第二单元 单元提升卷《巅峰突破》2026版物理高三一轮单元突破验收卷（含答案解析）

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
单元提升卷
100分,限时75分钟
一、选择题(本题共10小题,共40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,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.靠墙静蹲有助于膝痛康复和腿部力量强化,如图所示,一名男子在康复训练中保持靠墙静蹲,双腿与肩同宽,保持小腿垂直于地面,不考虑人与墙壁之间的摩擦力,下列说法正确的是 (　　)
A.地面对人的作用力方向为竖直向上
B.地面对人的摩擦力与竖直墙壁垂直
C.大腿与墙壁的夹角θ越大,人所受合力越大
D.地面对人的支持力与人的重力是一对相互作用力
2.关于下列四幅图的说法正确的是 (　　)
　　　
A.如图甲,重物P在垂直于竖直墙面的力F作用下静止,如果增大力F,那么P受到的摩擦力也增大
B.如图乙,A、B、C、D将圆形轨道四等分,则质点沿圆轨道从A到B的位移与从C到D的位移相同
C.如图丙,质点受三个共点力作用,只改变各力的大小,方向保持不变,它们的合力不可能为零
D.如图丁,劲度系数为100 N/m的轻弹簧悬挂一个物体,静止时弹簧长度为15 cm,弹簧弹力为15 N
3.一本质量为m的书平放在水平桌面上,将一张A4纸夹在书页间,如图所示。已知书与桌面间的动摩擦因数为μ,A4纸与书页间的动摩擦因数为4μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A4纸的质量忽略不计。现有一水平向右的力F作用于A4纸上,若要使书与A4纸一起运动,则A4纸上面书页的质量应至少大于 (　　)
A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.
4.如图,某同学用一根劲度系数为k的轻质弹簧测量物块与水平面间的动摩擦因数。将弹簧一端固定在竖直挡板上,另一端与物块连接,物块置于水平面上,弹簧与水平面平行。改变物块在水平面上的位置,发现物块只能在A、B两点间保持静止,测得A、B两点到竖直挡板的距离分别为d1、d2,物块的质量为m,当地重力加速度为g,则物块与水平面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　　)
A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.
5.图(a)是一种大跨度悬索桥梁,图(b)为悬索桥模型。六对轻质吊索悬挂着质量为M的水平桥面,吊索在桥面两侧竖直对称排列,其上端固定在轻质悬索上[图(b)中只画了一侧分布],悬索两端与水平方向成45°角,重力加速度为g,则一根悬索水平段CD上的张力大小是 (　　)
　
A.Mg　　　　B.Mg　　　　C.Mg　　　　D.Mg
6.据考古发现我国在春秋战国时期就开始利用杆秤来称量物体的质量。如图所示,悬挂秤盘的三根细绳等长,当将秤提起,秤杆平衡时 (　　)
A.手提杆秤的力等于秤盘及盘中物体的总重力
B.每根细绳的拉力一定大于秤盘及盘中物体总重力的
C.每根细绳的拉力一定等于秤盘及盘中物体总重力的
D.每根细绳的拉力一定小于秤盘及盘中物体的总重力
7.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平衡力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变大
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
8.如图所示,A、B两球完全相同,质量均为m,两球可视为质点,用三根完全相同的轻弹簧连接着,在水平拉力F作用下均处于静止状态,k1弹簧位于竖直方向,则下列有关说法正确的是 (　　)
A.B球必受四个力作用
B.k2、k3弹簧长度一样
C.k3弹簧没有发生形变
D.k2弹簧最长
9.如图,两个质量都为m的球A、B用轻绳连接,A球套在水平细杆上(球孔比杆的直径略大),对B球施加水平风力作用,结果A球与B球相对静止,一起向右做匀速运动,此时轻绳与竖直方向的夹角为θ。已知重力加速度为g,则 (　　)
A.B球受到的水平风力大小等于mg sin θ
B.杆对A球的支持力大小等于mg
C.轻绳的拉力大小等于
D.杆与A球间的动摩擦因数等于
10.如图所示,质量为m的小球用轻绳OA、OB连接,A端固定,在B端施加拉力F,使小球静止。开始时OB处于水平状态,现把小球向右上方缓慢拉起至OA水平,在整个运动过程中始终保持OA与OB的夹角θ=120°不变。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是 (　　)
A.拉力F一直变大
B.OA上的拉力先变小后变大
C.拉力F的最大值为
D.OA上的拉力的最小值为
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
11.(6分)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验并测某轻质弹簧的劲度系数,如图甲所示,将轻质弹簧的一端固定在A'点,另一端A处系上两根细绳及绳套,弹簧测力计P、Q通过细绳套互成角度地拉动轻质弹簧,在实验过程中,保持轻质弹簧的伸长量恒为3.00 cm。
　　
(1)当弹簧测力计P的轴线与轻质弹簧垂直时,两弹簧测力计的示数如图乙、丙所示,则弹簧测力计P的示数为　　　N,弹簧测力计Q的示数为　　　N。
(2)轻质弹簧的劲度系数为　　　　N/m。(结果保留整数)
(3)保持图甲中结点O及弹簧测力计Q的拉伸方向不变,使弹簧测力计P逆时针缓慢转动至示数最小,其最小示数为　　　　N。
12.(10分)某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”,可以用来测量电梯竖直上下运行时的加速度,其构造如图甲所示。将弹簧竖直自由悬挂时,指针指示的刻度尺刻度为6.50 cm;在弹簧下端悬挂一质量为0.2 kg的钩码,当钩码静止时指针指示的刻度尺刻度如图甲所示。已知该装置中使用的弹簧在从原长到拉伸4.50 cm范围内能较好满足胡克定律,重力加速度g=9.8 m/s2。
　　
(1)该弹簧的劲度系数k=　　　　N/m。(结果保留两位有效数字)
(2)该“竖直加速度测量仪”可较准确测量的竖直向上的加速度的最大值为　　　　m/s2。(结果保留三位有效数字)
(3)在实际测量过程中,指针会随钩码上下振动,为了能让指针尽快稳定下来,该同学将钩码换成与钩码质量相同的强磁铁,并在强磁铁正下方放置一铝块,如图乙所示。与不加铝块相比,此种情况下测得的加速度值　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)弹簧下端悬挂钩码的质量越大,该测量仪可较准确测量的竖直向上的加速度的最大值　　　　(选填“越大”“越小”或“不变”)。
13.(11分)一根轻质弹簧上端固定在天花板上,自由悬挂时长度为l1;若弹簧下端系一个质量为m的小球,当小球静止时弹簧长度为l2。现用一水平拉力F将小球缓慢向右拉,直到弹簧偏离竖直方向θ角时停下,如图所示。已知重力加速度为g,则
(1)弹簧的劲度系数多大
(2)待小球在图示位置静止后撤去水平拉力F的瞬间,小球的加速度多大
(3)保持θ角不变,改变拉力F,小球静止时,拉力F的最小值多大 拉力改变了,弹簧的长度是否发生改变
14.(15分)如图所示,三段轻绳的结点为O,轻绳OC与质量为m1的物体甲相连,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=30°,物体甲及人均处于静止状态。重力加速度为g,求:
(1)轻绳OA、OB的拉力大小;
(2)人受到的摩擦力;
(3)若人的质量m2=60 kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的最大质量。
15.(18分)如图所示,质量为m的物体放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一方向水平向右的恒力F,物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行。重力加速度为g。求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)水平向右的恒力F的大小;
(3)这一临界角θ0的大小。
答案全解全析
1.B　人的受力如图所示,地面对人的作用力是支持力与摩擦力的合力,方向斜向左上方,A错误;墙壁对人的支持力水平向右,地面对人的摩擦力水平向左,与竖直墙壁垂直,B正确;人处于静止状态,所受合力一直为零,C错误;地面对人的支持力与人的重力是一对平衡力,D错误。
易错警示　易忽略地面对人有水平向左的静摩擦力,错误地认为地面对人只有竖直向上的支持力。
2.C　图甲中,重物P在垂直于竖直墙面的力F作用下静止,竖直方向重力与摩擦力二力平衡,如果增大力F,P受到的摩擦力不变,故A错误;图乙中,位移是矢量,故质点沿圆轨道从A到B的位移与从C到D的位移不相同,故B错误;图丙中,无论怎样改变各力的大小,根据平行四边形定则可知都不能使它们的合力为零,故C正确;图丁中,由于弹簧的形变量未知,故无法计算弹簧弹力,故D错误。
方法技巧　几个力指向一条直线的同一侧,它们的合力不可能为零,故C正确。
3.B
思路点拨　(1)A4纸两个面都受到静摩擦力的作用,A4纸上面的书页的质量越大,A4纸与书页间的最大静摩擦力就越大;(2)书随A4纸一起运动时,书与桌面间的滑动摩擦力小于A4纸两个面与书页间的最大静摩擦力之和。
解析　书即将可以与A4纸一起运动时,设A4纸上面的书页的质量为m0,有2×4μm0g=μmg,解得m0=,若要使书与A4纸一同运动,书与桌面间的滑动摩擦力应小于A4纸两个面与书页间的最大静摩擦力之和,A4纸上面的书页的质量越大,A4纸与书页间的最大静摩擦力越大,所以m0>,故B正确。
4.A
解题指引　“改变物块在水平面上的位置,发现物块只能在A、B两点间保持静止”→物块静止在A点时,弹簧处于压缩状态,静摩擦力达到最大值;物块静止在B点时,弹簧处于拉伸状态,静摩擦力也达到最大值。
解析　设弹簧原长为L0,在A点,k(L0-d1)=μmg,在B点,k(d2-L0)=μmg,解得μ=,A正确。
5.A
思路点拨　要分析悬索水平段CD上的张力大小,就要将左边的悬索ABC或右边悬索DEF作为整体进行受力分析。
解析　对左边的悬索ABC整体受力分析,如图所示。
由平衡条件有TD=T cos 45°,T sin 45°=,解得TD=,选A。
6.B　以秤和秤盘中物体整体为研究对象,根据平衡条件可知手提杆秤的力等于秤和秤盘中物体的总重力,故A错误;设细绳与竖直方向的夹角为θ,秤盘及盘中物体总重力为G,根据平衡条件可得3F cos θ=G,解得每根细绳的拉力F=,可知每根细绳的拉力一定大于秤盘及盘中物体总重力的,由于θ不确定,无法判断每根细绳的拉力与秤盘及盘中物体的总重力的大小关系,故B正确,C、D错误。
一题多解
7.C　对人受力分析如图甲所示,则FN+FT=m人g,工人受到的重力和支持力不是一对平衡力,故A错误;工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对相互作用力,故B错误;将动滑轮与重物看作一个整体,设其质量为m,对其进行受力分析如图乙所示,则有2FT cos θ=mg,可见,随着重物缓慢拉起,θ逐渐增大,则FT逐渐增大,故C正确,D错误。
　　
8.CD　由题可知A球受力平衡,对A球受力分析,k1弹簧形变,故C正确;B球受重力、k2弹簧的弹力、水平拉力F三个力作用,故A错误;k3弹簧没有发生形变,故k2弹簧的长度大于k3弹簧的长度,故B错误;设三根弹簧的劲度系数均为k,A球受重力、k1弹簧的弹力,由平衡条件有kx1=mg,得x1=;B球受重力、k2弹簧的弹力、水平拉力F三个力作用,设k2弹簧与竖直方向的夹角为θ,则在竖直方向上由平衡条件有kx2 cos θ=mg,得x2=>x1,故k2弹簧最长,故D正确。
9.CD
思路点拨　(1)分析B球的受力、轻绳的拉力时,要将B球隔离进行受力分析;(2)分析杆与A球之间的作用力时,要将A和B作为整体进行受力分析。
解析　球B受重力GB、水平风力F和拉力T,受力分析如图甲所示,根据平衡条件得,水平风力F=mg tan θ,绳对B球的拉力T=,A错误,C正确;把A、B两球当作一个整体,其受重力G、支持力N、水平风力F和向左的摩擦力f,受力分析如图乙所示,根据共点力平衡的条件可得杆对A球的支持力N=2mg,B错误;因为A球与B球一起向右做匀速运动,所以f=F,则A球与水平细杆间的动摩擦因数为μ===,D正确。
　　　　
10.AC
思路点拨　小球受到的三个力的有向线段构成矢量三角形,由于重力G的大小、方向始终不变化,拉力F与OA上的拉力FT之间的夹角始终不变化,则动态的矢量三角形如图所示。
解析　小球受到重力G、拉力F、绳子OA的拉力FT三个力的作用,表示三个力的有向线段构成矢量三角形;由动态矢量三角形可知,拉力F一直变大,OA上的拉力FT一直变小,F的最大值为Fmax==,OA上的拉力的最小值为FTmin==,选项A、C正确。
一题多解　对小球受力分析,如图所示,则有==。
β从150°→90°,F一直变大,β=90°时F最大,Fmax=mg,α从90°→150°,OA的拉力逐渐减小,α=150°时OA的拉力最小,FTmin=mg,选项A、C正确。
11.答案　(1)4.00(1分)　5.00(1分)　(2)100(2分)
(3)2.40(2分)
思路点拨　(1)弹簧测力计的分度值为0.1 N,读数时要估读到分度值的下一位;(2)保持图甲中结点O及弹簧测力计Q的拉伸方向不变就是保持两弹簧测力计拉力的合力不变、弹簧测力计Q拉力的方向不变,作出动态的平行四边形,其对角线不变化,当两个分力垂直时,弹簧测力计P的示数最小。
解析　(1)由图乙、丙可知,两弹簧测力计的分度值为0.1 N,分析可知弹簧测力计P的示数比弹簧测力计Q的示数小,则弹簧测力计P的示数为4.00 N,弹簧测力计Q的示数为5.00 N。
(2)两弹簧测力计拉力的合力方向沿轻质弹簧向下,由几何关系可知,两弹簧测力计拉力的合力大小为F= N=3.00 N,由胡克定律可知轻质弹簧的劲度系数为k====100 N/m。
(3)保持图甲中结点O位置不变,则两测力计拉力的合力不变,测力计Q的拉伸方向不变,根据平行四边形定则,测力计P逆时针旋转时,两测力计的拉力FP、FQ的变化情况如图所示,由图可知,FP与FQ垂直时,FP最小。由几何知识可知, sin θ=,所以测力计P的最小示数为FPmin=F sin θ=2.40 N。
12.答案　(1)98(2分)　(2)12.3(3分)　(3)不变(2分)
(4)越小(3分)
解析　(1)由图甲可知刻度尺的读数为x1=4.50 cm,根据胡克定律可得k=== N/m=98 N/m。
(2)当弹簧的伸长量最大时,测得的竖直向上的加速度最大,根据牛顿第二定律有F-mg=ma,其中F=kΔxmax,解得a≈12.3 m/s2。
(3)当磁铁上下振动时,由于电磁感应现象,铝块和磁铁之间会有作用力,当测加速度时磁铁处于稳定状态,相对于铝块静止,磁铁和铝块之间没有作用力,所以对实验结果没有影响。
(4)根据牛顿第二定律有F-mg=ma,其中F=kΔxmax,可知弹簧下端悬挂钩码的质量越大,测得的竖直向上的加速度的最大值就越小。
13.答案　(1)　(2)g tan θ　(3)mg sin θ　弹簧的长度发生改变
解析　(1)根据胡克定律,弹簧的劲度系数为k= (2分)
(2)撤去水平拉力F的瞬间,弹簧的弹力和小球的重力均不变,其合力使小球产生加速度,由牛顿第二定律得mg tan θ=ma (2分)
解得小球的加速度为a=g tan θ (1分)
(3)拉力F与弹簧垂直时,拉力F最小,其最小值Fmin=mg sin θ (2分)
此时,弹簧的弹力为T1=mg cos θ (1分)
拉力F水平时,弹簧的弹力为T2= (2分)
所以拉力改变了,弹簧的弹力也改变,因此弹簧的长度也随之改变。 (1分)
14.答案　(1)m1g　m1g　(2)m1g,水平向左
(3)18 kg
思路点拨　(1)分析结点O的受力,依据平衡条件求出轻绳OA、OB的拉力;(2)分析人的受力,依据平衡条件求解人受到的摩擦力;(3)人在水平面上不滑动,OB绳的拉力不大于人与水平面间的最大静摩擦力。
解析　(1)由于物体甲处于静止状态,对结点O受力分析有TOA cos θ=m1g (2分)
TOA sin θ=TOB (2分)
解得TOA=m1g (1分)
TOB=m1g (1分)
(2)由于人处于静止状态,则人受到的摩擦力为静摩擦力,且有f=TOB=m1g (1分)
方向水平向左。 (1分)
(3)当人恰好在水平面上不滑动时,有
μm2g=TOBmax (2分)
TOAmax cos θ=m1maxg (2分)
TOAmax sin θ=TOBmax (2分)
解得m1max=18 kg(1分)
15.答案　(1)　(2)mg　(3)60°
解析　(1)斜面倾角为30°时,物体恰能匀速下滑,满足mg sin 30°=μmg cos 30° (2分)
解得μ= (1分)
(2)设斜面倾角为α,由平衡条件可得
F cos α=mg sin α+Ff(2分)
FN=mg cos α+F sin α (2分)
Ff=μFN(1分)
解得F= (1分)
当α=30°时,F=mg (1分)
(3)若物体不能沿斜面上滑,则需满足
F(cos α-μ sin α)≤mg sin α+μmg cos α (2分)
由上式可知,若cos α-μ sin α=0(α=θ0) (1分)
则F→∞物体也不能上滑,即不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行。引入辅助角β,上述方程可表示为cos α-μ sin α= sin (β-α)=0(2分)
又因为 tan β==(1分)
所以α=β=60° (1分)
故临界角θ0=60° (1分)
解后复盘　(1)由物体恰能匀速下滑的平衡条件求解动摩擦因数。(2)在沿斜面方向与垂直斜面方向对物体的受力列平衡方程,从而求解恒力F。(3)解答第(3)问时,先分析物体始终不能沿斜面上滑的临界条件,即cos α-μ sin α=0(α=θ0),依据临界条件求出对应的临界角θ0。