N，0.5N C．1N，1N D．1N，0.5N
20．（2024 贵州）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．mg B．mg C．mg D．mg
21．（2023 广东）如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（　　）
A．Ff＝G B．F＝FN C．Ff＝Gcosθ D．F＝Gsinθ
22．（2023 海南）如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（　　）
A．工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C．重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小
D．重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变
23．（2023 江苏）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（　　）
A． B． C． D．
二．多选题（共1小题）
（多选）24．（2025 广西）“独竹漂”是一种传统的交通工具，人拿着竹竿站在单竹上，人和单竹筏在水里减速滑行，人与竹筏相对静止，则（　　）
A．人受合力为零
B．人对竹筏的力方向竖直向下
C．人利用竹竿使重心下降从而保持平衡
D．人和竹竿构成的整体的重心，与杆受到合力的作用线在同一竖直平面上
三．作图题（共5小题）
25．（2023秋 攀枝花期末）如图所示，小球P通过轻绳连接在两根用饺链固定的轻杆OA、OB的节点O上，处于静止状态，请作出节点O的受力示意图。
26．（2024秋 城中区校级期中）画出下列静止物体（小球、细杆以及小球P）（接触面均光滑）所受弹力、重力的示意图。
27．（2024秋 西城区校级期中）沿着滑梯下滑小孩，受到滑梯的支持力为150N，请画出支持力的图示。
28．（2024秋 浦东新区校级期中）画出下列各图中静止物体A的受力示意图。（与A接触的各个面均光滑）
29．（2023秋 泉港区期中）画出下列图中研究对象B平衡时的受力示意图（直尺作图）。
（1）B球用细绳竖直悬挂，并且与静止斜面接触；
（2）光滑球B静止在斜面和竖直墙壁之间；
（3）人站在自动扶梯上随扶梯一起匀速上行；
（4）两个相同的物体在外力作用下水平向右匀速运动。
四．实验题（共5小题）
30．（2024春 武汉期末）某校研究性学习小组想知道每根长50m、横截面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，于是同学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究。同学们猜想悬索所受拉力F与其长度L、横截面积S及伸长量x均有关，经过充分的讨论，不断完善实验方案，最后测得实验数据如下表：
样品 长度L（m） 横截面积S（cm2） 拉力F（N）
200 400 600 800
伸长量x（cm）
A 1.0 0.25 0.04 0.08 0.12 0.16
B 1 1.00 0.01 0.02 0.03 0.04
C 1 0.50 0.02 0.04 0.06 0.08
D 2 0.50 0.08 0.16 0.24 0.32
E 3 0.50 0.18 0.36 0.54 0.72
（1）以上实验方案采用了 　 　 的实验方法。
A.等效替代 B.放大法 C.微元法 D.控制变量
（2）对比各样品的实验数据可知，悬索所受拉力F与其长度L、横截面积S及伸长量x的函数关系为F＝　 　 （用k表示比例系数），比例系数k＝　 　 。
（3）设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的，则悬索能承受的最大拉力为 　 　 N。
31．（2025 未央区校级一模）某同学如图甲，用量程为5N的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力：
（1）将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上；
（2）三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点O与圆环的圆心位置重合；
（3）标出OA、OB、OC的拉力方向，记录弹簧测力计的读数 　 　 N；
（4）①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力；
②由作图结果可得重物的重力为 　 　 N（结果保留一位小数）。
（5）保持结点O和图钉的位置不变，将弹簧测力计从图甲所示位置逆时针旋转到水平位置的过程中，弹簧测力计的示数将 　 　 。
A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.逐渐减小 D.先减小后增大
32．（2024 成都模拟）弹簧是生活中比较常见的物体。实验室中有五根一模一样的弹簧，某同学想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号弹簧挂1个钩码，3号弹簧挂2个钩码，依此类推，钩码的质量均相同。固定在弹簧下端的轻指针在图中未画出。
（1）为了更直观地呈现出弹簧弹力大小F与伸长量Δx的关系，某同学以1号弹簧末端指针所指的位置为原点，作出竖直的y轴及水平的x轴，其中x轴为 　 　 （填“F”或“Δx”）。
（2）为测量弹簧的伸长量，某同学取来一把米尺，竖直固定在弹簧旁边，米尺的100cm刻度刚好与1号弹簧末端指针在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针位置时，示数如图乙所示，则此时弹簧的伸长量为 　 　 cm。
（3）某同学依次测量3号、4号、5号弹簧的实验数据，根据测量的数据作出的图像如图丙所示，已知图中数据的单位均取国际单位制单位，则这些弹簧的劲度系数均为 　 　 N/m（计算结果保留三位有效数字）。
33．（2025 大兴区校级三模）（1）某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。
若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以 　 　 （选填选项前的字母）。
A.将单缝向双缝靠近
B.将红色滤光片换成绿色滤光片
C.使用间距更小的双缝
（2）如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律。
关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是 　 　 。
A.移动活塞时应缓慢一些 B.封闭气体的注射器应密封良好
C.必须测出注射器内封闭气体的质量 D.气体的压强和体积必须用国际单位
（3）适当调整如图所示装置，某同学想进一步“探究小车加速度与力的关系”。则下列调整和分析正确的是 　 　 。
A.在平衡小车所受的摩擦力时，小车的左端需要悬挂细绳和钩码
B.为使小车所受拉力与钩码重力近似相等，钩码质量要远小于小车质量
C.认为小车所受拉力等于钩码重力，由此带来的误差属于系统误差
D.当打点计时器工作的实际电压略低于额定电压时，利用纸带求得的加速度将偏小
（4）在利用重锤、纸带验证机械能守恒实验中，大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是 　 　 。
A.该误差属于偶然误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
B.该误差属于系统误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
C.该误差属于偶然误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
D.该误差属于系统误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
34．（2025 思明区校级一模）某同学探究求合力的方法，如图甲，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳，如图所示。
（1）下列说法正确的是 　 　 ；
A.记录拉力方向时用铅笔贴着细线画直线表示
B.测量时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦对实验没有影响
C.测量时，橡皮筋应与两细线夹角的平分线在同一直线上
D.拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行
（2）在（1）实验中，F1、F2表示两个互成角度的力，F表示平行四边形作出的F1与F2的合力；F′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则乙图中符合实验事实的是 　 　 ；
（3）在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为θ，合力为F，F与θ的关系图像如图丙所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的最大值为 　 　 。
五．解答题（共6小题）
35．（2024秋 清远期末）如图所示，体育课上同学们推着负重阻力雪橇车进行爆发力训练。若某同学用水平推力推着总质量为45kg的负重阻力雪橇车向左做匀速直线运动，该雪橇车与橡胶地面间的动摩擦因数为0.8，取重力加速度g＝10m/s2。
（1）求该雪橇车受到的摩擦力；
（2）该同学以同样的推力可以使得总质量为60kg的雪橇车在人工草地上匀速运动，求雪橇车与人工草地的动摩擦因数。
36．（2024秋 广东期末）如图所示，细线OC的一端悬挂质量m＝2kg的物体，另一端连接细线ABO和DO，O为结点。细线ABO跨过光滑的定滑轮，AB段水平，A端与一放在水平地面上、质量M＝10kg的物体相连，BO段与竖直方向夹角为37°，水平细线DO的另一端固定在竖直墙壁上，整个系统恰好处于静止状态，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）DO、BO线的拉力大小；
（2）物体M与水平地面间的动摩擦因数。
37．（2024秋 潮安区期末）如图所示，某同学用力F＝4N、方向与竖直黑板面成θ＝60°，将黑板擦沿黑板表面竖直向上缓慢推动，黑板擦无左右运动趋势，黑板擦（可视为质点）的质量m＝0.1kg，g＝10m/s2。
（1）请画出黑板擦受力图；
（2）求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ；
（3）当她擦到离黑板下边缘的高度为h＝0.8m时，黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落，求黑板擦从脱手运动到黑板下边缘的时间t。
38．（2024秋 电白区期末）为了锻炼自己的腿部力量，某健身爱好者拉着轻绳，在粗糙的水平地面上，如图所示，轻绳OB始终平行于地面。质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB的B端与站在水平地面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均可以看作静止状态（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。求：
（1）轻绳OA中的张力是多大？
（2）人受到的摩擦力？
（3）若人的质量m2＝60kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1不能超过多少？
39．（2024秋 高州市期末）如图所示是一种吊车的简化示意图，轻质硬杆下端A固定在操作平台上不可转动，上端B固定一光滑轻质定滑轮，另一轻质细杆下端C通过铰链与平台连接（可自由转动），跨过定滑轮的轻绳一端悬挂重物E，另一端与细杆上端连接在D点，另一段轻绳连接D点与电动机转轴的O点，现整个装置处于静止状态，两杆处于同一竖直面内。已知重物质量为m＝200kg，OD段轻绳竖直，且与CD杆间夹角为θ＝30°，CD杆与BD段轻绳垂直，重力加速度g＝10m/s2，重物及滑轮大小均不计。
（1）求CD杆上作用力的大小和方向以及OD段轻绳的拉力大小；
（2）若将BD段、BE段轻绳与AB杆间的夹角分别记为α、β，求轻绳EBD对AB杆的作用力，并说明α、β角是否一定相等？
40．（2025春 永州期末）某校举行托乒乓球比赛，赛道为水平直道，长度为s。比赛时，某同学将质量为m的乒乓球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0后匀速跑至终点，全程乒乓球相对球拍静止不动。在匀速运动阶段球拍保持倾角为θ0不变，如图所示。已知球受到的空气阻力F阻的大小与其速度v的大小成正比，即F阻＝kv（比例系数k为常数），F阻方向与运动方向相反。重力加速度为g。
（1）若不计球与球拍之间的摩擦，求比例系数k；
（2）若不计球与球拍之间的摩擦，求该同学完成比赛所用的时间t；
（3）若球与球拍之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为保证乒乓球不相对球拍滑动，求该同学匀速运动阶段允许达到的最大速度vm。（结果用k，μ，m，g，θ0表示）
专题02 力的相互作用与受力分析
参考答案与试题解析
一．选择题（共23小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D C D C D B D B B B B
题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
答案 B A A D B B A D D C B
题号 23
答案 D
二．多选题（共1小题）
题号 24
答案 CD
一．选择题（共23小题）
1．【专题】比较思想；推理法；摩擦力专题；推理论证能力．
【解答】货箱沿着木板下滑时受到的摩擦力为滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的公式：f滑＝μFN，又有：FN＝mgcosθ，（m为货箱的重力，θ为斜面的倾角），联立可得：f滑＝μmgcosθ，因三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同，故摩擦因数均相同，可知三个货箱与直木板间摩擦力的大小，即：Ff1＝Ff2＝Ff3，故ABC错误，D正确。
故选：D。
2．【专题】定量思想；图析法；受力分析方法专题；推理论证能力．
【解答】以B为研究对象受力分析，其处于静止即平衡状态，可知所受合力为零，沿斜面方向受斜面摩擦力、A对B的摩擦力、拉力；B受重力、斜面的支持力、A对B的压力，故B受6个力，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．【专题】定性思想；归纳法；弹力的存在及方向的判定专题；推理论证能力．
【解答】A．飞行的蝴蝶除了受到重力的作用还受到空气的作用力，故A错误；
B．蝴蝶转弯时做曲线运动，合力的方向是轨迹的凹侧，不是运动方向，故B错误；
C．小猫在空中与其他物体间没有接触，不受弹力的作用，故C错误；
D．小猫蹬地时有向上的加速过程，故弹力大于所受重力，故D正确。
故选：D。
4．【专题】定量思想；方程法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图；运用合成法，根据几何知识得：
绳子对球的拉力为：
墙壁的支持力为：FN＝Gtanθ，
可知：FT＞FN，FT＞G，故C正确、ABD错误。
故选：C。
5．【专题】定性思想；推理法；摩擦力专题；推理论证能力．
【解答】对钢管受力分析可知，受到竖直向上的支持力和绳子拉力二力之和等于竖直向下的重力，所以水平方向不可能受到摩擦力。
故ABC错误，D正确；
故选：D。
6．【专题】定性思想；整体法和隔离法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】AB、P和Q始终保持静止，根据整体法，整体受力如图：
水平方向平衡，f＝F，故增加P的质量，P与地面间摩擦力的大小不变，增加外力F的大小，P与地面间摩擦力的大小一定增加，故A错误，B正确；
CD、由于不确定F沿斜面向上分量与Q的重力沿斜面向下分量的关系，故P与Q间摩擦力的大小变化不能确定。若F沿斜面向上分量大于Q的重力沿斜面向下分量，此时增加Q的质量，则P与Q间摩擦力先沿斜面向下减小，减小到零后再反向增大。若F沿斜面向上分量小于Q的重力沿斜面向下分量，增加外力F的大小，则P与Q间摩擦力先沿斜面向上减小，减小到零后再反向增大。故CD错误。
故选：B。
7．【专题】定量思想；合成分解法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】对圆柱体受力分析，如图：
由几何关系得：Fa＝Gsin37°＝0.6G
Fb＝Gcos37°＝0.8G
故ABC错误，D正确。
故选：D。
8．【专题】应用题；信息给予题；定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；理解能力．
【解答】以钢管为研究对象进行受力分析，如图所示：
根据数学知识和平衡条件F＝mg＝2FOMcos60°
代入数据解得FOM＝mg
故ACD错误，B正确。
故选：B。
9．【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】由题意可知当凹槽底部对小球支持力为零时，此时拉力F最大，在竖直方向上，根据平衡条件有2Fmcos45°＝G，即2FmG，得，故B正确，ACD错误。
故选：B。
10．【专题】定量思想；推理法；图析法；运动的合成和分解专题；推理论证能力．
【解答】根据平行四边形定则，作出该牙所受两牵引力的合力，如图所示
牙齿受到牵引线的两个作用力大小均为F，则该平行四边形为菱形，对角线把角α平分
故两牵引力的合力，故B正确，ACD错误。
故选：B。
11．【专题】定量思想；方程法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】对轻杆和小球组成的系统进行受力分析，如图所示：
设左侧斜面对杆AB支持力的大小为NA，由平衡条件有：NA＝mgcos30°
解得：，故B正确、ACD错误。
故选：B。
12．【专题】定量思想；推理法；弹力的存在及方向的判定专题；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】单个盘子的质量为m＝300g＝0.3kg，
移走一个盘子，弹簧形变量发生变化，形变量的变化量为Δx＝1.0cm＝0.01m，
盘子的总重力减小ΔG＝mg＝0.3×10N＝3N，
由平衡条件得，弹簧的弹力减小了3N，则有3kΔx＝ΔG，
代入数据解得：k＝100N/m，
故B正确，ACD错误。
故选：B。
13．【专题】定量思想；类比法；受力分析方法专题；理解能力．
【解答】无风时，对风动石在竖直方向上受力分析，可得F1＝mg
有风时，其受到重力、地面对风动石的作用力以及风力的作用，则
F2
故F2＞F1
故A正确，BCD错误。
故选：A。
14．【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【解答】AB、笔尖由a点经b点回到a点，位移为0，路程不为0，故A正确，B错误；
CD、速度和力为矢量，两次过a点时速度和力的方向不同，故CD错误。
故选：A。
15．【专题】定性思想；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；共点力作用下物体平衡专题；理解能力．
【解答】A、双臂所受杠铃作用力的合力的大小等于杠铃的重力大小，每只手臂所施加的力在竖直方向的分力等于杠铃重力的一半，即F，θ为手臂与竖直方向的夹角，双臂夹角越大，θ越大，F越大，故A错误；
B、杠铃的重力为
G＝mg＝121×10N＝1210N
手臂与水平的杠铃之间有夹角，设手臂与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可知
2Fcosθ＝G
又因为cosθ＜1，所以杠铃对手臂的作用力
故B错误；
C、杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，故C错误；
D、在加速举起杠铃过程中，人和杠铃组成的系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃总重力，故D正确。
故选：D。
16．【专题】信息给予题；定量思想；推理法；摩擦力专题；共点力作用下物体平衡专题；理解能力．
【解答】国产人形机器人“天工”在斜坡上受重力、支持力和摩擦力作用，如图所示：
当机器人“天工”站立和稳定行走时，根据平衡条件，沿斜坡方向μmgcos30°≥mgsin30°
解得斜坡的动摩擦因数
即机器人的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于，故B正确，ACD错误。
故选：B。
17．【专题】信息给予题；定量思想；推理法；平行四边形法则图解法专题；理解能力．
【解答】设绳子上的拉力为T，拖船的动力为F，与运动方向成α角，三艘船的受力如图所示：
对拖船，根据平衡条件，竖直方向Fsinα＝Tsin30°
对货船，根据平衡条件，水平方向f＝2Tcos30°
对拖船和货船整体，根据平衡条件，水平方向2Fcosα＝3f
又sin2α+cos2a＝1
代入数据联立解得
综上分析，故ACD错误，B正确。
故选：B。
18．【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】根据题意，画出小球的受力示意图如下
挡板对球的支持力大小为N，斜面对球的支持力大小为F，弹簧秤对球的拉力大小为T＝1.0N，小球的重力为mg＝0.20×10N＝2.0N，根据平衡条件有
Fsin30°＝Nsin30°
Fcos30°+Ncos30°+T＝mg
解得NN，故A正确，BCD错误。
故选：A。
19．【专题】定量思想；整体法和隔离法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】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
Ta＝（mA+mB）g
代入数据解得Ta＝1N
设细线b与水平方向夹角为α，对B分析有
Tbsinα+Tcsinθ＝mAg
Tbcosα＝Tdcosθ
解得
Tb＝0.5N
故ABC错误，D正确。
故选：D。
20．【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】球的受力分析如图
根据几何关系可知sinα
根据力的分解可知FNcosα＝mg
解得FNmg
根据牛顿第三定律可知球对横杆的压力大小为mg
故ABC错误，D正确；
故选：D。
21．【专题】定量思想；几何法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】将机器人的重力按照壁面和垂直于壁面的方向分解，如图所示：
沿壁面方向上：Gcosθ＝Ff
垂直于壁面方向上：F＝FN+Gsinθ，故C正确，ABD错误；
故选：C。
22．【专题】定性思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】AB、对人受力分析有
则有FN+FT＝mg
根据一对平衡力和一对相互作用力的概念可知，工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，故A错误、B正确；
CD、对滑轮做受力分析有
则有
则随着重物缓慢拉起过程，θ逐渐增大，则FT逐渐增大，故CD错误。
故选：B。
23．【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】根据题意可知，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，设每条腿对探测器的支持力为F，根据整体法可得：
根据牛顿第三定律可得：F＝F'
联立解得：F'，故D正确，ABC错误；
故选：D。
二．多选题（共1小题）
24．【专题】定性思想；推理法；受力分析方法专题；理解能力．
【解答】A、人和竹筏在水里减速滑行，加速度不为零。根据牛顿第二定律，合力F＝ma≠0，故A错误；
B、人受重力、竹子的作用力。因竹筏减速，人有与运动方向相反的加速度，竹子对人的作用力需有水平向后的分力，故竹子对人的力不是单纯向上，而是斜向后上方，故B错误；
C、人和竹筏相对静止且竹筏平衡，整体重心需在竹筏的正上方，否则会倾倒，故C正确；
D、人和竹竿构成的整体，受合力产生加速度。根据牛顿第二定律，合力作用线需通过整体重心，否则会产生转动，因为杆受到的合力与整体收到的合力在同一直线上，人和竹竿整体的重心与整体所受合力作用线在同一直线，所以与杆受到的合力在同一竖直平面上，故D正确。
故选：CD。
三．作图题（共5小题）
25．【专题】作图题；定性思想；推理法；受力分析方法专题；理解能力．
【解答】轻杆用饺链固定，能够自由转动，则杆的弹力方向一定沿杆，所以节点O受到连接小球的绳竖直向下的拉力、水平轻杆向左的拉力与倾斜杆沿杆向上的支持力三个力作用，根据平衡条件可知，作出节点O的受力示意图如图
答：如图
26．【专题】定性思想；推理法；弹力的存在及方向的判定专题；理解能力．
【解答】根据重力的方向竖直向下，弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体作图，如下图。
答：
27．【专题】定量思想；图析法；直线运动规律专题；理解能力．
【解答】沿着滑梯下滑的小孩，所受的支持力垂直滑梯斜面向上，如图所示：
。
故答案为：
。
28．【专题】定性思想；图析法；受力分析方法专题；推理论证能力．
【解答】第一个图，小球受重力和支持力作用，若斜面处有力，则物体不可能平衡，故只有重力和支持力；第二个图中，小球受重力、绳子的拉力、球面的支持力。如图所示：
29．【专题】作图题；定性思想；图析法；共点力作用下物体平衡专题；理解能力．
【解答】（1）根据受力平衡，B受重力和绳的拉力，如图所示：
（2）根据受力平衡可知光滑B球受重力、斜面的支持力和竖直墙面的支持力，如图所示：
（3）人站在自动扶梯上随扶梯一起匀速上行，根据受力平衡可知人受到重力和支持力作用，如图所示：
（4）两个相同的物体在外力作用下水平向右匀速运动，物体B受到重力、地面支持力、A对B的弹力和地面摩擦力作用，
如图所示：
答：物体B的受力示意图如上。
四．实验题（共5小题）
30．【专题】实验题；定量思想；推理法；基本实验仪器；推理论证能力．
【解答】（1）由题可知，悬索所受拉力F与其长度L、横截面积S及伸长量x均有关，涉及的变量较多，因此采用控制变量法。故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2）由表格知
当样品长度L、横截面积S一定时，受到的拉力F与伸长量x成正比；
当伸长量x、样品长度L一定时，受到的拉力F与横截面积S成正比；
当伸长量x、横截面积S一定时，受到的拉力F与样品长度L的平方成反比；
设比例系数为k，则悬索所受拉力F与其长度L、横截面积S 及伸长量x的函数关系为F＝k
代入数据，当L＝1m，S＝1.00cm2，F＝200N，x＝0.01cm，可得k＝2×1010N/m
（3）设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的则最大伸长量，则最大伸长量xm0.05m
悬索能承受的最大拉力Fm＝km，解得Fm＝1.6×104N。
故答案为：（1）D；（2）k；2×1010N/m；（3）1.6×104。
31．【专题】定量思想；实验分析法；平行四边形法则图解法专题；实验探究能力．
【解答】（3）弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为3.00N；
（4）①根据平行四边形定则画图如图：
②根据平衡条件可知G＝F合＝7×0.1N＝7.0N；
（5）以结点O为研究对象进行受力分析，并作出力的矢量三角形如图所示：
FOA表示OA绳上的拉力，大小等于弹簧弹力、FOB表示OB绳上的拉力，其方向沿OB方向保持不变、FOC表示OC绳上的拉力，大小等于重物的重力，方向竖直向下；根据力的矢量三角形可知，弹簧测力计的示数先减小后增大，故D正确，ABC错误。
故选：D。
故答案为：（3）3.00；（4）①图见解析；②7.0；（5）D。
32．【专题】实验题；定量思想；实验分析法；弹力的存在及方向的判定专题；实验探究能力．
【解答】（1）由题图甲知，y轴与弹簧拉伸方向一致，且原点选在了弹簧原长处，则y轴代表弹簧的伸长量，x轴代表弹簧弹力大小F；
（2）由题图乙知，2号弹簧末端指针位置对应的刻度为98.00cm，则弹簧伸长量为
Δy2＝100cm﹣98.00cm＝2.00cm
（3）根据胡克定律F＝kx知，丙图的斜率倒数代表弹簧的劲度系数。
由题图丙得
故答案为：（1）F；（2）2.00；（3）100。
33．【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；光的干涉专题；实验探究能力．
【解答】（1）A、将单缝向双缝靠近，对从目镜中观察到的条纹个数无关，故A错误；
BC、将红色滤光片换成绿色滤光片，光的波长变短，由相邻两个亮纹的间距：可知Δx减小，从目镜中观察到的条纹个数增多，若使用间距更小的双缝，即d减小，则Δx增大，从目镜中观察到的条纹个数减少，故B正确，C错误；
故选：B；
（2）AB、由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象；实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，故AB正确；
C、等温变化的规律为：p1V1＝p2V2，所以不必要测出气体的质量，只要看它是否满足这样的变化规律即可，故C错误；
D、只要压强p两边的单位统一，体积V两边的单位统一，就可以得出等温变化的规律，故D错误。
故选：AB；
（3）A.在平衡小车所受的摩擦力时，小车的左端不需要悬挂细绳和钩码，故A错误；
B.对钩码，根据牛顿第二定律有
mg﹣F＝ma
对小车，根据牛顿第定律有
F＝Ma
联立解得
故当m M时F≈mg，故B正确；
C.在实验过程，小车所受拉力实际上是小于钩码的重力，故认为小车所受拉力等于钩码重力，由此带来的误差属于系统误差，故C正确；
D.根据逐差法可知加速度与电压无关，故当打点计时器工作的实际电压略低于额定电压时，利用纸带求得的加速度将不变，故D错误。
故选：BC；
（4）此实验因空气阻力以及摩擦力的存在，总会使减小的重力势能略大于增加的动能，这属于系统误差，想要实验结果更加准确，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差。故D正确，ABC错误。
故选：D。
故答案为：（1）B；（2）AB；（3）BC；（4）D。
34．【专题】定量思想；推理法；平行四边形法则图解法专题；实验探究能力．
【解答】（1）A．记录拉力方向时，在细线上离O点适当远处找一点，该点与O点的连线就是拉力的方向，故A错误；
B．测量时，弹簧秤外壳与木板之间可以存在摩擦，不影响测量，故B正确；
C．测量时，橡皮筋不一定与两细线夹角的平分线在同一直线上，故C错误；
D.拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行，保证力的四边形在同一平面内，可以减小误差，故D正确。
故选：BD。
（2）AD．根据二力平衡条件，F'一定与橡皮筋在同一条直线上。故AD错误；
BC．F是根据平行四边形得到的合力，F一定是平行四边形的对角线。故C正确，B错误。
故选：C。
（3）根据图像得
52
F1﹣F2＝1
解得
F1＝4N，F2＝3N
合力的最大值为
Fmax＝F1+F2＝3N+4N＝7N
故答案为：（1）BD；（2）C；（3）7N
五．解答题（共6小题）
35．【专题】计算题；定量思想；模型法；共点力作用下物体平衡专题；分析综合能力．
【解答】（1）根据滑动摩擦力公式得
f＝μFN
又FN＝mg
则f＝μmg＝0.8×45×10N＝360N
（2）由匀速运动的条件可知，雪橇车受到的水平推力与摩擦力大小相等，即F＝f＝360N
设此时动摩擦因数为μ′，则F＝μ′m′g
解得μ′＝0.6
答：（1）该雪橇车受到的摩擦力为360N；
（2）雪橇车与人工草地的动摩擦因数为0.6。
36．【专题】计算题；定量思想；合成分解法；共点力作用下物体平衡专题；分析综合能力．
【解答】（1）对O点进行受力分析，如图所示。
根据平衡条件得
TBOcos37°＝mg
TBOsin37°＝TDO
解得DO、BO线的拉力大小分别为TBO＝25N，TDO＝15N
（2）由于整个系统恰好处于静止状态，则对物体，根据平衡条件有
TBO＝μMg
解得μ＝0.25
答：（1）DO、BO线的拉力大小分别为25N，15N；
（2）物体M与水平地面间的动摩擦因数为0.25。
37．【专题】计算题；动态预测题；定量思想；合成分解法；分析综合能力．
【解答】（1）黑板擦受力图如图所示。
（2）对黑板擦，根据平衡条件得
水平方向有
FN＝Fsinθ
竖直方向有
Fcosθ＝mg+Ff
又Ff＝μFN
联立解得
（3）黑板擦脱手后做自由落体运动，黑板擦从脱手运动到黑板下边缘过程有
解得t＝0.4s
答：（1）见解析；
（2）黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ为；
（3）黑板擦从脱手运动到黑板下边缘的时间t为0.4s。
38．【专题】应用题；学科综合题；定量思想；合成分解法；临界法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】（1）以结点O为研究对象，受力分析如图所示：
由平衡条件可知，在竖直方向上有：FOAcosθ＝m1g，解得：；
（2）在水平方向上，由平衡条件可得：FOB﹣FOAsinθ＝0，解得：
人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，受力如图所示：
由平衡条件可知：Ff＝FOB，解得：，方向水平向左；
（3）当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值，当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值，则有：
由平衡条件可得：
又
联立解得：，即物体甲的质量m1最大不能超过24kg。
答：（1）轻绳OA中的张力的大小为
（2）人受到的摩擦力为，方向水平向左；
（3）物体甲的质量m1不能超过24kg。
39．【专题】计算题；定量思想；合成分解法；共点力作用下物体平衡专题；分析综合能力．
【解答】（1）对D点受力分析可知，受到OD绳的拉力，OB绳的拉力等于重物的重力，以及CD沿杆方向的弹力，处于平衡状态，根据平衡条件可知，CD杆上作用力的大小：FCD
解得：FCD 。
方向沿CD杆向上，OD段轻绳的拉力大小
解得FOD＝4000N
（2）根据几何关系可知α+β＝60°轻绳对杆AB的作用力即为BE与BD两段轻绳拉力的合力，则有：F＝2TBDcos30°，解得F方向在BD、BE角平分线上，与竖直方向间夹角为30斜向下，由于杆AB不可自由转动，轻绳对杆的作用力的方向可以不沿杆，且AB杆与水平面的夹角未知，故α、β角不一定相等。
答：（1）CD杆上作用力的大小为和方向沿CD杆向上，OD段轻绳的拉力大小为4000N；
（2）轻绳EBD对AB杆的作用力为，方向在BD、BE角平分线上，与竖直方向间夹角为30斜向下，由于杆AB不可自由转动，轻绳对杆的作用力的方向可以不沿杆，且AB杆与水平面的夹角未知，故α、β角不一定相等。
40．【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力．
【解答】（1）在匀速运动阶段，根据平衡条件，有mgtanθ0＝kv0
解得
ktanθ0
（2）根据速度—时间公式可得匀加速运动的时间为
匀加速运动的位移为
匀速的时间为
该同学完成比赛所用的时间为
（3）若考虑球与球拍之间的静摩擦力，因为
N＝mgcosθ0+f sinθ0
当速度达到最大时，球有向上的运动趋势，f1静摩擦沿球拍向下，受力如图所示。
沿球拍方向上有
fcosθ0＝mgsinθ0+f1
又
f1＝μ N
所以
解得
答：（1）比例系数等于tanθ0；
（2）该同学完成比赛所用的时间等于；
（3）该同学匀速运动阶段允许达到的最大速度等于。
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