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2025 高考复习100 考点最新模拟题千题精练
二、相互作用
专题2.13 物体动态平衡（提高篇）
1. .(2024 广东中山高一期末)目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材，如图所示器材为一秋千，
用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点。由于长期使用，导致两根支架向内发生了微小倾
斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高。座椅静止时用F 表示两轻绳对座椅拉力的合力，F1表示单根轻
绳对座椅拉力的大小，则（ ）
A. F 不变，F1变小
B. F 不变，F1变大
C. F 变小，F1变小
D. F 变大，F1变大
【参考答案】A
【名师解析】
由于座椅处于静止状态，其所受合力为零，故两轻绳对座椅拉力的合力F 与座椅的重力等大反向；两支架
向内微小倾斜，两轻绳的夹角减小，两轻绳对座椅拉力的合力F 与座椅的重力等大反向，F 不变；设绳子
与竖直方向的夹角为
，由平衡条件得
得
可得两分力F1随着夹角的减小而减小，选项A 正确，选项BCD 错误。
2. （2024 江西红色十校9 月联考）如图所示，光滑挡板AB 和CD 在C 点连接，AB 板倾斜，CD 板竖直，两
板相对固定，小球静止于两极之间，现使整个装置绕A 点在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到CD 板水平，
则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
1
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A. 球对AB 板的作用力变小
B. 球对CD 板的作用力变小
C. 球对AB 板
作用力变大
D. 球对CD 板的作用力变大
【参考答案】D
【名师解析】设AB 板与CD 板的夹角为
，转动的角度为
，根据平衡条件竖直方向有
水平方向有
根据几何关系可知
、
、
三个力构成的三角形为圆的内接三角形，且在转动过程中，
与
的夹角不变，画出受力分析图，
可知球对CD 板的作用力先增大后减小，球对AB 板的作用力一直变小，故BCD 错误，A 正确。
。
2
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3. （2024 黑龙江哈尔滨重点高中开学考试） 一定质量的实心光滑大球半径为 R，放置在固定斜面上，被
一竖直挡板挡住，挡板可绕 P 点在竖直平面 内转动，将一半径为 r、质量为 m 的光滑小球放置于大球
与挡板之间，整体处于静止状态，如图所示，已 知 R=3r，现将竖直挡板沿顺时针方向缓慢放平（此过程
中大球、小球与挡板始终紧密接触），重力加速度 为 g，下列说法正确的是（ ）
A. 当整体处于静止状态时，小球受挡板的弹力大小为
mg
B. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中大球对小球的弹力一直变小
C. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中挡板对小球的弹力一直变大
D. 斜面对大球的弹力逐渐变大
【参考答案】AB
【名师解析】
当开始系统处于静止状态时，对小球受力分析如图所示
学科网（北京）股份有限公司 由几何关系知道 θ=30°
由平衡条件得到大球对小球的弹力为
3
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2
FN11 mg tan30°
mg 故 A 正确；
竖直挡板转动过程中挡板对小球的弹力 FN2（图中蓝色线）与大球对小球的弹力 FN1（图中红色线） 的夹
角保持不变，小球所受三个力构成封闭的矢量三角形，动态矢量图如图所示
FN2 与 FN1 交点在外接圆的圆周上顺时针移动，可知弹力 FN1 一直变小，FN2 先变大再变小，故 B 正确，
C 错误； 把两个球当成一个整体，可得斜面对大球的弹力一直减小，故 D 错误。 故选 AB。
4. （2024 年1 月安徽联考）如图所示，轻绳1 两端分别固定在M、N 两点（N 点在M 点右上方），轻绳1
上套有一个轻质的光滑小环O，质量为m 的物块P 通过另一根经绳2 悬挂在环的下方，处于静止状态，
。现用一水平向右的力F 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g。下列说法错误的是（ ）
4
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A. 施加拉力F 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 的张力越来越大
D. 物块在缓慢移动过程中，经绳1 的张力可能先增大后减小
【参考答案】D
【名师解析】
施加拉力F 前，以小环O 为对象，受到轻绳2 的拉力等于物块P 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A 正确，不满足题意要求；
B．物块在缓慢移动过程中，以小环O 为对象，由于小环O 两侧轻绳1 的张力大小总是相等，则小环O 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B
正确，不满足题意要求；
C．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，根据受力平衡可得
5
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可知
可知轻绳2 的张力越来越大，故C 正确，不满足题意要求；
物块在缓慢移动过程中，由于M、N 之间的轻绳1 长度不变，根据数学知识可知，小环O 的运动轨迹为椭
圆，M、N 为椭圆的两个焦点；当轻绳2 与
连线方向垂直时，小环O 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O 为对象，根据受力平衡可
得
可得
可知此过程经绳1 的张力一直增大，故D 错误，满足题意要求。
5. （2024 江西宜春市一中质检）如图所示，截面为四分之一圆的柱体放在墙脚，一个小球用细线拉着静
止在光滑圆弧面上，细线的悬点在竖直墙面上A 点，保持细线伸直长度不变，小球大小不计，将悬点沿竖
直墙面缓慢向上移，在小球沿圆弧面向上缓慢移动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 细线的拉力大小不变
B. 细线的拉力减小
C. 圆弧面对小球的支持力大小不变
D. 圆弧面对小球的支持力增大
【参考答案】B
6
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【名师解析】
设悬点到水平面的距离为h，圆的半径为R，细线长为L，小球重力为mg，支持力为N，细线拉力为F，如
图
根据相似三角形法有
随着h 增大，F 减小，N 减小。故选B。
6. （2024 福建泉州三校协作体12 月联考）如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经
过b 点爬到a 点。下列说法正确的是（ ）
A. 在a 点碗对蚂蚁的支持力大于在b 点的支持力
B. 在a 点碗对蚂蚁的摩擦力小于在b 点的摩擦力
C. 在a 点蚂蚁受到的合力大于在b 点受到的合力
D. 在a 点碗对蚂蚁的作用力等于在b 点的作用力
【参考答案】D
【名师解析】
7
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．蚂蚁缓慢爬行的过程可以视为始终处于平衡状态，对蚂蚁受力分析如图
其中，碗对蚂蚁的支持力和摩擦力始终垂直，且合力始终与重力等大反向，满足下图关系
由图可知，蚂蚁在由b 点爬到a 点的过程中，碗对蚂蚁的支持力不断减小，碗对蚂蚁的摩擦力不断增大，
即在a 点碗对蚂蚁的支持力小于在b 点的支持力，在a 点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b 点的摩擦力，故AB 错
误；
C．蚂蚁在由b 点爬到a 点的过程中始终受力平衡，即合外力始终为零，故a 点蚂蚁受到的合力等于在b 点
受到的合力，故C 错误；
D．蚂蚁在由b 点爬到a 点的过程中始终受力平衡，即碗对蚂蚁的摩擦力和碗对蚂蚁的支持力的合力始终与
蚂蚁所受重力等大反向，故在a 点碗对蚂蚁的作用力等于在b 点的作用力，故D 正确；
7. （2024 湖南省华南师范大学附中质检）如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ 为
水平直径，MN 为倾斜直径，PQ 与MN 间的夹角为θ，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的
M、N 两点，轻质滑轮连接一个质量为m 的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦，重力加速度
为g。现将圆环从图示位置绕圆心O 顺时针缓慢转过2θ 角，下列说法正确的是（ ）
8
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A. 直径MN 水平时，轻绳的张力大小为
B. 圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ 的过程中，轻绳的张角先减小再增大
C. 圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ 的过程中，重物的重力势能先增大后减小
D. 圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ 的过程中，轻绳的张力逐渐减小
【参考答案】C
【名师解析】
左右为同一根绳子，拉力相等，设绳子与竖直方向夹角为α，并作出辅助线，如图所示
由几何关系可知
整理得
①
对物体进行受力分析
因此
②
9
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当转到水平位置时，
，代入②式可得
T=
故A 错误；
B．由于α、θ 均为锐角，由①可得，θ 越小，α 越大，当转到水平位置时，
，此时2α 取得最大值，
因此张角先增大，后减小，故B 错误；
C．由几何关系可得，滑轮到O 点的高度差等于
可得重物的高度先升高后降低，故C 正确；
D．由②可得θ 越小，绳子拉力越大，因此当
时，绳子拉力最大，因此圆环从图示位置顺时针缓慢转
过2θ 的过程中，轻绳的张力先增大后减小，故D 错误。
。
8. (2023 鄂东南省级示范性高中教育改革联盟5 月模拟)如图所示为某独轮车搬运光滑圆柱体的截面图，两
挡板OA、OB 可绕O 点转动，
且保持不变，初始时OB 与水平方向夹角为60°。保持O 点的位
置不变，使两挡板沿逆时针方向缓慢转动至OA 水平。在此过程中关于圆柱体的受力情况，下列说法正确
的是（ ）
A. 挡板OA 对圆柱的作用力一直增大
10
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B. 挡板OA 对圆柱的作用力先增大后减小
C. 挡板OB 对圆柱的作用力一直增大
D. 小车对圆柱的作用力先减小后增大
【参考答案】B
【名师解析】
由题意可知，初始状态两挡板对圆柱弹力均等于mg，重力与两弹力组成闭合三角形，如图
两挡板沿逆时针方向缓慢转动至OA 水平过程中，两挡板弹力夹角不变，则挡板OA 对圆柱的作用力先增大
后减小，挡板OB 对圆柱的作用力逐渐减小。小车对圆柱的作用力等于mg 保持不变。B 正确。
9 （2024 山东泰安9 月测试） 将两个质量均为m 的小球a、b 用细线相连后，再用细线悬挂于O 点，如图
所示。用力F 拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa 与竖直方向的夹角保持
，求：
(1)F 的最小值以及方向。
(2)在(1)问中，a、b 间的细线与水平方向的夹角。
【参考答案】(1)
，垂直
向上；(2)
【名师解析】
(1)以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F 在三个方向时整体的受力图
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根据平衡条件得知：F 与T 的合力与重力2mg 总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F 与绳子
Oa 垂直时，F 有最小值，即图中2 位置，则F 的最小值为
方向垂直于Oa 向上。
(2) 设a、b 间的细线与水平方向的夹角为
，受力分析如下图
在(1)问中可求得绳子
上的拉力为
对小球有
解得
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两式子相比得
解得
13
