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专题01 力与物体的平衡
目录
01 模拟基础练.....................................................................................................................2
题型一：物体的受力分析及静态平衡.................................................................................2
题型二：整体法与隔离法...................................................................................................4
题型三：活结与死结、动杆与定杆的弹力..........................................................................7
题型四：动态平衡问题......................................................................................................8
题型五：动态平衡问题中的临界与极值问题....................................................................10
02 重难创新练...................................................................................................................11
题型六：力电综合平衡问题.............................................................................................11
题型七：力热综合平衡问题.............................................................................................14
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题型一：物体的受力分析及静态平衡
1．（2024·辽宁·高考真题•摩擦力）利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过
程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的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
2．（2024·河北·高考真题•共点力平衡）如图，弹簧测力计下端挂有一质量为
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
，挡板与斜面夹角为
．若弹簧测力计位于竖直方向，
读数为
取
,挡板对球体支持力的大小为（ ）
2
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A．
B．
C．
D．
3．（2025 届高三上学期·浙江杭州·一模）如图所示，甲在高处，乙在地面，两人通过系在重物上的轻绳
P、Q 将重物吊起。当重物处于静止状态时，两绳拉力大小分别为
、
，与竖直方向夹角分别为
、
。
重物重力大小为G，下列说法中正确的是（ ）
A．
可能等于
B．
可能等于
C．
一定大于G
D．
一定大于G
4．（2024·安徽·一模）如图，长为L 的轻质光滑细杆AB 上穿有一个小球C，将杆水平置于相互垂直的固
定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30°角，则由此可知小球C 与A 端的距
离为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2024·湖南长沙·模拟预测）如图，一小孩在玩躲猫猫游戏时，徒手靠摩擦爬上墙壁（地面有保护措
施），已知该屋角两侧的竖直墙壁互相垂直，她爬升墙壁时利用手脚交替即双脚支撑时双手上移，双手支
撑时双脚上移的方法，最后靠双脚与墙面作用停在某高度，假设此时双手不受力，双脚两个受力点受力均
等，小孩重力为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
3
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A．小孩单只脚受到墙壁的摩擦力大小为
B．小孩受到墙壁的摩擦力方向竖直向上
C．小孩脚与墙壁间的动摩擦因数大于1
D．若对称增加脚与墙壁的挤压力，则摩擦力不改变
题型二：整体法与隔离法
6．（2023·江苏·高考真题•整体法与隔离法）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已
知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的
。每条腿对月球表面压力的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2022·海南·高考真题•整体法与隔离法）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石
块组成，其中石块1、6 固定，2、5 质量相同为m，3、4 质量相同为
，不计石块间的摩擦，则m:m
'为
（ ）
4
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A．
B．
C．1
D．2
8．（2025 届高三上学期·浙江金华·一模）如图四位质量均为60kg 的演员表演“叠罗汉”。其中B 竖直站
立在A 的肩上，双手拉着C 和D 且双臂与竖直方向夹角均为30°，A 撑开双手水平撑着C 和D，四人均静
止。则（ ）
A．演员B 右手臂受到的拉力为400N
B．演员A 右手臂受到的压力为200N
C．演员B 对演员A 双肩的压力为1800N
D．地面对演员A 的作用力为1200N
9．（2024·湖北·模拟预测）国庆期间，秋风送爽，桂花飘香。小明注意到小区里有四个固定连接起来的大
灯笼被吹起来处于静止状态，如图所示，悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30°，灯笼序号自上
往下依次标记为1、2、3、4，灯笼质量均为m，每个灯笼所受的风力相等，风向水平，重力加速度大小为
g，则（ ）
A．每根绳与竖直方向的夹角均相同
B．四个灯笼所受到的风力之和等于4mg
C．2 号灯笼与3 号灯笼之间的作用力等于
D．若再挂上一个同样的灯笼，最上面灯笼的绳子与竖直方向夹角会变化
10．（2024·江苏镇江·一模）如图所示，两个质量均为m 的小球通过两根轻弹簧A、B 连接，在水平外力F
作用下，系统处于静止状态，此时弹簧实际长度相等。弹簧A、B 的劲度系数未知，且原长相等。弹簧
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A、B 与竖直方向的夹角分别为θ 与45°。设A、B 中的拉力分别为FA、FB，小球直径相比弹簧长度可以忽
略。求：
(1)弹簧A 与竖直方向的夹角的正切值；
(2)弹簧A 中的拉力FA的大小。
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题型三：活结与死结、动杆与定杆的弹力
11．（2024·江苏南京·模拟预测）抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者一只手控制A 不动，另一只
手控制B 分别沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为
细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线a 向左移动，细线的拉力减小
B．沿虚线b 向上移动，细线的拉力增大
C．沿虚线c 斜向上移动，细线的拉力不变
D．沿虚线d 向右移动，细线对空竹的合力增大
12．（2024·陕西西安·一模）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
，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
13．（2024·河北保定·三模）如图所示，水平轻杆AB 一端固定在竖直墙内、另一端固定一个光滑轻滑轮，
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一不可伸长的轻绳C 端固定在竖直墙上，另一端绕过滑轮悬挂一重物，整个装置处于静止状态，若将绳的
C 端沿墙缓慢向下移，则墙对轻杆的作用力（ ）
A．不断变大，方向与竖直墙面的夹角不断变小
B．不断变小，方向与竖直墙面的夹角不断变大
C．不断变大，方向与竖直墙面的夹角不断变大
D．不断变小，方向与竖直墙面的夹角不断变小
题型四：动态平衡问题
14．（2022·湖南·高考真题•动态平衡）2022 年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带
的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，
其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是
（ ）
A．
B．
C．
D．
15．（2024·安徽·模拟预测）如图所示，质量
的物体静止在地面上，用轻绳通过光滑、轻质定滑
轮与质量
的小球Q 连接在一起，初始时刻滑轮与P 间的轻绳与竖直方向的夹角为37°，小球Q 刚好
位于竖直方向，现在用一水平向左的力
缓慢拉动小球Q，直到物块P 刚要在地面上滑动。已知P 与地面
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的动摩擦因数
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度
，
。下列说法中
正确的是（ ）
A．此过程中Q 受到的力
最大值为
B．即将滑动时，P 受到的摩擦力大小为
C．小球Q 与滑轮间的轻绳与竖直方向的夹角最大为53°
D．即将滑动时，轴对滑轮的作用力大小为
16．（2025 届高三上学期·福建·模拟预测）（多选）如图所示为一小朋友放风筝的示意图。稳定时风筝悬
浮在空中，地面上的人用轻绳拉住风筝，为了让风筝沿同一竖直线缓慢升高，地面上的人缓慢地放绳，整
个过程人始终没有走动，假设空气对风筝作用力的方向不变。则风筝缓慢上升时（ ）
A．空气对风筝的作用力逐渐增大
B．轻绳的拉力逐渐减小
C．人对地面的压力逐渐增大
D．地面对人的摩擦力逐渐增大
17．（2024·四川南充·一模）如图所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体E 和半圆柱体M 靠在一起，
E、M 之间无摩擦力，E 的重力为G，M 下表面粗糙，E、M 均静止在水平地面上，现过E 的轴心施以水平
作用力F，可缓慢地将E 拉离地面一直滑到M 的顶端，整个过程中，M 始终处于静止状态，从E 离开地面
一直滑到M 顶端的过程，下列说法正确的是（ ）
A．地面所受M 的压力逐渐增大
B．地面对M 的摩擦力逐渐减小
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C．拉力F 的大小从2G 逐渐减小为0
D．E、M 间的压力从2G 逐渐减小到G
18．（2024·陕西铜川·三模）如图所示，送水工人用推车运桶装水，到达目的地后，工人抬起把手，带动
板OA 转至水平即可将水桶卸下。若桶与接触面之间的摩擦不计，∠AOB 为锐角，板OA、OB 对水桶的压
力大小分别为F1、F2，保持OB 不动，使OA 由竖直缓慢转到与OB 垂直的过程中（ ）
A．水桶受到的合力不变 B．F1，F2都在减小
C．F1不断减小，F2先增大后减小 D．F1先减小后增大，F2不断减小
题型五：动态平衡问题中的临界与极值问题
19．（2024·山东·高考真题•摩擦力临界问题）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．
B．
C．
D．
20．（2024·贵州遵义·一模）如图所示，轻绳穿过悬挂着物体的光滑轻环，一端固定在竖直墙壁上，另一
端固定在智能机械臂的末端，缓慢移动机械臂来调节物体的空间位置。已知轻绳可承受的最大拉力为
，轻绳的总长度为L，物体的质量为m，重力加速度为g。为保证绳子不被拉断，机械臂末端与墙
面的最大垂直距离为（ ）
10
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A．
B．
C．
D．
21．（2025 届高三上学期·广东肇庆·一模）如图，老虎车是一种很实用的搬运工具，老虎车平面与挡板垂
直，某一次在运货时老虎车平面与水平地面的夹角为
，货物与老虎车保持相对静止，忽略货物与车平面
之间的摩擦力。g 取
，
，
，下列说法正确的是（ ）
A．无论老虎车怎么运动，老虎车对货物的作用力方向总是竖直向上
B．老虎车停止时，若
由37°缓慢增大到90°，则老虎车对货物的作用力不变
C．若
不变时，车平面对货物的作用力总是大于挡板对货物的作用力
D．若
不变时，为使货物不离开挡板，老虎车水平向右的加速度不能超过
题型六：力电综合平衡问题
22．（2024·新疆河南·高考真题·力电综合）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（ ）
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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
23．（2024·山东·高考真题·力电综合）（多选）如图所示，带电量为+q 的小球被绝缘棒固定在O 点，右侧
有固定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面。质量为m、带电量为+q 的小滑块从斜面上A 点由静止释
放，滑到与小球等高的B 点时加速度为零，滑到C 点时速度为零。已知AC 间的距离为S，重力加速度大
小为g，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．OB 的距离l=
B．OB 的距离l=
C．从A 到C，静电力对小滑块做功W=﹣mgS
D．AC 之间的电势差UAC=﹣
24．（2023·浙江·高考真题·力电综合）AB、CD 两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如
图所示。两板间距10cm，电荷量为
、质量为
的小球用长为5cm 的绝缘细线悬挂于A
点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB 板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD 板上的M 点（未标
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出），则（ ）
A．MC 距离为
B．电势能增加了
C．电场强度大小为
D．减小R 的阻值，MC 的距离将变大
25．（2023·浙江·高考真题·力电综合）如图所示，质量为M、电阻为R、长为L 的导体棒，通过两根长均
为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S 可与直流电源
或
理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B 的匀强磁场，不计空气阻力
和其它电阻。开关S 接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角固定点
；然后开关S 接2，棒从
右侧开始运动完成一次振动的过程中（ ）
A．电源电动势
B．棒消耗的焦耳热
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C．从左向右运动时，最大摆角小于
D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等
26．（2024·四川德阳·模拟预测）如图所示，一根轻质的不可伸长的细线两端分别系在水平天花板上的
A、B 两点，有一质量及大小均不计的光滑动滑轮跨在细线上，滑轮通过绝缘细线悬挂一带正电且可视为质
点的物块。空间存在竖直向下的匀强电场，物块处于静止状态。现将电场强度方向由竖直向下缓慢逆时针
转动到水平向右，A、B 间细线的张力大小为F1，滑轮与物块之间细线张力大小为F2，则（ ）
A．F1逐渐增大
B．F1逐渐减小
C．F2逐渐增大
D．F2先减小后增大
27．（2024·福建漳州·三模）如图，在倾角为α（小于
）的光滑绝缘斜面上固定一挡板，一根与斜面平
行的绝缘轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端与均匀带电小球A 连接，等大的均匀带电小球B 置于图示位
置。静止时A、B 两球间的距离为L，弹簧长度为x。下列说法正确的是（ ）
A．A 球共受到3 个力的作用
B．斜面对B 球的支持力大于B 球所受库仑力
C．若A 球电荷量加倍，适当调整B 球位置，平衡时弹簧长度仍为x
D．若A 球电荷量加倍，适当调整B 球位置，平衡时A、B 两球间的距离为
题型七：力热综合平衡问题
28．（2024·河北·高考真题·力热综合）（多选题）如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两
部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸
内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止
在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（ ）
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A．弹簧恢复至自然长度
B．活塞两侧气体质量相等
C．与初始时相比，汽缸内气体的内能增加
D．与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少
29．（2024·甘肃·高考真题·力热综合）如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B
两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为
2l。开始时系统处于平衡态，A、B 体积均为Sl，压强均为
，弹簧为原长。现将B 中气体抽出一半，B 的
体积变为原来的
。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：
（1）抽气之后A、B 的压强
。
（2）弹簧的劲度系数k。
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30．（2024·江西景德镇·一模）如图所示，竖直放置在粗糙水平面上的绝热汽缸，汽缸里封闭一部分理想
气体。其中缸体质量
，活塞质量
，横截面积
，大气压强
，活
塞的上部与劲度系数为
的弹簧相连，挂在某处。当汽缸内气体温度为227℃时，弹簧的弹力
恰好为零，此时缸内气柱长为
。求：
(1)当缸内气体温度为多少K 时，汽缸对地面的压力为零；
(2)当缸内气体温度为多少K 时，汽缸对地面的压力为160N。（g 取，活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦）
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