小题精练 02 力和物体平衡-备考2025年高考物理题型突破讲练

试卷更新日期：2025-02-18 类型：二轮复习

进入出卷网下载

一、重要知识点

1. 如图所示，弹簧一端固定在墙壁上，另一端与物块相连接。为使物块能在粗糙水平面上保持静止，弹簧的最大长度为 $l_{1}$ ，最小长度为 $l_{2}$ 。由此可知弹簧的原长是（　　）

A、 $\frac{l_{1} - l_{2}}{2}$ B、 $\frac{l_{1} + l_{2}}{2}$ C、 $l_{2} + \frac{l_{1}}{2}$ D、 $l_{1} - \frac{l_{2}}{2}$

查看试题解析
2. 如图，将一重力不计的纸夹在水平桌面上的书内，已知书对纸的压力为2N，书所受的重力为3N。若用F=0.6N的水平拉力拉纸，刚好将纸匀速拉出。则书与纸间的动摩擦因数为（　　）

A、0.1 B、0.15 C、0.2 D、0.3

查看试题解析
3. 在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心。能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的选项是（　　）

A、 B、 C、 D、

查看试题解析
4. 明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可．一游僧见之，曰：无烦也，我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则（　　）

A、若F一定，θ大时N大 B、若F一定，θ小时N大 C、若θ一定，F大时N大 D、若θ一定，F小时N大

查看试题解析
5. 如图所示，斜面c上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体及斜面均处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A、c受到地面的摩擦力向右 B、a、b两物体的受力个数一定相同 C、斜面对a、b两物体的支持力一定相同 D、逐渐增大拉力F，b物体先滑动

查看试题解析
6. 如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为q（q＞0）。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为θ＝45°。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A、M带负电荷 B、N带负电荷 C、q＝L $\sqrt{\frac{m g}{k}}$ D、q＝3L $\sqrt{\frac{m g}{k}}$

查看试题解析
7. 如图所示，间距为 $L$ 的光滑金属导轨 $P Q$ 、 $M N$ 相互平行，导轨平面与水平面呈 $θ$ 角，一金属棒 $a b$ 垂直于导轨放置并与电源、开关构成回路，金属棒 $a b$ 与导轨接触良好，空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，当通过金属棒 $a b$ 的电流为 $I$ 时，金属棒恰好处于静止状态，则( )

A、磁场方向垂直于导轨平面向上
B、金属棒受到的安培力的大小为 $m g s i n θ$
C、磁场的磁感应强度为 $\frac{m g t a n θ}{I L}$
D、增大电流强度，导轨对金属棒的支持力也增大

查看试题解析
8. 如图所示，一带正电的物块静止在粗糙的绝缘的水平地面上，整个空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现给物块一个水平向右的瞬时速度，则物块在地面上的运动情况可能是（　　）

A、做加速运动 B、先做减速直线运动，后做匀速运动 C、始终做匀速运动 D、做减速运动直到静止在地面上

查看试题解析

二、受力分析的方法步骤

9. 如图所示，用等大反向力 $F$ 和 $F^{'}$ 压住两块木板，中间夹着一个重量为G的立方体金属块，它们一起处于静止状态。则（　　）

A、木板和金属块之间肯定有挤压 B、金属块受三个力作用 C、若同时增大 $F$ 和 $F^{'}$ ，木板和金属块之间的摩擦力不变 D、若同时增大 $F$ 和 $F^{'}$ ，金属块所受合力会增大

查看试题解析
10. 如图，质量为m的物体A放在倾角为 $θ$ 、质量为M的斜面体C上，通过一轻质细绳绕过定滑轮连接质量也为m的物体B，细绳与斜面平行，B恰好匀速下降。斜面体C处于水平地面上，定滑轮质量不计，B离地面足够高，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

A、A受5个力 B、B处于失重状态 C、C受到地面的支持力大小为 $F_{N} = (M + 2 m) g$ D、C受到地面的静摩擦力方向水平向左

查看试题解析
11. 如图所示，大鹅卵石A放在水平地面上，小鹅卵石B叠放在A上，A、B处于静止状态，则下列说法正确的是（）

A、地面对A的摩擦力向左 B、A共受到5个力的作用 C、A对B的作用力竖直向上 D、A对B的摩擦力一定大于B受到的重力

查看试题解析
12. 如图，两梯形木块M、P叠放在水平地面上，M、P之间的接触面倾斜。连接M与天花板之间的细绳沿竖直方向。关于力的分析，下列说法正确的是（　　）

A、木块M不可能受二个力作用 B、木块M可能受三个力作用 C、木块M不可能受四个力作用 D、地面可能受到水平方向的摩擦力

查看试题解析

三、处理平衡问题常用的“三种”方法处理平衡问题的常用方法

13. 如图，质量均为m的两个相同小球甲和乙用轻弹簧连接，并用轻绳L₁、L₂固定，处于静止状态，L₁水平，L₂与竖直方向的夹角为60〫，重力加速度大小为g。则（　　）

A、 $L_{1}$ 的拉力大小为 $\sqrt{3} m g$ B、 $L_{2}$ 的拉力大小为 3mg C、若剪断 $L_{1}$ ，该瞬间小球甲的加速度大小为 $\sqrt{3} g$ D、若剪断 $L_{1}$ ，该瞬间小球乙的加速度大小为 g

查看试题解析
14. 如图所示，两同学用同样大小的力F共同提起一桶水，使水桶静止。若两人手臂间的夹角增大，仍然可以使这个水桶保持静止。则（　　）

A、每人对水桶的拉力变小 B、每人对水桶的拉力变大 C、两人对水桶拉力的合力变小 D、两人对水桶拉力的合力变大

查看试题解析
15. 如图AO、CO为不可伸长的轻绳，BO为可绕B点自由转动的轻质细杆，杆长为L，A、B两点的高度差也为L。在O点用轻绳CO悬挂质量为m的重物，杆与绳子的夹角 $α = 30 °$ ，下列说法正确的是（）

A、轻绳AO、CO对O点作用力的合力沿杆由O指向B B、轻杆对O点的力垂直BO斜向右上 C、轻绳AO对O点的拉力大小为mg D、轻杆BO对B点的力大小为 $\sqrt{3} m g$

查看试题解析
16. 明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力F_N ，则（　　）

A、若F一定，θ大时F_N大 B、若F一定，θ小时F_N大 C、若θ一定，F小时F_N大 D、若θ一定，F大时F_N小

查看试题解析

四、临界问题

17. 如图所示，用细绳OA、OB悬挂一重物，OB水平，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上。若悬点A固定，将悬点B从图中所示位置逐渐移到C点，则OA绳和OB绳中的拉力变化情况为（　　）

A、OA绳中的拉力保持不变 B、OA绳中的拉力逐渐增大 C、OB绳中的拉力先减小后增大 D、OB绳中的拉力先增大后减小

查看试题解析
18. 《墨经》中记载古代建造房屋过程中，通过斜面提升重物，如图所示，若斜面体上表面光滑，则在缓慢拉升重物的过程中（　　）

A、重物受到的支持力不变 B、重物受到的支持力减小 C、斜面受到地面的支持力不变 D、斜面受到地面的支持力先增大后减小

查看试题解析
19. 如图所示．质量为 $M$ 的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为 $m$ 的物块在拉力 $F$ 的作用下，沿半圆弧缓慢向上滑动。已知拉力 $F$ 的方向始终与小物块的运动方向相同（与圆弧相切）、物块与半圆柱体表面的摩擦不计、重力加速度的大小为 $g$ 。若小物块和圆心的连线与水平向左方向的夹角为 $θ$ ，在 $θ$ 从0增大到 $90 °$ 的过程中，半圆柱体始终保持静止，下列说法正确的是（　　）

A、拉力 $F$ 一直增大 B、半圆柱体对物块的支持力先增大后减小 C、半圆柱体受到地面的摩擦力先增大后减小 D、半圆柱体受到地面的支持力先减小后增大

查看试题解析
20. 小明打完篮球回家后，习惯性地将球放置在书房里一小方凳与墙壁之间，如图所示。PQ为竖直墙壁，NQ 为水平地面。现假设篮球表面光滑，半径 $R = 0.15 m$ ，质量 $m = 0.4 kg$ ，小方凳为边长L=0.4m的正方体，质量M=1.2kg，此时处于静止状态，小方凳与地面间动摩擦因数 $μ = \frac{1}{3}$ ， OD与竖直方向夹角θ=37°，D为球与凳的接触点，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2} ， sin 37 ° = 0.6 ， cos 37 ° = 0.8$ ，则（　　）

A、地面对小方凳的支持力为16 N，球对小方凳压力为3N B、若向左缓慢移动小方凳，移动过程中地面对小方凳的摩擦力变小 C、从θ=37°开始向左缓慢移动小方凳，松手后球和小方凳仍静止（球未到地面），则小方凳向左移动的最大距离为0.03m D、仅改变球的质量，其余不变，为保证小方凳仍处于静止状态，球的质量应小于1kg

查看试题解析
21. 如图，竖直面内有一圆环，圆心为O，AB为水平直径，MN为倾斜直径，AB、MN的夹角为 $θ$ ，一不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环的 $M$ 、 $N$ 两点，轻质小滑轮连接一重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳的摩擦。圆环从图示位置在纸面内绕O点顺时针缓慢转过 $2 θ$ 的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、轻绳对滑轮的作用力保持不变 B、轻绳对滑轮的作用力先减小再增大 C、轻绳的张力逐渐增大 D、轻绳的张力先增大再减小

查看试题解析

五、破鼎提升

22. 如图所示，圆心为O、半径为R的四分之一圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，在O点正上方有一光滑小定滑轮，小定滑轮到轨道最高点B的距离为h，轻绳一端系一质量为m的小球（小球和小定滑轮均可视为质点），靠放在光滑圆形轨道上的A点，A点到小定滑轮的距离为L，另一端绕过小定滑轮后用力拉住.重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A、缓慢地拉轻绳使小球由A运动到B，该过程中F_N大小不变 B、缓慢地拉轻绳使小球由A运动到B，该过程中F_T一直变小 C、小球静止在A点时，圆形轨道对小球的支持力大小 $F_{N} = \frac{m g L}{R + h}$ D、小球静止在A点时，绳对小球的拉力大小 $F_{T} = \frac{2 m g L}{R + h}$

查看试题解析
23. 如图所示为一倾角为 $θ$ 的固定斜面，ABCD为长方形，O为AC与BD交点， $∠ A C B$ 等于 $30 °$ 。一个质量为m的小物块在恒力F（大小未知）的作用下刚好能在斜面上沿OD匀速运动，F在平面ABCD内且方向与BD之间的夹角为 $30 °$ ，已知重力加速度的大小为g，下列描述正确的是（　　）

A、小物块受到的摩擦力大小为 $m g \sin θ$ B、小物块与斜面之间的动摩擦因数 $μ = \frac{\tan θ}{2}$ C、拉力F沿斜面垂直BC边向上的分量大小为 $m g \sin θ$ D、若小物块与斜面之间的动摩擦因数增大，使小物块仍能沿OD匀速运动，则F应变大，并且其方向与BD的夹角应减小

查看试题解析
24. 如图所示重100N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，一根原长为10cm，劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面上底端，另一端与物体连接，设物体静止时弹簧长度为7cm，现用力F沿斜面上拉物体，而物体仍静止，若物体与斜面间的最大静摩擦力为35N，则力F的可能值是（）

A、15N B、50N C、85N D、100N

查看试题解析
25. 如图所示，竖直面内有一光滑圆环，O为圆心，轻质细绳一端固定在圆环最高点A，另一端连接套在圆环上的小球。当圆环和小球静止时，绳子与竖直方向的夹角为30°，绳子对小球的拉力大小为 $F_{1}$ ，圆环对小球的弹力大小为 $F_{2}$ ；现让圆环在竖直平面内以过O点的水平轴顺时针缓慢转动30°，当圆环和小球再次静止时，绳子对小球的拉力大小为 $F_{3}$ ，圆环对小球的弹力大小为 $F_{4}$ ，则（　　）

A、 $F_{1} > F_{3}$ B、 $F_{1} < F_{3}$ C、 $F_{2} > F_{4}$ D、 $F_{2} < F_{4}$

查看试题解析
26. 如图，轻杆带转轴一端与物块B连接，轻杆可绕转轴在如图所示的竖直面内转动，其上端固定小球A，A、B质量均为m且置于质量为2m的小车中，小车放在光滑水平面上。细线右端固定于车厢壁C点，左端与A球相连，A、C等高，物块B与车厢地板间的动摩擦因数为 $μ$ 。给小车施加水平向左的作用力F，保证轻杆与竖直方向的夹角 $θ = 30 °$ 且与小车始终保持相对静止（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A、轻杆对小球的作用力大小一定为 $\frac{2 \sqrt{3}}{3} m g$ ，方向沿杆斜向上 B、细线拉力为0时，小车的加速度大小为 $\frac{\sqrt{3}}{3} g$ C、当 $μ = \frac{\sqrt{3}}{4}$ ， $F \leq \frac{2 \sqrt{3}}{3} m g$ D、当 $μ = \frac{\sqrt{3}}{2}$ ， $F \leq \frac{2 \sqrt{3}}{3} m g$

查看试题解析

六、直击高考

27. 如图，矩形金属框 $M N Q P$ 竖直放置，其中 $M N$ 、 $P Q$ 足够长，且 $P Q$ 杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过 $P Q$ 杆，金属框绕 $M N$ 轴分别以角速度 $ω$ 和 $ω^{'}$ 匀速转动时，小球均相对 $P Q$ 杆静止，若 $ω^{'} > ω$ ，则与以 $ω$ 匀速转动时相比，以 $ω^{'}$ 匀速转动时（　　）

A、小球的高度一定降低 B、弹簧弹力的大小一定不变 C、小球对杆压力的大小一定变大 D、小球所受合外力的大小一定变大

查看试题解析
28. 如图（a），一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为（　　）

A、 $\frac{3}{5} m g$ B、 $\frac{3}{4} m g$ C、 $\frac{4}{3} m g$ D、 $\frac{5}{3} m g$

查看试题解析
29. 如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两端A、B悬挂在倾角为30°的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，A端细线与杆垂直；当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆，则（）

A、摆角变小，周期变大 B、小球摆动周期约为2s C、小球平衡时，A端拉力为 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ N D、小球平衡时，A端拉力小于B端拉力

查看试题解析
30. 如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{3}}{3} f$ B、 $\frac{\sqrt{21}}{3} f$ C、2f D、3f

查看试题解析
31. 如图，弹簧测力计下端挂有一质量为 $0.20 k g$ 的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为 $30 °$ ，挡板与斜面夹角为 $60 °$ .若弹簧测力计位于竖直方向，读数为 $1.0 N, g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，挡板对球体支持力的大小为( )

A、 $\frac{\sqrt{3}}{3} N$ B、 $1.0 N$ C、 $\frac{2 \sqrt{3}}{3} N$ D、 $2.0 N$

查看试题解析
32. 如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )

A、 $\frac{1}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ C、 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ D、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$

查看试题解析
33. 如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（　　）

A、两绳中的张力大小一定相等 B、P的质量一定大于Q的质量 C、P的电荷量一定小于Q的电荷量 D、P的电荷量一定大于Q的电荷量

查看试题解析
34. 利用砚台将墨条磨成墨汁，墨条速度方向水平向左时，（　　）

A、砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B、桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C、桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D、桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力

查看试题解析
35. 如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（）

A、工人受到的重力和支持力是一对平衡力 B、工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力 C、重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小 D、重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变

查看试题解析
36. 如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l ， P点到O点的距离为 $\frac{1}{2} l$ ， OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（）

A、弹簧的劲度系数为 $\frac{4 m g}{l}$ B、小球在P点下方 $\frac{1}{2} l$ 处的加速度大小为 $(3 \sqrt{2} - 4) g$ C、从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大 D、从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同

查看试题解析