2026届高考物理三轮冲刺专题训练：用相似三角形解决平衡问题

2026届高考物理三轮冲刺专题训练：

用相似三角形解决平衡问题

一、单选题

1．如图所示，一个重力为mg的小环套在竖直的半径为R的光滑大圆环上，一劲度系数为，自然长度为的轻质弹簧的一端固定在小环上，另一端固定在大圆环的最高点A，当小环静止时，弹簧与竖直方向之间的夹角为，已知，，则下列选项正确的是（　　）

A． B．弹簧的长度为

C．小环受到大环的支持力为 D．弹簧弹力大小是

2．某智能机械臂应用模型如图所示，机械臂通过不可伸长的吊索和可以伸缩的液压杆吊起重物，其中A点通过铰链与竖直墙面连接。现缓慢调整液压杆，使吊索逐渐趋近水平，在此过程中（　　）

A．的支持力逐渐增大，的拉力大小不变

B．的支持力先减小后增大，的拉力大小不变

C．的支持力逐渐增大，的拉力逐渐减小

D．的支持力大小不变，的拉力逐渐减小

3．如图所示，定滑轮A（形状忽略不计）固定在天花板上，轮轴与表面均光滑，水平地面上固定铰链B（形状忽略不计），B在A的正下方，轻质硬直杆一端连接B，另一端连接质量为的小球C（视为质点），轻质细线跨过A，左端施加力（为未知量），系统处于第一个静止状态，三角形ABC

为边长为正三角形；再让间的距离变为0.5d，系统处于第二个静止状态，轻绳左端施加的力为（为未知量），重力加速度为，则两种静止状态下（   ）

A．杆对小球的弹力大小、方向均不同

B．杆对小球的弹力大小、方向均相同

C．轻绳左端施加的拉力是的2倍

D．小球重力与所受细线拉力的合力不一定沿杆

4．表面光滑的四分之一圆柱体紧靠墙角放置，其横截面如图所示。细绳一端固定在竖直墙面上Р点，另一端与质量为m的小球连接，小球在圆柱体上保持静止。已知圆柱体的半径为R，悬点Р与圆柱体圆心О的距离为2.5R，重力加速度大小为g，则圆柱体对小球的支持力大小为（　　）

A．mg B．mg C．mg D．mg

5．如图AO、CO为不可伸长的轻绳，BO为可绕B点自由转动的轻质细杆，杆长为L，A、B两点的高度差也为L。在O点用轻绳CO悬挂质量为m的重物，杆与绳子的夹角，下列说法正确的是（    ）

A．轻绳AO、CO对O点作用力的合力沿杆由O指向B

B．轻杆对O点的力垂直BO斜向右上

C．轻绳AO对O点的拉力大小为mg

D．轻杆BO对B点的力大小为

6．如图所示，斜面静止在水平地面上，斜面顶端装有光滑定滑轮O，轻绳跨过滑轮一端连接斜面上的物块M，另一端竖直悬挂物块N，两物块均处于静止状态。现在ON间的某点Q施加与细绳OQ段始终垂直的外力F，使N缓慢上升，直到OQ处于水平，该过程中斜面和M始终静止，则此过程中（　　）

A．外力F先增大后减小 B．OQ段绳子拉力先增大后减小

C．物块M所受摩擦力可能一直增大 D．斜面受到地面的摩擦力先减小后增大

7．如图甲所示，为杭州亚运吉祥物琮琮演示的攀岩运动。当琮琮处于平衡状态，且岩钉A位置固定时，分析问题可以将该实际情境进行简化处理，得到如图乙所示模型。下列说法正确的是（　　）

A．仅缩短主绳长度，绳子对琮琮的拉力不变

B．仅缩短主绳长度，岩壁对琮琮的作用力的大小不变