动态平衡 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦动态平衡问题，以受力分析为核心，整合正交分解、相似三角形等方法，构建从概念到动态应用的逻辑体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动态平衡选择|8题（单选6、多选2）|受力分析、平衡条件（正交分解/合成）、相似三角形、几何关系|共点力平衡概念→摩擦力/弹力分析→动态变化中力的定量推导| |实验与解答|2题|逐差法、运动学公式|匀变速直线运动规律→实验数据处理→实际运动情境应用|

2-6动态平衡限时训练 _姓名：___________班级：___________ 一、单选题 （时间40分钟，满分100分） 1．如图所示，是某同学在消防站消防员的指导下学习使用“消防安全绳”进行逃生的场景。忽略该同学所受墙面的摩擦力，认为他仅借助绳子的拉力和墙面的支持力缓慢下行，下行过程中手拉绳的作用点与墙面的距离保持不变，则下行过程中（　　） A．减小，减小 B．减小，增大 C．增大，减小 D．增大，增大 2．如图所示，半球体放置在水平面上，细线一端固定在球心正上方的天花板上，另一端连接光滑、可视为质点的小球，小球静止在半球体上。半球体由于受热均匀缓慢膨胀时，球心始终在细线悬点正下方，则（　　） A．细线对小球的拉力减小 B．细线对小球的拉力增大 C．半球体对小球的支持力增大 D．半球体对小球的支持力减小 3．自卸翻斗车的主要特点是通过液压系统控制车厢的倾斜，从而实现自动卸载货物的功能。如图，翻斗车卸货过程中，车厢底部平面和水平面间的夹角θ从0缓慢增大，一段时间后，车厢内的货物包会自动滑下。若车厢底部粗糙程度一致，下列说法正确的是（　　） A．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的静摩擦力逐渐减小 B．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 C．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的滑动摩擦力逐渐减小 D．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 4．如图所示，围棋比赛时的评析棋盘是倾斜的，棋盘内是铁板，而每个棋子都是一个小磁铁，棋子静止在磁性棋盘上，下列有关受力的说法正确的是（　　） A．磁性越强的棋子，所受摩擦力越大 B．棋子所受重力与支持力是一对平衡力 C．棋子对棋盘的压力是由于棋盘的形变产生的 D．若棋盘与竖直方向的夹角增大一点，棋子与棋盘间的弹力将变大 5．一只质量为m的蚂蚁（可视为质点）在半球形碗内从底部缓慢向上爬，某时刻处在如图所示位置，此时蚂蚁和球心的连线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．蚂蚁受到4个力的作用 B．碗受到蚂蚁的摩擦力大小为mgsinθ C．蚂蚁受到碗的支持力大小为mgtanθ D．蚂蚁继续缓慢上爬过程中受到碗的作用力逐渐增大 6．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是  (   ) A．绳的右端上移到b′，绳子拉力变小 B．绳的两端高度差越小，绳子拉力越大 C．将杆N向右移一些，绳子拉力变大 D．若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移 二、多选题 7．如图所示，电灯悬于两壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点向上移动，绳足够长，墙壁足够高。则（　　） A．绳OB所受的拉力一定逐渐增大 B．绳OB所受的拉力一定逐渐减小 C．绳OA所受的拉力先增大后减小 D．绳OA所受的拉力先减小后增大 8．乘坐高铁的旅客进站时可以通过刷身份证来完成检票。由于身份证较小，容易遗落，为了防止旅客忘记身份证，车站一般将识别感应区设计为斜面。如图所示，身份证静止在倾斜的感应区表面。若感应区表面的倾角减小，则下列说法正确的是（　　） A．身份证受到的摩擦力减小 B．身份证受到的支持力减小 C．身份证受到的合力减小 D．身份证受到的摩擦力和支持力的合力方向不变 三、实验题 9．某同学用如图所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。 (1)请在下列实验器材中，选出本实验中不需要的器材： 。 ①电火花计时器②天平③低压交变电源④细线和纸带⑤砝码、托盘和小车⑥刻度尺⑦停表⑧一端带有滑轮的长木板 (2)安装好实验装置后，按照正确的实验操作，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示，可知纸带的 （填“左”或“右”）端与小车相连。 (3)如图中、、、、、、为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用交变电源的频率为，则小车运动的加速度大小为 。打下点时小车的瞬时速度大小为 （结果均保留三位有效数字）。 (4)如果当时电网中交变电流的电压变成，频率不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、解答题 10．在巴黎奥运会上，我国选手包揽了女子10米跳台跳水的金牌和银牌。如图所示，一质量的运动员（视为质点），从距水面高处以大小的速度竖直向上跃起，一段时间后落入水中。水池中的水足够深，忽略空气阻力，取重力加速度大小。 (1)求运动员距水面的最大高度。 (2)求运动员从起跳到水面的运动时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A C C D B C BD AD 1．A 【详解】设绳子与竖直方向的夹角为，以人为对象，根据平衡条件可得， 可得， 由于下行过程中手拉绳的作用点与墙面的距离保持不变，则逐渐减小，则减小，减小。 故选A。 2．C 【详解】AB．设细线长度为，悬点到半球体球心的距离为，半球体半径为，以小球为研究对象，受力分析如图所示， 由相似三角形可知 解得 绳子长度L不变，高度h，所以拉力T不变。AB错误。 CD．由 可知，半球体受热均匀缓慢膨胀时，增大，但h不变，所以N变大。C正确，D错误。 故选C。 3．C 【详解】AB．在货物包滑动之前，货物包受到的静摩擦力大小为 货物包受的支持力大小为 随着夹角θ的增大，静摩擦力逐渐增大，支持力逐渐减小，A、B项错误； CD．在货物包滑动之后，货物包受到的滑动摩擦力大小为 货物包受的支持力大小为 随着夹角θ的增大，滑动摩擦力、支持力均逐渐减小，C项正确，D项错误。 故选C。 4．D 【详解】A．磁性棋盘是倾斜放置的，棋子静止在上面时受到重力、弹力、磁力及静摩擦力，静摩擦力始终等于重力沿斜面向下的分力，与棋子的磁性无关，故A错误； B．由于棋盘是倾斜的，棋子所受重力与支持力互成一定的夹角，不是是一对平衡力，故B错误； C．棋盘对棋子的压力力是由于棋子的形变产生的，故C错误； D．棋盘竖直时，棋子与棋盘间的弹力最小；若棋盘与竖直方向的夹角增大一点，棋子与棋盘间的弹力将变大，故D正确。 故选D 。 5．B 【详解】A．蚂蚁受到重力、碗对蚂蚁的支持力和摩擦力，共3个力的作用，故A错误； BC．以蚂蚁为对象，根据平衡条件可得， 根据牛顿第三定律可知碗受到蚂蚁的摩擦力大小为 故B正确，C错误； D．由平衡条件可知蚂蚁受到碗的作用力与重力等大反向，因此蚂蚁继续缓慢上爬过程中受到碗的作用力不变，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】AB．因为衣服钩是光滑的，所以绳子两端的拉力大小相同，设两杆间距为d，绳子长为L，左右两端绳子长度分别为L1、L2，绳子拉力为T，两部分与竖直夹角分别为、，根据题意有 因为衣架钩是光滑的，绳子拉力相等，所以 即 所以 绳的右端上移或绳的两端高度差改变，d与L均为定值，所以为定值，为定值，绳子拉力不变，故AB错误； C．杆N向右移一些，d变大 变大，变小，拉力变大，故C正确； D．挂质量更大的衣服，d与L均不变，绳中拉力变大，位置不变，故D错误。 故选C。 7．BD 【详解】以O为研究对象，处于平衡状态，根据平衡条件知：绳子AO和BO拉力的合力等于电灯的重力，保持不变，作出绳子AO在不同位置两个拉力的合成图，如图所示，由图看出，绳OA的拉力先减小后增大，绳OB的拉力逐渐减小。 故选BD。 8．AD 【详解】ABC．身份证静止在倾斜的感应区表面，受重力、支持力和静摩擦力，合力为0，根据平衡条件有 感应区表面的倾角减小，减小，增大，故A正确，BC错误； D．身份证受力平衡，则摩擦力和支持力的合力与重力等大反向，方向不变，故D正确。 故选 AD。 9．(1)②③⑦ (2)左 (3) 2.00 1.10 (4)不变 【详解】（1）本实验中不需要知道小车及砝码的质量，所以不需要天平，电火花打点计时器有计时的功能，用的是交流电源，故不需要低压交变电源和停表，故选②③⑦。 （2）小车释放后速度逐渐变大，则相等时间内运动的位移越来越大，题图纸带从左向右打点间距越来越大，可知是纸带的左端与小车相连。 （3）[1][2]由题意知，相邻两计数点间的时间间隔，由逐差法可得，小车运动的加速度 匀变速直线运动中，任意某时间段中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则打下点时小车的瞬时速度等于段的平均速度，即 （4）交流电的频率不变，则相邻两个计数点的时间间隔不变，所以加速度的测量值不变。 10．(1)11.25m (2)2s 【详解】（1）结合题意可知，运动员距水面的最大高度 （2）规定向上为正方向，根据运动学公式有 代入题中数据，解得运动员从起跳到水面的运动时间 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $