2023年高考物理一模試題匯編全國(guó)通用02 力和平衡（解析版）

專題02力和平衡

1、（2023?浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟高三下學(xué)期2月統(tǒng)測(cè)）筷子是中國(guó)人常用的飲食工具，也是中華飲食文化的標(biāo)

志之一。如圖所示，甲、乙、丙圖是筷子夾鵝卵石時(shí)的三個(gè)動(dòng)作示意圖，筷子均在豎直平面內(nèi)，鵝卵石均

處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（）

甲乙丙

A.甲圖中的鵝卵石受四個(gè)力的作用

B.乙圖中下面筷子對(duì)鵝卵石的力大于上面筷子對(duì)鵝卵石的力

C.若增大丙圖中的筷子對(duì)鵝卵石的彈力，則鵝卵石受到的摩擦力也會(huì)增加

D.若增大丙圖中的筷子與水平方向的夾角，則鵝卵石受到筷子對(duì)它的作用力也增大

【答案】B

【解析】A.甲圖中的鵝卵石受重力、兩個(gè)彈力和兩個(gè)摩擦力5個(gè)力的作用，故A錯(cuò)誤；

B.乙圖中下面筷子對(duì)鵝卵石的力等于重力和上面筷子對(duì)它的彈力之和，所以大于上面筷子對(duì)鵝卵石的力，

故B正確；

C.丙圖中，鵝卵石受到的摩擦力等于重力沿筷子向下的分力，若增大丙圖中的筷子對(duì)鵝卵石的彈力，鵝

卵石受到的摩擦力不變，故C錯(cuò)誤；

D.鵝卵石受到筷子對(duì)它的作用力與重力等大反向，若增大丙圖中筷子與水平方向的夾角，鵝卵石受到筷

子對(duì)它的作用力不變，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

2、（2023?遼寧省鞍山市高三下學(xué)期一模）掛燈籠的習(xí)俗起源于1800多年前的西漢時(shí)期，已成為中國(guó)人

喜慶的象征。如圖所示，由五根等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛起四個(gè)質(zhì)量相等的燈籠，中間的細(xì)繩是水平的，另外

四根細(xì)繩與水平面所成的角分別為仇和仇。關(guān)于仇和仇，下列關(guān)系式中正確的是（）

?□c0

A.ΘI=2Θ2B.a=3優(yōu)

C.Sine∕=3sinO2D.tanθ∣=2tanθ2

【答案】D

【解析】以左邊兩個(gè)燈籠為整體，設(shè)水平方向BC繩子拉力為T(mén),則有

tanqa

1T

以左邊第二個(gè)燈籠為研究對(duì)象，則有

tan。,=巡

2τ

聯(lián)立可得

tan4=2tanθ2

故選Do

3,（2023?河北省新高考九師聯(lián)盟高三下學(xué)期2月質(zhì)檢）如圖所示，長(zhǎng)度為4的木棒一端支在光滑豎直墻

上的A點(diǎn)，另一端B點(diǎn)被輕質(zhì)細(xì)線斜拉著掛在墻上的C點(diǎn)而處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線與木棒之間的夾角為凡

A、C兩點(diǎn)之間的距離為4,墻對(duì)木棒的支持力為凡重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是（）

k

L7sinΘ

A.細(xì)線與豎直墻之間的夾角的正弦值為一B.木棒受到三個(gè)力（或延長(zhǎng)線）可能不交同一點(diǎn)

L?

D.木棒的質(zhì)量為FY下一4sin-6

c?細(xì)線對(duì)木棒的拉力大小為與蒜

gL2sinθ

【答案】C

【解析】A.設(shè)細(xì)線與豎直墻之間的夾角為α,在財(cái)BC中由正弦定理可得

sinasinθ

解得

.Lsinθ

sina---------

L2

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)共點(diǎn)力平衡的原理，木棒受到的三個(gè)力（或延長(zhǎng)線）一定交于同一點(diǎn)，故B錯(cuò)誤;

CD.設(shè)細(xì)線的拉力為7木棒的質(zhì)量為加，對(duì)木棒受力分析如圖，由力的平衡條件有

F=Tsina,mg=Tssa

結(jié)合

Lsinθ

sina=-J-------

L2

綜合解得

_FLFL2-L2sin2θ

1—,2,/%—__J__2z_____l_____

LlSing.gLisinΘ

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選Co

mg

4、（2023?湖南省長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué)高三下學(xué)期第七次月考）如圖所示，A、B為某陽(yáng)臺(tái)豎直墻壁上凸出的

兩顆固定釘子，小王通過(guò)一段細(xì)線跨過(guò)A、8懸掛一吊籃（吊籃不與墻壁接觸）。因A、2不等高，故重新

調(diào)整釘子B于C處，4、C等高且C在B的正下方，重新懸掛上原來(lái)的細(xì)線，整個(gè)細(xì)線始終處于同一豎直

平面內(nèi)，不計(jì)細(xì)線與釘子的摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.調(diào)整后細(xì)線的張力大小比調(diào)整前要小

B.調(diào)整后細(xì)線的張力大小比調(diào)整前要大

C.調(diào)整后細(xì)線對(duì)兩個(gè)釘子的總作用力大小比調(diào)整前要小

D.調(diào)整后細(xì)線對(duì)兩個(gè)釘子的總作用力大小比調(diào)整前要大

【答案】A

【解析】

AB.設(shè)未調(diào)整前吊籃與細(xì)線的交點(diǎn)為。，80與AC交于。點(diǎn)，調(diào)整后吊籃與細(xì)線的交點(diǎn)為O',釘子在B

處時(shí)繩子的拉力為一,/A0B=α,釘子在C處后繩子的拉力為不，AAO'C=β,如下圖

由于細(xì)線是跨在釘子上，細(xì)線上的力的大小處處相等，根據(jù)力的平衡條件和平行四邊形法則可知，AO=DO,

AO'=CO',且

Cf

27；COSy=G

24CoSs=G

因此

Ca

2cos—

2

T--^—

2~β

2σcos-

2

由于細(xì)線的總長(zhǎng)度不變，因此AABO與44C0'周長(zhǎng)相等，根據(jù)幾何關(guān)系可得

a>β

因此

QT2

故調(diào)整后細(xì)線的張力大小比調(diào)整前要小，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.吊籃受力平衡，則細(xì)線對(duì)吊籃的拉力等于吊籃的重力；兩釘子對(duì)細(xì)線的合力等于吊籃對(duì)細(xì)線的拉力。

故兩釘子對(duì)吊籃的合力等于吊籃重力，由牛頓第三定律可知細(xì)線對(duì)兩釘子的總作用力也為吊籃的重力，調(diào)

整前后不變，故CD錯(cuò)誤。

故選Ao

5,（2023?山東省濰坊市高三下學(xué)期一模）如圖所示，輕彈簧上端固定，另一端連在置于水平地面。點(diǎn)的

小滑塊上，彈簧處于壓縮狀態(tài)，小滑塊靜止?，F(xiàn)將小滑塊置于匕點(diǎn)，小滑塊仍能靜止于分點(diǎn)，彈簧此時(shí)處

于伸長(zhǎng)狀態(tài)且與小滑塊在。點(diǎn)時(shí)形變量相同。則小滑塊（）

A.在4點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的彈力等于在h點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的彈力

B.在4點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的摩擦力小于在b點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的摩擦力

C.在4點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的作用力大于在h點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的作用力

D.置于H間任意一點(diǎn)都受到地面摩擦力

【答案】BC

【解析】根據(jù)題意，對(duì)滑塊受力分析，由于滑塊在。點(diǎn)和。點(diǎn)彈簧的形變量相同，則受彈簧的彈力大小相

等，設(shè)為T(mén),如圖所示

A.由平衡條件有

mg+Tcosa=N1

N2=mg-Tcosβ

由牛頓第三定律可知，在α點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的彈力大于在b點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的彈力，故A錯(cuò)誤;

B.由平衡條件有

TSina=/

Tsin￡=f2

有題意可知

a<β

則有

Λ>Z

即在4點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的摩擦力小于在/7點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的摩擦力，故B正確；

C.根據(jù)題意，由平衡條件可知，地面對(duì)滑塊的作用力與彈力和滑塊重力的合力等大反向，由圖可知，在“

點(diǎn)時(shí)，彈力和滑塊重力夾角較小，則彈力和滑塊重力的合力較大，則地面對(duì)滑塊的作用力較大，由牛頓第

三定律可知，在4點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的作用力大于在。點(diǎn)時(shí)對(duì)地面的作用力，故C正確；

D.根據(jù)題意可知，置于油間彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，滑塊與地面間沒(méi)有摩擦力，給D錯(cuò)誤。

故選BCo

6、（2023?湖北省華中師大新高考聯(lián)盟高三下學(xué)期一模）如圖所示，半圓柱體沖浪臺(tái)靜止在粗糙水平面上，

半圓柱圓弧面光滑。運(yùn)動(dòng)員在水平牽引力尸的作用下，從離開(kāi)8點(diǎn)后緩慢運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)之前，始終處于平衡

狀態(tài)。將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)，下面說(shuō)法正確的是（）

A.牽引力先增大再減小

B.沖浪臺(tái)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力增大

C.地面對(duì)沖浪臺(tái)的支持力減小

D.地面對(duì)沖浪臺(tái)的靜摩擦力減小

【答案】D

【解析】AB.運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)B點(diǎn)后到運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)之前，始終保持平衡狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)員受到，咫、牽引力尸、

支持力吊三個(gè)力，由平衡條件可知，牽引力與支持力的合力與重力等大反向，由矢量三角形可得，如圖所

示

牽引力尸減小，支持力FN減小，故AB錯(cuò)誤；

CD.以運(yùn)動(dòng)員和沖浪臺(tái)整體為研究對(duì)象，整體在重力、牽引力、地面對(duì)沖浪臺(tái)的支持力、地面對(duì)沖浪臺(tái)的

靜摩擦力4個(gè)力的共同作用下處于平衡狀態(tài)，由平衡條件有，水平方向上

F=f

豎直方向上

.=（M+m）g

則地面對(duì)沖浪臺(tái)的支持力不變，對(duì)沖浪臺(tái)的靜摩擦力/減小，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選Do

7、（2023?渝瓊遼高三下學(xué)期仿真模擬聯(lián)考）明代《天工開(kāi)物》對(duì)古人用牛拉"龍骨水車"灌田進(jìn)行了記載：

“一人竟日之力灌田五畝，而牛則倍之"。古代用畜力代替人力大大提高了勞動(dòng)效率，下列關(guān)于牛拉水車說(shuō)

法正確的是（）

A.在研究牛拉水車的動(dòng)作時(shí)可以將?？醋髻|(zhì)點(diǎn)

B.牛對(duì)水車的拉力和水車對(duì)牛的拉力是一對(duì)平衡力

C.牛拉水車加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中牛對(duì)水車的拉力大小等于水車對(duì)牛的拉力大小

D.牛拉水車勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中牛所受合外力為零

【答案】C

【解析】A.在研究牛拉水車的動(dòng)作時(shí)，牛得肢體形狀不可忽略，所以不可將?？醋髻|(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤：

B.牛對(duì)水車的拉力和水車對(duì)牛的拉力作用在不同物體上，它們屬于作用力與反作用力，故B錯(cuò)誤；

C.牛拉水車加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中牛對(duì)水車的拉力和水車對(duì)牛的拉力屬于作用力和反作用力，故它們大小相等，

故C正確；

D.牛拉水車勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中牛做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此牛所受合力指向圓心，不為零，故D錯(cuò)誤。

故選Co

8、（2023?遼寧省沈陽(yáng)市高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)一）中國(guó)的雜技藝術(shù)種類繁多、底蘊(yùn)深厚。如圖所示,

男、女演員均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.男演員對(duì)女演員的作用力豎直向上

B.女演員對(duì)男演員的作用力斜向左下方

C.男演員對(duì)地面有向右的摩擦力作用

D.男演員對(duì)地面的作用力等于兩人的總重力

【答案】AD

【解析】

A.女演員處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知，男演員對(duì)女演員的作用力豎直向上，與女演員受到的重力是

一對(duì)平衡力，A正確；

B.女演員對(duì)男演員的作用力豎直向下，大小等于女演員的重力，B錯(cuò)誤；

CD.對(duì)男、女演員整體進(jìn)行受力分析可知，地面對(duì)男演員的作用力方向豎直向上，大小等于兩人的總重力，

故男演員對(duì)地面的作用力等于兩人的總重力，男演員與地面間沒(méi)有摩擦力，C錯(cuò)誤，D正確。

故選ADc

9、（2023?廣東省深圳市高三下學(xué)期第一次調(diào)研）《天工開(kāi)物》記錄的測(cè)量拉弓所需力量的方法如圖所示。

弦系在弓上匕兩點(diǎn)，并掛在光滑秤鉤上，弓的下端系上重物。秤桿水平平衡時(shí)，掛秤曲處的刻度值為

M（此時(shí)秤鉤對(duì)弦的拉力大小為Mg）,秤鉤兩側(cè)弦的夾角為28。則弦對(duì)“點(diǎn)的拉力大小為（）

MgMgCMg

A.MgB.--------------C.-----------------U.--------

2cos62cos2θ2

【答案】B

【解析】

以弓和所掛重物為研究對(duì)象,設(shè)弦對(duì)。點(diǎn)的拉力為F,根據(jù)共點(diǎn)力平衡

2Fcose==F=Mg

2cos

故ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選Bo

10、（2023?山東省歷城二中高三下學(xué)期一模）“兒童散學(xué)歸來(lái)早，忙趁東風(fēng)放紙鶯”。放風(fēng)箏是民間傳

統(tǒng)游戲之一。如圖所示，一只風(fēng)箏高高的懸停在空中，已知風(fēng)箏受到重力G、繩子拉力空氣作用力

A.墻壁對(duì)工人的彈力大小為----

tan。

B.懸繩對(duì)工人的拉力大小為GCoSe

C.若緩慢增加懸繩的長(zhǎng)度，耳與FN的合力增大

D.若緩慢增加懸繩的長(zhǎng)度，耳和數(shù)都減小

【答案】D

【解析】

AB.工人受到重力、拉力耳和支持力尸N，如圖

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有

FN=Gtane

即墻壁對(duì)工人的彈力和懸繩對(duì)工人的拉力的大小分別為Gtan。、一^二，AB錯(cuò)誤；

cos，

CD.若工人緩慢下移，增加懸繩的長(zhǎng)度，則夕減小，即斗和然都減小，而耳與FN的合力始終與工人的

重力平衡，大小不變，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D

12、（2023?安徽省合肥市高三下學(xué)期一模）圖示為懸掛比較輕的洗刷用具的小吸盤(pán)，安裝拆御都很方便，

其原理是排開(kāi)吸盤(pán)與墻壁間的空氣，依靠大氣壓緊緊地將吸盤(pán)壓在豎直墻壁上。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.吸盤(pán)與墻壁間有四對(duì)相互作用力B.墻壁對(duì)吸盤(pán)的作用力沿水平方向

C.若大氣壓變大，吸盤(pán)受到的摩擦力也變大D.大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力與墻壁對(duì)吸盤(pán)的彈力是一對(duì)平

衡力

【答案】D

【解析】

A.吸盤(pán)與墻壁間存在彈力和摩擦力兩對(duì)相互作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.墻壁對(duì)吸盤(pán)的彈力沿水平方向且垂直墻面，對(duì)吸盤(pán)的摩擦力豎直向上，所以彈力和摩擦力