专题卷2 力与物体的平衡-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理二轮复习专题卷

高三二轮复习专题卷二/物理 力与物体的平衡 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符 合题目要求的) 1.如图所示，一个机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与小球接触面 保持竖直。下列说法正确的是 A.小球受到的摩擦力大小与重力相等 B.铁夹受到的摩擦力方向竖直向上 C.小球没有掉下去，是由于受到的摩擦力大于自身重力 D.若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力将增大 2.如图所示，A、B是在同一水平线上、间距为L的光滑固定钉子，一根橡皮筋绕过两个钉子，两端打 结，结点刚好在C点，此时AB、AC、BC三段橡皮筋处于伸直状态且拉伸形变可忽略不计，AC与 水平方向的夹角为37°；在结点上挂一个重力为G的矿泉水瓶，静止时，结点在D点，此时AD与 水平方向的夹角为60°。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，橡皮筋始终在弹性限度内，c0s37° 0.8,则橡皮筋的劲度系数为 OB A.3G B.23G 3L 3L C.23G D.43G 9L 9L 3.某弹簧锁的开锁原理如图甲所示，当钥匙插入锁孔时，锁芯内的弹簧被压缩成相同长度，此时转动 钥匙就能开锁。如图乙所示，插入钥匙的过程可简化如下：A沿光滑水平槽向右推动，使B沿光 滑竖直槽向上滑动。已知A、B间的接触面与水平方向成45°角，且A、B间的动摩擦因数为以，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力，B的质量为，重力加速度为g。为使B上移，则加在A上的水平力 F的最小值为 弹簧 钥匙 锁芯 分 A B.mg 1一4 C. mg mg 4.如图甲所示的链子鞭，又名狐狸鞭、掌中甩、腰里横，属于传统武术软兵器。如图乙所示，支架上竖 直悬挂着质量m=1kg、粗细均匀的链子鞭，悬点M、N处的切线与竖直方向的夹角分别为α=37 和3=53°，A点为最低点，已知cos53°=0.6，sin53°=0.8，重力加速度g=10m/s2,则下列说法 正确的是 物理第1页（共4页）】 衡水金卷·先享题· A.悬点M和悬点N对链子鞭的拉力大小 软兵器链子鞭 相等 B.悬点N对链子鞭的拉力大小为8N C.A点处的张力大小为4.8N 2■ D.链子鞭的重心一定过A点 甲 乙 5.如图所示，一刚性轻杆固定在竖直墙面，可绕轴O转动。不可伸长的轻绳两端分别固定于杆上的 A、B两点，轻绳长度大于A、B两点间的距离。现将一重物挂在轻绳上，用一竖直向上的力F缓 慢转动轻杆，使其与竖直方向的夹角0从60°变至120°。不计挂钩与轻绳之间的摩擦。在此过程 中，下列说法正确的是 A.轻绳的张力先变大后变小 B.轻绳对重物的作用力先变大后变小 C.F与重物重力大小相等 D.因轻杆始终缓慢转动，故F不做功 6.如图甲所示为2025年春晚宇树机器人抛接手绢的表演，某同学对视频逐帧分析后发现，抛出后的 手绢在细线拉力的作用下被回收。某段时间内，手的位置O点保持不变，手绢可视为做匀速直线 运动，其运动轨迹如图乙中的虚线段PQ所示，Q点高于O点，则手绢从P运动到Q的过程中受 到的 A.空气阻力先增大后减小 B.空气阻力大小不变 细线 Q C.细线的拉力一直增大 D.细线的拉力一直减小 甲 7.如图所示，不可伸长的轻绳两端拴接在固定水平直杆上的M、N两点，a、b、c为三个完全相同且质 量均为的小环，小环a、b套在轻绳上，小环c穿过轻绳后套在直杆上。小环a处轻绳的夹角为 0,小环b处轻绳的夹角为Y,三个小环均处于静止状态且可看作质点，不计一切摩擦，重力加速度 为g。下列说法正确的是 A.直杆对小环c的弹力为3mg B.轻绳对小环c的作用力为mg C.若将固定点V缓慢向右移动少许，轻绳的弹力将变小 D.若将小环c缓慢向右移动少许，夹角0将大于夹角Y 二、多项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题 目要求，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 8.如图所示，蹄形磁铁水平放置(N极在上)，一导体棒用两根轻绳悬挂，给导体棒通入 恒定电流，稳定时轻绳与竖直方向的夹角为(0<45°)。两磁极间的磁场可看成匀 强磁场，导体棒始终在两磁极之间，轻绳始终未松弛，则下列说法正确的是 高三二轮复习专题卷二 物理第2页（共4页） A.导体棒中的电流方向为a→b B.若电流大小加倍，再次稳定后0角也加倍 C.若导体棒处磁场方向在竖直面内逆时针缓慢转过90°角，则轻绳上拉力变小 D.若导体棒处磁场方向在竖直面内逆时针缓慢转过90°角，则0角先变大再变小 9.如图所示，带电小球A用绝缘细线通过光滑定滑轮O、O2与不带电的物块C相连，与物块C连接 的细线竖直，在定滑轮O1的正下方固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B 的大小及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷，物块C保持静止， 则在该过程中 A.带电小球A、B间的库仑力减小 B.带电小球A、B间的库仑力增大 C.地面对物块C的支持力变大 77777777777777元7 D.地面对物块C的支持力不变 10.我国古建筑屋顶多采用翘戗瓦方式铺设，如图甲所示为两片底瓦和一片盖瓦的铺设示意图，三根 椽子所在平面与水平面的夹角为0，如图乙所示为截面示意图，弧形底瓦压在两根相互平行的椽 子中间，椽子对底瓦的支持力F、与三根椽子所在平面的垂线间的夹角为α，盖瓦的底边沿压在 底瓦的正中间。已知底瓦和盖瓦的质量均为m,瓦片间的动摩擦因数为以，瓦片与椽子间的动摩 擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,底瓦与盖瓦均保持静止。下列说 法正确的是 A,一片底瓦对盖瓦的支持力FN=mgcos0 2 B.一片底瓦对盖瓦的摩擦力一定为f=mgcos日 2 甲 C.底瓦与椽子间的动摩擦因数2≥cos atan0 D.减小椽子间距（瓦片始终静止），底瓦受到椽子的摩擦力也将减小 三、非选择题（本题共2小题，共34分。请按要求完成下列各题） 11.(12分)某科学实验小组探究“两个互成角度的力的合 E 成规律”的实验过程如下：首先将橡皮条的一端E固 G 定，另一端G连接两个轻质细绳套，橡皮条的自然长度 为EG,如图甲所示；再用两个弹簧测力计通过两细绳 甲 0 F 套共同拉动橡皮条，使橡皮条与细绳套的结点静止于O 点，记录下F1、F2的大小及方向，如图乙所示；然后再 用一个弹簧测力计单独拉伸橡皮条，仍使结点处于O 丙 点静止（图中未画出），弹簧测力计的示数为F;以F、F2为邻边画平行四边形，画出对角线F, 并与力F进行比较，如图丙所示。 (1)本实验主要采用的科学方法是 (填正确答案标号) A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想实验法 D.建立物理模型法 物理第3页（共4页) 衡水金卷·先享题·高 (2)图丙中的力F和力F',一定沿橡皮条EO方向的是 (填“F”或“F”)。 (3)该小组同学继续探究在合力不变的情况下两分力大小与夹角的关系，先测得图乙中拉力F1、 F2与EO延长线的夹角均小于45°，再进行如下操作，保持O点位置及拉力F,的方向不变，将拉 力F2逆时针缓慢转动到水平方向，有关拉力F2的变化，下列说法正确的是 。(填正 确答案标号) A.一直增大 B.一直减小 C.先减小再增大 12.(22分)如图甲所示为某国际机场货物传送装置实物图，简化图如图乙所示，该装置由传送带 ABCD及固定挡板CDEF组成，固定挡板与传送带上表面垂直，传送带上表面与水平面的夹角O =37°。传送带匀速转动时，工作人员将正方体货物（可视为质点）从D点由静止释放，在运送距 离L=10时取下货物，货物运动时的剖面图如图丙所示，已知传送带匀速运行的速度v= 1m/s,货物的质量=10kg,其底部与传送带上表面间的动摩擦因数=0.5，其侧面与固定挡 板间的动摩擦因数2=0.25，重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气 阻力。 (1)求传送带上表面对货物的摩擦力大小和固定挡板对货物的摩擦力大小； (2)求货物在传送带上运动的时间； (3)若货物从D点由静止释放运送了0.2时，传送带由于故障突然停止，工作人员待货物完全 停止时立即进行维修，用时T一30s,传送带恢复正常，忽略传送带加速至恢复正常的时间，求由 于故障，传送货物耽误的时间。（结果保留两位小数） 传送带的 上表面 固定挡板 A 、固定挡板 D 丙 三二轮复习专题卷二 物理第4页（共4页）高三二轮复习 ·物理· 高三二轮复习专题卷二 物理 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I,理解能力Ⅱ.推理论证能力 Ⅲ，模型建构能力V.创新能力V,实验探究能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④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 W ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 静摩擦力的大小和方向特点 易 0.90 2 单项选择题 6 胡克定律的应用 易 0.85 3 单项选择题 6 滑动摩擦力的计算、共点力平衡 中 0.75 4 单项选择题 6 非质点的受力分析 中 0.70 5 单项选择题 6 晾衣架模型 中 0.60 6 单项选择题 6 图解法解决动态平衡问题 中 0.60 7 单项选择题 6 多物体受力分析 中 0.60 8 多项选择题 8 安培力作用下的平衡问题 中 0.70 9 多项选择题 8 相似三角形解决动态平衡问题 中 0.60 10 多项选择题 8 共点力平衡、临界问题 难 0.55 探究两个互成角度的力的合成 11 非选择题 12 易 0.80 规律 12 非选择题 22 力与运动的综合应用 难 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 增大铁夹对小球的压力，小球仍然静止不动，小球受 1.A【解析】对小球受力分析，因为小球处于静止状 到的摩擦力为静摩擦力，其大小与小球所受的重力大 态，所以小球受力平衡，小球受到竖直向下的重力以 小相等，即摩擦力不变，D项错误。 及铁夹对小球的摩擦力，两个力大小相等、方向相反， 2.D【解析】结点在C点时，AC与水平方向的夹角为 A项正确，C项错误；由上述分析可知，小球受到的摩 37°，AB段长度为L,则AC段和BC段的长度均为 擦力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，铁夹对小 L 球的摩擦力与小球对铁夹的摩擦力大小相等、方向相 L- =点6号结点在D点时，AD与水 2 反，即铁夹受到的摩擦力方向竖直向下，B项错误：若 平方向的夹角为60°，AD段和BD段的长度均为L2 ·5 ·物理· 参考答案及解析 左下方，且细线的拉力一直减小，空气阻力一直减小， 2 co860=L,伸长量△L=2L一2L,=头，矿泉水瓶 A、B、C项错误，D项正确。 静止时，竖直方向合力为零，两段橡皮筋的拉力的竖 7.B【解析】对小环a、b受力分析可知，轻绳弹力的竖 直分量之和等于重力G,即2Fsin60°=G,其中F= 直分量均为0.5mg,则对小环c分析可知，直杆对小 k△L,解得=yC,D项正确。 环c的弹力Fxe=mg十0.5mg十0.5mg=2ng,轻绳 9L 对小环c的弹力F=0.5mg十0.5mg=mg,A项错 3.D【解析】当B恰好能相对A沿接触面上滑时，对 误，B项正确：若将固定点V缓慢向右移动少许，则 应的F最小，对A、B进行受力分析，B在竖直方向有 轻绳与竖直方向的夹角变大，根据2Tc0s号-mg,可 NAB COS45°=fsin45°+mg,对A在水平方向有 Nan sin45°+fcos45°=F,又f-uNB,联立解得F 知轻绳的弹力将变大，C项错误；由于轻绳上各点的 =}十必g,D项正确。 1一4 弹力都相等，且小环a,6的重力相等，根据2Tc0号 4.C【解析】对链子鞭受力分析，受重力mg、悬点M =mg=2Tc0s兰，可知9=Y,故即使将小环c缓慢向 对链子鞭的拉力F1、悬点V对链子鞭的拉力F2,则 右移动少许，夹角日仍等于夹角Y,D项错误。 F1cos37°+F2cos53°=g,F1sin37°=F2sin53°，解 二、多项选择题 得F1=8N,F2=6N,A、B项错误；对AN段的链子 8.CD【解析】对导体棒受力分析可知，导体棒所受安 鞭受力分析，受重力mg、A点处的张力F、悬点N对 培力方向水平向右，根据左手定则可知，导体棒中的 链子鞭的拉力F2,则F=F2sin53°=4.8N,C项正 电流方向为b→a,A项错误：导体棒所受安培力大小 确；由共点力的平衡条件可知，重力的作用线过F、 F=ngtan日，若导体棒中的电流大小加倍，则平衡时 F2的交点，不一定过A点，D项错误。 tan0的值加倍，B项错误；作出导体棒的受力分析图， 5.A【解析】根据晾衣杆模型，F向上转动轻杆的过程 由于<45°，所以Fa<mg,如图所示： 中，A、B两点的水平距离先增大后减小，轻绳与竖直 方向的夹角a先增大后减小，对重物有2F绳cosa= mg,故轻绳的张力先变大后变小，A项正确：重物受 力平衡，轻绳对重物的作用力不变，B项错误；由力臂 平衡可知，F小于重物的重力，C项错误；F做的功转 化为系统的机械能，D项错误。 6.D【解析】手绢做匀速直线运动，对手绢受力分析如 其所受重力大小、方向均不变，安培力的大小不变、方 图所示： 向沿逆时针方向转动，如图所示通过画圆的方法可知 轻绳上的拉力变小，0角先变大再变小，CD项正确。 9.AD【解析】如图所示： mg 0 00 其中重力竖直向下，细线拉力沿细线指向O点，空气 77777 阻力沿PQ连线由Q指向P,三力平衡，由图可知，随 mg 着手绢的运动，细线的方向顺时针转动，但始终斜向： 将小球A受到的重力g、绳子拉力T、库仑力F平 高三二轮复习 ·物理· 移成矢量三角形，它与三角形AB0,相似，有器 O1A=AB由于0B、mg不变，故比值不变，O,A不 变，则T不变，AB减小，则F减小，A项正确，B项错 F合 误；对物块C,绳子拉力不变，则地面对物块C的支持 12.(1)40N,15N(2)10.2s(3)30.29s 力不变，C项错误，D项正确。 【解析】(1)设传送带上表面对货物的摩擦力为f1, 10.AC【解析】对盖瓦受力分析可知，盖瓦所受的两 固定挡板对货物的摩擦力为f2,货物放上传送带 个支持力2F1=mgcos0,两个静摩擦力2f1= 后，水平方向受力如图甲所示，由剖面图对货物受力 mgsin0,可知Fu=mco9,f=mgsn9,又2f,≤ 分析如图乙所示，设传送带对货物的支持力为N, 2 2 1 ngcos日，A项正确，B项错误；以两片底瓦和盖瓦 固定挡板对货物的支持力为N 整体为研究对象，可得整体的重力在垂直椽子所在 平面方向上的分力为3 ngcos9,垂直椽子所在平面 方向上整体处于平衡状态，则有3 ngcos9= 4 Fxcosα，可得椽子与底瓦接触部位间的弹力Fx= mg 3 ngeos旦，为使底瓦与盖瓦不下滑，应使4：F≥ 甲 4cos a N=mgcos 0 (2分) 3 ngsin0,解得2≥cos atan0,C项正确；对整体，沿 N:=mgsin (2分) 椽子所在平面方向上有4f2=3 ngsin0,则f2= 由滑动摩擦力计算公式有 3 ngsin9,即改变椽子间距，不会影响底瓦受到的静 f1=uN1=40N (2分) 4 摩擦力，D项错误。 f:=2N2=15N (2分) 即传送带上表面对货物的摩擦力大小为40N,固定 三、非选择题 挡板对货物的摩擦力大小为15N 11.(1)B(4分) (2)设货物由静止放上传送带获得的加速度为a,对 (2)F(4分) 货物由牛顿第二定律可得 (3)C(4分) f-f:=ma (1分) 【解析】(1)本实验主要采用的科学方法是等效替代 法，B项正确。 解得a=2.5m/s2 (1分) 设货物在传送带上经时间t能与传送带达到共速， (2)对于图丙中的力F和力F',其中F是两个分力 所走的路程为，由运动学公式得 的合力的理论值，F是两个分力的合力的测量值，因 此，一定沿橡皮条EO方向的只能是两个分力的合 v-at (1分) 1 力的测量值F。 5=2t1 (1分) (3)根据题意，保持O点位置不变，则拉力F、F2的 解得i=0,4s (1分) 合力不变，此时，保持F1方向不变，将拉力F2逆时 s1=0.2m<L (1分) 针缓慢转动到水平方向，其大小的变化情况如图所 所以货物能在传送带上达到共速，共速后，货物做匀 示。由图可知，拉力F:先减小再增大，C项正确。 速直线运动，直至被取下，设再经过时间t2到达目 的地，则有 L一s1=Utg (1分) 7 ·物理· 参考答案及解析 解得t2=9.8s (1分) 根据运动学公式得'=盖 (1分) 货物在传送带上运动的时间t=t1十t2=10.2s (1分) (1分) (3)货物由于传送带突然出现故障，做匀减速运动的 设由于故障，传送货物耽误的时间为△t,则 加速度为a',所走的位移为s',传送带恢复正常后， △=T+'十'+ (1分) 货物匀加速达到共速的位移为5？'，对货物由牛顿第 U 2 二定律可得 解得△t~30.29s (1分) f+f:=ma' (1分) ·8