物理(三)力的合成分解、共点力的平衡、实验：探究两个互成角度的力的合成规律-【衡水金卷·先享题】2026-2027学年高三物理一轮复习40分钟周测卷（湖北专版）

物理（三）力的合成分解、共点力的平衡、 实验：探究两个互成角度的力的合成规律 (建议用时40分钟，满分100分) 一、选择题（本题共8小题，每小题8分，共64分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一 项符合题目要求，第7~8题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得8分，选对但不全的 得4分，有选错的得0分) 1.一个竖直向下的120N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并且大小为160N,则另一 个分力的大小为 A.120N B.160N C.200N D.240N 2.某盘山公路如丝带般缠绕在群山之上，高低起伏，弯道众多。为了行车的方便与安全，上山的公 路都是很长的“之”字形盘山公路，这样做的主要目的是 A.减小上山车辆受到的摩擦力 B.减小上山车辆的重力 C.减小上山车辆对路面的压力 D.减小上山车辆的重力沿路面向下的分力 3.直升飞机行驶时不受地面道路限制，可用于搜寻、救援等任务。如图所示，质量为M的直升飞 机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度为g。由于河水的水 平流动带动物体运动使软绳偏离竖直方向，当直升飞机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静 止时，与物体相连的绳端切线与水平方向成0角，下列说法正确的是 A,软绳对物体的拉力一定为。 B.河水对物体的作用力可能等于mg tan 0 C.河水对物体的作用力可能小于mgcos0 m D.空气对直升飞机的竖直作用力一定大于(M十m)g 4.如图甲所示，窗户上的连杆通常被称为滑撑或铰链，它是一种连杆式活动链接装置，主要用于连 接窗扇和窗框，使窗户能够顺利开启和关闭，通常由滑轨、滑块、悬臂组成，示意图如图乙所示。 水平悬臂通过转轴O,、O2分别与竖直窗扇和滑块相连，窗扇可绕轴O3转动。现将窗扇打开，使 窗扇与窗户垂直，此时悬臂与窗户之间的夹角为日，若要求此时无论多大的风力均不能将窗扇关 闭，则滑块与滑轨之间的动摩擦因数应满足的条件是 窗扇 窗片 滑块 悬臂 滑轨一 甲 A≤0 B.utan 0 1 C.u≤tan0 D.u≥tan0 物理（三）第1页（共4页） 5.如图甲所示，空调外机用两个直角三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，若空调外机的 重心恰好和横梁AO与斜梁BO的连接点O在同一竖直面内，且重心与两支架横梁和斜梁的交 点的距离相等，重力大小为240N。AO水平，BO与AO的夹角为37°，sin37°=0.6。假定横梁 对O点的拉力总沿OA方向，斜梁对O点的支持力总沿BO方向。下列说法正确的是 A.横梁对O点的拉力大小为180N B.斜梁对O点的支持力大小为320N C.如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁 仍然水平，这时横梁对O点的作用力将变小 D.如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁 仍然水平，这时斜梁对O点的作用力将变大 6.如图甲所示，在“亲子活动”中，一位勇敢的宝宝在父母的鼓励与保护下，沿绳梯缓慢移动，最终 顺利登顶完成挑战。现将宝宝攀登过程中的某一瞬间简化成如图乙所示的情景：两段不可伸长 的轻绳均与质量为的小球P相连，绳PA的一端固定在竖直墙壁上的A点，绳PB的一端与 水平地面上质量为M的物块Q相连于B点，系统保持静止。已知绳PA与墙壁成α=45°角，绳 PB与水平方向成B=15角，重力加速度为g,sn75°=6士2，则下列说法正确的是 A.绳PA与绳PB中的张力大小相等 B.绳PB中的张力大小为√3mg C.物块Q所受地面的摩擦力大小为5十1， 77777777777777777777777 D.物块Q对地面的压力大小为(M+m)g 7.如图所示，倾角a=30°的固定斜面上，劲度系数k=160N/m的轻弹簧平行于斜面放置，一端固 定在斜面顶端A点，另一端连接一质量m=1kg的物体，斜面上P、Q两点之间的距离 为0.1，物体放在P、Q点之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体都会沿斜面 滑动。弹簧长度始终在弹性限度内，重力加速度g=10m/s2,物体可视为质点，下列说法正确 的是 A.物体在P点和Q点，弹簧分别处于伸长和压缩状态 B.物体在P点和Q点，弹簧均处于伸长状态 0 C.物体与斜面之间的最大静摩擦力为4N D.物体与斜面之间的最大静摩擦力为8N 77yg分7 8.如图所示，轻绳AB与轻杆的两端连接，一小圆环套在轻绳上处于平衡状态，现将杆从图中与水 平方向间的夹角为15°的位置开始，缓慢绕过杆中点的水平轴O在竖直平面内转动一个角度，当 再次平衡后，下列说法正确的是 A.若将杆逆时针转动45°，轻绳上的张力先变大后变小 B.若将杆逆时针转动45°，轻绳上的张力先变小后变大 B C.若将杆顺时针转动45°，轻绳上的张力变小 D.若将杆顺时针转动45°，轻绳上的张力变大 ● 小圆环 物理（三）第2页（共4页） 40分钟·U 班级 姓名 分数 题号 2 3 4 5 6 8 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(8分)某同学利用如图甲所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律，在竖直木板上铺有 白纸，固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等，当系统达到平 衡时，根据钩码个数读出三根绳子OA、OB、OC的拉力分别为F1、F2和F3。 O F2 F3V: 丙 (1)改变钩码的个数，实验仍可能完成的是 。 (填正确答案标号) A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5 B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4 C.钩码的个数N1=N2=N3=4 D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 。(填正确答案标号) A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C.用量角器量出三段绳子之间的夹角 D.用天平测出钩码的质量 （3)在作图时，图 (填“乙”或“丙”)是正确的。 10.(12分)如图所示，A、B两物块紧密接触，静置在水平面上，A、B间的接触面光滑且与水平面成 0角，A、B的质量均为。它们与水平面间的动摩擦因数均为4，现用水平力F向右推A、B使 A、B做匀速直线运动，且A、B间无相对滑动，重力加速度为g,求： (1)力F的大小； (2)水平面对A、B的摩擦力大小。 7777777A77777777777 物理（三）第3页（共4页） 11.(16分)当若干相同铁塔等高、等距时，可将之视为如图所示的结构模型。铁塔（左右对称）的质 量为m,相邻铁塔间输电线的长度为L,其单位长度的质量为o,输电线顶端的切线与竖直方 向成0角。已知冰的密度为ρ，重力加速度为g,冰层均匀包裹在输电线上，且冰层的横截面为 圆形，其半径为R,输电线的半径可忽略。 (1)被冰层包裹后，每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少？ (2)被冰层包裹后，输电线在最高点所受的拉力大小为多少？ (3)被冰层包裹后，输电线在最低点所受的拉力大小为多少？ 物理（三）第4页（共4页） 40分钟·U40分钟·U ·物理· 物理（三） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I,理解能力Ⅱ.推理论证能力 Ⅲ，模型建构能力Ⅳ.创新能力V.实验探究能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 分 值 (主题内容) ⅡⅢ ① ②@③④ 档次 系数 1 选择题 8 力的合成与分解 易 0.90 2 选择题 8 力的合成与分解基本规律 易 0.86 选择题 8 两个物体情景下的受力分析 易 0.80 4 选择题 8 平衡的临界极值问题 中 0.65 5 选择题 8 空调外机三角形支架受力分析 中 0.60 6 选择题 8 用正弦定理解平衡问题 难 0.50 1 弹簧在斜面静止的临界问题 选择题 8 中 0.70 分析 选择题 绳子拉物体的张力变化分析 难 0.50 探究两个互成角度的力的合成 9 非选择题 8 中 0.75 规律 水平面上外力推两个物体的摩 10 非选择题 12 中 0.65 擦力分析 11 非选择题 16 重绳子情境下的物体受力分析 难 0.50 香考答案及解析 一、选择题 方向水平、大小为160N,由力的三角形定则作图，如 1.C【解析】将竖直向下的120N的力分解，其中一个 图所示，其中F=120N,F1=160N,则另一个分力的 ·物理· 参考答案及解析 大小为F2=√1202十160FN=200N,C项正确。 m)g,可知空气对直升飞机的竖直作用力F气=(M十 m)g一F浮<(M十m)g,D项错误。 4.B【解析】设悬臂的推力为F,则悬臂对滑块的压力 F F2 Fy=Fsin 0,若要此时无论多大的风均不能将窗扇关 2.D【解析】对斜面上的物体受力分析，如图所示： 闭，则有Fos0飞，解得≥a司aB项正确。 5.C【解析】对O点受力分析，如图所示： FOB 0 FOA 重力G产生的效果包括使物体下滑的分力F1和使 37 物体压紧斜面的分力F2,F1=Gsin0,F2=Gcos0,倾 G 角日减小，F减小，F2增大，同一座山，高度一定，把 由平衡条件可得Fo cos37°=Fa4,2 Fon sin37°=G, 公路修成盘山公路时，使长度增加，则路面的倾角减 小，即减小上山车辆的重力沿路面向下的分力，可使 解得Fa4=160N,Fw=200N,A、B项错误；如果把 行车更安全，D项正确。 斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍 3.B【解析】对物体受力分析，物体受重力mg、浮力 G 然水平，则∠AOB变大，由Fa-2an∠A0B,可知横 F浮、软绳的拉力T和水的阻力∫，如图所示： G 梁对0点的作用力将变小，由Fe=2sin∠AOB,可 浮1 知斜梁对O点的作用力将变小，C项正确，D项错误。 6.C【解析】小球P处于静止状态，其受力分析图如图 所示： mgv 根据平衡条件可得，竖直方向有F浮十Tsin0=mg,水 平方向有∫=Tcos,解得T=mg一F注，A项错误： sin 0 G 以物体为研究对象，受到重力、软绳的拉力和水的作 用力，当水的作用力方向与软绳拉力垂直时，水的作 由三角形内大角对大边可知T4>T,即绳PA中的 用力有最小值，大小为F水m=mngcos日，由于mg。 张力大于绳PB中的张力，A项错误；在矢量三角形 tan 0 mg cos b TA Ta sn9>Fm,故河水对物体的作用力可能等于 中由正弦定理可知sin5905=sm45 品。B项正确，C项错误：对直升飞机和物体整体受 n15町解得T,-告g,Tn=Emg,B mg 2 力分析，竖直方向根据平衡条件有F气十F浮=(M十 项错误；将小球P、物块Q视为一个整体，可知物块Q ·8 40分钟·U ·物理 受地面的静摩擦力大小f=Tsin45°=5十1， 的合力方向可能偏离竖直方向，所以图乙是正确的。 2 g,物 10.【解析】(1)对A、B组成的系统，由平衡条件有力F 块Q受地面的支持力大小V=(M十m)g-T4cos45 =f (1分) =(M十1一5mg,由牛顿第三定律可知，物块Q对 水平面给系统的支持力N=2mg (1分) (1分) 地面的压力大小N'=(M+1 水平面给系统的摩擦力f=N 2 m)g,C项正确，D 解得F=2mg (1分) 项错误。 (2)对物块B,受力分析如图甲所示 7.AD【解析】假设物体在P点和Q点，弹簧均处于伸 长状态，在P点时有mg sin a十fm-kr=0,在Q点 时有mg sin a-kx2-fm=0,P、Q间的长度△x=x -x2,解得fm=8N,mngsin a<fm,所以物体在P点 甲 和Q点，弹簧分别处于伸长和压缩状态，A、D项 由平衡条件，水平方向有Fan sin=fB (1分) 正确。 竖直方向有NB=mg十F4Bcos0 (1分) 8.AC【解析】由于圆环所受重力不变，则两边轻绳张 又fa=uNB (1分) 力的合力不变，根据力的合成可知，当张角越大时，需 umgsin 0 要的分力越大，由图可知杆水平时，张角最大，所以杆 解得fB= (1分) sin 0-ucos 水平时，轻绳上的张力最大，将杆逆时针转动45°的过 对物块A,受力分析如图乙所示 程中，张角先变大后变小，所以张力先变大后变小，A BA 项正确，B项错误：若将杆顺时针转动45°，张角变小， 轻绳上的张力变小，C项正确，D项错误。 二、非选择题 mg 乙 9.(1)BCD(2分) 由平衡条件，水平方向有F=fA+Faa sin日(1分) (2)A(3分) 竖直方向有NA十FBa cos日=mg (1分) (3)乙(3分) 又fA=uNA (1分) 【解析】(1)实验中的分力与合力的关系必须满足 解得fa=mg(sin9-2ucos) (1分) F1一F2≤F≤F1十F2,A项错误，B、C、D项正确。 sin 0-ucos (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记 11.【解析】(1)输电线冰层的体积V冰=πRL(2分) 结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的 由对称关系可知，塔尖所受压力的增加值等于一根 方向。 输电线上冰层的重力，即 (3)F的方向一定竖直向下，由于测量误差F和F2 △V=pV冰g=πoRLg (2分) ·%9· ·物理· 参考答案及解析 (2)输电线与冰层的总质量 输电线在最高点所受的拉力大小=m,十R 2c0s0 g M=L+πpR2L (2分) (2分) 对输电线受力分析，如图甲所示 (3)对半根输电线受力分析，如图乙所示 0 由共点力的平衡条件可得 F2 F2=FI sin 0 (3分) Mg 输电线在最低点所受的拉力大小F,= Mg 甲 乙 m+元oR Lgtan (3分) 由共点力的平衡条件可得 2 2F cos 0-Mg (2分) ·10