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专题01 力与物体的平衡
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
一、单项选择题（本题共12 小题，每小题5 分，共60 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题
目要求的,不选、多选、错选均不得分）
1．（2023·江苏南京·校考模拟预测）如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在定滑轮上。挂上后发
现倒计时牌是倾斜的，已知∠AOB=90°，计时牌的重力大小为G。不计一切摩擦，则平衡时绳OB 中的张
力大小为（ ）
A．
B．
C．
D．G
2．（2023·宝山·期中）减速带是一种常见的交通设施，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力
为F，图中弹力F 的画法正确且分解合理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．（2023·阶段练习）逆风能使帆，这是力分解的神奇作用，如图所示，把帆面张在航向（船头指向）和
风向之间，因风对帆的压力F 垂直帆面，它会分成两个分力F1、F2，其中
垂直船轴即航向（“龙骨”），
会被很大的横向阻力平衡，F1沿着航向，已知帆面与航向之间的夹帆面航向角为θ，船的总质量为m，下
列说法正确的是（ ）
A．
B．船受到的合力是
1
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C．
是船前进的动力 D．若船沿着航向的阻力为f，则船的加速度为
4．（2023·北京海淀·校考模拟预测）如图所示，大型起重机的吊钩受到的力是一组共点力。设被起吊的重
物的质量为m，钢丝绳与吊钩的质量忽略不计，吊钩下面悬挂重物的四根钢丝绳对吊钩的拉力大小依次为
F1、F2、F3、F4，吊钩上方的动滑轮组对吊钩的拉力大小为F5。重力加速度大小为g。在起重机将被起吊的
重物向上匀速提升的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．F5大于mg
B．F1、F2、F3、F4、F5的合力等于2mg
C．F1、F2、F3、F4的大小均等于
D．F2、F3、F4、F5的合力大小等于F1
5．（2023·新疆乌鲁木齐·统考三模）如图所示，小王徒步从山脚A 处匀速率爬到
高的山顶B 处的过
程中，山坡对小王的支持力
和摩擦力
的变化情况为（ ）
A．
先减小后增大，
先减小后增大
B．
先增大后减小，
先增大后减小
C．
先减小后增大，
先增大后减小
D．
先增大后减小，
先减小后增大
6．（2023·浙江绍兴·统考二模）空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，其重心恰好在支架横梁和斜梁
的连接点
的上方，保持横梁
水平，斜梁
跟横梁的夹角
，横梁对
点的拉力
沿
方向，斜梁
对
点的支持力
沿
方向，关于
与
的大小，下列说法正确的是（ ）
2
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A．
B．
C．若增大
，
可能不变D．若增大
，
一定减小
7．（2023·陕西·二模）如图甲所示，车辕是马车车身上伸出的两根直木，它是驾在马上拉车的把手。如图
乙为马拉车时的简化模型，车辕前端距车轴的高度H 大约为1.0m，马拉车的力可视为沿车辕方向，马车的
车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的
，若想让马拉车在水平面上匀速前进且尽可能省力，则
车辕的长度大约为（ ）
A．
B．
C．3m
D．2m
8．（2023·全国·高三专题练习）某同学探究细线能承受的最大拉力。如图所示，他将质量为
的物体用
轻质光滑挂钩挂在细线上，用双手捏取细线两端并靠近水平刻度尺，沿刻度尺缓慢增大细线两端的距离，
当细线两端位于图示位置时
，细线恰好被拉断。则细线能承受的最大拉力约为（ ）（g 取
）
A．
B．
C．
D．
9．（2023·天津宁河·天津市宁河区芦台第一中学校联考二模）如图，四个完全相同的球两两挨着叠成一个
正四面体，静置在水平地面上。若不考虑转动情况，球之间的摩擦力也忽略不计，则球与地面的摩擦因数
至少为（ ）
3
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A．
B．
C．
D．
10．（2023·安徽·校联考三模）尖劈可用来卡紧物体，在距今约
万年的新石器时代的石斧、石矛都
说明尖劈是人类最早发明并广泛使用的一种简单的工具。如图所示为顶角很小的木质尖劈，将它嵌入木头
缝中，可起到卡紧物体的目的。已知木质尖劈与木头间的动摩擦因数为
，为了使木质尖劈起到
卡紧物体的作用，则木质尖劈的顶角最大约为（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2023·广西玉林·统考三模）如图所示，质量为m 的圆环A，跨过定滑轮的细绳一端系在圆环A 上，
另一端系一物块B。细绳对圆环A 的拉力方向水平向左。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆环A 与固定
直杆间动摩擦因数
，直杆倾角
，
，要保证A 不向上滑动，所悬挂的物块B 质量
不能超过（ ）
A．2m
B．
C．
D．
12．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）在方向竖直向上、磁感强度大小为B 的匀强磁场中，当金属棒中通
以恒定电流I、金属棒静止时，两细线偏离竖直方向的偏角均为
，如图所示。已知金属棒ab 的质量为
m、长度为L，重力加速度大小为g，关于恒定电流I 的大小和方向，下列说法正确的是（ ）
A．
，从a 到b
B．
，从b 到a
C．
，从a 到b
D．
，从b 到a
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二、多项选择题（本题共2 小题,每小题5 分,共10 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目
要求的。全部选对的得5 分,选对但不全的得3 分,有选错的得0 分）
13．（2023 秋·吉林长春·高一吉林省实验校考期中）如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留
在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数
，书与书间的动摩擦因数
，设最大静摩擦力的大小
等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为0.2kg，该同学对书的水平正压力为100N，每本书均呈竖直静止
状态，重力加速度
，则下列说法正确的是（ ）
A．每本书受到的摩擦力的合力大小相等B．书与书之间的摩擦力大小均相等
C．他最多能夹住22 本书
D．他最多能夹住30 本书
14．（2023 秋·吉林·高一吉林一中校考期中）如图所示，质量为m 的小球a 与质量为2m 的小球b 通过不可
伸长的轻绳相连，小球a 还与固定在O 点的另一根轻绳连接，现在小球b 上作用一拉力F，保持O、a 间轻
绳与竖直方向的夹角始终为60°，重力加速度大小为g，关于两小球平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F 的最小值为
B．O、b 间轻绳中的最小张力为
C．当拉力F 最小时，a、b 间轻绳中的张力大小为
D．当两根轻绳中的张力相等时，拉力F 的大小为
三、计算题（本题包括3 小题，10 分+10 分+10 分共30 分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理
演算过程，只写出最终结果的不得分）
16．（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
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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g 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．
17．（2023·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考模拟预测）如图所示，小球A 置于固定在水平面上的光滑
半圆柱体上，小球B 用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B 通过光滑滑轮用轻质细线相连，两球
均处于静止状态。已知B 球质量为m，O 是滑轮与细线的交点且
点在半圆柱体圆心
的正上方，OA 与
竖直方向成
角，
长度与半圆柱体半径相等，
与竖直方向成
角，重力加速度为
，则：
（1）求
绳拉力
和弹簧拉力
（2）求A 球的质量
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18．（2023·模拟预测）气压式升降椅通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形
气缸与椅面固定连接，总质量为m。横截面积为S 柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动
杆之间封闭一定质量的理想气体，升降椅无人坐时，稳定后测得封闭气体的体积为V1。某人缓慢坐在座椅
上，直至双脚离开地面，稳定后测得此时封闭气体的体积V2。随后打开室内空调，经过一段时间后室内温
度缓慢降低到设定的温度T2。设气缸封闭性、导热性良好，忽略气动杆与气缸间的摩擦，已知大气压强为
p0，室内初始温度为T1，重力加速度为g。求：
（1）坐在座椅上人的质量M；
（2）室内降温的过程中，外界对封闭气体所做的功。
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