2027届高三物理一轮复习-限时练03：力的基本运算

**基本信息** 聚焦力的基本运算，以生活情境为载体，系统覆盖弹力、摩擦力、力的合成与分解及共点力平衡，注重科学思维与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |力的基本概念及相互作用|单选1-4题|生活情境判断（取票机斜面、传送带等）|从弹力摩擦力概念到相互作用分析，体现运动和相互作用观念| |力的合成与分解|单选5题/多选9题|矢量运算与图像分析|从合成法则到合力计算，培养科学推理能力| |共点力平衡应用|单选6-7题/多选8/10题/计算12题|复杂系统平衡（千斤顶、打印机进纸）|从二力平衡到多体系统受力分析，强化模型建构| |实验验证|实验11题|平行四边形定则验证|通过等效替代法实践，提升科学探究能力|

2027届物理限时练（03）：力的基本运算 参 考 答 案 一、二、选择题（共72分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C B A D C B AD BC BC 1．C 【详解】A．身份证受到的重力方向竖直向下，故A错误； B．斜面对身份证的支持力与身份证对斜面的压力是一对相互作用力，故B错误； C．斜面对身份证的支持力是弹力，由于斜面发生微小形变恢复原状而产生的，故C正确；D．由于身份证在斜面上处于静止状态，受到的摩擦力为静摩擦力，不能用滑动摩擦力公式求解，而应根据共点力平衡条件求解，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】乒乓球落到桌面上时，将受到桌面竖直向上的弹力；同时由于乒乓球顺时针转动，相对桌面有向后运动的趋势，则桌面对乒乓球的摩擦力水平向右，根据平行四边形定则可知球桌对球的作用力的方向斜向右上方，则F的示意图可能是C。故选C。 3．B 【详解】A．A物体沿水平方向做匀速直线运动，不受摩擦力作用，故A错误； BCD．B、C两物体均有相对传送带向下的运动趋势，故均受到沿传送带向上的静摩擦力作用，故B正确，CD错误。故选B。 4．A【详解】A．当外力，弹簧弹力为0，弹簧处于原长，由图乙可知时弹簧长度，因此弹簧原长为，故A正确； B．原长，当时，压缩量 由胡克定律，得 时，，解得劲度系数 不是，故B错误； C．，弹簧被压缩，弹簧压缩后对两端弹力向外，弹簧对左端墙壁的弹力向左，故C错误； D．墙壁对弹簧的力和外力都作用在弹簧上，大小相等、方向相反，是一对平衡力；相互作用力是两个物体之间的相互作用，分别作用在两个物体上，因此不是相互作用力，故D错误。故选A。 5．D 【详解】图像可知水平方向合力大小为 竖直方向合力大小 则合力大小，故选D。 6．C 【详解】A．对小车、千斤顶整体受力分析可知，竖直方向，地面的支持力大小等于整体总重力，则有 由牛顿第三定律可知，此千斤顶对地面的压力总为10000N，故A错误； B．设此千斤顶的AB臂受到的压力为F，将小车对千斤顶的 压力按力的效果分解，如图所示 根据几何关系，可得 解得 可知此千斤顶的AB臂受到的压力与角度有关，角度不同，压力不同，故B错误； C．随着拧紧外螺母，小车上升过程，变小， 则变大，变大，根据 可知变小，故C正确； D．对B点受力分析如图所示 根据几何关系，可得 随着拧紧外螺母，小车上升过程，变小，则变大，减小，且F减小，故BD间螺纹轴所受拉力越来越小，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】AB．搓纸轮带动第一张纸匀速运动，故搓纸轮对第一张纸的摩擦力大小与第一张纸和第二张纸之间的滑动摩擦力平衡，故搓纸轮对第一张纸的摩擦力大小为，静止不动的纸之间保持相对静止，它们之间是静摩擦力，大小等于，故A错误，B正确； C．以第一张纸下面的所有纸为整体研究，它们受到第一张纸的摩擦力，底部对它们的静摩擦力，由平衡关系可得，故C错误； D．若要实现每次只送进一张纸，则需要满足其中 联立可得，故D错误。 故选B。 8．AD 【详解】AC．N处受到的支持力垂直于接触面，即垂直于平板，受到的摩擦力平行于接触面（沿平板方向），故A正确，C错误； BD．M处受到的支持力垂直于接触面，即垂直于支架底部，因为N平板有沿M处接触面（水平面）向左滑动的趋势，因此M处受到的摩擦力方向水平向右，故B错误，D正确。故选AD。 9．BC 【详解】AB．由图可知，当两个分力夹角为0°时，合力为14N，即F1+F2=14N 当两个分力夹角为180°时，合力为2N，即=2N 解得F1=8N，F2=6N或F1=6N，F2=8N 当两个分力夹角为90°时，故A错误，B正确； CD．若，方向可变，大小在与的合力范围内，则三个力的合力可以为零，三力可平衡，故C正确，D错误。故选BC。 10．BC 【详解】AB．对小球1、2整体进行受力分析，可知，故A错误，B正确； C．小球2受到自身的重力、的拉力和的拉力，由小球1、2整体进行受力可得的拉力 根据勾股定理可得，故C正确； D．细线剪断的瞬间，小球1受到自身的重力G和a的拉力，此时绳子a的拉力发生变化，小球1受到重力与绳子拉力的合力沿垂直于绳子的方向斜向下，大小为F合=Gsin30°=0.5G 根据牛顿第二定律可知小球1的加速度大小为0.5g，故D错误。故选BC。 三、非选择题（共28分） 11．(12分) (1)B (2) (3) 不断减小 先增大后减小 【详解】（1）本实验中两次拉橡皮条的过程，作用效果相同，主要体现的科学方法是等效替代法。故选B。 （2）由图乙可知，是通过、作平行四边形得到的合力理论值，所以、、、四个力中，力不是由弹簧测力计直接测得的。 （3）从水平开始，保持弹簧测力计和细线的夹角不变，使弹簧测力计和均顺时针缓慢转动至弹簧测力计竖直。如图所示 由图可知，在此过程中，弹簧测力计的示数不断减小，弹簧测力计的示数先增大后减小。 12．(16分) (1)m=1kg (2) (3)，斜向左下方与竖直方向的夹角为 【详解】（1）对小球进行受力分析，根据平衡关系有 解得小球的质量为 （2）设绳的拉力为，则有 对物块进行受力分析可知，其竖直方向的平衡方程为 解得地面对物块的支持力为 同理根据物块水平方向的平衡关系可得地面对物块的摩擦力为 物块恰好静止，说明此时摩擦力恰好达到了最大静摩擦力，因为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以有 解得 （3）根据力的合成可得绳子对滑轮的作用力大小为 方向为斜向左下方与竖直方向的夹角为。 第4页，共8页 高中物理第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届物理限时练（03）：力的基本运算 （满分：100分 时间：40分钟） 姓名：__________ 班级：____________学号：_____________ 一、单选题（每小题6分，共42分） 1．为取票便捷，各火车站都安装了自动取票机，旅客将二代身份证放在“感应区”就可以获取车票。一般将感应区设计为斜面，如图所示。若身份证放在感应区斜面上处于静止状态，以下说法正确的是（     ） A．身份证受到的重力沿斜面向下 B．斜面对身份证的支持力与身份证对斜面的压力是一对平衡力 C．斜面对身份证的支持力是由于斜面发生形变产生的 D．斜面对身份证的摩擦力用公式求解计算 2．乒乓球运动蕴含着很多物理规律，如图所示为乒乓球运动员击出的上旋球在空中的运动轨迹。乒乓球落到球桌的瞬间，球桌对球的作用力的示意图可能是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动（物体与传送带相对静止），运动方向如图中箭头指示方向。下列说法正确的是（      ） A．A物体受到的摩擦力方向向右 B．三个物体中只有A物体不受摩擦力作用 C．B物体受到的摩擦力沿传送带向下 D．B、C两物体受到的摩擦力方向相反 4．如图甲所示，一轻弹簧左端与墙壁相连于O点，作用于右端A点的水平外力F（未画出）变化时弹簧长度不断变化，取水平向左为正方向，测得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．弹簧原长为15cm B．弹簧的劲度系数为320N/m C．=10cm时，弹簧对墙壁的弹力方向水平向右 D．墙壁对弹簧的力与水平外力F是一对相互作用力 5．某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，如图所示，坐标纸中每格边长表示3N大小的力，该物体所受的合外力大小为（　　） A．6N B．N C．12N D．N 6．图为常见的一种随车配备机械千斤顶，AB、BC、CD、DA为四根相同的钢管，、、、四点用铰链相连接，BD间有一螺纹轴，其螺母在点外侧。此千斤顶在水平地面顶起质量为1000kg的小车时，不断拧紧外螺母，使BD间距离变小，从而使AC间距离增大顶起小车。千斤顶的自重不计，取，下列说法正确的是（　　） A．此千斤顶对地面的压力可以大于10000N B．此千斤顶的AB臂受到的压力总为5000N C．随着拧紧外螺母，小车上升过程，两臂的压力不断减小 D．随着拧紧外螺母，小车上升过程，BD间螺纹轴所受拉力越来越大 7．如图所示是打印机进纸装置示意图，搓纸轮转动时，每次只将最上面的一张打印纸匀速送进打印机，下面的纸张保持不动。已知每张打印纸的重力均为G，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸与纸、纸与底部间的动摩擦因数均为，工作时搓纸轮给最上面一张纸的压力为F，若搓纸轮与底部间有N张打印纸，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则打印机正常工作时（　　） A．静止不动的纸张间没有摩擦力 B．搓纸轮对纸的摩擦力大小为 C．纸与底部间的摩擦力大小为 D．若满足，就能实现每次只送进一张纸 二、多选题（每小题10分，共30分，漏选得5分） 8．平板电脑置于支架上处于静止状态，如图所示，M、N为平板电脑上与支架接触的两个挡板，设接触面均为粗糙。则（　　） A．N处受到的支持力垂直于平板 B．M处受到的支持力垂直于平板 C．N处受到的摩擦力沿水平方向 D．M处受到的摩擦力水平向右 9．两个共点力与大小不变，方向可变。设两力之间的夹角为，其合力为随变化图像如图所示。以下说法正确的是（　　） A． B． C．若，方向可变，则与三力可平衡 D．若，方向可变，则与三力不可平衡 10．用三个细线、、将重力均为G的两个小球1和2连接，并如图所示悬挂。两小球处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为30°，细线水平。重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．细线、的拉力大小之比为1:2 B．细线、的拉力大小之比为2:1 C．细绳对小球2的拉力大小等于 D．细线剪断的瞬间，小球1的加速度大小为 三、非选择题（共28分） 11．(12分) 小包同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳。 (1)本实验中两次拉橡皮条的过程，主要体现的科学方法是_____。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (2)根据实验数据，该同学画出如图乙所示的图，、、、四个力中，其中力_____不是由弹簧测力计直接测得的。 (3)小李同学用如图丙所示的装置来做实验。从水平开始，保持弹簧测力计和细线的夹角不变，使弹簧测力计和均顺时针缓慢转动至弹簧测力计竖直。在此过程中，弹簧测力计的示数_____，弹簧测力计的示数_____。（均选填“不断减小”“不断增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”） 12．(16分) 如图所示，质量M=1.5kg的物块放置在水平地面上，轻绳通过固定在天花板上的光滑定滑轮O将物块和竖直轻质弹簧连在一起，轻质弹簧下端连接着小球。已知定滑轮O和物块间的轻绳与水平方向的夹角为30°，小球静止（未接触地面）时弹簧的长度L=20cm，此时物块恰好静止。已知弹簧的劲度系数k=100N/m、原长L0=10cm且弹簧始终处于弹性限度内，物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求： (1)小球的质量m； (2)物块与地面间的动摩擦因数μ； (3)绳子给滑轮的作用力 第4页，共8页 高中物理第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $