(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（S）

高三一轮复习周测卷/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75分钟，满分100分) 一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不 全的得3分，有选错的得0分) 1.如图甲所示是古代某次测量弓力时的情境，图乙为其简化图，弓弦挂在固定点O上，弓下端中心 挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳，重物质量增减时弓弦始终处于弹性限度内， 不计弓弦的质量和O点处的摩擦，忽略弓身的形变，下列说法正确的是 A.若减少重物的质量，OA与OB的夹角不变 B.若增加重物的质量，OA与OB的夹角减小 C.若减少重物的质量，弓弦的长度不变 D.若增加重物的质量，弓弦的长度变短 自重物 2.“勇敢者的游戏”一高空滑索，也被称为“速滑”、“速降”或“空中飞人”，它是一项具有挑战性、 刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。我们可以简化为如图所示的物理情景，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AB上O点处，滑环和人均处于静止状态。设 OA、OB段钢索的拉力大小分别为T1、T2,OC段轻绳的拉力大小为T3,OA、OB、OC所成角度也 如图中所示，滑动过程中忽略空气阻力，下列说法正确的是 A.人匀速向下滑动时，OC绳可能不沿着竖直方向 A、 B.人匀速向下滑动时，钢索给滑环的力与OB成某一角度斜 向右上 o/c C.TI>T>T D.T1>T3>T2 3.随着社会的发展和人们对幸福生活的追求，健身慢慢成为生活中不可或缺的一种运动，而瑜伽 更受广大女性所喜爱。如图甲所示，人曲膝静蹲，背部倚靠在瑜伽球上，瑜伽球紧靠竖直墙面， 慢慢站起与蹲下，借助瑜伽球锻炼腿部力量。假设瑜伽球光滑且可视为均匀球体，该过程可简 化成如图乙所示的情景。当人缓慢竖直站起的过程中，人的背部与水平面夹角0逐渐增大且始 终小于罗，下列说法正确的是 A.墙面对瑜伽球的弹力大小不变 B.人不受地面的摩擦力 A C.地面对人的支持力变大 D.瑜伽球对人的弹力一直增大 4.两个大小分别为2N和3N的力作用于同一物体，初始时两个力同向，然后其中一个力逆时针 转过角度，下列关于这两个力的合力F与转过角度0的关系图像正确的是 F/N F/N F/N F/N 5-------- 1------- π.2r0irad 、2 0/rad π2r0irad π2 n 0/rad A B C D 5.如图所示，光滑轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定于竖直杆上的α、b两点，一质量为m的衣 服静止悬挂于绳上某点；若在绳上另一点继续悬挂另一质量为M的衣服，已知<M,衣架的质 量均可忽略不计，则最终两衣服在绳上的状态为 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·言 西 D 6.如图所示，某创新实验小组制作了一个半径为12cm的圆环，将3个相同的轻弹簧一端等间距 地连接在圆环上的A、B、C三点，另外一端连接于同一点，结点恰好在圆心O处。将圆环水平放 置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5c。已知轻弹簧的自 然长度为9cm,矿泉水的重力为6N,下列说法正确的是 A.若换用三根自然长度仍为9c、劲度系数较小的弹簧，则平衡时弹簧上的拉力 变大 B.三根弹簧上的弹力相同 C.弹簧的劲度系数为390N/m D.弹簧的劲度系数为130N/m 7.中国古代建筑的门闩凝结了劳动人民的智慧。如图所示为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，重力加速度为g,为使门闩刚好能被启动，则施加在A上的 水平力F应为 1 A.2mg C. D.g 8.如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上。车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角 卸下车厢中的货物。当倾角增大到0时，质量为A的木箱A与装在箱内的质量为B的物体 B一起以共同的速度。沿车厢匀速滑下，重力加速度为g,则下列说法正确的是 A.B受到A的作用力方向垂直车厢向上 B.A受到的总摩擦力大小为mag sin0,方向沿车厢向上 C.A受到车厢的滑动摩擦力大小为(mA十mB)gsin0 D.若A与车厢间的动摩擦因数μ>tan0时，不论B的质量多大，A、B都 将静止在车厢上 9.耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的 作业称作耙地。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O,,夹角∠AOB=60°，拉力大小均为F,平面AO,B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.两根耙索的合力大小为F 00 B.两根耙索的合力大小为√3F 耙索 C.地对粑的水平阻力大小为多F 30c9 耙索 A D.地对耙的水平阻力大小为号 10.如图所示，一度假村用长度相等的轻质细绳依次连接了10个质量均为m的灯笼，灯笼1的左 端被细绳固定在竖直杆上，左端细绳与竖直杆的夹角0=45°。灯笼10的右端被细绳固定在另 一竖直杆上，右端细绳与竖直杆的夹角也为45°，灯笼5和灯笼6之间的细绳恰好水平，重力加 速度为g,则下列说法正确的是 三一轮复习周测卷三 物理第2页（共4页） s A.灯笼5和灯笼6之间的细绳张力的大小为2.5mg B.灯笼5和灯笼6之间的细绳张力的大小为5mg 2 C.灯笼3和灯笼4之间的细绳与水平方向的夹角的正切值为 5 D,灯笼3和灯笼4之间的细绳与水平方向的夹角的正切值为号 班级 姓名 分数 题号 1 2 5 6 7 9 10 答案 二、非选择题（本题共5小题，共54分。请按要求完成下列各题） 11.(6分)课堂上，物理老师演示了“等效代替法探究力的合成法则”的实验，如图甲所示，其中A 为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上画出 的图。 乙 丙 (1)本实验中“等效代替”的含义是 (填正确答案标号)。 A.橡皮筋可以用细绳替代 B.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 C.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 D.两弹簧测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是 (填正确答案标号)。 A.拉橡皮筋的细绳要长一些 B.拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平行 C.拉橡皮筋的细绳要短些，标记同一细绳方向的两点要近些 D.使拉力F,和F2的夹角很小 (3)若用如图丙所示的装置来做实验，OB处于水平方向，与OA夹角为120°，则 (填 “OA”“OB”或“OC”)的力最大。现保持弹簧测力计A和B所拉细绳的夹角不变，使弹簧测力 计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直。在此过程中，弹簧测力计A的示数 (填“不断减小”“不断增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”)。 12.(8分)研究表明：每根头发能承受的拉力随年龄而变化，20岁组人的头发能承受的平均拉力约 为1.72N,30岁组的平均拉力约为1.50N,40岁组的平均拉力约为1.38N,60岁组的平均拉 力约为0.95N。小萍利用一把刻度尺、一质量为300g的重物测量一根头发丝能承受的最大 拉力，并与上述数据进行对比来推测人的年龄范围。 ①水平固定刻度尺； ②用指尖紧握住头发丝的两端，用直尺测得头发丝拉直时两指 尖间的距离为40.0cm; ③之后用光滑轻挂钩将重物挂在头发丝上，两手缓慢沿刻度尺 水平向外移动，直至头发丝被拉断。从刻度尺上读出拉断时两 指尖间的距离为20.0cm,重力加速度g=10m/s2,如图所示。 (1)忽略头发丝的伸长，可估算出该头发丝能承受的最大拉力为 N,该人年龄大致处于 岁组。 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高 (2)实际上，头发丝挂上重物后会有一定的伸长。仅考虑这一原因，该头发丝能承受的最大拉 力的估算值 (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 13.(8分)如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为4kg的物体，若保持绳AC与竖直方向的 夹角为60°不变，绳BC的方向与竖直方向的夹角为0且可以改变，重力加速度g= 10m/s2,求： (1)当0=60°且物体平衡时，绳BC上的拉力大小； (2)0在0~90°的范围内，物体平衡时绳BC上拉力的最大值大小和最小值大小。 600∠B C 14.(15分)如图所示，静置在粗糙水平面上的两个相同物块A、B(可视为质点)分别通过光滑铰链 连接在两根等长轻杆一端。两轻杆另一端通过光滑铰链连接在O处，两杆之间的夹角为α。已 知两物块与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若α=90°，两物块的重力均为G=20N,与水平面间的动摩擦因数=0.5。现对O施加一 个竖直向上的拉力F,要使两物块发生滑动，F应满足什么条件？ (2)若α=60°，对O施加一个竖直向下的压力F',无论F多大均不能使两物块发生滑动，则两 物块与水平面间的动摩擦因数应满足什么条件？ B 7777777777777777777 77 15.(17分)如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个边长为α、质量M=4kg的正方体 ABCD,在墙壁和正方体之间放置半径R=0.5、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静 止。球的球心为O,OC与竖直方向的夹角为0，正方体的边长α>R,正方体与水平地面间的动 摩擦因数u=0.5。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等 于滑动摩擦力。 (1)若0=37°、m=2kg,求正方体受到地面的摩擦力大小； (2)若0=37°，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求球的质量的 最大值； (3)改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体的右侧面BC到墙壁的距离小于某个值L时，无 论球的质量是多少，球和正方体始终处于静止状态，且球没有落到地面，求L的值。 三一轮复习周测卷三 物理第4页（共4页） 囹高三一轮复习S ·物理· 高三一轮复习周测卷/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) ① ②③④ 档次 系数 1 选择题 4 力的合成与分解、共点力的平衡 易 0.85 2 选择题 4 三力平衡 易 0.85 3 选择题 4 共点力的平衡、受力分析 / 易 0.80 4 选择题 4 力的合成、图像问题 中 0.75 选择题 4 共点力的平衡 中 0.70 6 选择题 4 共点力的平衡、胡克定律 中 0.65 选择题 共点力的平衡与极值 难 0.55 8 选择题 力的合成与分解 中 0.75 9 选择题 6 力的合成与分解、共点力的平衡 中 0.70 10 选择题 6 共点力的平衡 难 0.55 11 非选择题 6 两个互成角度的力的合成规律 易 0.80 12 非选择题 8 力的合成分解 中 0.65 13 非选择题 8 共点力的平衡 中 0.75 14 非选择题 15 力的分解、共点力的平衡 中 0.65 正交分解、共点力的平衡、极值 15 非选择题 17 难 0.55 问题 叁考答案及解析 一、选择题 物质量，B减小，OA与OB的夹角减小，根据胡克定律 1.B【解析】设弓弦的张力为F,两侧弓弦与竖直方向 可知，弓弦的长度变长，反之，减小重物质量，OA与 夹角为0，根据平衡条件公式有2Fcos0=mg,增加重 OB的夹角增大，弓弦的长度变短，B项正确。 ·9 ·物理· 参考答案及解析 2.C【解析】人匀速向下滑动时，受力平衡，所以OC 时，合力最小Fm=1N,在π~2π之间，转过的角度 段轻绳必然沿竖直方向，滑环受O℃段轻绳向下的拉 越大，合力F越大，0=2π时，合力最大Fx=5N,A 力，所以必然受到钢索竖直向上的作用力，A、B项错 项正确，B、C、D项错误。 误；以结点O为研究对象，受力情况如图甲所示： 5.D【解析】对衣架受力分析如图所示： C 甲 这样的三个力可以组成一个首尾相接的矢量三角形 G 如图乙所示： 因为同一根绳子上的拉力大小处处相等，所以衣架两 侧绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的，设绳子 与水平方向的夹角为0，根据受力平衡可得F=F,= T2 2sin9,由于m<M,若m左侧绳与水平方向夹角小于 G M右侧绳与水平方向夹角，则无法平衡，故最终二者 由图可知T>T2>T,C项正确，D项错误。 靠在一起才能保持平衡，D项正确。 3.D【解析】对瑜伽球受力分析如图甲所示： 6.D【解析】由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度 均为x=√12十5cm=13cm,每根弹簧的伸长量 均为△x=l3cm一9cm=4cm,根据竖直方向受力平 5 衡可得G=3△xcos0,cos0=3,弹簧的劲度系数人 777777777 甲 G 3△zcos9=130N/m,C项错误，D项正确：弹簧劲 由平衡条件可知N=mg1an0.N,=人缓慢竖 度系数越小，弹簧越长，弹簧与竖直方向的夹角越小， 直站起的过程中，人的背部与水平面间的夹角逐渐变 弹簧上的弹力就越小，A项错误；三根弹簧上的弹力 大，则墙面对瑜伽球的弹力V增大，人对瑜伽球的 大小相等，方向不同，B项错误。 支持力V,增大，根据牛顿第三定律可知瑜伽球对人 7.B【解析】对A、B受力分析如图所示： 的弹力增大，A项错误，D项正确；对整体受力分析， 如图乙所示： 门闩刚好启动时，对A在水平方向上有F=Vsin45 (M+m)g 十fcos45°，对B在竖直方向上有Ncos45°=mg十 乙 fsin45°，A、B间最大静摩擦力f=uW,则施加在A 由平衡条件可知F=(M十m)g,f=N,人受到地面 的摩擦力变大，地面对人的支持力不变，B、C项错误。 上的力F=多mg,B项正确 4.A【解析】设F,=2N,F,=3N,由力的平行四边形 8.BCD【解析】B匀速下滑，故受力平衡，B受到A的 定则可知，合力大小F=√F十F+2F1F2cos0,0 作用力与其重力大小相等、方向相反，故受到A的作 在0一π之间，转过的角度越大，合力F越小，当θ=π 用力竖直向上，A项错误；A受到车厢的摩擦力是滑 ·10· 高三一轮复习S ·物理· 动摩擦力，方向沿车厢向上，受到B的摩擦力是静摩 当大些，D项错误。 擦力，方向沿车厢向下，对A受力分析，受重力、车厢 (3)以O为对象，OB与OC垂直，根据平行四边形定 对A的支持力、车厢对A的摩擦力、B对A的压力和 则可知OA为斜边，则OA的力最大。弹簧测力计A B对A的摩擦力，A受到的摩擦力大小为nag sin9, 和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直的过 方向沿车厢向上，B项正确：将A、B作为整体，A受 程中，两弹簧测力计所拉的细绳夹角保持不变，由正 到车厢的滑动摩擦力大小为(mA十ms)gsin日，C项正 确；对于A、B整体，若A与车厢底面间的动摩擦因数 弦定理可得sn∠AOB-sin/BOC,∠BOC转动前 >tanB时，根据受力平衡有(m十mg)gcos0> 为直角且不断减小，可得弹簧测力计A的拉力F (mA十mB)gsin日，故A、B都将静止在车厢上，D项 不断减小。 正确。 12.(1)3(或1.73,3分)20(3分) 9.BC【解析】两根耙索的合力大小F=2Fcos30°= (2)大于(2分) √3F,A项错误，B项正确；由平衡条件可知地对耙的 【解析】(1)设头发丝与刻度尺之间的夹角为，由几 水平阻力大小f=Fcos30°=三F,C项正确，D项 何关系可知日=60°，设头发丝的拉力为F,对头发丝 与轻挂钩的结点处受力分析，可得2Fsin8=mg,解 错误。 10.BD【解析】取前五个灯笼组成的整体为研究对象， 得F=26O=厅N≈1.73N,由此可以推测该人 对其进行受力分析如图所示： 年龄大致处于20岁组。 (2)考虑头发丝挂上重物后会有一定的伸长，则> 60,则有Fk=20260,所以该头发丝能承 mg 受的最大拉力的估算值大于真实值。 13.【解析】(1)8=60时，由几何关系可知F合=Fc (2分) 5mg 由力的平衡条件可得F=5 ngtan0=5ng,即灯笼5 根据平衡条件有Fx=mg=40N (2分) 和灯笼6之间的细绳张力的大小为5g,A项错误， (2)改变绳BC的方向时，绳AC的拉力TA方向不 B项正确；同理选取灯笼4和灯笼5组成的整体为 变，两绳拉力的合力F与物体的重力平衡，重力大 研究对象，对其进行受力分析，由力的平衡条件可得 小和方向均保持不变，如图所示 ana-2-号，C项结误，D项正确。 F-mg F 二、非选择题 11.(1)D(2分) (2)AB(2分) mg (3)OA(1分)不断减小(1分) 0在0~90°的范围内，由儿何关系可知0=90°时绳 【解析】(1)本实验中“等效代替”的含义是：两弹簧 BC上的拉力最大Fmx=√3mg=40W3N (2分) 测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作 0=30时绳BC上的拉力最小Fm= 用效果替代，D项正确。 (2)拉橡皮筋的细绳要长一些，这样可以减小记录力 20V3N (2分) 的方向时产生的误差，A项正确；拉橡皮筋时，弹簧 14.【解析】(1)把力F的作用效果分解，对A受力分析 测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平行，B 如图所示 项正确：拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向 的两点要远些，C项错误；拉力F!和F:的夹角要适 ·11· ·物理· 参考答案及解析 又Fe≤fmax=h'FNg tan受 解得≥ 2G (2分) 0 1十 当re时≥加号-号 3 (3分) FNI F2 所以无论F多大均不能使两物块发生滑动，则两物 (2分) G 块与水平面间的动摩据因数位清足>号 由儿何关系可知F=2F:cos号 15.【解析】(1)以球为研究对象，受力分析如图所示，由 小球受力平衡可知 若A刚好要发生滑动，水平方向有Fsin受=F N2 =mgtan 0=15 N (2分) 对整体受力分析可得F:=N2=15N (2分) 竖直方向有F1十F,cos受=G (2分) (2)以正方体和球整体为研究对象，受重力(m十 又Fn=aFxI M)g、地面的支持力F、、墙壁的弹力N2、地面的摩 解得P=智N (2分) 擦力F:共同作用，根据平衡条件有Fx=(m十M)g, N2=F (2分) 要使两物块发生滑动，F应满足F>智 N (2分) tan 0=uF (2分) mg (2)把力F的作用效果分解，对A受力分析如图 解得m=8kg (2分) 所示 (3)无论g多大，球和正方体始终处于静止状态， 只要ngtan≤(m十M)g (1分) 当m→∞时，tan0≤u= 、1 (2分) f f 由几何关系得L=R+Rsin 0 (2分) 77 解得L=5+⑤ 10 (2分) 则F'=2F,'cos号 N2 要使A不发生相对滑动，对A水平方向有F,'sin受 mg =Fp 竖直方向Fe=G+F,'cos号 (2分) ·12·