2025年高考物理压轴训练三.docx

2025年高考物理压轴训练3
一．选择题（共7小题）
1．（2024•开福区校级模拟）如图所示，光滑的圆轨道竖直固定在水平地面上，为圆心，为轨道上的一点，与水平面夹角为。小球在拉力作用下始终静止在点。当拉力方向水平向左时，拉力的大小为。当将拉力在竖直平面内顺时针转至沿圆轨道切线方向时，拉力的大小为　　

A． B． C． D．
2．（2024•顺庆区校级模拟）如图所示，木板放置在粗糙水平地面上，为光滑铰链。轻杆一端与铰链固定连接，另一端固定连接一质量为的小球。现将轻绳一端拴在小球上，另一端通过光滑的定滑轮由力牵引，定滑轮位于的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力的大小使小球和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中　　

A．外力大小不变
B．轻杆对小球的作用力大小变小
C．地面对木板的支持力逐渐变小
D．地面对木板的摩擦力逐渐减小
3．（2024•龙凤区校级模拟）如图所示，某创新实验小组制作了一个半径为的圆环，将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的、、三点，另外一端连接于同一点，结点恰好在圆心处。将圆环水平放置，在结点处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了。已知轻弹簧的自然长度为，矿泉水的重力为，则弹簧的劲度系数为　　

A． B． C． D．
4．（2024•山东）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． B． C． D．
5．（2024•龙凤区校级模拟）帆船是人类的伟大发明之一，船员可以通过调节帆面的朝向让帆船逆风行驶，如图所示为帆船逆风行驶时的简化示意图，此时风力，方向与帆面的夹角，航向与帆面的夹角，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶。已知，则帆船在沿航向方向获得的动力为　　

A． B． C． D．
6．（2024•雨花区校级模拟）2023年9月27日，杭州亚运会中国队组合赵焕城王赛博获得帆船比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成，风力和帆面成，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，如果风力大小为，则风力在航行方向的分力为　　

A． B． C． D．
7．（2024•碑林区校级模拟）如图所示，木块、分别重和与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在、之间的轻弹簧被压缩了，弹簧的劲度系数为。用的水平拉力拉木块，木块、均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是　　

A．弹簧的弹力大小为
B．木块受到的摩擦力大小为
C．木块受到的摩擦力大小为
D．地面给、组成的系统的摩擦力大小为
二．多选题（共10小题）
8．（2024•江苏四模）质量均为的相同物块、静止于同一水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.5，现分别给两物块施加等大的作用力，方向如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度大小为，下列说法正确的是　　

A．若，则受到的摩擦比受到的摩擦小
B．若，则受到的摩擦力与受到的摩擦力大小相等
C．若，则受到的摩擦力比受到的摩擦力小
D．若，则受到的摩擦力与受到的摩擦力大小相等
9．（2024•凉山州模拟）某同学在家清洁墙面的情景如图所示，他用力推着一个的拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动，推力保持在沿轻杆方向上，此时轻杆与竖直墙面的夹角为，推力大小为。已知，，取，则　　

A．拖把头对墙的压力为
B．拖把头对墙的压力为
C．拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.5
D．拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.75
10．（2024•岳麓区校级模拟）光滑半圆槽的边缘上固定有一轻质定滑轮，轻质定滑轮轴与一直杆一端连接，直杆可绕在竖直面上转动，轻绳一端连接一小球，另一端跨过轻质定滑轮后套着一铁环，然后固定在直杆的端，如图所示。开始时直杆通过外力水平放置并使整个系统处于平衡状态，不计任何摩擦阻力，小球可视为质点，则　　

A．若轻绳段与段均与竖直方向成角，小球和铁环的质量之比为
B．若小球的质量足够大，系统平衡时小球可能位于半圆弧槽的最低点
C．若通过外力把直杆顺时针缓慢转动一小段距离，小球的位置可能不动
D．若通过外力把直杆逆时针缓慢转动一小段距离，小球的位置一定下移
11．（2024•荔湾区校级一模）建筑工地上，工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面。甲、乙两人在同一高度手握轻绳，不计重力的光滑圆环套在轻绳上，下端吊一重物。甲站在点静止不动，乙从点缓慢向点移动一小段距离。此过程中，下列说法正确的是　　

A．绳的拉力大小减小 B．甲所受平台的支持力增大
C．甲所受平台的摩擦力变小 D．绳对圆环拉力的合力变小
12．（2024•魏都区校级三模）如图所示为常见室外晾衣设备。经特殊防滑处理的水平刚性晾衣杆上悬挂一轻质衣架，衣架上挂有一质量为的衣服，衣服可视为刚性平板。衣服因受迎面吹来的风力作用而与竖直方向形成一稳定偏角，衣架在晾衣杆上始终不发生滑动，已知晾衣杆与衣架间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是　　

A．当衣服所受风力为时，杆对衣架的支持力为
B．为使衣架在晾衣杆上不发生滑动，风力不能超过
C．风力越大，偏角越大
D．风力越大，衣架受到杆的摩擦力越大
13．（2024•衡阳县校级模拟）如图所示，轻绳1两端分别固定在、两点点在点右上方），轻绳1上套有一个轻质的光滑小环，质量为的物块通过另一根轻绳2悬挂在环的下方，处于静止状态，。现用一水平向右的力缓慢拉动物块，直到轻绳2与连线方向垂直。已知重力加速度为。下列说法正确的是　　

A．施加拉力前，轻绳1的张力大小为
B．物块在缓慢移动过程中，轻绳2的延长线始终平分
C．物块在缓慢移动过程中，轻绳2的张力一直增大
D．物块在缓慢移动过程中，轻绳1的张力一直增大
14．（2024•茂名一模）某同学上网课时把平板放在倾角为的斜面上，平板质量为，平板处于静止状态，示意图如图所示，重力加速度取，下列说法正确的是　　

A．斜面对平板的支持力方向竖直向上
B．斜面对平板的支持力小于平板所受的重力
C．斜面对平板的摩擦力大小是，方向沿斜面向下
D．斜面对平板的作用力竖直向上
15．（2024•泰安三模）间距为的两根固定的竖直杆间有一根腔衣绳，晾衣绳两端等高，长度为且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上，衣架能沿晾衣绳自由滑动，衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时，衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置，如图甲所示；有风时，有水平向右的风作用在衣服上，稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直，如图乙所示。已知衣服和衣架的总质量为，重力加速度取，风对晾衣绳的作用力忽略不计，则下列说法正确的是　　

A．无风时，晾衣绳中的拉力大小为
B．有风时，晾衣绳中的拉力大小为
C．有风时，风对衣服的作用力大小为
D．有风时，晾衣绳对衣架的作用力大小为
16．（2024•沈河区校级模拟）如图所示，质量为的小球用一轻绳竖直悬吊于点。现用一光滑的金属挂钩向右缓慢拉动轻绳至虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是　　

A．挂钩对轻绳的作用力不断变大
B．轻绳上的张力先变大后变小
C．轻绳对挂钩的作用力方向始终水平向左
D．挂钩对轻绳的作用力大小不可能为
17．（2024•东湖区校级三模）如图所示，半圆环竖直固定在水平地面上，光滑小球套在半圆环上。对小球施加一始终指向半圆环最高点的拉力，使小球从圆环最低点缓缓移动到最高点。下列说法正确的是　　

A．拉力一直减小
B．拉力先增大后减小
C．小球对圆环的压力大小始终不变
D．小球对圆环的压力先增大后减小
三．填空题（共3小题）
18．（2024•三明模拟）如图，一橡皮擦置于长塑料直尺的一端，现将直尺沿桌面缓慢向外移动，二者始终保持相对静止，在此过程中，直尺弯曲程度变大，橡皮擦对直尺的压力 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” ，橡皮擦所受的摩擦力 　　（选填“增大”、“减小”或“不变” ，直尺对橡皮擦的作用力方向为 　　。

19．（2023•蕉城区校级一模）如图所示，物体、的质量，，与、与地面之间的动摩擦因数都为，在外力作用下，和一起匀速运动，则地面对的摩擦力的大小是 　　；对的摩擦力的大小是 　　。取

20．（2022•闵行区校级模拟）如图所示，在竖直平面的固定光滑圆轨道的最高点有一个光滑的小孔，质量为的小环套在圆轨道上，用细线通过小孔系在环上，缓慢拉动细线，使环沿轨道上移，在移动过程中拉力和轨道对小环的作用的大小变化情况分别为： 　　，　　（均选填“增大”、“减小”、“不变”、“先增大后减小”或“先减小后增大等）．

四．解答题（共5小题）
21．（2024•佛山二模）如图，两工人在安装一园林石牌时，通过绳子对石牌同时施加大小相等、方向与竖直方向成的力，使石牌恰好离开水平地面并保持静止，然后突然一起发力把石牌拉起准备安装到预设位置。当石牌运动到离地面处时，两条绳子同时断裂。石牌继续上升后自由下落。已知石牌质量，取重力加速度，，，忽略空气阻力，求：
（1）的大小；
（2）从绳断裂到石牌恰好接触地面的时间。

22．（2024•浑南区校级模拟）中国的歼战斗机是一款全球领先的战机，它不仅拥有高超的隐身性、机动性，还具有强大火力、信息化和网络化能力，能够在复杂的空战环境中发挥重要的作用。设总重力为的战斗机正沿着与水平方向成角的直线匀速向上攀升，牵引力的方向位于速度方向与竖直方向之间、与速度方向成角，升力与速度方向垂直，飞机受到的阻力等于升力的倍，阻力方向与速度方向相反，如果飞机受到的这几个力的作用线相交于一点，求：
（1）飞机受到的升力的大小；
（2）牵引力的大小。

23．（2024•辽宁模拟）如图（a）所示，间距为的两颗钉子固定在相同高度处，将一根长为、不可伸长的轻质细绳和一根原长也为、劲度系数为的轻质橡皮筋的两端连在一起挂在钉子上，用挂钩将一重物挂在细绳上，平衡时挂钩位于细绳中点且细绳之间的夹角，橡皮筋始终未超出弹性限度，不计一切摩擦，重力加速度为。
（1）求重物的质量；
（2）将第三颗钉子钉在两颗钉子中点处，并撤去两端钉子，将橡皮筋和细绳看作新的“弹性皮筋”，如图（b）所示，求此“弹性皮筋”的劲度系数。

24．（2024•顺庆区校级模拟）如图所示，对称、相同粗糙程度的斜面与竖直方向夹角，硬质轻杆通过光滑铰链与两个相同且质量为的物块、相连，、对称放在斜面上，一质量的物体通过轻绳悬挂在铰链上，对称调节、的位置，使杆与斜面垂直，整个装置处于平衡状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，，可能用到的数学公式，。
（1）求杆对物块的作用力大小；
（2）求物块与斜面间动摩擦因数的最小值；
（3）若斜面光滑，对称调节、的位置，使整个装置仍处于平衡状态，求此时杆与水平方向夹角的正切值。

25．（2023•合肥一模）如图所示，某校门口水平地面上有一质量为的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式缓慢移动石墩，此时两轻绳平行，重力加速度取。求：
（1）若轻绳与水平面的夹角为，轻绳对石墩的总作用力大小；
（2）轻绳与水平面的夹角为多大时，轻绳对石墩的总作用力最小，并求出该值。

2025年高考物理压轴训练3
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．（2024•开福区校级模拟）如图所示，光滑的圆轨道竖直固定在水平地面上，为圆心，为轨道上的一点，与水平面夹角为。小球在拉力作用下始终静止在点。当拉力方向水平向左时，拉力的大小为。当将拉力在竖直平面内顺时针转至沿圆轨道切线方向时，拉力的大小为　　

A． B． C． D．
【答案】
【考点】利用平衡推论求解受力问题
【专题】共点力作用下物体平衡专题；定量思想；学科综合题；应用题；合成分解法；推理论证能力
【分析】当与水平面夹角为分析小球的受力情况，作出受力图，运用合成法分析求得小球的重力。再用同样的方法求解当将拉力在竖直平面内转至沿圆轨道切线方向时拉力 的大小。
【解答】解：当拉力水平向左时，受到竖直向下的重力，沿向外的支持力，以及拉力的作用，如图所示：

根据矢量三角形可得：
当拉力沿圆轨道切线方向时，受力如图所示：

根据矢量三角形可得：
故正确，错误。
故选：。
【点评】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。
2．（2024•顺庆区校级模拟）如图所示，木板放置在粗糙水平地面上，为光滑铰链。轻杆一端与铰链固定连接，另一端固定连接一质量为的小球。现将轻绳一端拴在小球上，另一端通过光滑的定滑轮由力牵引，定滑轮位于的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力的大小使小球和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中　　

A．外力大小不变
B．轻杆对小球的作用力大小变小
C．地面对木板的支持力逐渐变小
D．地面对木板的摩擦力逐渐减小
【答案】
【考点】图解法解决动态平衡问题
【专题】比较思想；图析法；共点力作用下物体平衡专题；推理论证能力
【分析】对小球进行受力分析，根据相似三角形法分析出外力和轻杆对小球作用力的变化情况；对木板进行受力分析，根据几何关系结合其平衡状态分析出地面对木板的支持力和地面对木板的摩擦力的变化情况。
【解答】解：、对小球进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示。

根据相似三角形有

缓慢运动过程越来越小，则逐渐减小；由于长度不变，杆对小球的作用力大小不变，故错误；
、对木板，由于杆对木板的作用力大小不变，方向向右下方，但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越小，所以地面对木板的支持力逐渐增大，地面对木板的摩擦力逐渐减小，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题主要考查了力的动态平衡问题，熟悉物体的受力分析，结合几何关系分析出力的变化情况即可。
3．（2024•龙凤区校级模拟）如图所示，某创新实验小组制作了一个半径为的圆环，将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的、、三点，另外一端连接于同一点，结点恰好在圆心处。将圆环水平放置，在结点处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了。已知轻弹簧的自然长度为，矿泉水的重力为，则弹簧的劲度系数为　　

A． B． C． D．
【答案】
【考点】劲度系数及其特点
【专题】定量思想；方程法；共点力作用下物体平衡专题；推理能力
【分析】由几何关系求出平衡时每根弹簧的长度，得到每根弹簧的伸长量，根据竖直方向受力平衡求解瓶子受到的弹力大小；由胡克定律求出每根弹簧的劲度系数。
【解答】解：结点下降了后，由几何关系可得与之间的长度为。如图所示

由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为
每根弹簧的伸长量均为△
根据竖直方向受力平衡可得
解得劲度系数为
故正确，错误。
故选：。
【点评】本题考查胡克定律和共点力平衡，注意中指弹簧的形变量，不是弹簧的长度。
4．（2024•山东）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． B． C． D．
【答案】
【考点】力的分解过程中多解和极值的问题；共点力的平衡问题及求解
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；摩擦力专题；共点力作用下物体平衡专题；理解能力
【分析】根据平衡条件和滑动摩擦力公式求解作答。
【解答】解：国产人形机器人“天工”在斜坡上受重力、支持力和摩擦力作用，如图所示：

当机器人“天工”站立和稳定行走时，根据平衡条件，沿斜坡方向
解得斜坡的动摩擦因数
即机器人的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于，故正确，错误。
故选：。
【点评】本题考查了共点力作用下物体的平衡和滑动摩擦力公式，理解机器人在斜坡上稳定地站立和行走的条件是解题的关键。
5．（2024•龙凤区校级模拟）帆船是人类的伟大发明之一，船员可以通过调节帆面的朝向让帆船逆风行驶，如图所示为帆船逆风行驶时的简化示意图，此时风力，方向与帆面的夹角，航向与帆面的夹角，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶。已知，则帆船在沿航向方向获得的动力为　　

A． B． C． D．
【答案】
【考点】正交分解法
【专题】定量思想；合成分解法；受力分析方法专题；推理论证能力
【分析】运用正交分解方法分解风力，先计算垂直于帆面的分力，进而再对垂直作用于帆面上的风力沿帆船航向方向和垂直航向方向进行分解，则帆船在沿航向方向获得的动力。
【解答】解：对风力在沿着帆面和垂直于帆面方向进行分解，根据力的平行四边形法则可得其垂直于帆面的分力

代入数据解得

再对垂直作用于帆面上的风力沿帆船航向方向和垂直航向方向进行分解，则帆船再沿航方向获得的动力为

代入数据解得

故正确，错误。
故选：。
【点评】本题考查了力的分解，旨在考查正交分解方法的运用和分力的计算。
6．（2024•雨花区校级模拟）2023年9月27日，杭州亚运会中国队组合赵焕城王赛博获得帆船比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成，风力和帆面成，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，如果风力大小为，则风力在航行方向的分力为　　

A． B． C． D．
【答案】
【考点】正交分解法
【专题】定量思想；合成分解法；平行四边形法则图解法专题；推理论证能力
【分析】根据图中标注的各个方向先把风力沿垂直于帆面方向分解，再根据几何关系求相应的夹角，再根据分解的方法求这个分力的表达式。
【解答】解：由题，结合图可知，风力在垂直于帆面方向上的分力为
这个分力垂直于帆面，与航行方向之间的夹角为
所以风力在航行方向上的分力为
故正确，错误
故选：。
【点评】考查力的分解的方法，会根据图中各个量的方向结合三角函数的知识进行分解。
7．（2024•碑林区校级模拟）如图所示，木块、分别重和与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在、之间的轻弹簧被压缩了，弹簧的劲度系数为。用的水平拉力拉木块，木块、均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是　　

A．弹簧的弹力大小为
B．木块受到的摩擦力大小为
C．木块受到的摩擦力大小为
D．地面给、组成的系统的摩擦力大小为
【答案】
【考点】胡克定律及其应用；判断是否存在摩擦力
【专题】定量思想；推理法；摩擦力专题；推理论证能力
【分析】根据胡克定律求弹簧弹力；由平衡条件分别求得、受到的摩擦力大小；把、和弹簧看成一个整体，根据平衡条件分析整体所受摩擦力。
【解答】解：、与地面之间的最大静摩擦力大小为，
、，弹簧的弹力大小为，故错误；
、因物块处于静止状态，根据平衡条件得所受摩擦力大小为，故错误；
、在水平方向上受弹簧对它向右的弹力，向右的拉力，以及向左的摩擦力，根据平衡条件可得，故受摩擦力大小为，故错误；
、把、两物块以及弹簧看成一个整体，由平衡条件可得整体所受摩擦力大小，故正确。
故选：。
【点评】注意在计算摩擦力时需要和最大静摩擦力相比较，结果要小于最大静摩擦力。
二．多选题（共10小题）
8．（2024•江苏四模）质量均为的相同物块、静止于同一水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.5，现分别给两物块施加等大的作用力，方向如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度大小为，下列说法正确的是　　

A．若，则受到的摩擦比受到的摩擦小
B．若，则受到的摩擦力与受到的摩擦力大小相等
C．若，则受到的摩擦力比受到的摩擦力小
D．若，则受到的摩擦力与受到的摩擦力大小相等
【答案】
【考点】判断是否存在摩擦力；共点力的平衡问题及求解
【专题】学科综合题；定量思想；推理法；摩擦力专题；推理论证能力
【分析】判断和受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力。
两物体均受到静摩擦力作用，根据共点力平衡分析摩擦力大小。
【解答】解：首先判断和受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力，
、当时，和均受到静摩擦力作用，，，故错误，正确；
、当时，和均受到静摩擦力作用，，，故错误，正确。
故选：。
【点评】此题考查了摩擦力的判断与计算，研究多个物体的临界问题，一要注意灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合研究，比较简洁。二要明确临界条件：一个相对于另一个物体刚要相对运动时两者间的静摩擦力达到最大。
9．（2024•凉山州模拟）某同学在家清洁墙面的情景如图所示，他用力推着一个的拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动，推力保持在沿轻杆方向上，此时轻杆与竖直墙面的夹角为，推力大小为。已知，，取，则　　

A．拖把头对墙的压力为
B．拖把头对墙的压力为
C．拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.5
D．拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.75
【答案】
【考点】共点力的平衡问题及求解；力的合成与分解的应用
【专题】推理法；推理能力；定量思想；共点力作用下物体平衡专题
【分析】：对拖把头受力分析，水平方向根据平衡条件列式求解墙对拖把头的弹力，根据牛顿第三定律求解拖把头对墙的压力；
：竖直方向根据平衡条件列式求解拖把头与墙面之间的动摩擦因数。
【解答】解：．拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动，对拖把头受力分析

根据平衡条件可得墙对拖把头的弹力为

根据牛顿第三定律，拖把头对墙的压力为，故正确，错误；
．拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动，有

拖把受到的滑动摩擦力为

代入数据联立解得拖把头与墙面之间的动摩擦因数为

故正确，错误。
故选：。
【点评】本题考查共点力作用下的平衡问题，要求学生能正确选择研究对象，受力分析，根据平衡条件列式解题。
10．（2024•岳麓区校级模拟）光滑半圆槽的边缘上固定有一轻质定滑轮，轻质定滑轮轴与一直杆一端连接，直杆可绕在竖直面上转动，轻绳一端连接一小球，另一端跨过轻质定滑轮后套着一铁环，然后固定在直杆的端，如图所示。开始时直杆通过外力水平放置并使整个系统处于平衡状态，不计任何摩擦阻力，小球可视为质点，则　　

A．若轻绳段与段均与竖直方向成角，小球和铁环的质量之比为
B．若小球的质量足够大，系统平衡时小球可能位于半圆弧槽的最低点
C．若通过外力把直杆顺时针缓慢转动一小段距离，小球的位置可能不动
D．若通过外力把直杆逆时针缓慢转动一小段距离，小球的位置一定下移
【答案】
【考点】力的合成与分解的应用；共点力的平衡问题及求解
【专题】定量思想；推理法；分析综合能力；共点力作用下物体平衡专题
【分析】画出物体的受力分析图，由平衡条件解答质量之比等问题；
由平衡条件结合正交分解法解答。
【解答】解：、受力分析如下图所示，

若轻绳段与段均与竖直方向成角，根据水平方向的合力为零可知：
由几何关系可得，只有与竖直方向的夹角也为，水平方向上合力才可能为零，
对小球在竖直方向有：
对小球水平方向有：
对铁环竖直方向有：
联立可得出小球和铁环的质量之比为，故正确；
、如果小球在半圆弧槽的最低点，那么连接小球的轻绳拉力应该为零，此时整个系统不可能平衡，故错误；
、假设小球位置不变，轻绳拉力不变，端右侧的绳长不变，把直杆顺时针转动一小段距离，段的水平距离变小，由：
由此可知，变小，绳的拉力：将变小，与小球位置不变时，轻绳拉力不变相矛盾，故错误；
、直杆逆时针缓慢转动一小段距离，段的水平距离也是变小，设，如图建立直角坐标系，对小球受力进行正交分解后，可得：
变形可得：，由上式可知，小球质量不变，轻绳拉力变小，变大，小球下移，故正确。
故选：。
【点评】熟练应用平衡条件及正交分解法解答共点力平衡问题，提高应用数学知识解决物理问题的能力。
11．（2024•荔湾区校级一模）建筑工地上，工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面。甲、乙两人在同一高度手握轻绳，不计重力的光滑圆环套在轻绳上，下端吊一重物。甲站在点静止不动，乙从点缓慢向点移动一小段距离。此过程中，下列说法正确的是　　

A．绳的拉力大小减小 B．甲所受平台的支持力增大
C．甲所受平台的摩擦力变小 D．绳对圆环拉力的合力变小
【答案】
【考点】力的合成与分解的应用；解析法求共点力的平衡
【专题】比较思想；方程法；共点力作用下物体平衡专题；推理能力
【分析】对结点处受力分析，根据平衡条件列出平衡方程，再根据夹角的变化判断绳子的拉力如何变化；对甲受力分析，根据平衡条件列出平衡方程，判断甲所受平台的支持力是否变化；根据平衡条件列出水平方向的平衡方程，结合角度的变化判断绳子的拉力如何变化，进而判断甲所受平台的摩擦力如何变化；根据两边绳子的合力大小等于重物重力大小，判断绳对圆环拉力的合力是否变化。
【解答】解：、根据题图可知，绳子与圆环构成“活结”，则两段绳子上的拉力大小始终相同。设绳子与竖直方向的夹角为，对结点处受力分析如图所示。

根据平衡条件有：
得
当乙从点缓慢向点移动一小段距离后，绳子与竖直方向的夹角将减小，则知绳子上的拉力将减小，故正确；
、对甲受力分析如图所示。

根据平衡条件有
，
结合，可得，
可知，当乙从点缓慢向点移动一小段距离后，绳子与竖直方向的夹角将减小，甲所受平台的支持力不变，而摩擦力变小，故错误，正确；
、绳对圆环的拉力合力的大小始终等于重物的重力，则绳对圆环拉力的合力不变，故错误。
故选：。
【点评】本题考查动态平衡问题，解决本题的关键要灵活选择研究对象，根据平衡条件列出相关的平衡方程，再进行分析。
12．（2024•魏都区校级三模）如图所示为常见室外晾衣设备。经特殊防滑处理的水平刚性晾衣杆上悬挂一轻质衣架，衣架上挂有一质量为的衣服，衣服可视为刚性平板。衣服因受迎面吹来的风力作用而与竖直方向形成一稳定偏角，衣架在晾衣杆上始终不发生滑动，已知晾衣杆与衣架间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是　　

A．当衣服所受风力为时，杆对衣架的支持力为
B．为使衣架在晾衣杆上不发生滑动，风力不能超过
C．风力越大，偏角越大
D．风力越大，衣架受到杆的摩擦力越大
【答案】
【考点】力的分解过程中多解和极值的问题；共点力的平衡问题及求解
【分析】对衣架受力分析，结合角度变化分析风力和摩擦力；结合受力分析求解杆对衣架的支持力以及最大风力。
【解答】解：．对衣架与杆接触点受力分析，如图1所示

再对衣服和衣架整体受力分析，由于风力始终与衣服所在面垂直，再将衣架所受支持力与摩擦力用等效代替，如图2

整体受力的矢量三角形如图3

则

故风力越大，偏角越大，故正确；
．当时，，此时

支持力

故正确；
．由于

又静摩擦力

随着风力增大，角逐渐增大，由于

故摩擦力先减小后增大，故错误；
．为使衣架不滑动，必须满足

故

故

故错误。
故选：。
【点评】本题考查了基本受力分析，能够熟练地将力进行合成和分解，理解力的平衡条件是解决此类问题的关键。
13．（2024•衡阳县校级模拟）如图所示，轻绳1两端分别固定在、两点点在点右上方），轻绳1上套有一个轻质的光滑小环，质量为的物块通过另一根轻绳2悬挂在环的下方，处于静止状态，。现用一水平向右的力缓慢拉动物块，直到轻绳2与连线方向垂直。已知重力加速度为。下列说法正确的是　　

A．施加拉力前，轻绳1的张力大小为
B．物块在缓慢移动过程中，轻绳2的延长线始终平分
C．物块在缓慢移动过程中，轻绳2的张力一直增大
D．物块在缓慢移动过程中，轻绳1的张力一直增大
【答案】
【考点】相似三角形法解决动态平衡问题
【专题】共点力作用下物体平衡专题；合成分解法；推理法；定性思想；推理能力
【分析】．施加拉力前，以小环为对象，受到轻绳2的拉力等于物块的重力，根据竖直方向根据受力平衡可得轻绳1的张力大小；
．物块在缓慢移动过程中，以小环为对象，由于小环两侧轻绳1的张力大小总是相等，再根据受力平衡可以判断轻绳2的延长线是否始终平分；
．物块在缓慢移动过程中，轻绳2与竖直方向的夹角逐渐增大，以物块为对象，根据受力平衡可判断轻绳2的张力是否越来越大；
．物块在缓慢移动过程中，由于、之间的轻绳1长度不变，、为椭圆的两个焦点；当轻绳2与连线方向垂直时，小环刚好位于椭圆的短轴顶点上，根据椭圆知识可知此时最大，则此过程逐渐增大，以小环为对象列平衡方程进而判断此过程轻绳1的张力是否一直增大。
【解答】解：．施加拉力前，以小环为对象，受到轻绳2的拉力等于物块的重力，竖直方向根据受力平衡可得

解得轻绳1的张力大小为

故错误；
．物块在缓慢移动过程中，以小环为对象，由于小环两侧轻绳1的张力大小总是相等，则小环两侧轻绳1的张力合力沿平分线上，根据受力平衡可知，轻绳2的延长线始终平分，故正确；
．物块在缓慢移动过程中，以物块为对象，根据受力平衡可得

则

轻绳2与竖直方向的夹角逐渐增大，可知轻绳2的张力越来越大，故正确；

．物块在缓慢移动过程中，由于、之间的轻绳1长度不变，、为椭圆的两个焦点；当轻绳2与连线方向垂直时，小环刚好位于椭圆的短轴顶点上，根据椭圆知识可知此时最大，则此过程逐渐增大，以小环为对象可得

则

可知此过程轻绳1的张力一直增大，故正确。
故选：。
【点评】本题考查了物体的平衡条件的基本应用，受力分析后要明确哪些力的大小不变，写出表达式即可求解。
14．（2024•茂名一模）某同学上网课时把平板放在倾角为的斜面上，平板质量为，平板处于静止状态，示意图如图所示，重力加速度取，下列说法正确的是　　

A．斜面对平板的支持力方向竖直向上
B．斜面对平板的支持力小于平板所受的重力
C．斜面对平板的摩擦力大小是，方向沿斜面向下
D．斜面对平板的作用力竖直向上
【答案】
【考点】共点力的平衡问题及求解
【专题】定量思想；共点力作用下物体平衡专题；推理能力；推理法
【分析】分析手机的受力情况，根据平衡条件分析判断；根据三力平衡分析判断。
【解答】解：．设手机的质量为，斜面倾角为。对平板进行受力分析，支持力方向垂直斜面向上，如图所示

根据平衡条件可知，斜面对平板的支持力小于平板所受的重力，故错误，正确；
．由图可知，平板受到的摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件则有

静摩擦力等于平板重力沿斜面向下的分力，故错误；
．斜面对平板的作用力是支持力和摩擦力的合力，由共点力平衡条件知；斜面对平板的作用力和重力的方向相反，为竖直向上，故正确。
故选：。
【点评】本题关键掌握受力分析的方法和共点力平衡的条件。
15．（2024•泰安三模）间距为的两根固定的竖直杆间有一根腔衣绳，晾衣绳两端等高，长度为且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上，衣架能沿晾衣绳自由滑动，衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时，衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置，如图甲所示；有风时，有水平向右的风作用在衣服上，稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直，如图乙所示。已知衣服和衣架的总质量为，重力加速度取，风对晾衣绳的作用力忽略不计，则下列说法正确的是　　

A．无风时，晾衣绳中的拉力大小为
B．有风时，晾衣绳中的拉力大小为
C．有风时，风对衣服的作用力大小为
D．有风时，晾衣绳对衣架的作用力大小为
【答案】
【考点】共点力的平衡问题及求解；力的合成与分解的应用
【专题】推理法；分析综合能力；定量思想；受力分析方法专题
【分析】根据几何关系，结合受力分析可求出各个选项的受力情况。
【解答】解：、无风时，设悬挂点两侧的晾衣绳与竖直方向的夹角为，由几何关系可知，，对悬挂点受力分析，可知，解得，故错误；
、有风时，设悬挂点左侧的晾衣绳长度为，右侧长度为，因为衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直，则根据勾股定理有，十，解得，，设左侧晾衣绳与竖直方向的夹角为，右侧晾衣绳与竖直方向的夹角为，由几何关系可知，，设此时细线中的拉力大小为，对悬挂点受力分析，竖直方向有，解得，故正确；
、水平方向有，解得，故正确；
、衣服和衣架稳定后，晾衣绳对其作用力大小等于其重力和风力的矢量和，则，解得，故错误。
故选：。
【点评】学生在解答本题时，应注意对于受力分析问题，要与几何关系结合起来。
16．（2024•沈河区校级模拟）如图所示，质量为的小球用一轻绳竖直悬吊于点。现用一光滑的金属挂钩向右缓慢拉动轻绳至虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是　　

A．挂钩对轻绳的作用力不断变大
B．轻绳上的张力先变大后变小
C．轻绳对挂钩的作用力方向始终水平向左
D．挂钩对轻绳的作用力大小不可能为
【答案】
【考点】力的合成与分解的应用；共点力的平衡问题及求解
【专题】定量思想；应用数学处理物理问题的能力；共点力作用下物体平衡专题；推理法
【分析】、挂钩向右缓慢拉动轻绳，则小球处于动态平衡状态，由竖直方向平衡方程可求绳对小球的拉力大小，一根绳上的张力大小处处相等。
、挂钩与轻绳的接触点处于动态平衡状态，对该点受力分析，列出平衡方程，结合角度变化，可判断挂钩对轻绳的作用力变化情况。
、轻绳对挂钩的作用力与等大反向，根据的方向，可确定轻绳对挂钩的作用力方向。
、画出挂钩与轻绳接触点的受力矢量三角形，根据三角形知识可判断挂钩对轻绳的作用力大小与的关系。
【解答】解：、挂钩向右缓慢拉动轻绳，则小球处于动态平衡状态，则绳对小球的拉力大小始终为：
即绳上的张力大小始终为：
故错误；
、设挂钩与轻绳的接触点为，挂钩对轻绳的作用力为，与竖直方向夹角为，上端轻绳与竖直方向夹角为，则点处于动态平衡状态，点受力如图一，三个力恰好构成闭合的矢量三角形，如图二。

对点，由竖直方向平衡方程有：
即：
逐渐增大，则逐渐减小，，所以，则，且逐渐增大，故正确；
、轻绳对挂钩的作用力与等大反向，与竖直方向夹角为固定值，则轻绳对挂钩的作用力方向指向左下方，故错误；
、根据图二，结合三角形知识，可知：
即：
故正确。
故选：。
【点评】解答本题，关键要把握绳上的张力大小始终不变，根据平衡方程，角度变化，三角形知识可解。
17．（2024•东湖区校级三模）如图所示，半圆环竖直固定在水平地面上，光滑小球套在半圆环上。对小球施加一始终指向半圆环最高点的拉力，使小球从圆环最低点缓缓移动到最高点。下列说法正确的是　　

A．拉力一直减小
B．拉力先增大后减小
C．小球对圆环的压力大小始终不变
D．小球对圆环的压力先增大后减小
【答案】
【考点】力的合成与分解的应用；相似三角形法解决动态平衡问题
【专题】定性思想；共点力作用下物体平衡专题；图析法；理解能力
【分析】对小球受力分析，作出力的平行四边形，由相似三角形知识可求得拉力及压力的变化情况．
【解答】解：小球受力如图所示

根据相似三角形法可得

从圆环最低点缓缓移动到最高点过程中，小球与点间的距离逐渐减小，则拉力减小，的大小不变，根据牛顿第三定律可得小球对圆环的压力大小始终不变，故正确，错误。
故选：。
【点评】本题考查共点力平衡条件的动态分析问题，注意使用了相似三角形法；而此类方法在处理共点力的动态平衡时较为常见，当题目无法找到直角时，应考虑应用此法．
三．填空题（共3小题）
18．（2024•三明模拟）如图，一橡皮擦置于长塑料直