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2023 年高考物理二轮复习讲练测
专题01 三大力场中物体的平衡问题（精练）
一、单项选择题
1．如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为 ，工作人员用
轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为 ，则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的合拉力大小为
B．轻绳的合拉力大小为
C．减小夹角 ，轻绳的合拉力一定减小
D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小
2．如图甲所示，上端安装有定滑轮、倾角为37°的斜面体放置在水平面上，滑轮与斜面体的总质量为m
=0.5kg。轻质细线绕过定滑轮，下端连接质量为m =0.5kg的物块，上端施加竖直向上的拉力，斜面体处于静
止状态，物块沿着斜面向上做匀速运动，物块与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.6。如图乙所示，上端安装有定
滑轮、倾角为37°的斜面体放置在粗糙的水平面上，滑轮与斜面体的总质量为m =0.5kg 。斜面体的上表面光
滑，轻质细线压在定滑轮上，下端连接质量为m =0.5 kg的物块，上端与竖直的墙壁连接，物块放置在斜面
上，整体处于静止状态，墙壁和滑轮间的细线与竖直方向的夹角为60°。甲、乙两图中，滑轮和物块间的细线
均与斜面平行，不计细线与滑轮以及轮轴与滑轮之间的摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度
g=10 m/s2、sin 37°=0.6、cos 37°=0.8，下列说法正确的是（ ）A．甲图中，斜面体必须放置在粗糙的水平面上
B．乙图中，地面对斜面体的支持力大小为8.2N
C．甲图中，竖直向上的拉力大小与地面对斜面体的支持力大小之差为1.3N
D．乙图中，地面与斜面体之间的动摩擦因数至少为
3．高血压已成为危害人类健康的一种常见病，现已查明，血管变细是其诱因之一。为研究这一问题，我们可
做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比，即 （其中k与血管粗
细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为
，若血管内径减为 时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（ ）
A． B．
C． D．
4．风筝，古来有名，以扎糊精巧、画工别致著称于世。最简单的是平板状方形风筝，这种风筝一般用两根长
度不同的提线固定在风筝中轴线上下适当的位置，用来调整风筝在空中与风向成一定的迎角而能稳定在空中，
风筝下方装有两根一定长度和宽度的尾来增强风筝的稳定性，其简化模型，如图所示。风对风筝的作用力可认
为垂直于风筝面向上，则以下说法正确的是（ ）A．风筝受到重力、风筝拉线的拉力、风对风筝的压力、升力
B．风筝稳定在空中时，风筝拉线与竖直方向的夹角可能小于仰角
C．放飞的风筝遇到风速变大时，风对风筝的压力增大，风筝拉线拉力变大
D．刚放飞风筝时，地面附近的风速常常较小，往往需要人顺风助跑
5．如图所示是安装工人移动空调室外机的情境。刚开始，两工人分别在与窗户边缘等高的M、N两点通过
1、2两根绳子使空调室外机静止在P点，然后他们缓慢放绳，使空调室外机竖直向下缓慢运动。已知开始时P
点到M点的距离小于P点到N点的距离。绳子的质量忽略不计。在空调室外机到达指定位置前的一段时间内
关于1、2两绳的拉力，下列说法正确的是（ ）
A．1绳的拉力一直小于2绳的拉力
B．1、2两绳的拉力都在减小
C．1、2两绳拉力的合力小于空调室外机的重力
D．1、2两绳的拉力之比保持不变
6．如图所示，质量为m的等腰直角三角板abc，用轻绳一端系着三角板a点，另一端固定于天花板，在三角
板的c点作用水平拉力F，当系统处于平衡状态时，细绳与竖直方向夹角为30°，重力加速度为g。则下列说法
正确的是（ ）A．轻绳拉力大小为
B．外力F大小为
C．若保持外力F的方向不变，使三角板绕O点逆时针缓慢转动，则轻绳的拉力先增大后减小
D．若保持细绳拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢转动，则外力F先减小后增大
7．在生活中人们为了更方便地向高处运送货物，经常使用如图所示的方法提升重物。图中甲、乙两名工人分
别位于两栋楼的三楼和二楼窗口，两人各用一根轻绳与质量为m的重物相连。初始时重物在甲的正下方地面
上，此时工人甲的绳长为L、甲、乙两人间的距离也为L、楼间距为d，现甲拉住绳端不动的同时乙缓慢收短
手中的轻绳，最终将重物拉至乙处。重力加速度取g，则在将重物由地面拉至乙的过程中下列说法正确的是
（ ）
A．甲绳的拉力先增大后减小
B．乙绳的拉力先增大后减小C．当重物接近乙处时甲绳的拉力接近
D．当重物接近乙处时乙绳的拉力接近
8．如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的 点，将木板以底边 为轴向后方缓慢转动
直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）
A．圆柱体对木板的压力逐渐增大
B．圆柱体对木板的压力先增大后减小
C．两根细绳上的拉力均先增大后减小
D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
9．竖直面内一半圆柱形的轨道中放置有两根长为 的通电直导线，其截面如图所示。 为半圆的圆心，导线
固定在 点正下方的 处，且通有大小为 、方向垂直纸面向里的电流。当导线 中通入大小为 、方向垂直
纸面向外的电流时，刚好能静止在与 点等高的 处。将 导线放在 处，电流减小为 时，恰好静止。已知
导线 中电流在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小为 （ 为大于零的常量， 为该点到导线 的距
离）， ，则（ ）A．导线 中的电流在 点产生的磁感应强度大小是在A点的两倍
B．导线 在A或 位置时对轨道的压力可能大于其重力
C．导线 在 处时两导线间的安培力比导线 在A处时的大
D．导线 在A处的电流大小是其在 处的两倍
10．如图所示，由绝缘材料制成的光滑的半圆轨道固定在水平面上，O点为圆心，带电荷量为 、质量为
的a小球固定在半圆轨道底端的A点，带电荷量为 、质量为 的b小球静止于半圆轨道内的B点，此时
。由于ab两小球的质量变化或电荷量变化使得b小球沿半圆轨道缓慢下滑，恰好静止于C点，
，此时a，b两小球的质量分别为 、 ，电荷量分别为 、 ，已知a、b两小球均可视为带
电质点， ，则下列说法正确的是（ ）
A．b小球受到的支持力一定大于其重力
B．b小球的质量和电荷量至少有一个应发生变化
C．可能仅是ab两小球电荷量的乘积 减小至D．可能仅是b小球的质量 增加至
二、多项选择题
11．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人
将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是
（ ）
A．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑
B．减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变大
C．减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小
D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大
12．“繁灯夺霁华”，挂灯笼迎新春已成为中国人喜庆节日的习俗。如图所示，一轻质细绳上等距悬挂四个质
量相等的灯笼，BC段的细绳是水平的，另外四段细绳与水平面所成的角分别为 和 ，设绳子OA段、AB段
的拉力分别为 、 。则（ ）A． B． C． D．
13．如图所示，水平 细杆固定不动与半圆的直径重合，质量为 的a小球套在 杆上，且在半圆的球心
位置静止，并通过轻绳与质量为 的b小球连接，b小球通过轻绳跨过光滑轻质小定滑轮与质量 的c小球
相连，轻绳与竖直方向的夹角都为θ，三小球处于静止状态，b小球与光滑半圆接触，下列说法正确的是（
）
A． 两小球的质量关系
B．a小球受到的摩擦力大小一定为零
C．a小球受到的支持力大小一定为
D．b小球受a小球轻绳拉力和半圆对b小球的支持力之和等于
14．如图所示，光滑的水平面上有两根轻杆OA、OB，它们的一端分别固定在水平面上的A、B两点，另一端
用铰链连在O点（O点不动），且∠AOB为锐角。在O点系一条细线（线长小于任何一杆的长度），线的另
一端系一小球。开始时将细线拉直使小球靠近OB杆，然后给小球一个初速度，使小球在水平面上绕O点做匀
速圆周运动。当小球运动到某点P 时，OB杆第一次受到作用力大小为F，则当小球继续运动直到碰到OA杆
1前，OB杆受到作用力大小仍为F的次数还可能有（ ）
A．1次 B．2次 C．3次 D．4次
15．如图所示，竖直面内固定一光滑大圆环轨道，O为圆心，A、B、C、D分别为圆周上的4个点， 竖
直， 水平。A点固定一个光滑小滑轮，长度可调的无弹性轻绳绕过滑轮两端连接质量分别为 的两个
小球，小球套在大圆环轨道上，绳和竖直方向的夹角分别为 ， 两侧绳长分别为 。当两小球静
止时，下列说法正确的是（ ）
A．若 ，两小球可静止在轨道上关于 对称的任意处
B．两小球静止时，一定存在
C．若 ，则D．若 ，则轨道对小球 的作用力之比为
16．如图，两个半径均为r的光滑球a、b放在半径为R（R>2r）的半球形容器内，均静止时a、b与半球的接
触点P、Q与半球球心O的连线与水平方向的夹角为α和β（α<β）。若两球的质量用m、m，两球对容器的
a b
压力大小用F 、F 表示，则（ ）
Na Nb
A． B． C． D．
17．半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板MN，延长线总是过半圆柱体的轴心O，在P和MN之间放有
一个质量分布均匀，且表面光滑的圆柱体Q，Q与P等半径，Q的重力为G，整个装置处于静止状态，右图是
这个装置的截面图。若用外力使MN绕O点缓慢地顺时针转动，在MN到达水平位置前，发现P始终保持静
止，在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．Q所受的合力保持不变
B．MN对Q的弹力逐渐减小
C．P、Q间的弹力先减小后增大D．当OM与水平夹角为 时，MN对Q的支持力为
18．如图所示，在水平地面上放置一个边长为 、质量为 的正方体，在竖直墙壁和正方体之间放置半径为
、质量为 的光滑球体，球心 与正方体的接触点 的连线 与竖直方向的夹角为 ，已知重力加
速度为 ，正方体与水平地面的动摩擦因数为 ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，球和正方体始终处于
静止状态，且球没有掉落地面。下列说法正确的是（ ）
A．正方体对球的支持力的大小为
B．若 ，正方体静止，正方体受到的摩擦力大小为
C．若球的质量 ，则 的最大值为
D．无论正方体的右侧面到墙壁的距离多大，只要球的质量足够大就一定会使正方体滑动
19．“腊月二十四，掸尘扫房子”，据《吕氏春秋》记载，中国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意在新年
里顺利平安．春节前夕，小红需移开沙发，清扫污垢，质量 的沙发放置在水平地面上，小红用力F推
沙发，当F斜向下与水平成 时，如图，若 ，沙发恰好开始做匀速运动，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 ，下列说法正确的是（ ）
A．沙发与地面间的动摩擦因数
B．沙发开始运动后，保持F大小不变，增大 角，物体将做加速运动
C．若F方向能随意改变，想用最小的力推动沙发，应使F沿水平方向
D．若F方向能随意改变，能让沙发匀速运动，力F的最小值为50N
20．如图，斜坡的倾角为 ，工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点，轻绳与斜坡的夹角恒
为 。若工人采用身体前倾的姿势使 变小且保持恒定，仍把货物从A点缓慢拉到B点，则用身体前倾的姿势
拉货物（ ）
A．人受的静摩擦力方向沿斜面向上
B．一定更省力且对货物做的功一定更少
C．货物的机械能增加
D．重力与工人拉力的合力方向改变
三、计算题
21．2022年夏季的重庆骄阳似火，为保证空调冷气不外漏，很多办公室都安装了简易自动关门器，该装置的
原理可以简化为用一弹簧拉着的门，某次门在关闭时被卡住，细心的小明发现了门下缝隙处塞紧了一个木楔，
侧面如图所示，已知木楔质量为m，其上表面可视作光滑，下表面与水平地面间的动摩擦因数为 ，木楔上表面与水平地面间夹角为 ，重力加速度为g，木楔尺寸比门小很多，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
（1）若门推动木楔在地板上缓慢匀速移动，求门下端对木楔上表面的压力大小；
（2）小明研究发现，存在临界角 ，若木楔倾角 ，不管用多大力推门，塞在门下缝隙处的木楔都能将
门卡住而不再运动，求这一临界角的正切值 。
22．如图所示，倾角为θ、质量为M的斜面体A置于水平地面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m
的光滑球B，斜面体受到水平向右的外力，系统始终处于静止状态。已知 ，重力加速度大小为g。
（1）求球B受到斜面体的弹力大小 和墙面的弹力大小 ；
（2）若斜面体受到水平向右的外力大小为 mg，求此时斜面体受到的水平地面的摩擦力；
（3）若斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了使系统处于静止状态，
求水平向右的外力大小F的范围。
23．如图所示，质量为M的木楔倾角为 ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上
时，它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成 角的力F拉着木块，木块能匀速上升，已知木楔在整个过程中始
终静止。（1）当 为多大时，F有最小值，求此时 的大小及F的最小值；
（2）当 ＝ 时，木楔对水平面的摩擦力是多大？
24．如图所示，两个半圆柱A、B相接触并静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的
质量为2m，A、B的质量都为m，与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直
至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）未拉A时，C受到B作用力的大小F；
（2）动摩擦因数的最小值 。
25．筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。筷子在先秦时称为“梜”，汉代时称
“箸”，明代开始称“筷”。如图所示，用筷子夹质量为m的小球，筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方
向的夹角均为 ，为使小球静止，求每根筷子对小球的压力 的取值范围。已知小球与筷子之间的动摩擦因数
为 （ ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 。
