专题06 力和平衡-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（山东专用）

专题06 力和平衡 1、（2024·枣庄市高考三模）如图，右侧面光滑的斜面体固定在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程M保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 拉力F逐渐增大 B. 轻绳的拉力先减小后增大 C M所受摩擦力先增大后减小 D. 斜面对M的作用力先增大后减小 2、（2024·烟台市招远市高考三模）中国古代建筑的门闩凝结了劳动人民的智慧。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。水平槽、竖直槽内表面均光滑，A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知B的质量为m，重力加速度大小为g。为了使门闩刚好能被启动，则施加在A上的水平力F最小应为（ ） A. B. C. D. 3、（2024·潍坊市高考三模）潍坊风筝是山东潍坊传统手工艺珍品，制作历史悠久，工艺精湛，是非物质文化遗产之一，现在世界上70%以上的风筝都是出自潍坊。本届风筝节上，小明同学在滨海国际风筝放飞场放风筝，风筝静止于空中且风筝平面与水平面夹角始终为30°，风速水平，与风筝作用后，垂直风筝平面的风速减为零，平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m，风筝线质量不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则风对风筝的作用力大小为mg B. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则线对风筝的作用力大小为mg C. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则线与水平方向夹角变大 D. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则风筝的机械能减小 4、（2024·泰安市高考三模）间距为10m的两根固定的竖直杆间有一根晾衣绳，晾衣绳两端等高，长度为14m且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上，衣架能沿晾衣绳自由滑动，衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时，衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置，如图甲所示；有风时，有水平向右的风作用在衣服上，稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直，如图乙所示。已知衣服和衣架的总质量为1.4kg，重力加速度g取10m/s2，风对晾衣绳的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A. 无风时，晾衣绳中的拉力大小为7N B. 有风时，晾衣绳中的拉力大小为10N C. 有风时，风对衣服的作用力大小为2N D. 有风时，晾衣绳对衣架的作用力大小为12N 5、（2024·山东省实验中学高考三模）纸质手提袋具有绿色环保、性能优良、循环利用等特点被广泛使用。当用图甲纸质手提袋提重力为的苹果处于静止时，其简化示意图如图乙。设两绳带在同一竖直平面且不计纸质手提袋的重力，不计纸质手提袋的形变，则（　　） A. 绳带中的张力大小一定为 B. 若增加绳带长度，则绳带中的张力将变大 C. 若只减小两绳扣间距，则绳带中的张力将变小 D. 手提袋底部对苹果的支持力与苹果的重力是一对相互作用力 6、（2024·青岛市高考三模）中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.3，木块B质量为m，重力加速度大小为g。假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了使门闩启动，施加在木块A上的水平力F至少为（　　） A. B. C. D. 7、（2024·聊城市高考三模）如图所示，轻杆AC和轻杆BC的一端用光滑铰链连接在C点，另一端分别用光滑铰链固定在竖直墙壁上，将一物块通过细线连接在C点并保持静止状态，若对C端施加一水平向左的作用力F，则下列说法正确的是（　　） A. 轻杆AC中的弹力一定变大 B. 轻杆AC中的弹力一定减小 C. 轻杆BC中的弹力一定变大 D. 轻杆BC中的弹力可能减小 8、（2024·淄博市高考三模）如图，右侧面光滑的斜面体固定在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程M保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 拉力F逐渐增大 B. 轻绳的拉力先减小后增大 C. M所受摩擦力先增大后减小 D. 斜面对M的作用力先增大后减小 9、（2024·济宁市高考三模）如图所示，质量为m的小球置于内壁光滑的半球形凹槽内，凹槽放置在跷跷板上，凹槽的质量为M。开始时跷跷板与水平面的夹角为，凹槽与小球均保持静止。已知重力加速度为g，，，则在缓慢压低跷跷板的Q端至跟P端等高的过程中。下列说法正确的是（　　） A. 跷跷板对凹槽的作用力逐渐增大 B. 小球对凹槽的压力大小始终为mg C. 开始时跷跷板对凹槽的支持力大小为0.8Mg D. 开始时跷跷板对凹槽的摩擦力大小为0.6Mg 10、（2024·济南市高考三模）高空滑索因其惊险刺激而深受年轻人追捧。人通过轻绳与轻质滑环相连，开始下滑前，轻质滑环固定在钢索上点处，滑环和人均处于静止状态，钢索和轻绳的夹角关系如图所示。设段钢索的拉力大小为，段钢索的拉力大小为，段轻绳的拉力大小为，下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 11、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）风筝在我国已存在两千年之久，又有纸鸢、鹞子之称。如图所示，某时刻风筝静止在空中，风筝面与水平面夹角为，牵引线与竖直方向夹角为。已知风筝质量为m，垂直风筝面风速大小为v，风筝面的面积为S，重力加速度为g，则风筝所在高度空气密度为（　　） A. B. C. D. 12、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）如图所示，某同学进行远距离投篮练习，篮球出手的位置距地面的高度为1.95m，距篮框中心水平距离为10m，篮球被抛出时竖直向上的分速度大小为6m/s，经过时间t篮球落入篮框。已知篮框距地面的高度为3.05m，篮球飞行过程中未与篮板、篮框接触，忽略空气阻力，重力加速度g取9.8m/s2.下列说法正确的是（　　） A. B. t=1s C. 篮球落入篮框时速度与竖直方向夹角的正切值为 D. 篮球被抛出时速度与竖直方向夹角的正切值为 13、（2024·德州市一中高考三模）潍坊风筝是山东潍坊传统手工艺珍品，制作历史悠久，工艺精湛，是非物质文化遗产之一，现在世界上70%以上风筝都是出自潍坊。本届风筝节上，小明同学在滨海国际风筝放飞场放风筝，风筝静止于空中且风筝平面与水平面夹角始终为30°，风速水平，与风筝作用后，垂直风筝平面的风速减为零，平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m，风筝线质量不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则风对风筝的作用力大小为mg B. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则线对风筝的作用力大小为mg C. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则线与水平方向夹角变大 D. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则风筝的机械能减小 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 力和平衡 1、（2024·枣庄市高考三模）如图，右侧面光滑的斜面体固定在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程M保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 拉力F逐渐增大 B. 轻绳的拉力先减小后增大 C M所受摩擦力先增大后减小 D. 斜面对M的作用力先增大后减小 【答案】A 【解析】 AB．N离开斜面后，设F与竖直方向的夹角为，有 ， θ逐渐减小，所以绳子拉力逐渐减小，F逐渐增大。故A正确，B错误； C．力F作用之前，有 所以原来M所受摩擦力沿斜面向下，随着绳子拉力的减小，M受到的摩擦力逐渐减小，当右绳水平时，绳子拉力为零，则M受到的摩擦力沿斜面向上，所以M受到的摩擦力先沿斜面向下减小，再沿斜面向上增大，故C错误； D．斜面对M的作用力为斜面的支持力及摩擦力，因为支持力不变，所以当摩擦力先减小再增大时，斜面对M的作用力先变小后变大，故D错误。 故选A。 2、（2024·烟台市招远市高考三模）中国古代建筑的门闩凝结了劳动人民的智慧。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。水平槽、竖直槽内表面均光滑，A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知B的质量为m，重力加速度大小为g。为了使门闩刚好能被启动，则施加在A上的水平力F最小应为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 对A、B受力分析如图所示 门闩刚好启动时，对A水平方向上 对于B在竖直方向上 A、B间最大静摩擦力为 则施加在A上的水平力F最小应为 故选B。 3、（2024·潍坊市高考三模）潍坊风筝是山东潍坊传统手工艺珍品，制作历史悠久，工艺精湛，是非物质文化遗产之一，现在世界上70%以上的风筝都是出自潍坊。本届风筝节上，小明同学在滨海国际风筝放飞场放风筝，风筝静止于空中且风筝平面与水平面夹角始终为30°，风速水平，与风筝作用后，垂直风筝平面的风速减为零，平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m，风筝线质量不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则风对风筝的作用力大小为mg B. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则线对风筝的作用力大小为mg C. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则线与水平方向夹角变大 D. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则风筝的机械能减小 【答案】BC 【解析】 AB．由于平行风筝平面的风速大小不变，故平行风筝的平面上风力大小为零，对风筝受力分析如图所示，平衡时则有 解得 A错误，B正确； C．当风速缓慢增大时，垂直作用在风筝上的力逐渐增大，作出其矢量三角形，如图所示 由图可知，风速缓慢增大时，则线与水平方向夹角变大，C正确； D．风速缓慢增大时，风筝线的长度不变，风速平行风筝平面的分速度增大，相当于风筝在该方向上的速度变大，机械能应增加，D错误。 故选BC。 4、（2024·泰安市高考三模）间距为10m的两根固定的竖直杆间有一根晾衣绳，晾衣绳两端等高，长度为14m且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上，衣架能沿晾衣绳自由滑动，衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时，衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置，如图甲所示；有风时，有水平向右的风作用在衣服上，稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直，如图乙所示。已知衣服和衣架的总质量为1.4kg，重力加速度g取10m/s2，风对晾衣绳的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A. 无风时，晾衣绳中的拉力大小为7N B. 有风时，晾衣绳中的拉力大小为10N C. 有风时，风对衣服的作用力大小为2N D. 有风时，晾衣绳对衣架的作用力大小为12N 【答案】BC 【解析】 A．无风时，设悬挂点两侧的晾衣绳与竖直方向的夹角为，由几何关系可知 对悬挂点受力分析可知 解得 A项错误； B．有风时，设悬挂点左侧的晾衣绳长度为，右侧长度为，则有 解得 设左侧晾衣绳与竖直方向的夹角为，右侧晾衣绳与竖直方向的夹角为，由几何关系可知 ， 设此时细线中的拉力大小为，对悬挂点受力分析，竖直方向有 解得 B项正确； C．水平方向有 解得 C项正确； D．衣服和衣架稳定后，晾衣绳对其作用力大小等于其重力和风力的矢量和，则 D项错误。 故选BC。 5、（2024·山东省实验中学高考三模）纸质手提袋具有绿色环保、性能优良、循环利用等特点被广泛使用。当用图甲纸质手提袋提重力为的苹果处于静止时，其简化示意图如图乙。设两绳带在同一竖直平面且不计纸质手提袋的重力，不计纸质手提袋的形变，则（　　） A. 绳带中的张力大小一定为 B. 若增加绳带长度，则绳带中的张力将变大 C. 若只减小两绳扣间距，则绳带中的张力将变小 D. 手提袋底部对苹果的支持力与苹果的重力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】 A．对环保袋的受力分析如图所示 可知绳带中的张力 故A错误； B．若增加绳带长度，则变小，变大，绳带中的张力将变小，故B错误； C．若只减小两绳扣间距，则则α变小，cosα变大，绳带中的张力将变小，故C正确； D．手提袋底部对苹果的支持力与苹果的重力是一对平衡力，故D错误。 故选C。 6、（2024·青岛市高考三模）中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.3，木块B质量为m，重力加速度大小为g。假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了使门闩启动，施加在木块A上的水平力F至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 对A、B受力分析如图 门闩刚好启动时，对A在水平方向上有 对B在竖直方向上有 解得 故选D。 7、（2024·聊城市高考三模）如图所示，轻杆AC和轻杆BC的一端用光滑铰链连接在C点，另一端分别用光滑铰链固定在竖直墙壁上，将一物块通过细线连接在C点并保持静止状态，若对C端施加一水平向左的作用力F，则下列说法正确的是（　　） A. 轻杆AC中的弹力一定变大 B. 轻杆AC中的弹力一定减小 C. 轻杆BC中的弹力一定变大 D. 轻杆BC中的弹力可能减小 【答案】C 【解析】 对C点受力分析如图， 由三角形法则可知，重力mg、AC的拉力TAC以及BC的支持力TBC组成封闭的三角形；若加水平力F，则C点仍平衡，则此时四个力组成封闭的四边形，TBC和重力mg方向不变，TAC方向仍与原来平行，则随F的增加，TBC一定增加，TAC先减小，当减到零后反向增加。 故选C。 8、（2024·淄博市高考三模）如图，右侧面光滑的斜面体固定在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程M保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 拉力F逐渐增大 B. 轻绳的拉力先减小后增大 C. M所受摩擦力先增大后减小 D. 斜面对M的作用力先增大后减小 【答案】A 【解析】 AB．N离开斜面后，设F与竖直方向的夹角为，有 ， θ逐渐减小，所以绳子拉力逐渐减小，F逐渐增大。故A正确，B错误； C．力F作用之前，有 所以原来M所受摩擦力沿斜面向下，随着绳子拉力的减小，M受到的摩擦力逐渐减小，当右绳水平时，绳子拉力为零，则M受到的摩擦力沿斜面向上，所以M受到的摩擦力先沿斜面向下减小，再沿斜面向上增大，故C错误； D．斜面对M的作用力为斜面的支持力及摩擦力，因为支持力不变，所以当摩擦力先减小再增大时，斜面对M的作用力先变小后变大，故D错误。 故选A。 9、（2024·济宁市高考三模）如图所示，质量为m的小球置于内壁光滑的半球形凹槽内，凹槽放置在跷跷板上，凹槽的质量为M。开始时跷跷板与水平面的夹角为，凹槽与小球均保持静止。已知重力加速度为g，，，则在缓慢压低跷跷板的Q端至跟P端等高的过程中。下列说法正确的是（　　） A. 跷跷板对凹槽的作用力逐渐增大 B. 小球对凹槽的压力大小始终为mg C. 开始时跷跷板对凹槽的支持力大小为0.8Mg D. 开始时跷跷板对凹槽的摩擦力大小为0.6Mg 【答案】B 【解析】 A．由于小球、凹槽整体的重力不变化，与跷跷板的作用力等大反向，那么跷跷板对凹槽的作用力不变，故A错误； B．小球所在处的凹槽切线总是水平的，那么小球对凹槽的压力大小始终等于小球的重力，故B正确； CD．将小球跟凹槽视为整体，开始时恰好静止，那么根据受力平衡知，跷跷板对凹槽的支持力大小为 跷跷板对凹槽的摩擦力大小为 故CD错误。 故选B。 10、（2024·济南市高考三模）高空滑索因其惊险刺激而深受年轻人追捧。人通过轻绳与轻质滑环相连，开始下滑前，轻质滑环固定在钢索上点处，滑环和人均处于静止状态，钢索和轻绳的夹角关系如图所示。设段钢索的拉力大小为，段钢索的拉力大小为，段轻绳的拉力大小为，下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 以结点为研究对象，受力情况如图所示 这样的三个力可以组成一个首尾相接的封闭的矢量三角形如下 由图可知 故选A。 11、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）风筝在我国已存在两千年之久，又有纸鸢、鹞子之称。如图所示，某时刻风筝静止在空中，风筝面与水平面夹角为，牵引线与竖直方向夹角为。已知风筝质量为m，垂直风筝面风速大小为v，风筝面的面积为S，重力加速度为g，则风筝所在高度空气密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 对风筝受力分析如图1所示，作出矢量三角形如图2所示，可知风筝此时获得的垂直风筝面的力 根据牛顿第三定律，风筝对垂直风筝面的风的作用力大小也为F，以风为研究对象，单位时间内，垂直打在风筝面的风的质量 在垂直风筝面方向上由动量定理有 联立解得空气密度为 故选A。 12、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）如图所示，某同学进行远距离投篮练习，篮球出手的位置距地面的高度为1.95m，距篮框中心水平距离为10m，篮球被抛出时竖直向上的分速度大小为6m/s，经过时间t篮球落入篮框。已知篮框距地面的高度为3.05m，篮球飞行过程中未与篮板、篮框接触，忽略空气阻力，重力加速度g取9.8m/s2.下列说法正确的是（　　） A. B. t=1s C. 篮球落入篮框时速度与竖直方向夹角的正切值为 D. 篮球被抛出时速度与竖直方向夹角的正切值为 【答案】BCD 【解析】 ABD．篮球抛出后做斜抛运动，可得 又 易知篮球从抛出到落入篮框的时间为 依题意，篮球从抛出到落入篮框水平方向做匀速直线运动，有 解得 设篮球被抛出时速度与竖直方向夹角为，则有 故A错误；BD正确； C．设篮球落入篮框时速度与竖直方向夹角为，则 可得 故C正确。 故选BCD。 13、（2024·德州市一中高考三模）潍坊风筝是山东潍坊传统手工艺珍品，制作历史悠久，工艺精湛，是非物质文化遗产之一，现在世界上70%以上风筝都是出自潍坊。本届风筝节上，小明同学在滨海国际风筝放飞场放风筝，风筝静止于空中且风筝平面与水平面夹角始终为30°，风速水平，与风筝作用后，垂直风筝平面的风速减为零，平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m，风筝线质量不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则风对风筝的作用力大小为mg B. 若风筝线与水平方向夹角为30°，则线对风筝的作用力大小为mg C. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则线与水平方向夹角变大 D. 风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则风筝的机械能减小 【答案】BC 【解析】 AB．由于平行风筝平面的风速大小不变，故平行风筝的平面上风力大小为零，对风筝受力分析如图所示，平衡时则有 解得 A错误，B正确； C．当风速缓慢增大时，垂直作用在风筝上的力逐渐增大，作出其矢量三角形，如图所示 由图可知，风速缓慢增大时，则线与水平方向夹角变大，C正确； D．风速缓慢增大时，风筝线的长度不变，风速平行风筝平面的分速度增大，相当于风筝在该方向上的速度变大，机械能应增加，D错误。 故选BC。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$