2026届高考物理三轮冲刺练：力与物体的平衡

**基本信息** 聚焦力与物体平衡，以受力分析为核心，整合正交分解、整体隔离法、动态平衡等方法，构建从单一物体到多体系统的知识逻辑链，强化科学思维中的模型建构与推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础平衡|8单选|受力分析、正交分解、几何关系|从重力/弹力到摩擦力/电场力，递进应用平衡条件| |综合平衡|3多选|多体系统分析、场力平衡|整合静电力与机械力，构建复合场平衡模型| |应用拓展|6解答|实际情境建模、动态平衡|联系生活场景（如夹盒子、小推车），深化平衡条件迁移|

2026年高中物理高考三轮冲刺练：力与物体的平衡 一、单选题 1．如图，粗糙水平面上放置一带正电的小物块A，光滑固定的斜面上放有一电荷量为+q的小物块B，当A、B与斜面底端O点的距离均为L时，A、B均能保持静止。已知斜面倾角为60°，A、B的质量均为m，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．B的电荷量比A的大 B．A的电荷量 C．水平面对A的支持力大小为2mg D．A、B间静电力的大小为 2．如图所示，一农民用三根相同的细线a、b、c将收获的甲、乙两袋玉米悬挂起来。已知甲的质量为、乙的质量为。细线a与竖直方向的夹角为，细线c水平，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．细线a与b间的夹角为 B．细线a中的拉力大小为 C．三条细线中b所受拉力最大 D．若保持c水平，减小a与竖直方向的夹角，线c中的拉力不变 3．如图所示，粗糙的正方形斜面ABCD与水平面间的夹角，一质量为m的物体受到与对角线BD平行的恒力F作用，恰好能沿斜面的对角线AC做匀速直线运动，重力加速度为g，则（　　） A．物体与斜面间的动摩擦因数为 B．物体与斜面间的动摩擦因数为 C．恒力F的大小为 D．恒力F的大小为 4．如图所示，一足够长的轻质细线一端连接穿过固定水平细杆的滑块A，另一端跨过光滑轻滑轮连接滑块B，初始时两边细线竖直且两滑块静止。某时刻，将水平拉力作用在滑块A上，使A向右运动，运动过程中细线与水平杆的夹角记为。已知A、B的质量分别为和，滑块A与细杆间的动摩擦因数为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．若A匀速向右运动，细线拉力一直增大 B．若A缓慢向右运动，细杆对A的摩擦力一直增大 C．若A缓慢向右运动，拉力的最大值接近 D．若A缓慢向右运动，当时，拉力大小为 5．某同学通过如下方式测量特殊高分子材料做成的均匀细杆与高性能复合材料之间的动摩擦因数。如图所示，均匀细杆一端支在复合材料做成的粗糙水平面上，另一端被轻绳悬挂，处于静止状态。已知当轻绳与竖直方向夹角为、轻绳与细杆夹角为时，细杆恰好相对水平面滑动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻绳和细杆处在同一竖直面内。则细杆和水平面之间的动摩擦因数为（　　） A． B． C． D．2 6．如图所示，倾角的固定斜面上质量为m的物块和质量为M的光滑球如图放置，已知球体半径R为物块厚度h的2倍，两者均处于平衡状态，重力加速度为g，则以下判断正确的是（　　） A．球对斜面压力大小为 B．物块对斜面压力大小为 C．物块与斜面之间的动摩擦因数可能等于 D．适当减小物块厚度且两物体仍能静止，物块对球的支持力将减小 7．某个同学玩夹盒子的游戏，手握两块木板，两木板间夹起盒子，如图所示，已知木板与盒子之间的动摩擦因数为0.5，盒子与盒子之间的动摩擦因数为0.6，每个盒子重约为G=5N，该同学两手可以给木板提供的水平压力都为FN=60N，则下列说法正确的是（　　） A．该同学最多可以夹起12个盒子 B．该同学最多可以夹起16个盒子 C．若该同学夹起9个盒子，则第五个和第六个盒子之间的摩擦力为3.5N D．无论该同学夹起多少个盒子，最中间的盒子最易滑落 8．工人用如图所示的小推车搬运桶装水，小推车的支架和底板相互垂直。某次工人将质量为20kg的一桶水放到底板上，用力压把手至支架与水平面成角时保持静止，不计水桶与小推车间的摩擦，重力加速度取，下列说法不正确的是（　　） A．此时支架对水桶的弹力大小为 B．此时底板对水桶的弹力大小为 C．此时小推车对水桶的作用力小于水桶对推车的作用力 D．缓慢减小支架与水平面的夹角，底板对水桶的弹力将减小 二、多选题 9．如图所示，空间中存在方向水平向右的匀强电场，两根等长的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为。小球M和N带电荷量分别为、（），质量分别为、，平衡时小球M和N之间相距，两轻绳与竖直方向的夹角相等。已知静电力常量为，下列说法正确的是（　　） A．小球M和N所受静电力的合力之比为 B．匀强电场的电场强度大小为 C．若仅将小球M和N交换位置，两小球仍能在原位置保持平衡 D．若仅将小球M的电荷量加倍，两小球仍能在原位置保持平衡 10．如图所示，倾角为α的光滑斜劈放在粗糙水平面上，物体a放斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮挂在c点滑轮2下悬挂物体b，细线与竖直墙壁之间的夹角为θ，系统处于静止状态，点c可以沿墙壁向上或向右移动少许，则说法正确的是（　　） A．点c向上移动，物体a的位置升高，θ不变 B．点c向上移动，物体a的位置不变，θ不变 C．点c向右移动，物体a的位置升高，θ变大 D．点c向右移动，物体a的位置升高，θ不变 11．如图所示，两个带电小球用绝缘细线连接悬于O点，静止在水平向右的匀强电场中，细线a与竖直方向的夹角为，不计球的大小，则下列判断正确的是（　　） A．A球比B球带电量大 B．仅增大B球质量，可能会减小为零 C．仅增大B球的带电量，可能会减小为零 D．仅增大B球的带电量，细线a的拉力一定会增大 三、解答题 12．差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 13．如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=5.0kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距d=8cm，与水平面的夹角α=37°。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）。 (1)两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力？摩擦力的合力的大小？ (2)每根直木棍与水泥圆筒间的动摩擦因数？ 14．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属汽缸内，活塞的质量kg，截面积cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时封闭气柱长度为20cm，外界气温℃，大气压强Pa。将质量为的重物缓慢放到活塞上，稳定后活塞下降了5cm；再对汽缸内气体缓慢加热，气体吸收了J的热量，活塞又上升了3cm，求： (1)重物的质量； (2)加热前后缸内气体温度的增加值； (3)加热前后缸内气体内能的变化量。 15．如图所示，两端开口的导热汽缸竖直放置，用轻杆连接的A、B两活塞面积分别为、，质量分别为、1kg。用销钉P将A栓住，环境温度为300K，封闭气体压强为。已知大气压强，重力加速度大小g取，不计一切摩擦，缸内气体可视为理想气体。 (1)当环境温度变为285K时，求封闭气体的压强。 (2)当环境温度变为多少时，拔掉销钉后活塞还能保持静止？ 16．某同学从网上订购了一款压力锅，如图为该锅的结构简图。在某次试用过程中，该同学先盖好密封锅盖，并将限压阀套在排气孔上，加热前锅内气体温度t0=27℃，气体压强与外界大气压强均为p0=1.0×105Pa。当锅内气体被加热至t1=127℃时，压力阀恰好被顶起进行泄压。已知出气孔的横截面积S=3×10-5m2，重力加速度g=10m/s2，热力学温度与摄氏温度的换算关系近似为T=(t+273）K，不计压力阀和排气孔外壁的摩擦，锅内气体可视为理想气体。 (1)求限压阀的质量m。 (2)若限压阀被顶起时立即停止加热，并直接取走限压阀进行快速放气。请判断在放气过程中，锅内气体的温度会如何变化？并简要说明理由。 17．如图，倾角为的斜面C固定在水平地面上。质量为的半球A和质量为m的光滑球B均静止在斜面上，半球A和球B的半径相同，、分别为半球A和球B的球心，、在斜面的同一纵截面内，A、B质量分布均匀，重力加速度为g，求： (1)半球A对球B支持力的大小； (2)斜面C对半球A的摩擦力。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A B C A A A C AB BD 题号 11 答案 AC 1．B 【详解】ABD．对B受力分析如图 根据共点力平衡条件有， 其中 解得， 无法比较A、B的电荷量大小，故B正确，AD错误； C．对A分析可知 解得，故C错误； 故选B。 2．A 【详解】ABC．对甲乙的整体分析可知 对乙受力分析可知 则三条细线中a所受拉力最大，b与水平方向夹角 可知 可得细线a与b间的夹角 选项A正确，BC错误； D．对甲乙的整体分析可知 若保持c水平，减小a与竖直方向的夹角β，线c中的拉力减小，选项D错误。 故选A。 3．B 【详解】CD．物块受摩擦力方向与速度方向相反，即沿CA方向，重力的分力沿斜面向下，则由平衡可知 及 解得 故CD错误； AB．根据 可得 故B正确，A错误。 故选B。 4．C 【详解】CD．若A缓慢向右运动，则可认为AB处于动态平衡，开始时对滑块B有受力分析，根据平衡条件可得轻绳的拉力 对滑块A进行受力分析如图所示 当时，滑块A从图示（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动至过程，轻绳在竖直方向的分力为 根据正交分解，在竖直方向上有 在水平方向上有 又 联立解得 变形可得 令， 可得 联立可得 滑块A从图示位置开始缓慢向右移动过程中，减小，因，可知F逐渐增大，当时F最大，其最大值为 滑块A继续向右缓慢移动，当时轻绳在竖直方向的分力为 根据正交分解，在竖直方向上有 在水平方向上有 又 联立解得 变形可得 令， 可得 联立可得 因从开始继续减小，则增大，可知F逐渐增大，当时F最大，其最大值为 综上分析，可知当时 拉力F的最大值接近，故C正确，D错误； B．当滑块A缓慢向右移动时，刚开始轻绳在竖直方向的分力为 根据正交分解，在竖直方向上有 减小，减小，减小；当时 之后，则有 减小，减小，增大；根据滑动摩擦力公式 可知摩擦力先减小后增大，故B错误； A．开始时 设A向右滑行一段距离，此时轻绳与水平细杆的夹角为，对AB两滑块速度关系分析如图所示 根据几何关系有 若A向右做匀速运动，逐渐减小，则逐渐增大，所以逐渐增大，故B加速上升，故 当等于0时，AB速度相等，后一起向右匀速，故 故拉力先增大后减小，故A错误。 故选C。 5．A 【详解】细杆受到绳子拉力、重力、支持力和摩擦力，其中摩擦力为最大静摩擦力（等于滑动摩擦力），把支持力和摩擦力合成，设合力与水平方向夹角为，根据三力汇交原理 该合力、绳子的拉力和重力作用线共点。其中细杆的重心在中点，如图所示 根据几何关系可得，所以，故选A。 6．A 【详解】A．根据几何条件分析可知，物块对球的支持力F物与斜面间夹角为30°，对小球受力分析，其示意图如下 根据平衡条件有 解得 根据牛顿第三定律可知，球对斜面压力大小为，故A正确； B．对物块和球构成的整体受力分析，根据平衡条件有 解得 根据牛顿第三定律可知，物块对斜面压力大小为，故B错误； C．两者均处于平衡状态，故有 联立解得 故C错误； D．适当减小物块厚度时，物块对球的支持力F物与斜面间夹角增大，设为θ，根据平衡条件有 解得 可知随θ增大而增大，故D错误。 故选A。 7．A 【详解】ABD．水平方向根据受力平衡可知，盒子与盒子间，木板与盒子间的压力大小一样，由于木板与盒子之间的动摩擦因数小于盒子与盒子之间的动摩擦因数，则木板与盒子的最大静摩擦力小于盒子与盒子的最大静摩擦力，所以无论该同学夹起多少个盒子，最边上的盒子最易滑落；设该同学最多可以夹起n个盒子，以n个盒子为整体，对盒子整体，在竖直方向，由平衡条件得2fmax=nG 其中最大静摩擦力fmax=μFN 代入数据解得n=12，故A正确，BD错误； C．若该同学夹起9个盒子，以9个盒子为整体，对盒子整体，在竖直方向，由平衡条件得2f=9G 代入数据解得，木板与盒子间的摩擦力大小为f=22.5N 以前5个盒子为整体，对前5个盒子整体，在竖直方向，由平衡条件得f+f′=5G 代入数据解得f′=2.5N 所以第六个盒子对第五个盒子的摩擦力大小为2.5N，故C错误。 故选A。 8．C 【详解】AB．根据题意，对水桶受力分析，设底板对水桶的弹力大小为，支架对水桶的弹力大小为，如图所示 由平衡条件有， 解得，，故AB正确，不满足题意要求； C．小推车对水桶的作用力与水桶对推车的作用力是一对相互作用力，大小相等，故C错误，满足题意要求； D．结合上述分析可知，底板对水桶的弹力 可知，缓慢减小支架与水平面的夹角，底板对水桶的弹力将减小，故D正确，不满足题意要求。 故选C。 9．AB 【详解】AB．如图所示 对两球进行受力分析，设两球间的库仑力大小为，对M球根据平衡条件有， 对N球有， 联立解得 小球M和N所受静电力的合力之比为 同时有 解得，故AB正确； C．若仅将小球M和N交换位置，二者仍能在原位置保持平衡，则对M球有， 对N球有， 联立可得 无解，假设不成立，故C错误； D．若仅将小球M的电荷量加倍，二者仍能在原位置保持平衡，则对M球有， 对N球有， 联立可得，即，与上述分析不符，假设不成立，故D错误。 故选AB。 10．BD 【详解】滑轮2两侧细线绷紧程度相等，故平衡时左右两侧线的拉力大小相等，方向关于竖直方向对称，由下图可知 x为1、2两轮的水平投影长度，L为1与c点之间的细线总长度。由平衡条件可知 AB．点c向上移动，因为滑轮1和悬点c的水平距离x不变，由上面的分析可得细线与竖直方向的夹角θ不变，所以滑轮1和悬点c间细线总长度L不变，如下图，所以，所以物体a的位置不变，θ不变A错误，B正确； CD．点c向右移动，则滑轮1到悬点间的水平距离变大，即滑轮1到悬点c间的细线的水平投影变大，假设物体a的位置不变，则细线与竖直方向的夹角变大，如下图，设细线拉力为T，对物体b有 所以细线拉力将变大，物体a的位置升高，最终稳定后，由于绳子拉力不变，故θ不变，D正确，C错误。 故选BD。 11．AC 【详解】A．以整体为研究对象，系统受三个力：重力，绳的拉力，电场力，由平衡条件可得 ，由图可知，水平方向匀强电场的合力向右，，A正确； B．若仅增加B球质量，根据可知，会减小，也会减小，但不可能减到零，B错误； C．仅增大B球的带电量，当两小球的电荷量相等时，系统的总电荷量为零，总的电场力为零，θ会减小为零，C正确； D．仅增大B球的带电量，根据可知，会先减小（），后增大（），D错误。 故选AC。 12．（1）；（2）；（3） 【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个汽缸导热良好，B内气体做等容变化，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 A内气体做等压变化，压强保持不变，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 由于 假设成立，即 （3）恰好稳定时，A内气体压强为 B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有 代入数据联立解得 13．(1)40N，30N (2)0.45 【详解】（1）水泥圆筒恰匀速下滑，则从右侧视角分析，在沿斜坡方向上根据平衡条件可知 垂直于斜坡方向有 （2）从BD→AC视角分析，受力示意图如图 图中 可得θ=53° 由2Ncosθ=mgcosα 可得 动摩擦因数 14．(1)kg (2)℃ (3)J 【详解】（1）状态1（初始），根据平衡条件有，cm 状态2，根据平衡条件有，cm 等温过程方程 解得kg （2）缓慢加热，状态3有，cm， 等压过程方程 解得℃ （3）从状态2至状态3内气体对外做功 由热力学第一定律，有 得J 15．(1) (2) 【详解】（1）气体发生等容变化，由查理定律 解得 （2）活塞静止时，分析 A、B受力 气体发生等容变化，由查理定律 解得 16．(1)0.1kg (2)温度降低，理由见解析 【详解】（1）选锅内气体为研究对象，初状态 末状态对限压阀受力分析可得 又由查理定律得 其中 解得 （2）若限压阀被顶起时立即停止加热，并直接取走限压阀进行快速放气。在放气过程中，锅内气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低。 17．(1) (2)，沿斜面向上 【详解】（1）对B球受力分析如图 由几何关系可知，半球A对B的支持力与竖直方向的夹角为，斜面C对B的支持力与竖直方向的夹角也为，因为与的合力与球B的重力等大反向，则 由平衡可知 可得半球A对球B的支持力 （2）对A受力分析如图 根据牛顿第三定律 则C对A的摩擦力 得 方向沿斜面向上。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $