第二单元 相互作用——力（二）《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
)
第二单元　相互作用——力（二）
满分90分,限时75分钟
考点1 力的合成与分解　　考点2 受力分析、共点力平衡
考点3 实验:探究两个互成角度的力的合成规律
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.(2024江苏盐城高三联考)如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为 (　　)
A.kL　　　B.kL　　　C.kL　　　D.2kL
2.图甲为骑手在送外卖途中经过一段长下坡路段,其箱子中的物品始终如图乙所示,不发生相对移动。物品1受到周围与它接触的所有物体对它的作用力为F,则下列说法正确的是 (　　)
A.骑手沿路面加速向下运动,物品2对物品1一定有力的作用
B.骑手沿路面加速向下运动,物品2对物品1一定没有力的作用
C.骑手沿路面匀速向下运动,力F的方向一定竖直向上
D.骑手沿路面匀速向下运动,力F的方向可能与骑手运动方向相反
3.杭州亚运会中国队组合赵焕城/王赛博获得帆船项目混合双体船——诺卡拉17级比赛冠军。如图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成135°角,风力和帆面成8°角,风力在垂直于帆面方向的分力推动帆船逆风行驶,如果风力大小为F,则风力在航行方向的分力为 (　　)
A.F sin 8°　　　　B.F cos 8°
C.F sin 8°　　　　D.F cos 8°
4.如图所示,一轻杆左端固定一个轻小定滑轮,右端固定在墙壁O处的转轴上。一轻绳跨过滑轮,上端系在天花板的B点,下端系有一重物,不计一切摩擦。开始时用手控制轻杆,系统保持静止时轻杆处于水平位置。现将轻杆绕转轴O沿顺时针方向缓慢转到虚线位置,则此过程中 (　　)
A.天花板受到的拉力缓慢增大
B.天花板受到的拉力缓慢减小
C.滑轮受到轻绳的作用力缓慢增大
D.滑轮受到轻绳的作用力缓慢减小
5.如图,长为L的木棒用a、b两轻绳悬挂于水平天花板上,a、b两绳与天花板之间的夹角分别为53°和37°,木棒上表面水平且静止,已知sin 37°=0.6。则 (　　)
A.木棒的重心在棒的中心
B.木棒的重心在距木棒右端L处
C.a、b两绳的拉力大小之比为4∶3
D.a、b两绳的拉力大小之比为3∶4
6.抖空竹是我国传统文化苑中一株灿烂的花朵,既极具观赏性,又可健身。如图甲所示,若抖空竹者保持一只手不动,另一只手沿图乙中的四个方向缓慢移动,忽略空竹转动的影响,不计空竹和绳子间的摩擦力,且认为细绳不可伸长。下列说法正确的是 (　　)
　
A.沿虚线a向左移动时,细绳的拉力将增大
B.沿虚线b向上移动时,细绳的拉力将减小
C.沿虚线c斜向上移动时,细绳的拉力将增大
D.沿虚线d向右移动时,细绳的拉力将减小
7.如图,轻细线AO、BO和CO悬挂着质量为m的重物。平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为θ。AO的拉力为F1,BO的拉力为F2。重力加速度为g,则下列说法正确的是 (　　)
A.F1=
B.F2=
C.如果三根细线的材料相同,则逐渐增加物重BO先断
D.逐渐增大夹角θ(θ仍小于90°),细线BO的拉力增大
8.耙在中国已有1 500年以上的历史,北魏贾思勰所著《齐民要术》中称之为“铁齿楱”,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O1,夹角∠AO1B=60°,耙索的拉力大小均为F,平面AO1B与水平面的夹角为30°(O2为AB的中点),如图乙所示。忽略耙索质量,下列说法正确的是 (　　)
　
A.两根耙索的拉力的合力大小为F
B.两根耙索的拉力的合力大小为F
C.地对耙的水平阻力大小为
D.地对耙的水平阻力大小为
9.如图所示,质量为m的小物体静止在一个半球体上,半球体的质量是M,小物体与半球体间的动摩擦因数为μ,小物体、球心连线与水平地面的夹角为θ,重力加速度为g,则下列说法正确的是 (　　)
A.地面对半球体的支持力等于(M+m)g
B.小物体对半球体的摩擦力大小为mg sin θ
C.地面与半球体之间没有摩擦力
D.增加小物体的质量,地面对半球体的摩擦力增加
10.如图所示,轻弹簧上端固定,另一端连在置于水平地面a点的小滑块上,弹簧处于压缩状态,小滑块静止。现将小滑块置于b点,小滑块仍能静止于b点,弹簧此时处于伸长状态且与小滑块在a点时形变量相同。则小滑块 (　　)
A.在a点时对地面的弹力等于在b点时对地面的弹力
B.在a点时对地面的摩擦力小于在b点时对地面的摩擦力
C.在a点时对地面的作用力大于在b点时对地面的作用力
D.置于a、b间任意一点都受到地面的摩擦力
二、非选择题(本题共4小题,共50分)
11.(10分)(1)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的装置如图所示。
①为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法正确的是　　　　;(填写选项前对应的字母)
A.拉着细绳套的两个弹簧测力计,每次稳定后读数应相同
B.测量时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
C.用弹簧测力计拉两个细绳套时,两拉力夹角越大越好
②本实验采用的科学方法是　　　　。(填写选项前对应的字母)
A.理想实验法　　B.等效替代法　　C.控制变量法
(2)某同学找到两根遵循胡克定律的相同橡皮筋A、B,利用如下实验器材探究两个互成角度的力的合成规律:刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、木板、钉子、质量不同的小重物若干。
　　　　
实验方案如下:
a.将橡皮筋A、B的一端连接于O点,另一端分别与两根细绳相连,测出橡皮筋的原长;
b.将橡皮筋A的细绳端用钉子固定在竖直木板上,在O点用细绳系住重物,使重物自然下垂,如图甲所示;
c.在橡皮筋B的细绳端施加水平向左的力F,拉起重物并使O点静止在某处,如图乙所示。
①为完成本实验,下列还必须测量的物理量为　　　　;(填写选项前对应的字母)
A.细绳的长度
B.图甲中橡皮筋A的长度
C.图乙中橡皮筋A、B的长度
②图乙中保持橡皮筋A方向不变,顺时针缓慢旋转橡皮筋B,直至B与A垂直。请判断此过程中橡皮筋A、B的长度变化情况。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
12.(10分)如图所示,木工常用木楔来固定木榫。直角三角形楔子底边长l=35 mm,高h=12 mm,今用水平力F打楔子时,木楔自身重力不计,摩擦不计,求:
(1)木楔直角边能产生的挤压力大小;
(2)木楔斜边能产生的挤压力大小。
13.(14分)如图为一双塔双索面钢箱组合梁斜拉桥,其中一索塔桥面以上高度为h=86 m,索塔两侧对称分布斜拉索,索面内的斜拉索均处于同一竖直面。若每根斜拉索与竖直方向的夹角一样,每根斜拉索拉力都是T=3×104 N,最长的斜拉索长为l=258 m。求:
(1)索塔两侧对称的一对斜拉索对索塔拉力的合力大小;
(2)若相邻钢箱间的作用力均沿水平方向(不考虑左侧桥面对钢箱1的作用力),则钢箱2、3之间作用力大小。
14.(16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=10 N时,物块从静止开始向上做匀加速直线运动,在t=0.5 s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)若改变拉力F的大小和方向,当物块刚好不沿着斜面上滑时,F的最小值。(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
答案全解全析
1.A
思路点拨　(1)先根据胡克定律得出每根橡皮条的最大弹力,再由平行四边形定则得出裹片对弹丸的最大作用力;(2)两根橡皮条的最大弹力与裹片对弹丸的最大作用力的几何关系如图所示。
解析　根据胡克定律可知每根橡皮条的最大弹力为F=k(1.5L-L)=0.5kL,设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ,根据几何关系有 sin θ==,根据平行四边形定则知,弹丸被发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F'=2F cos θ,解得F'=kL,选A。
2.C　当骑手沿斜坡加速向下运动时,由于加速度的大小与物品1与箱子之间摩擦力的大小未知,故无法判断物品2与物品1之间的作用力,故A、B错误;当骑手沿斜坡匀速向下运动时,物品1处于平衡状态,对物品1受力分析可知力F必然和重力等大反向,故C正确,D错误。
3.A　风力在垂直于帆面方向上的分力为F'=F sin 8°,这个分力垂直于帆面,与航行方向之间的夹角为θ=90°-(180°-135°-8°)=53°,所以风力在航行方向上的分力为F″=F' cos 53°=F'=F sin 8°,选A。
4.C
思路点拨　(1)轻绳虽然绕过滑轮,但整根绳的张力处处大小相等,且总是等于重物的重力;(2)轻绳对滑轮的作用力是两个等大且大小不变的力,随着这两个力的夹角减小,它们的合力增大,如图所示。
解析　无论滑轮处在哪个位置,轻绳的拉力的大小总是等于重物的重力,则天花板受到的拉力大小不变,A、B错误;滑轮受到轻绳的作用力等于滑轮两侧轻绳的拉力的合力F,在轻杆绕转轴O沿顺时针方向缓慢转到虚线位置的过程中滑轮两侧轻绳的拉力的夹角缓慢减小,F缓慢增大,即滑轮受到轻绳的作用力缓慢增大,C正确,D错误。
5.C
思路点拨　如图所示,由几何知识得出木棒的重心到木棒右端的距离,由平行四边形定则得出a、b两绳的拉力大小之比。
解析　木棒受到的三个力为共点力,两边轻绳拉力的作用线与重力的作用线必交于一点,木棒的重心偏向左端一侧,由几何知识可知,木棒的重心到木棒右端的距离d=L cos2 37°=L,A、B错误;由平行四边形定则可得=tan 53°=,C正确,D错误。
6.C　空竹受力如图所示。由平衡条件有2F sin θ=mg,,当手沿虚线a向左移动时,l减小,cos θ减小,sin θ增大,F将减小,A错误;同理分析可知当手沿虚线d向右移动时,l增大,cos θ增大,sin θ减小,F将增大,D错误;当手沿虚线b向上移动时,l不变,cos θ不变,sin θ不变,F不变,B错误;当手沿虚线c斜向上移动时,l增大,cos θ增大,sin θ减小,F将增大,C正确。
7.C　以O点为研究对象,设CO的拉力为F3,根据平衡条件有F2 sin θ=F3=mg,F2 cos θ=F1,解得F1=,F2=,故A、B错误;如果三根细线的材料相同,由于BO的拉力最大,则逐渐增加物重BO先断,故C正确;逐渐增大夹角θ(θ仍小于90°),根据F2=可知细线BO的拉力减小,故D错误。
一题多解　本题D选项也可以用图解法分析。
8.BC
思路点拨　如图所示,先求两根耙索拉力的合力,再求合力在水平方向的分力,这个分力与地对耙的水平阻力等大、反向。
解析　两根耙索的拉力的合力大小为F'=2F cos 30°=F,A错误,B正确;由平衡条件得,地对耙的水平阻力大小为f=F' cos 30°=F,C正确,D错误。
9.AC　小物体静止说明处于平衡状态,以小物体和半球体作为整体来研究,受到重力和地面对半球体的支持力,地面对半球体没有摩擦力,由平衡条件可得,地面对半球体的支持力为FN=(M+m)g,A、C正确,D错误;对小物体进行受力分析,如图,摩擦力大小为f=mg cos θ,故小物体对半球体的摩擦力大小为mg cos θ,B错误。
10.BC　对滑块受力分析,由于滑块在a点和b点时弹簧的形变量相同,则弹簧的弹力大小相等,设为T,如图所示。
由平衡条件有mg+T cos α=N1,N2=mg-T cos β,则N1>N2,由牛顿第三定律可知,滑块在a点时对地面的弹力大于在b点时对地面的弹力,故A错误;由平衡条件有T sin α=f1,T sin β=f2,由题意可知α<β,则f2>f1,由牛顿第三定律可知,滑块在a点时对地面的摩擦力小于在b点时对地面的摩擦力,故B正确;地面对滑块的作用力与弹簧弹力和滑块重力的合力等大反向,在a点时,弹簧弹力和滑块重力的夹角较小,则弹簧弹力和滑块重力的合力较大,则地面对滑块的作用力较大,由牛顿第三定律可知,在a点时滑块对地面的作用力大于在b点时对地面的作用力,故C正确;根据题意可知,置于a、b间弹簧恢复原长时,滑块与地面间没有摩擦力,故D错误。
11.答案　(1)①B(2分)　②B(2分)　(2)①BC(3分)　②都一直减小(3分)
解析　(1)①拉着细绳套的两个弹簧测力计,稳定后读数可以不相同,故A错误;测量时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板,故B正确;用弹簧测力计拉两个细绳套时,两拉力夹角要适当大一点,但不是越大越好,故C错误。②本实验采用的是等效替代法,故选B。
(2)①本实验中,细绳的作用是确定力的方向,不用测出细绳长度,故A不符合题意;橡皮筋遵循胡克定律,要测量橡皮筋的弹力可以通过测量橡皮筋的长度和原长,得到橡皮筋的伸长量,故B、C符合题意。②顺时针缓慢旋转橡皮筋B,直至B与A垂直,该过程中受力情况变化如图所示。
可知橡皮筋A、B的弹力都一直减小,所以橡皮筋A、B的长度都一直减小。
12.答案　(1)F　(2)F
解析　(1)把作用在木楔上的水平力F分解,如图所示。
垂直于木楔直角边的分力F1等于直角边产生的挤压力。以F、F1为邻边构成的三角形与木楔三角形相似,得= (2分)
解得F1=F (2分)
(2)垂直于斜边的分力F2等于斜边产生的挤压力。以F、F2为邻边构成的三角形与木楔三角形相似,木楔三角形的斜边长为L==37 mm(2分)
由于= (2分)
解得F2=F (2分)
13.答案　(1)2×104 N　(2)8×104 N
解析　(1)如图所示,索塔两侧对称的一对斜拉索对索塔的拉力F1=F2=T=3×104 N(2分)
由平行四边形定则得合力F=2T cos θ (2分)
由几何关系可得cos θ=== (2分)
故索塔两侧对称的一对斜拉索对索塔拉力的合力
F=2×104 N(2分)
(2)分析钢箱2、3之间的作用力时,要将钢箱1、2作为一个整体,设钢箱2、3之间作用力的大小为F23,每个钢箱的重力为G,整体受力如图所示。
对钢箱1、2整体由平衡条件有sin θ= (2分)
又根据sin2 θ+cos2 θ=1,且 cos θ=
解得 sin θ= (2分)
故钢箱2、3之间作用力的大小F23=8×104 N(2分)
14.答案　(1)0.5 kg　(2)　(3) N
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,对物块根据平衡条件可得
f=mg sin 30° (2分)
解得m=0.5 kg(1分)
(2)设物块与斜面之间的动摩擦因数为μ,当给物块一个沿着斜面向上的拉力F=10 N时,由牛顿第二定律可得F-mg sin 30°-μmg cos 30°=ma (2分)
由初速度为0的匀加速直线运动规律有x=at2 (2分)
解得μ= (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且正好达到最大值μFN,把μFN与FN合成为F0,如图甲所示,
F0与斜面的夹角为α,有tan α=== (2分)
解得α=60° (1分)
　　
物块处于三力平衡状态,把F、G、F0组成封闭的矢量三角形,如图乙所示,
由几何关系可得θ=180°-α-60°=60° (2分)
由动态矢量三角形可知,当F与F0垂直时,F取最小值Fmin,则=sin θ (2分)
解得Fmin= N(1分)
一题多解　本题第(3)问,还可按以下思路解答:
设拉力F最小时与斜面成θ角,如图所示,
沿斜面方向,有
F cos θ=mg sin 30°+μ(mg cos 30°-F sin θ)
得F=
=
tan φ==,φ=60°
故当θ=30°时,拉力F最小,
则Fmin== N