(3)力的合成分解、共点力的平衡、实验：探究两个互成角度的力的合成规律-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（J）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (三)力的合成分解、共点力的平衡、 实验：探究两个互成角度的力的合成规律 (考试时间40分钟，满分100分)》 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.寇准有一首《纸鸢》诗：“碧落秋方静，腾空力尚微。清风如可托，终共白云飞”。如图所示，风筝 平衡时风筝面与竖直方向的夹角为，风筝线与竖直方向的夹角也恰好为0，已知风筝受到的风 力与风筝面垂直，风筝质量为m,重力加速度为g,则风筝受到的风力大小为 00 A.ig B.mg sin 0 cos 0 sin 0 sin 0 C.sin co D. cos20-sin2ang 2.中国象棋在中国有着悠久的历史。如图所示，3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第 3颗棋子最左端与水平面上的O点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等 于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右将中间棋子击出，稳定后，第1、3颗棋子的位置情况 可能是 1 3) 0 3.潮州木雕，广东省传统美术，国家级非物质文化遗产之一。如图甲所示为榫眼的凿削操作，如图 乙所示为凿子头部的截面图，凿子尖端的夹角为。在凿子顶部施加竖直向下的力F时，其竖直 面和侧面对两侧木头的压力分别为F1和F2,不计凿子的重力及摩擦力，下列说法正确的是 A.力F一定大于F B.F2=Fcos 0 C.F=F tan g D.夹角0越大，凿子越容易凿入木头 4.如图所示为超市中运送货物常用的“L”形小推车。初始时小推车支架与水平地面垂直，运送货 物时先将“L”形小推车绕O点逆时针缓慢转动45°，然后推动小推车沿水平地面运动。在小推车 绕O点逆时针缓慢转动的过程中，支架对货物的弹力为1，底板对货物的弹力为V2,不计货物 与小推车间的摩擦，下列说法正确的是 物理第1页（共4页）】 衡水金卷·先享题·高三 A.N1逐渐减小 B.N1先减小后增大 支架 C.N2逐渐减小 货物 底板 D.N2先减小后增大 7777 77777777 5.如图所示，一个表面光滑的半球形物体固定在平台边缘，一个质量为、可视为质点的小球放置 在半球面上P点，小球上系细线，细线绕过半球与质量为M的物块相连，由静止释放物块，细线 被拉紧时系统恰好处于平衡状态。已知此时细线所在平面与半圆面都在同一竖直面内，OP与 水平面间的夹角为0，细线不可伸长，则m与M的关系为 A.M=mcos 0 B.M=msin 0 M C.M=-m cos 0 7777 D.M=in sin 0 6.班固的《汉书·郊祀志》里记载：“禹收九牧之金，铸九鼎”。如图所示为毛公鼎，鼎内壁为半球 形，半径为R。如果在鼎中放置一根金属棒，金属棒在鼎内部分的长度为1.6R,不计摩擦力， sin37°=0.6，则铜棒的重心到鼎沿距离为 A.0.6R B.0.7R C.0.8R D.0.9R 7.一种简易“千斤顶”如图所示。一竖直放置的轻杆由于限制套管P的作用，只能在竖直方向上运 动。若轻杆上端放上一质量为的重物，轻杆的下端通过一与杆固定连接的小轮作用在倾角为 0、质量为M的斜面体上，并将斜面体放在水平地面上。现沿水平方向对斜面体施加推力F,刚 好能够顶起重物。不计一切摩擦力和小轮质量，重力加速度为g,下列说法正确的是 A.推力F的大小为(m+M)gsin0 B若重物质量为2m,推力的最小值为2P C.地面对斜面体的支持力大于(m十M)g D.小轮对斜面的压力大于F 8.北方冬天的雪景十分壮观，如图甲所示，质量为M的小孩坐在质量为的雪橇上，大人拉着轻 质细绳A使雪橇在水平雪地上向前做匀速直线运动，简图如图乙所示。已知拴接在雪橇两侧的 细绳所在的平面与水平面的夹角α=53°，细绳A与雪橇两侧细绳在同一平面内，雪橇两侧细绳 等长且细绳间的夹角日不变，雪橇与地面间的动摩擦因数μ二3，下列说法正确的是 -轮复习40分钟周测卷三 物理第2页（共4页） 可 A.逐渐减小α，地面对雪橇的作用力方向会发生变化 B.逐渐减小α，地面对雪橇的作用力先变小后变大 C.逐渐减小α，细绳A的拉力F先变小后变大 D.当α=60时，雪橇两侧细绳的拉力最小 班级 姓名 分数 题号 2 3 4 5 6 7 8 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(8分)广州某中学的实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，实验装置如图所示。 (1)实验操作步骤如下： A.记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向： B.按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F; C.用两个相同的弹簧测力计沿细绳互成角度拉套在橡皮筋结点的细绳 套，使橡皮筋伸长，结点到达纸面上某一位置静止，记为O: D.根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F; E.只用一个弹簧测力计拉绳套，使结点仍到位置O,记录弹簧测力计的拉力F的大小和方向； F.比较F与F的大小、方向的一致程度。 上述步骤正确的顺序是 (2)下列实验操作中不需要的是 。(填正确答案标号) A.实验前，将两弹簧测力计水平互拉，选择读数始终相同的两弹簧测力计 B.实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度 C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D.实验中施加的力应适当大一些，可减小实验的相对误差 (3)某同学在实验中确定F1与F2的方向时，先标记了O点，然后分别标了α、b点，如图所示，从 减小实验误差的角度判断，更为妥当的是 (填“a”或“b”)点。 (4)下图分别为小组中四位同学提交的实验报告中的实验记录，符合实验事实的是 (填正确答案标号) 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 10.(12分)如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于粗糙水平地面上，其上有一光滑圆柱C,三者 半径均为R,C的质量为m,A、B的质量均为？，现水平向右拉A,使A缓慢移动，直至C恰好 降到地面，整个过程中B保持静止。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： (1)未拉A时，C受到B作用力的大小： (2)B与地面间动摩擦因数的最小值。 11.(16分)如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平面上，一横截面半径为R的半圆柱体丙放在 水平面上，质量=1kg的光滑小球乙（可视为质点）用轻绳拴接置于半圆柱体上；物块甲用轻 绳拴接放在斜面体上且轻绳与斜面平行，拴接小球乙与拴接物块甲的轻绳与竖直的轻绳系于 O点，且O点位于半圆柱体圆心的正上方。已知O点到水平面的高度为2R,拴接小球乙的轻 蝇长度为后R,物块甲与斜面间的动序擦因数4=气，整个装登始终处于静止状态。重力加速 度g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)拴接小球乙的轻绳拉力的大小； (2)半圆柱体丙受到水平地面摩擦力的大小； (3)物块甲质量的取值范围。 丙 07 轮复习40分钟周测卷三 物理第4页（共4页） 0高三一轮复习J ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（三） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ.分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I V ① ②③④ 档次 系数 单项选择题 8 正交分解 易 0.85 2 单项选择题 棋子滑动问题、摩擦力 易 0.85 单项选择题 榫眼的凿削、力的分解 易 0.80 4 单项选择题 力的动态分析 中 0.75 5 单项选择题 8 半球面上的平衡问题 中 0.70 6 单项选择题 8 共点力平衡 中 0.65 7 单项选择题 8 正交分解 中 0.60 8 单项选择题 8 雪橇受力的动态分析 难 0.55 9 非选择题 8 验证平行四边形定则 中 0.75 10 非选择题 12 动摩擦因数的极值计算 中 0.60 11 非选择题 16 平衡的临界问题 难 0.55 叁考答案及解析 一、单项选择题 直叠放，所有接触面间的动摩擦因数均相同，设第1、 1.C【解析】对风筝进行受力分析如图所示： 2棋子间的最大静摩擦力为f,则第2、3棋子间的最 F 大静摩擦力为2f,第3颗棋子与水平面间的最大静 摩擦力为3∫，中间棋子被击出，中间棋子对第1颗棋 子有水平向右的滑动摩擦力，则第1颗棋子有向右的 加速度，即向右有位移，后落在第3颗棋子上，在摩擦 风筝受到的风力与风筝面垂直，设其大小为F,风筝 力作用下静止在第3颗棋子上，第3颗棋子受到水平 线的拉力为T,由几何关系可知，F的方向与水平方 向右的滑动摩擦力，分别为2f、∫，小于地面给第3颗 向成B角，由平衡条件可知，在水平方向上有Fcos0 棋子的最大静摩擦力3f、2f,始终受力平衡，第3颗 =Tsin9,竖直方向上有Fsin9=mg+Tcos9,联立解 棋子位移为零，A项正确。 得F=sin 3.C【解析】作出力F与F:和F2的关系图如图 sin0-cos'gng,C项正确。 所示： 2.A【解析】设每颗棋子质量为，三颗相同的棋子竖 ·9 ·物理· 参考答案及解析 2R,有cos0= AB AP =0.8,故∠BPM=∠BAP=9= 37°，tan0= ,PB=三APsin0,解得BM=O.9R,D项 正确。 7.D【解析】沿水平方向对斜面体施加推力F时，设小 轮受到斜面的支持力大小为V,则对小轮在竖直方向 根据几何关系有F:= sin'F= an9A,B项错误， 根据平衡条件有Ncos9=mg,解得N=)由牛顿 C项正确；力F一定时，夹角O越大，F,和F2均变 第三定律可得小轮对斜面的压力大小也为V,且垂直 小，所以凿子越不容易凿入木头，D项错误。 于斜面向下，则对斜面体在水平方向根据平衡条件有 4.C【解析】对货物受力分析如图所示： F=Nsin 0--mngtan0,故N>F,若重物质量为2m,推 力的最小值将变为2F,A、B项错误，D项正确：对重 a 物、小轮、斜面体和轻杆组成的整体受力分析可知，地 面对斜面体的支持力大小等于（十M)g,C项错误。 支架 8.C【解析】地面对雪橇的作用力为对雪橇的支持力 和滑动摩擦力的合力，设地面对雪橇的作用力与竖直 底板 777777 方向的夹角为A,则有tanB={,又f=N,可知 在小推车绕O点逆时针缓慢转动的过程中，α逐渐增 tan B=u= 大9逐渐减小，根据正弦定理Mg=V一N ,可知逐渐减小a,地面对雪橇的作用力 3 sin 90 sin a sin B' 方向始终不变，A项错误；以雪橇和雪橇两侧的细绳 可知N1逐渐增大，N2逐渐减小，C项正确。 为整体，受重力mg,地面对雪橇的作用力F递和细绳 5.A【解析】小球受力分析如图所示： A的拉力F,如图所示： 77 根据平衡条件可得mngcos9=Mg,即M=mcos9,A 逐渐减小α，地面对雪橇的作用力F地和细绳A的拉 力F的合力保持不变，由图可知，地面对雪橇的作用 项正确。 力逐渐变大；细绳A的拉力F先变小后变大：当细绳 6.D【解析】金属棒受力分析如图所示： A的拉力F与地面对雪橇的作用力F地垂直，即α= 30时，细绳A的拉力F最小，则雪橇两侧细绳的拉 力最小，C项正确，BD项错误。 二、非选择题 9.(1)CAEBDF(2分) (2)C(2分) 777777 (3)a(2分) 金属棒受A点的弹力、B点的弹力以及重力，并在三 (4)A(2分) 个力的作用下处于平衡状态，由题意可知，金属棒受 【解析】(I)实验操作顺序为CAEBDF。 到的三个力的作用线交于一点，金属棒的重心在M (2)实验前，将两弹簧测力计水平互拉，两弹簧测力计 处，由于AB与PB垂直，则根据几何关系可知AP= 间的力为相互作用力，其大小相同，所以应选择读数 ·10· 高三一轮复习J ·物理· 始终相同的两弹簧测力计，A项正确；实验中，为了减 解得拴接小球乙的轻绳拉力大小T=5√3N(2分) 小实验的误差，弹簧测力计必须保持与木板平行，读 (2)设拴接小球乙的轻绳与竖直方向的夹角为α，由 数时视线要正对弹簧测力计刻度，B项正确；橡皮筋 儿何关系可知 与两细绳夹角的平分线可以不在同一直线上，C项错 (2R)2=R2+(5R) (1分) 误；为减小实验的相对误差，实验中施加的力应适当 大一些，D项正确。 所以控接乙球的轻绳与半圆柱体相切，有。一员 (3)题图中标记a、b两点的目的是为了确认力的方 1 向，而为了减小实验误差，两点应该适当的距O点远 2 一些，故a点更妥当。 解得a=30 (1分) (4)由题意可知F是理论值，其应该是平行四边形的 以小球乙和半圆柱体丙整体为研究对象，可知半圆 对角线，而F是测量值，其方向与AO在同一直线上， 柱体丙所受的摩擦力方向水平向左、大小等于拉力 A项正确。 T沿水平向右方向的分力，有f=Tsin a 10.【解析】(1)由题意知，C受力平衡，则在竖直方向上 解得f=5y3N 2 (2分) 满足 2Fcos30°=1g (2分) (3)以结点O为研究对象，对其受力分析如图所示 解得F- 3mg (2分) (2)C恰好未降落到地面时，即对地面压力仍为零 时，B受C压力的水平分力最大，由几何关系知 2Fcos60°=mg (2分) 则水平分力Fm=Fcos30° (1分) 此时B受到地面的摩擦力∫=F、 (1分) 由平衡关系得 其中R=子mg十Fsin30=mg (1分) F2=Ttan a (1分) 根据题意有fin=Fm (1分) 解得F2=5N (2分) 以甲为研究对象，设物块甲的质量为，当静摩擦 解得。- 2 (2分) 力沿斜面向上达到最大值时有 11.【解析】(1)对小球乙受力分析如图所示 F2'+um gcos @=m gsin 0 (1分) F2与F,'是一对相互作用力，由牛顿第三定律可知 F2=F2' (1分) 解得m=4kg (1分) 当静摩擦力沿斜面向下达到最大值时有F:'= mi gsin 0++um gcos a (1分) 丙 30° 7777777777)77 (1分) mg 解得m=k 由相似三角形得紧一京后示 (1分) 物块甲质量的取值范围为号kg≤m≤4kg1分) 11