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（冀渝川豫皖专版）

40分钟·S ·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N.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 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 力的合成与分解 / 易 0.85 2 单项选择题 6 斜拉桥在平行力下的平衡问题 易 0.80 3 地球仪在互成夹角的力作用下 单项选择题 6 中 0.75 的平衡问题 4 单项选择题 6 提水问题的动态分析 中 0.68 5 单项选择题 6 平衡的临界极值问题 中 0.60 6 单项选择题 6 用正弦定理解平衡问题 难 0.50 7 多项选择题 8 拔河比赛的受力分析 易 0.80 8 多项选择题 8 共点力平衡、临界问题 难 0.50 9 探究两个互成角度的力的合成 非选择题 12 中 0.60 规律 10 非选择题 16 共点力平衡 中 0.60 11 非选择题 20 连接体的动态平衡 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 为0，桥面的重力一定，由平衡条件可得nFcos0 1.B【解析】两个力的合力为0，其中一个向东的力为 mg,解得每根钢素的拉力F=。仅增加索塔高 6N,则另一个力向西且大小也为6N,将向东的6N 度，可使钢索与竖直方向的夹角减小，每根钢索的拉 的力改为向北，则向西的6N的力与向北的6N的力 力会减小，A项错误，B项正确：对桥面受力分析可 的合力大小为6√N,B项正确。 知，所有钢索对桥面的拉力沿竖直方向向上的分力之 2B【解析】设桥面的质量为，有n根钢索，每根钢 和与桥面的重力大小相等、方向相反，则所有钢索对 索的拉力大小为F,每根钢索与竖直方向间的夹角均 索塔拉力沿竖直方向向下的分力之和与桥面的重力 ·7 ·物理· 参考答案及解析 大小相等，故增加或减少钢索的数量，钢索对索塔向 n解得T,-6g,,=Emg,B mg 2 下的压力大小恒定不变，C、D项错误。 项错误；将小球P、物块Q视为一个整体，可知物块Q 3.A【解析】设地球仪中的小磁体和磁极之间的连线 与竖直方向间的夹角为0，由几何关系可得tan0= 受地面的静摩擦力大小∫=T,sn45:中m,物 6R,解得0=37”，由对称性可知，每个磁极对 1.2R3 块Q受地面的支持力大小V=(M十m)g-Tacos45° 小磁体的作用力大小均相等，对小磁体受力分析可知 =(M+15m)g,由牛顿第三定律可知，物块Q对 2 NFeos0=mg,解得F=,A项正确。 地面的压力大小N'=(M+1二 2m)g,C项正确，D 2 4.D【解析】水桶在重力和两人的拉力下平衡，若两同 项错误。 学同时减小日角，两同学对桶的拉力均将减小，拉力 二、多项选择题 在水平方向的分量也减小，因此地面对女同学的摩擦 7.ACD【解析】实际比赛时因体重差异而使地面的摩 力∫也减小，A、B项错误；若桶中的水不断漏下，则 擦力不同，同年级年龄和体重相仿，不会使两队有较 两同学对桶的拉力均减小，地面对女同学的摩擦力∫ 大悬殊，穿平底鞋是为了增大与地面间的动摩擦因 也减小，C项错误：若女同学对桶的作用力方向不变， 数，防止打滑，不戴手套避免增大手与绳间的摩擦力， 男同学施加的作用力与竖直方向间的夹角变小，则女 因此增强了公平和安全性，A项正确；拔河比赛时将 同学的拉力会逐渐减小，因此地面对女同学的支持力 每队视为一个整体，每队只受重力、支持力、绳子的拉 N也减小，D项正确。 力和地面的摩擦力作用。以绳子为研究对象，整体向 5.B【解析】设悬臂的推力为F,则悬臂对滑块的压力 获胜队运动，相当于有向获胜队方向上的加速度，故 F、=Fsin9,若要此时无论多大的风均不能将窗扇关 获胜队拉绳子的力大于失败队拉绳子的力，B项错 误：以两队整体为研究对象，水平方向上的外力是地 闭，则有Fo0s长K,解得A≥gB项正确。 面给两队的摩擦力，只有在地面给获胜队的摩擦力大 6.C【解析】小球P处于静止状态，其受力分析图如图 于地面给失败队的摩擦力时，高三(8)班才能获胜，C 所示： 项正确；实际比赛时队员向后倾倒，可以降低重心，同 时还提高了稳定性，便于成功，D项正确。 8.AC【解析】对盖瓦受力分析可知，盖瓦所受的两个 支持力2Fm=mgcos0,两个静摩擦力2f1=mgsin0, 可知F1=mgc0s9,f=mg9,又2f≤ 2 2 由三角形内大角对大边可知T4>TB,即绳PA中的 内mgcos,A项正确，B项错误：以两片底瓦和盖瓦 张力大于绳PB中的张力，A项错误；在矢量三角形 整体为研究对象，可得整体的重力在垂直椽子所在平 中由正弦定理可知sin(15+90°)= Ta sin 453 面方向上的分力为3 ngcos0,垂直椽子所在平面方向 ·8· 40分钟·S ·物理· 上整体处于平衡状态，则有3 ngcos0=4 Fxcos a,可 验中，把橡皮条与细绳的结点拉到O点时，为减小实 得椽子与底瓦间的弹力下y=3mgc0s9,为使底瓦与 验误差，两弹簧测力计之间的夹角应适当大些，不一 4cos a 定取90°，D项错误。 盖瓦均不下滑，应使4uFv≥3 ngsin0,解得u2≥ (4)该弹簧测力计的分度值为0.1N,根据图乙可得， cosa·tan9,C项正确；对整体，沿椽子所在平面方向 读数为4.00N。 上有4f=3 ngsin0,则，=3 ngsin9,即改变椽子间 4 (5)在处理数据时，F1、F2合力的理论值是根据力的 距，不会影响底瓦受到椽子的静摩擦力，D项错误。 图示，利用平行四边形定则作图表示出来的，故F是 三、非选择题 F1、F2合力的理论值。 9.(1)B(2分) (6)结点被拉至O点不动，它在三个力的共同作用下 (2)C(2分) 处于静止状态，则两弹簧测力计拉力的合力一定不 (3)CD(2分) 变，又F2的方向不变，三力必构成一个封闭的矢量三 (4)4.00(2分) 角形。若改变F:的大小和方向，使F1、F,间的夹角 (5)F(2分) 由钝角逐渐减小为锐角的过程中，由三角形法则可知 (6)D(2分) F,先减小后增大，D项正确。 【解析】(1)本实验中两次拉橡皮条的过程，要求橡皮 10.【解析】(1)将力F按作用效果沿AB和AC两个方 条拉到同一位置，拉力的作用效果相同，体现等效替 向进行分解，如图甲所示，且F1=F2 (2分) 代法，B项正确。 (2)互成角度的两个力的合成中，两个分力可成任意 角，不一定要使合力在两分力的角平分线上，两根细 绳长短可以不同，但尽量长些，这样画力的方向时比 较准确，A、B项错误：在使用弹簧测力计时必须要与 由2F1cosa=F (3分) 木板平行，否则合成的平行四边形不在平面上，C项 解得AB杆的弹力大小F,= F -=200N 2cos a cos a 正确；两个分力F、F:间的夹角可以适当大一点，便 (3分) 于作图，减小实验误差，但不是越大越好，D项错误。 (2)再将F1按作用效果分解为F、和F',如图乙 (3)要保证力的作用效果相同，同一次实验过程中，O 所示 点的位置不允许变动，A项正确：读数时视线要正对 弹簧测力计的刻度，B项正确；如果先将其中一个弹 簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹 FN' 入 簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条与细绳的结点 F 拉到O点，弹簧测力计可能会超过量程，C项错误；实 Fx=FI sin a= 2tan a (3分) ·%9 ·物理· 参考答案及解析 由儿何知识可知ana一名=10 (2分) 下滑，物体B将沿斜面上滑，设此时绕过定滑轮O 的细线中的张力大小为T,,绕过定滑轮D的细线中 则F=2000N (3分) 的张力大小为T 11.【解析】(1)挂上小球C系统恰好静止，设此时绕过 对物体A有T2十mag sin=umag cos日十T'(3分) 定滑轮O的细线中的张力大小为T1,绕过定滑轮D 对物体B有mag sin0+u(4十mm)gcos9十 的细线中的张力大小为T,对小球C有T1=cg umagcos 0=T (3分) (3分) 对小球C竖直方向有T2cos a=cg (2分) 对物体A有T1十mag sin=mAgcos9+T(3分) 对小球C水平方向有T2sina=F (2分) 解得T=5N (2分) (2)缓慢增大外力F到最大时物体A将在物体B上 联立解得F=10√3N,cosa=6 1 (2分) ·10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、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的)》 1.有两个力，它们的合力为0。现在把其中一个向东6N的力改为向北（大小不变），它们的合力大小为 A.6 N B.6√2N C.12N D.0 2.如图为斜拉桥的索塔与钢索的简单示意图，斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内，且充分利用 索塔，假设每根钢索对桥面的作用力大小相等，且其与水平方向的夹角相等，忽略钢索的质量及 桥面高度的变化。下列说法正确的是 索塔 钢索 A.仅减小索塔高度，每根钢索的拉力会减小 B.仅增加索塔高度，每根钢索的拉力会减小 桥面 C.仅增加钢索的数量，索塔受到的向下的压力会减小 D.仅减少钢索的数量，索塔受到的向下的压力会减小 3.磁悬浮地球仪利用磁场间的相互作用原理使地球仪悬浮在半空中，如图所示。通电后水平圆环 形底座上共有N个完全相同的小磁极对地球仪内球心处的小磁体产生作用力，使地球仪悬浮在 空中。已知各磁极所在圆周和小磁体连线形成的圆锥的高度为1.6R,各磁极所在圆的半径为 1.2R,圆锥的轴线竖直且恰好过各磁极所在圆的圆心。地球仪的质量为，重力加速度为g,则 地球仪悬浮时每个磁极对小磁体的作用力大小为 A B.5Nmg 4 c器 D.4Nmg 4.如图所示，男、女两同学共提一桶水静止站在水平地面上，两同学提桶的方向与竖直方向间的夹 角均为0，地面对女同学的支持力大小为N,地面对女同学的摩擦力大小为f,桶始终保持静止， 下列说法正确的是 A.若两同学同时减小0角，则两同学对桶的拉力均将增大 B.若两同学同时减小0角，则地面对女同学的摩擦力f将增大 C.若桶中的水不断漏下，则地面对女同学的摩擦力f将增大 D.若女同学保持角不变而男同学施加的作用力与竖直方向间的夹角变小，则地面对女同学的 支持力N减小 5.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O1、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，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 物理（三）第1页（共4页） 窗扇 窗户 021 一滑块 悬臂 滑轨 乙 A品a B.☑tan0 C.u≤tan0 D.u≥tan0 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,sin75°=⑤十区，则下列说法正确的是 4 A.绳PA与绳PB中的张力大小相等 B.绳PB中的张力大小为3g C.物块Q所受地面的摩擦力大小为5十上， 2-1ng 77777777777777777777777 D.物块Q对地面的压力大小为(M+m)g 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.某学校举行了秋季拔河比赛。每班派出15名(8男7女)选手参加，要求参赛者不能戴手套，只 能穿平底鞋，进行年级循环赛。如图为高三(5)班和高三(8)班进行冠亚军争夺赛时的情景，结 果高三(8)班获胜，则下列说法正确的是 A.比赛规定同年级、不戴手套、穿平底鞋以保证公正和安全 B.获胜队拉绳子的力小于失败队拉绳子的力 C.获胜队与地面间的摩擦力大于失败队与地面间的摩擦力 D.队员比赛时向后倾倒，是为了降低重心，便于成功 8.我国古建筑屋顶多采用蝴蝶瓦方式铺设，图甲为两片弧形底瓦和一片弧形盖瓦的铺设示意图，三 根椽子所在平面与水平面的夹角为0，图乙为截面示意图，底瓦压在两根相互平行的椽子中间，椽 子对底瓦的支持力F、与三根椽子所在平面的垂线间的夹角为α，盖瓦的底边沿压在底瓦的正中 间。已知底瓦和盖瓦的质量均为，瓦片间的动摩擦因数为，瓦片与椽子间的动摩擦因数为2， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,底瓦与盖瓦均保持静止。下列说法正确的是 A.一片底瓦对一片盖瓦的支持力F、,=mgeos0 2 B.一片底瓦对一片盖瓦的摩擦力一定为f,=mgcos0 2 C.底瓦与椽子间的动摩擦因数2≥cosa·tan0 D.减小椽子间距（瓦片始终静止），底瓦受到椽子的摩擦力也将减小 物理（三）第2页（共4页） 40分钟·S 班级 姓名 分数 题号 4 5 6 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(12分)为探究两个互成角度的力的合成规律，某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。 F2 单位：N 人 (1)本实验中两次拉橡皮条的过程，主要体现的科学方法是 。 (填正确答案标号) 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)将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中 需要用两个弹簧测力计分别钩住绳套并互成角度地拉橡皮条，下列说法正确的是 (填正确答案标号) A.两根细绳必须等长 B.橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上 C.在使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计与木板平行 D.两分力F1、F2间的夹角越大越好 (3)在做本实验时，下列操作错误的是 。(填正确答案标号) A.同一次实验过程中O点位置不允许变动 B.实验中，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度 C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计 拉力的大小和方向，把橡皮条与细绳的结点拉到O点 D.实验中，把橡皮条与细绳的结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角应取90°，以便于算出 合力的大小 (4)某次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳的结点位于O点，弹簧测力计的示 数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为 N。 (5)根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中 (填“F”或“F”)是F、F2合力的 理论值。 (6)实验中，把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条与细绳的结点在两个弹簧测力计的拉力F,、F。 共同作用下被拉至O点，如图丁所示。若保持结点被拉至O点不动，且F2的方向不变，改变F 的方向，在F,、F2间的夹角由钝角逐渐减小为锐角的过程中，F1的大小将 。(填正确 答案标号) A.一直减小 B.一直增大 C.先增大后减小 D.先减小后增大 物理（三）第3页（共4页）】 10.(16分)如图为扩张机的原理示意图，A、B为活动铰链，C为固定铰链，在A处作用一水平力 F,B就以比F大得多的力向上顶物体D,已知图中2l=1m,b=0.05m,F=400N,AB杆、AC 杆与水平方向间的夹角均为α，托盘P与左侧竖直墙壁接触，接触面光滑，铰链、杆及托盘受到 的重力均不计，求： (1)AB杆的弹力大小（用含α的三角函数表示）； (2)D受到向上顶的力的大小。 21 A 11.(20分)如图所示，在倾角0=30°的固定斜面顶端和底端各固定一个定滑轮D和O,绕过定滑轮 的两不可伸长的轻质细线连接着A、B、C三个物体。已知物体A和B的质量均为2kg,小球C 的质量为1kg:各接触面间的动摩擦因数均为以=。挂上小球C之前绕定滑轮D的细线伸 直且无作用力，挂上小球C之后系统恰好静止。现施加一缓慢增大的水平外力F向左拉小球 C,直到物体B刚要滑动时不再增大外力F。重力加速度g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动 摩擦力，不计定滑轮与细线间的摩擦，求： (1)挂上小球C之后，静止时绕过定滑轮D的细线中的张力大小； (2)外力F的最大值及此时OC偏离竖直方向的夹角的余弦值。 8 物理（三）第4页（共4页）】 》40分钟·S