2027届高考物理一轮复习专项训练- 静力学整体与隔离法综合应用

**基本信息** 聚焦静力学整体与隔离法的系统训练，通过分层题型构建“对象选取-受力分析-平衡应用”的科学思维链，强化相互作用观念与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础应用|单选1-4|整体法分析系统外力，隔离法求解内力|从二力平衡到多体系统，构建受力分析层级模型| |动态平衡|单选5-8、多选9-10|动态过程中研究对象转换，矢量分解与几何关系应用|结合摩擦力、弹力特性，深化平衡条件的动态迁移| |实验探究|实验题11|控制变量法测动摩擦因数，纸带数据处理|将平衡条件与实验操作结合，培养科学探究能力| |综合解答|解答题12-14|多对象整体隔离交叉应用，正交分解法|综合轻绳、斜面、叠加体模型，提升复杂问题解决能力|

高中物理一轮复习 静力学整体与隔离法综合应用 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 一、单选题 1．用三根细线、、将重力均为的两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止，细线与竖直方向的夹角为，细线水平（     ） A．细线对小球1的拉力大小为 B．细线对小球2的拉力大小为 C．细线对小球2的拉力大小为 D．细线对小球1的拉力大小为 2．如图所示，质量为m的三个木块a、b、c叠放在水平地面上，b受到一个水平向右的拉力作用，c受到一个水平向左的拉力作用，两个力的大小均为F，三木块保持静止状态，则（     ） A．b对a的摩擦力方向水平向左 B．c对b的摩擦力方向水平向左 C．c与地面之间一定存在静摩擦力 D．地面对c的支持力一定大于3mg 3．在风洞实验室中，将两个完全相同的小球用两段轻线连接后悬挂于天花板顶部，两球受到的水平风力相同。两小球处于稳定时，实际位置形态最接近的是（     ） A． B． C． D． 4．如图所示，物体A、B、C的重力均为8N，叠放在水平桌面上。作用于B的水平向右的拉力；作用于C的水平向左的拉力，当这三个物体均处于静止状态时，A和B间的摩擦力为；C和桌面间的摩擦力为，则下列分析正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 5．如图，质量为M的倾角为37°的粗糙斜面体置于水平面上，质量为m的木块放置在斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端固定在木块上，弹簧中轴线与斜面垂直。斜面体与木块均处于静止状态。已知木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（     ） A．弹簧一定处于拉伸状态 B．木块一定受到四个力的作用 C．斜面体可能受到水平面向左的摩擦力 D．斜面体对水平面的压力大小一定等于Mg+mg 6．如图所示，球A在半球B上与竖直墙面接触，B在水平力F作用下处于静止状态，现仅改变F的大小，使B沿水平面缓慢向右移动直到A球将要落地，在此过程中，不计一切摩擦，下列说法正确的是（     ） A．B对地面的压力不断增大 B．A对B的压力不断减小 C．A对墙面的压力保持不变 D．水平作用力F不断增大 7．如图所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体A和半圆柱体B靠在一起放置在水平桌面上，A表面光滑，B下表面粗糙，现过A的轴心施以水平作用力，缓慢地将A拉到B的顶端，整个过程中，B始终处于静止状态，对该过程，下列说法正确的是（     ） A．拉力逐渐增大 B．A、B间的压力逐渐减小 C．地面受到B的压力逐渐增大 D．地面对B的摩擦力逐渐增大 8．如图所示，小明将编号为1、2、3的三块石头叠放在水平桌面上，且处于静止状态。下列说法正确的是（     ） A．2号对3号的作用力大小等于2号石头的重力大小 B．3号对2号的作用力与2号对3号的作用力是一对平衡力 C．将1号缓慢右移一小段后三者仍静止，3号对2号作用力的大小不变 D．如果桌面是光滑的，则三块石头不可能处于如图所示的平衡状态 二、多选题 9．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过，框架与小球始终保持静止状态在此过程中下列说法正确的是（     ） A．地面对框架的摩擦力始终为零 B．框架对小球的支持力先减小后增大 C．拉力F的最小值为 D．框架对地面的压力一直减小 10．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直放置，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环用一质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图，现将P环向右移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是（　　） A．FN不变 B．FN变小 C．FT变大 D．FT变小 三、实验题 11．随着科学技术的不断发展，新材料不断出现，为了测定某种新材料制成的物块P与木板之间的动摩擦因数，某实验小组利用图示装置进行如下实验。 (1)把长木板固定在水平桌面上，在木板左端固定一光滑小滑轮，把物块放在木板上，把一轻质细线一端固定在物块P上，细线绕过小滑轮后另一端拴在小物体上，通过调节小滑轮的位置使得木板上方的细线与木板平行，物块右端连接的纸带穿过打点计时器，打点计时器的纸带保持水平。通过改变小物体的质量，轻推物块P后，使物块能沿长木板做匀速运动。用天平测出小物体和物块的质量分别为m和M，则新材料与木板之间的动摩擦因数为______________； (2)①某次实验中，操作时没有找到质量合适的小物体Q，拴上小物体发现物块由静止开始运动起来，打出的纸带上数据如图所示，ABCDE为计数点，相邻计数点之间有两个计时点没有画出，用刻度尺量出AB、BC、CD、DE的距离分别为x1、x2、x3、x4，打点计时器所接交流电频率为f，用天平测出小物体Q的质量为m，则新材料与木板之间的动摩擦因数表达式为____________； ②下列说法正确的是( ) A．木板上表面必须水平 B．细线略微倾斜不影响测量结果 C．交流电频率为60Hz而没有发现（还按50Hz计算），这样导致测量结果偏大 D．实验需要m远小于M才行 四、解答题 12．如图甲所示，一只蜘蛛静止在蛛丝上的点，蛛丝与竖直方向的夹角为45°，水平。忽然，一只小昆虫自远处飞来，恰被蛛丝粘住，待昆虫静止后，记昆虫的位置为，蜘蛛仍在点不动，如图乙所示，此时蛛丝与竖直方向的夹角为30°，仍水平。已知蜘蛛与昆虫的质量均为，重力加速度为，不计一切摩擦力作用。求： (1)昆虫未被蛛丝粘住时，蛛丝对蜘蛛的拉力大小； (2)昆虫被蛛丝粘住并静止后，蛛丝、分别对昆虫的拉力大小、。 13．可视化教学在高中物理教学中，已经成为一种非常有效的教学策略。某高中物理老师课堂播放教学视频动画，情景如图所示，质量的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量的小球相连。用与水平方向成角的拉力，拉着小球带动木块A一起向右匀速运动，运动中木块与小球相对位置保持不变，不计空气阻力，，，。求： (1)木块所受水平杆的摩擦力的大小； (2)运动过程中轻绳与水平方向夹角的正切值。 14．一个底面粗糙、质量为M=3m的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角。现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如图所示。 (1)当劈静止时，求绳子的拉力大小； (2)当劈静止时，求地面对劈的摩擦力和支持力大小。 高中物理静力学整体与隔离法综合应用 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B B B D B C CD AC 1．B 【详解】AB．以两小球为整体，根据平衡条件可得， 解得细线对小球1的拉力大小为 细线对小球2的拉力大小为，故A错误，B正确； CD．以小球2为对象，根据平衡条件可得细线对小球2的拉力大小为 可知细线对小球1的拉力大小为，故CD错误。 故选B。 2．B 【详解】A．对a隔离受力分析，可知a只受重力及b给a的支持力处于平衡状态，故a、b之间没有摩擦力，故A错误； B．把ab当成一个整体，对这个整体受力分析，在竖直方向上，受重力及c对b的支持力，二力平衡，在水平方向上，由于受外力F，故c对b一定存在与F等大反向的静摩擦力的作用，则c对b的摩擦力方向水平向左，故B正确； CD．把abc当成一个整体，对这个整体受力分析，在竖直方向上，受重力及地面对c的支持力，二力平衡，地面对c的支持力等于3mg，在水平方向上，两个外力F等大反向，已达到水平平衡，故地面对c没有摩擦力作用，故CD错误。 故选B。 3．B 【详解】设上段绳子与竖直方向的夹角为，风力为，对整体受力分析，整体受力平衡，可得 设下段绳子与竖直方向的夹角为，对下面的小球受力分析，小球受力平衡，可得 可得 由此可知，两段绳子与竖直方向的夹角相同，即两球在同一条倾斜直线上。 故选B。 4．B 【详解】CD．对A隔离分析，A处于静止状态，水平方向不受外力作用，没有相对B的运动趋势，因此A、B间摩擦力，C、D错误； AB． 将A、B、C看成一个整体，整体处于静止状态，水平方向合力为0。 由整体受力平衡得 因此桌面对C的静摩擦力 ，A错误，B正确； 故选B。 5．B 【详解】A．弹簧弹力方向与斜面垂直，因此沿斜面方向只有重力的分力，方向沿斜面向下。 由平衡条件，静摩擦力，方向沿斜面向上。 木块静止要求（为斜面对木块的支持力），代入数据得 垂直斜面方向，重力的分力为，方向垂直斜面向下。 要满足，弹簧必须对木块施加额外的垂直斜面向下的弹力，因此弹簧一定处于压缩状态，故A错误； B． 木块受重力、弹簧弹力、斜面支持力、静摩擦力，由于弹簧弹力一定不为零，因此木块一定受四个力，故B正确； C．将视为整体，弹簧对整体的弹力方向垂直斜面向下（向左下），水平分量向左，则有向左的运动趋势，水平面一定给斜面体向右的摩擦力，不可能向左，故C错误； D．将视为整体，竖直方向，弹簧弹力有向下的竖直分量，因此水平面的支持力 由牛顿第三定律，斜面体对水平面的压力大于，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．以A、B整体为研究对象，B对地面的压力大小始终等于整体重力大小，故A错误； B．以A为研究对象，B沿水平面缓慢向右移动过程中，B对A的弹力与竖直方向夹角不断变大，如图所示 因弹力竖直方向的分力始终等于A的重力，故B对A弹力变大，根据牛顿第三定律可知A对B的压力不断增大，故B错误； C．B对A弹力变大，则弹力的水平分力也变大，且该水平分力大小等于A对墙面的压力大小，因此A对墙面的压力不断增大，故C错误； D．A对墙面的压力不断增大，根据牛顿第三定律可知墙面对A的弹力也不断增大，以A、B整体为研究对象，水平作用力F大小始终等于墙面对A的弹力，因此水平作用力F不断增大，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】AB．圆柱体A缓慢移动，处于动态平衡状态。A受到重力、水平拉力以及半圆柱体B对A的支持力，如图 设A、B圆心连线与水平方向的夹角为。 初始时，A、B半径相同且靠在一起，A在地面上，由几何关系可知 即 根据平衡条件有， 解得， 当A滑到B的顶端时，A、B圆心连线竖直，则 在此过程中，从逐渐增大到。、均逐渐减小，根据牛顿第三定律得A、B间的压力逐渐减小，故A错误，B正确； C．将A和B看作一个整体。整体受到总重力和地面的支持力。在该过程中，地面对B的支持力与整体重力是一对平衡力，即 根据牛顿第三定律，地面受到B的压力保持不变。故C错误； D．水平方向：整体受到拉力和地面对B的摩擦力。由平衡条件可知 根据选项A可知逐渐减小，所以地面对B的摩擦力也逐渐减小，故D错误。 故选B。 8．C 【详解】A．将1号、2号石头整体进行受力分析，由平衡条件可知，3号对2号的作用力大小等于1号和2号的总重力；根据牛顿第三定律，2号对3号的作用力大小也等于1、2号的总重力，A错误； B．3号对2号的作用力与2号对3号的作用力，是两个物体之间的相互作用，属于相互作用力，不是平衡力（平衡力需要作用在同一物体上），B错误； C．将1号、2号看成整体进行受力分析，移动1号后三者仍然静止，由平衡条件可知：3号对2号的作用力与1、2的总重力等大反向，3号对2号作用力的大小不变，C正确； D．将三块石头看成整体，整体水平方向不受任何外力，即使桌面光滑，水平方向合力仍为零，竖直方向总重力与桌面对3号的支持力平衡，三块石头仍然可以保持平衡，D错误。 故选C 。 9．CD 【详解】BC．以小球为研究对象，对小球受力分析，作出受力示意图，如图所示 根据几何关系可知，当F顺时针转动至竖直向上之前，框架对小球的支持力逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时为，故B错误，C正确； A．以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用。由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，故A错误； D．由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小，框架对地面的压力始终在减小，故D正确。 故选CD。 10．AC 【详解】以两环组成的整体为研究对象，分析受力情况如图1所示 竖直方向上合力为零，取整体为研究对象，根据平衡条件得FN=2mg，将P环向右移一小段距离，支持力保持不变。 以Q环为研究对象，分析受力情况如图2所示，设细绳与OB杆间夹角为α，由平衡条件得，细绳的拉力 P环向右移动一小段距离时，α增大，cosα变小，FT变大。 故选AC。 11． － AC 【详解】(1)[1]物块匀速运动有 mg=μMg 解得 μ= (2)[2]相邻计数点之间有两个计时点没有画出，打点计时器所接交流电频率为f，则计数点间时间间隔 据逐差法由纸带可知物块加速度 对小物体和物块应用牛顿第二定律可知 联立解得 [3]AB．木板和细线均需水平，上面表达式才成立，故A项正确，B项错误； C．据上面表达式可知，交流电频率为60Hz而没有发现（还按50Hz计算），测量的频率偏小，测得的动摩擦因数偏大，故C项正确； D．实验没有用小物体Q的重力代替细线的拉力，实验不需要m远小于M，故D项错误。 12．(1) (2)， 【详解】（1）对蜘蛛受力分析如图 由平衡条件得， 解得 （2）对蜘蛛和昆虫整体进行受力分析如图 由平衡条件得， 解得 对昆虫受力分析并沿水平、竖直方向建立坐标系如图 由共点力平衡得， 解得 13．(1) (2) 【详解】（1）以小球和木块A为整体，水平方向根据平衡条件可得 解得木块所受水平杆的摩擦力大小为 （2）以小球为对象，水平方向根据平衡条件可得 竖直方向根据平衡条件可得 联立解得运动过程中轻绳与水平方向夹角的正切值为 14．(1) (2)， 【详解】（1）以小球为研究对象，受力分析如图所示，对FT和mg进行正交分解。由平衡条件有FTcos 30°＝mgsin 30° 解得 （2）以劈和小球整体为研究对象，受力情况如图所示，由平衡条件可得 为使整个系统静止，有 解得 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 $