2027届高考物理一轮复习专项练习 第9讲 共点力的平衡

2027届高考物理一轮复习 第9讲 共点力的平衡 专项练习——原卷版 【A组同步训练】 一、受力分析的应用 1．（2025高三上·广东开学考）质量为m的物块放在水平面上的A点，用方向斜向右上、与水平面夹角为θ=30°的力F=2mg拉物块，重力加速度大小为g，则物体受力个数为（　　） A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 2．（2025·萧山模拟）质量均匀的钢管，一端支在粗糙的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着（如图所示），下列钢管受力示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（2025·黔东南模拟）平衡术对人的观察能力和动手能力要求较高，极其锻炼人的耐心。小强同学在海边堆放了一些石块，如图所示，石块A、B的接触面水平，不计空气的作用力，下列说法正确的是（　　） A．最上面的石块D一定只受两个力作用 B．心形石块E一定不受摩擦力作用 C．石块C可能受到6个力的作用 D．石块B对石块A的作用力方向一定竖直向上 二、共点力的平衡 4．（2026·宜宾模拟）如图所示，放在水平地面上的简易三脚架上端交点O通过铁链吊起吊锅，三根轻杆对称分布，均可绕O点自由转动，每根杆与竖直方向夹角相等。吊锅（含锅内物体）和铁链的总质量为m，保持静止，重力加速度为g。则（　　） A．铁链对吊锅的拉力大于吊锅对铁链的拉力 B．三脚架所受合力大小为mg C．每根杆对O点弹力大小等于 D．每根杆对O点弹力大小大于 5．（2025·靖远模拟）如图所示，智能机器狗可以帮助人类完成一些危险的任务。为了保证智能机器狗在倾角为的斜面上能稳定地站立和行走（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），智能机器狗脚底与斜面间的动摩擦因数至少为（，）（　　） A．0.75 B．0.6 C．0.8 D．0.5 6．某些农村一大家人过春节时常用简易灶做菜，如图甲所示，将一个球形铁锅用四个轻小石块支起用柴火烧菜，铁锅边缘水平，小石块成正方形放在水平灶台上，石块到铁锅球心的连线与竖直方向的夹角均成37°，已知锅与菜的总质量为8 kg，不计铁锅与石块间的摩擦，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．锅受到四个弹力，且四个弹力的合力为零 B．每个石块与铁锅之间的弹力大小为25 N C．灶台对每个石块的摩擦力为10 N D．质量相同的铁锅，半径越大，每个石块对它的弹力越大 【B组难点突破】 7．（2026·清远模拟）如图所示，利用长木板把一光滑重球缓慢撬起，木板最终转动到水平位置。下列说法正确的是（　　） A．墙对重球的作用力逐渐增大 B．墙对重球的作用力保持不变 C．木板对重球的支持力逐渐减小 D．木板对重球的支持力逐渐增大 8．（2026·方城模拟）如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜。现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动一锐角至绳b水平，在此过程中绳a上张力为和b上张力为 ，则（  ） A．逐渐增大， 逐渐增大 B．逐渐减小， 逐渐减小 C．逐渐减小， 逐渐增大 D．逐渐增大， 逐渐减小 9．（2026·乌鲁木齐模拟）如图所示，轻质弹性绳的一端固定于O点，另一端系一小球，小球静止时，位于O点正下方的A点处。现对小球施加一个外力F，使其静止在与A点等高的B点处。已知弹性绳的弹力与其伸长量成正比，外力F可能是图中的（　　） A． B． C． D． 10．（2026·中山模拟）在仓库搬运作业中，有一种常见的支架与底板垂直的两轮手推车。如图甲，质量为的货物置于底板上，初始时底板水平。之后缓慢下压把手，使支架与水平面夹角变为，如图乙。假设货物与支架、底板间无摩擦，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．图乙中支架对货物的支持力大小为 B．下压把手的过程中，手推车对货物的作用力变小 C．下压把手的过程中，支架对货物的支持力减小 D．图乙中支架与水平面夹角为时，底板受到的压力小于货物的重力 11．（2026·石家庄模拟）如图所示，质量为的风筝受到垂直于风筝面向上的风力、沿风筝线的拉力和重力作用，在空中处于平衡状态，此时风筝平面、风筝线与水平面夹角均为。某时刻风力大小突然变为原来的2倍，通过调整风筝线与水平面的夹角使风筝再次在空中平衡，且调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为。不计风筝线质量，重力加速度为，风筝再次在空中平衡后，风筝线的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 【C组综合拓展】 12．（2025高三上·西城月考）如图所示，质量为m的物体，放在一个倾角为30°的固定斜面上，物体恰能沿斜面匀速下滑。若对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可以沿斜面匀速向上滑行。重力加速度为g，试求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数； (2)水平力F的大小。 13．（2025高三上·饶平月考）如图为一人正在用自己设计的方案搬运家具到二楼，他用一悬挂于房檐点的小电机通过轻绳拉动家具缓慢上升，为避免家具与墙壁碰撞，需要他站在地面上用轻绳向外侧拖拽，绳与绳始终在同一竖直面内，某时刻绳与竖直方向的夹角为，绳与竖直方向的夹角为。已知家具的质量为，人的质量为（取）。求： （1）绳的拉力与绳的拉力大小： （2）该人受到地面的支持力和摩擦力大小。 【答案】解：（1）以家具为对象，根据受力平衡，水平方向有 竖直方向有 联立解得， （2）以人对象，根据受力平衡，竖直方向有 解得地面对人的支持力为 水平方向摩擦力 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高考物理一轮复习 第9讲 共点力的平衡 专项练习——解析版 【A组同步训练】 一、受力分析的应用 1．（2025高三上·广东开学考）质量为m的物块放在水平面上的A点，用方向斜向右上、与水平面夹角为θ=30°的力F=2mg拉物块，重力加速度大小为g，则物体受力个数为（　　） A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】A 【解析】竖直方向上有，所以物体竖直方向平衡，不受支持力与摩擦力，所以物体只受重力和拉力作用2个力。 故答案为：A。 2．（2025·萧山模拟）质量均匀的钢管，一端支在粗糙的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着（如图所示），下列钢管受力示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】钢管受到的重力竖直向下；受到的绳子拉力沿绳子向上，即竖直向上；受到地面的支持力垂直地面向上，即竖直向上；由于、、均在竖直方向上，所以地面对钢管的摩擦力为0。 故答案为：A。 3．（2025·黔东南模拟）平衡术对人的观察能力和动手能力要求较高，极其锻炼人的耐心。小强同学在海边堆放了一些石块，如图所示，石块A、B的接触面水平，不计空气的作用力，下列说法正确的是（　　） A．最上面的石块D一定只受两个力作用 B．心形石块E一定不受摩擦力作用 C．石块C可能受到6个力的作用 D．石块B对石块A的作用力方向一定竖直向上 【答案】D 【解析】AB．因为不知道接触面是否水平，所以最上面的石块D可能受摩擦力作用，心形石块E也有可能受摩擦力作用，故AB错误； C．石块C最多受到重力，左右两边石块对它的两个摩擦力，两个弹力，共5个力的作用，故C错误； D．石块A、B的接触面水平，把石块A及其上面的石块看作整体，根据二力平衡条件可知，石块B对石块A的作用力方向一定竖直向上，故D正确。 故选D。 二、共点力的平衡 4．（2026·宜宾模拟）如图所示，放在水平地面上的简易三脚架上端交点O通过铁链吊起吊锅，三根轻杆对称分布，均可绕O点自由转动，每根杆与竖直方向夹角相等。吊锅（含锅内物体）和铁链的总质量为m，保持静止，重力加速度为g。则（　　） A．铁链对吊锅的拉力大于吊锅对铁链的拉力 B．三脚架所受合力大小为mg C．每根杆对O点弹力大小等于 D．每根杆对O点弹力大小大于 【答案】D 【解析】A．根据牛顿第三定律可知，铁链对吊锅的拉力大小等于吊锅对铁链的拉力。故A错误； B．三脚架处于静止状态，属于平衡状态。根据平衡条件，物体所受的合力为零。故B错误。 CD．设杆与竖直方向的夹角为，对O点受力分析，由平衡条件得，解得，故C错误，D正确。 故答案为：D。 5．（2025·靖远模拟）如图所示，智能机器狗可以帮助人类完成一些危险的任务。为了保证智能机器狗在倾角为的斜面上能稳定地站立和行走（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），智能机器狗脚底与斜面间的动摩擦因数至少为（，）（　　） A．0.75 B．0.6 C．0.8 D．0.5 【答案】A 【解析】智能机器狗能在倾角为的斜面上稳定地站立和行走，所受的最大静摩擦力大于或等于重力沿斜面向下的分力，即，解得 故答案为：A。 6．某些农村一大家人过春节时常用简易灶做菜，如图甲所示，将一个球形铁锅用四个轻小石块支起用柴火烧菜，铁锅边缘水平，小石块成正方形放在水平灶台上，石块到铁锅球心的连线与竖直方向的夹角均成37°，已知锅与菜的总质量为8 kg，不计铁锅与石块间的摩擦，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．锅受到四个弹力，且四个弹力的合力为零 B．每个石块与铁锅之间的弹力大小为25 N C．灶台对每个石块的摩擦力为10 N D．质量相同的铁锅，半径越大，每个石块对它的弹力越大 【答案】B 【解析】A：锅受到四个弹力，且四个弹力的合力与重力等大反向，故A错误； B：根据平衡条件，有4Fcos 37°＝mg，解得F＝25 N，故B正确； C：对石块分析，水平方向有Fsin 37°＝f，解得f＝15 N，故C错误； D：质量相同的铁锅，半径越大，石块到铁锅球心的连线与竖直方向的夹角越小，则每个石块对它的弹力越小，故D错误。 【B组难点突破】 7．（2026·清远模拟）如图所示，利用长木板把一光滑重球缓慢撬起，木板最终转动到水平位置。下列说法正确的是（　　） A．墙对重球的作用力逐渐增大 B．墙对重球的作用力保持不变 C．木板对重球的支持力逐渐减小 D．木板对重球的支持力逐渐增大 【答案】C 【解析】对光滑重球受力分析，球受重力、墙的水平弹力、木板支持力，缓慢抬起全程平衡，设木板与水平面夹角为，竖直方向：，得；水平方向： 木板转到水平，持续减小，减小，逐渐减小，故AB错误； 减小，增大，逐渐减小，故C正确，D错误； 故答案为：C。 8．（2026·方城模拟）如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜。现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动一锐角至绳b水平，在此过程中绳a上张力为和b上张力为 ，则（  ） A．逐渐增大， 逐渐增大 B．逐渐减小， 逐渐减小 C．逐渐减小， 逐渐增大 D．逐渐增大， 逐渐减小 【答案】D 【解析】设圆环在转动过程中绳b与竖直方向的夹角为， 转动的过程中小球受力平衡，可得两绳拉力的合力不变等于mg，两绳拉力和小球重力组成一个三角形，根据几何知识可得两绳拉力的夹角设为不变，根据正弦定理可得 ，在转动的过程中变大，且小于，所以可得变大，变小。 故答案为：D。 9．（2026·乌鲁木齐模拟）如图所示，轻质弹性绳的一端固定于O点，另一端系一小球，小球静止时，位于O点正下方的A点处。现对小球施加一个外力F，使其静止在与A点等高的B点处。已知弹性绳的弹力与其伸长量成正比，外力F可能是图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】设弹性绳原长为，小球在A点静止，重力与弹力平衡，有 整理得，B与A等高，设OB与竖直方向夹角为，由几何关系得 因此弹性绳弹力，将T沿竖直方向分解，得竖直分量 小球在B受力平衡，竖直方向有（为F的竖直向下分量） 整理得，说明F必须有竖直向下的分量。T沿水平方向的分量向右，因此F必须有水平向左的分量，故F方向为斜向左下，只有F4符合要求。 故答案为：D。 10．（2026·中山模拟）在仓库搬运作业中，有一种常见的支架与底板垂直的两轮手推车。如图甲，质量为的货物置于底板上，初始时底板水平。之后缓慢下压把手，使支架与水平面夹角变为，如图乙。假设货物与支架、底板间无摩擦，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．图乙中支架对货物的支持力大小为 B．下压把手的过程中，手推车对货物的作用力变小 C．下压把手的过程中，支架对货物的支持力减小 D．图乙中支架与水平面夹角为时，底板受到的压力小于货物的重力 【答案】D 【解析】A．图乙中对货物受力分析可知支架对货物的支持力大小为，A错误； B．缓慢下压，货物始终平衡，手推车对货物的作用力始终与重力等大反向，大小不变，B错误； C．下压把手的过程中，支架与水平面夹角θ减小，根据支架对货物的支持力可知，支架对货物的支持力变大，C错误； D．图乙中支架与水平面夹角为时，底板受到的压力，D正确。 故答案为：D。 11．（2026·石家庄模拟）如图所示，质量为的风筝受到垂直于风筝面向上的风力、沿风筝线的拉力和重力作用，在空中处于平衡状态，此时风筝平面、风筝线与水平面夹角均为。某时刻风力大小突然变为原来的2倍，通过调整风筝线与水平面的夹角使风筝再次在空中平衡，且调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为。不计风筝线质量，重力加速度为，风筝再次在空中平衡后，风筝线的拉力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】风筝受三个力，如图所示 初始状态风筝平面、风筝线与水平面夹角均为，因此水平方向 竖直方向，联立解得 风力变为原来的2倍，即 调整过程中风筝平面与水平面的夹角始终为，即风筝平面倾角不变，故方向不变。设调整后风筝线拉力为，风筝线与水平面夹角为，根据平衡条件，水平方向 竖直方向，解得 故选A。 【C组综合拓展】 12．（2025高三上·西城月考）如图所示，质量为m的物体，放在一个倾角为30°的固定斜面上，物体恰能沿斜面匀速下滑。若对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可以沿斜面匀速向上滑行。重力加速度为g，试求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数； (2)水平力F的大小。 【答案】解：(1)由题意物体恰能沿斜面匀速下滑，则根据平衡条件满足mgsin 30°＝μmgcos 30° 解得 物体与斜面间的动摩擦因数 μ＝ (2)受力情况如图所示 由匀速直线运动的条件有Fcos 30°＝mgsin 30°＋Ff2，N＝mgcos 30°＋Fsin 30° 又Ff2＝μN 解得F＝＝ 13．（2025高三上·饶平月考）如图为一人正在用自己设计的方案搬运家具到二楼，他用一悬挂于房檐点的小电机通过轻绳拉动家具缓慢上升，为避免家具与墙壁碰撞，需要他站在地面上用轻绳向外侧拖拽，绳与绳始终在同一竖直面内，某时刻绳与竖直方向的夹角为，绳与竖直方向的夹角为。已知家具的质量为，人的质量为（取）。求： （1）绳的拉力与绳的拉力大小： （2）该人受到地面的支持力和摩擦力大小。 【答案】解：（1）以家具为对象，根据受力平衡，水平方向有 竖直方向有 联立解得， （2）以人对象，根据受力平衡，竖直方向有 解得地面对人的支持力为 水平方向摩擦力 学科网（北京）股份有限公司 $