2020-2024年高考物理試題分類匯編：力學(xué)（解析版）

當(dāng)題02力學(xué)

五年考情-探規(guī)律

考點五年考情（2020-2024）命題趨勢

2020年北京卷；本章知識方面的考查主要在

受力分析、牛頓第三定律、力的合

考點1重力、2021年廣東卷;

成與分解、共點力的平衡問題分析

彈力（含實

2022年浙江卷、湖南卷；等，能力的考查主在物理方法（整

驗）、摩擦力、

年山東卷；體與隔離法、假設(shè)法、正交分解法、

牛頓第三定2023

等效替代法等）的運用能力、空間

律、受力分析2024年黑吉遼卷、廣東卷等

想象力和建模能力等，實驗的考查

要在探究彈簧彈力與形變量的關(guān)

系和探究兩個互成角度的力的合

成規(guī)律兩個實驗。對于重力、彈力

和摩擦力，單獨考較少，主要是以

模型或情境為載體綜合其他知識

點考查：對干力的合成與分解，主

要考查其在分析受力時的應(yīng)用；對

2021年廣東卷；

于頓第三定律和共點力的平衡，常

考點2力的合

2022年浙江卷、廣東卷、遼寧卷；以生產(chǎn)生活、現(xiàn)代科技、體育運動

成與分解（含

傳統(tǒng)文化等為情境設(shè)題，比如石

實驗）2023年全國乙卷等

橋、“中國天眼”射電遠鏡的維護、

冰上接力比賽、曲轅型與直轅型等

素材，結(jié)合的模型有單物體模型和

多物體模型，比如繩或彈簧的連接

體模斜面+板塊模型等。其中共點

力的平衡是高考的熱點與重點，且

靜態(tài)、動態(tài)平衡問題仍然是今后高

考的命題重點。

2020年山東卷；

2021年浙江卷、湖南卷；

共點力的平衡2022年浙江卷、河北卷；

2023年浙江卷等

分考點?精準練1

考點01重力、彈力（含實驗）、摩擦力、牛頓第三定律、受力分析

1.（2023■山東卷?2）餐廳暖盤車的儲盤裝置示意圖如圖所示，三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平

固定圓環(huán)上，下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子，取走一個盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補平。

已知單個盤子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤間距1.0cm,重力加速度大小取10m/s?。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，

每根彈簧的勁度系數(shù)為（）

A.10N/mB.100N/m

0.200N/mD.300N/m

【答案】B

【解析】由題知，取走一個盤子，穩(wěn)定后余下的盤子正好升高補平，則說明一個盤子的重力可以使三根彈

簧發(fā)生形變的形變量恰好等于相鄰兩盤間距，則有儂=3m，解得5=100N/m,故選B。

2.（2020?北京理綜卷?11）某同學(xué)利用如圖1甲所示裝置研究摩擦力的變化情況.實驗臺上固定一個力傳

感器，傳感器用棉線拉住物塊，物塊放置在粗糙的長木板上.水平向左拉木板，傳感器記錄的尸一大圖像如

圖乙所示.下列說法正確的是（）

圖1

A.實驗中必須讓木板保持勻速運動

B.圖乙中曲線就是摩擦力隨時間的變化曲線

0.最大靜摩擦力與滑動摩擦力之比約為10：7

D.只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動摩擦因數(shù)

【答案】C

【解析】實驗中讓物塊處于平衡狀態(tài)即可，沒有必要讓木板保持勻速運動，故A錯誤；由于物塊處于平衡

狀態(tài)，故其水平方向上受的拉力（傳感器的示數(shù)）等于摩擦力，但摩擦力的方向與拉力的方向相反，所以摩

擦力隨時間變化的圖線應(yīng)和題圖乙中圖線關(guān)于橫軸對稱，故B錯誤；由題圖乙知，最大靜摩擦力約為10N,

滑動摩擦力約為7N,二者之比約為10：7,故C正確；由于不知道物塊的質(zhì)量，無法求出物塊對木板的正

壓力，因此只用題圖乙中數(shù)據(jù)無法求出物塊與木板間的動摩擦因數(shù)，故D錯誤.

3.（2024?黑吉遼高考）利用硯臺將墨條磨成墨汁，墨條速度方向水平向左時，（）

A.硯臺對墨條的摩擦力方向水平向左

B.桌面對硯臺的摩擦力方向水平向左

0.桌面和墨條對硯臺的摩擦力是一對平衡力

D.桌面對硯臺的支持力與墨條對硯臺的壓力是一對平衡力

【答案】C

【解析】當(dāng)墨條速度方向水平向左時，墨條相對于硯臺向左運動，故硯臺對墨條的摩擦力方向水平向右，

故A錯誤；根據(jù)牛頓第三定律，墨條對硯臺的摩擦力方向水平向左，由于硯臺處于靜止狀態(tài)，故桌面對硯

臺的摩擦力方向水平向右，故B錯誤；由于硯臺處于靜止狀態(tài)，水平方向桌面和墨條對硯臺的摩擦力是一

對平衡力，故C正確；桌面對硯臺的支持力大小等于硯臺的重力加上墨條對其的壓力，故桌面對硯臺的支

持力大于墨條對硯臺的壓力，故D錯誤。

4.（2024?廣西高考真題?）工人卸貨時常利用斜面將重物從高處滑下。如圖，三個完全相同的貨箱正沿著

表面均勻的長直木板下滑，貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同。若1、2、3號貨箱與直木板間摩擦力的大

小分別為Ff、、/Q和F于3，則（）

23

FFB

A.fl<f2<Ff3-Ff\=Ff2<Ff3

D=F

C.吟上Ff3VFf2-Ffi=Ff2f3

【答案】D

【解析】根據(jù)滑動摩擦力的公式/=〃乙，可知滑動摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)，只與接觸面的粗糙程

度和壓力大小有關(guān)，由題可知三個貨箱各表面材質(zhì)和祖糙程度均相同，壓力大小也相同，故摩擦力相同，

即Ffi=Ff2=Ff3,D正確。

5.（2022?浙江卷4）如圖所示，公園里有一仿制我國古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動，水管口持

續(xù)有水流出，過一段時間桶會翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是（）

A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小

C.水流對桶撞擊力的大小

D.水桶與水整體的重心高低

【答案】D

【解析】水管口持續(xù)有水流出而過一段時間桶會翻轉(zhuǎn)一次，說明主要原因是裝的水到一定量之后，導(dǎo)致水

桶與水整體的重心往上移動，豎直向下的重力作用線偏離中心轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)致水桶不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉(zhuǎn)，

故選Do

6.（2022?湖南高考真題?11）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計了如

圖（a）所示的實驗裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量.主要實驗步驟如下：

⑴查找資料，得知母枚硬幣的質(zhì)量為6.05g;

（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度/,記錄數(shù)據(jù)如下表:

序號12345

硬幣數(shù)

510152025

量刀/枚

長度//cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點，繪制圖線;

17Hzem”…皿wwiiuiw

二

10叫im

壁〃/枚

51015202530

(b)

(4)取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖(c)所示，此時橡皮筋的長

度為cm;

(5)由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為g(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

【答案】(3)見解析圖(4)15.35(5)128

【詳析】(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點連線如圖

⑷由題圖(c)可知刻度尺的分度值為1mm,故讀數(shù)7=15.35cm；

⑸設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為次，原長為人，則

niing—A(7i—2o),Jo)

則橡皮筋的勁度系數(shù)為k=

丁12—1；\

從作出的l-n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得

112—nimg10

k=-----—~rmg(N/cm),

h—1\3

設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為刃，則有的="(/—Jo)

可得防=^X6.05X(15.35—9.00)g-128g.

7.(2021?廣東高考真題?11)某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖1所示，固

定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機玻璃管底端.實驗過程如下：先沿管

軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)逐個從管口滑進，每

滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)〃和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)乙，數(shù)據(jù)如表所示.實

驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù).

n123456

Z.n/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09

(1)利用△L=Li+3—Li(i=l,2,3)計算彈簧的壓縮量：△乙=6.03cm,△￡2=6.08cm,AZ.3=cm,

△￡I+AZ.+AZ.3

壓縮量的平均值△￡=2cm;

3

⑵上述是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;

⑶忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2,該彈簧的勁度系數(shù)為N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

【答案】(1)6.046.05(2)3(3)48.6

【解析】⑴—―￡3=(18.09-12.05)cm=6.04cm

AZi+A￡2+△￡36.03+6.08+6.04

壓縮量的平均值為、L=cm=6.05cm

33

⑵因三個△L是相差3個鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;

(3)根據(jù)鋼球的平衡條件有3峻in9=k?AZ,解得

3儂sin03X0.2X9.80Xsin30°

N/m^48.6N/m.

6.05X10-2

AZ

考點02力的合成與分解

1.(2021■廣東高考真題?3)唐代《耒粕經(jīng)》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力，設(shè)牛用

大小相等的拉力廠通過耕索分別拉兩種犁，尸與豎直方向的夾角分別為a和￡,。＜￡,如圖1所示，忽略

耕索質(zhì)量，耕地過程中，下列說法正確的是()

A.耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大

B.耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大

C.曲轅犁勻速前進時，耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力

D.直轅犁加速前進時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力

【答案】B

【解析】將拉力尸正交分解如圖所示

則在x方向可得出Fx&=Fsina

用直=4in￡

在y方向可得出片曲=尺05a

用直=挖05￡

由題知則sina<sin￡

cosQ>cos￡

則可得到凡曲〈區(qū)直

4曲》萬直

A錯誤，B正確；

耕索對犁的拉力與犁對耕索的拉力是一對相互作用力，它們大小相等，方向相反，與加速還是勻速前進無

關(guān)，C、D錯誤.

2.（2022?廣東高考卷?1）圖是可用來制作豆腐的石磨.木柄48靜止時，連接48的輕繩處于繃緊狀態(tài).0

點是三根輕繩的結(jié)點，F(xiàn)、片和￡分別表示三根繩的拉力大小，片=￡且N478=60°.下列關(guān)系式正確的是

A.F=F、B.F=2F、

C.F=3F、D.

【答案】D

【解析】以。點為研究對象，受力分析如圖所示，由幾何關(guān)系可知夕=30°,

在豎直方向上，由平衡條件可得Reos30°+Kcos30°=F,又內(nèi)=A,可得戶=十月，故D正確，A、B、

C錯誤.

3.（2022?遼寧高考卷?4）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止狀態(tài).蛛絲。麻、ON

與豎直方向夾角分別為a、/?（a>￡）.用片、耳分別表示。欣?！ǖ睦?，則（）

A.打的豎直分力大于勾的豎直分力

B.片的豎直分力等于E的豎直分力

C.片的水平分力大于E的水平分力

D.片的水平分力等于E的水平分力

【答案】D

【詳析】對結(jié)點。受力分析可得，水平方向有月sin〃=￡sin￡,即月的水平分力等于用的水平分力,

選項C錯誤，D正確；對結(jié)點。受力分析可得，豎直方向有Acosa+/^cos0=mg,聯(lián)立解得Fi=

儂sin￡_____mgsinQ則￡的豎直分量向，=篝*舒，J的豎直分量&=

sin(。+￡)''sin(。+￡)

加gsinacos￡

1Hsinacos￡—cosasin￡=sin(a—￡)>0,可知&選項A、B錯誤.

sin(a+￡)

4.(2023?全國乙卷?22)在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中使用的器材有：木板、白紙、兩個標

準彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細線和圖釘若干。完成下列實驗步驟：

(1)用圖釘將白紙固定在水平木板上。

⑵將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均

掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測

力計的示數(shù)得到兩拉力片和H的大小，并o(填正確答案標號)

A.用刻度尺量出橡皮條的長度

B.用刻度尺量出兩細線的長度

0.用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置

D.用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向

⑶撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到,由測力計的示數(shù)得到拉力廠的大小，沿細線

標記此時尸的方向。

(4)選擇合適標度，由步驟⑵的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作片和耳的合成圖，得出合力產(chǎn)

的大小和方向；按同一標度在白紙上畫出力尸的圖示。

⑸比較尸和尸的,從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。

【答案】(2)CD(3)相同位置(5)大小和方向

【詳析】(2)將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它

們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停

止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力E和后的大小，還需要用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置以及用鉛

筆在白紙上標記出兩細線的方向，故選C、D?

(3)撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到相同位置，由測力計的示數(shù)得到拉力廠的大小，沿細線

標記此時尸的方向。

(5)比較尸和戶的大小和方向，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。

5.(2022?浙江高考真題?17)(1)①''探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置如圖甲所示，長木板

水平放置，細繩與長木板平行.圖乙是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點。為位移測量起點和計時起點，則打

計數(shù)點8時小車位移大小為cm.由圖丙中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為m/s”保留兩

位有效數(shù)字).

OAB

聊他畫W啊啊刪啊味

01cm23456

乙

1.5()

1.20

0.90

0.60

0.30

t/s

0().100.200.300.400.500.60

丙

②利用圖甲裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是

A,換成質(zhì)量更小的車

B.調(diào)整長木板的傾斜程度

0.把鉤碼更換成硅碼盤和底碼

D.改變連接小車的細繩與長木板的夾角

(2)“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖丁所示，在該實驗中,

T

①下列說法正確的是；

A.拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B.在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點

C.測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D.測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧神，為了完成該實驗至少需要（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結(jié)點拉到

0.

【答案】（1）①6.20（6.15?6.25均可）1.9（1.7?2.1均可）②BC（2）①D②3

【詳析】（1）①由題圖乙可得打計數(shù)點8時小車位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差，在6.15?6.25cm

的范圍內(nèi)均可；由題圖丙中小車運動的數(shù)據(jù)點，有a=^=L0"30m/s』.9m/s.

考慮到偶然誤差，在1.7?2.1m/s?的范圍內(nèi)均可.

②利用題圖甲裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要將鉤碼更換成祛碼盤和祛碼，應(yīng)滿足

小車的質(zhì)量遠遠大于祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量，所以不需要換質(zhì)量更小的車，故A錯誤，C正確；利用題圖甲

裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要利用小車斜向下的分力以平衡摩擦阻力，所以需要

將長木板安裝打點計時器一端較安裝滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?，故B正確；

實驗過程中，需讓連接磋碼盤和小車的細繩跟長木板始終保持平行，故D錯誤.

（2）①在不超出彈簧秤的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些，不必使兩只彈簧秤的示數(shù)相同，

故A錯誤；在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了，故B

錯誤；實驗中彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦不影響實驗結(jié)果，故C錯誤；為了減小實驗誤差，拉橡

皮條時，橡皮條、細繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板，故D正確.

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗，用手拉住一條細繩，用彈簧秤拉住另一條細繩，互成角度的拉橡

皮條，使其結(jié)點達到某一點。，記下位置。和彈簧秤示數(shù)式和兩個拉力的方向；交換彈簧秤和手所拉細繩的

位置，再次將結(jié)點拉至〃點，使兩力的方向與原來兩力方向相同，并記下此時彈簧秤的示數(shù)K；再僅用一

個彈簧秤將結(jié)點拉至。點，并記下此時彈簧秤的示數(shù)尸的大小及方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成

該實驗至少需要3次把橡皮條結(jié)點拉到0.

考點03共點力的平衡

1.（2022?河北高考真題?7）如圖，用兩根等長的細繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的戶點，將木板

以底邊樞為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，

在轉(zhuǎn)動過程中（）

A.圓柱體對木板的壓力逐漸增大

B.圓柱體對木板的壓力先增大后減小

0.兩根細繩上的拉力均先增大后減小

D.兩根細繩對圓柱體拉力的合力保持不變

【答案】B

【詳析】設(shè)兩繩子對圓柱體拉力的合力大小為木板對圓柱體的支持力大小為人，繩子與木板間的夾

角不變，。也不變，從右向左看如圖所示，

FNmg

在矢量三角形中，根據(jù)正弦定理有

sinasin￡siny

mgAR，

在木板以底邊腑為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平過程中，。不變，Z從90°逐漸減小到0,

又/+￡+<7=180°,

且?！?0°,

可知90°</+￡〈180°,

則0<^<180°

可知￡從銳角逐漸增大到鈍角，

sinasinBsiny

根據(jù)

由于sin/不斷減小，可知片逐漸減小，sin￡先增大后減小，可知人先增大后減小，結(jié)合牛頓第三定律

可知，圓柱體對木板的壓力先增大后減小，設(shè)兩繩子之間的夾角為2%繩子拉力大小為,則2片'cos

9=R,

R

可得分=

72cos-xo,

個不變，片逐漸減小，可知繩子拉力不斷減小，故B正確，A、C、D錯誤.

2.（2022?浙江高考真題?10）如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿

垂直，兩斜桿夾角3=60°.一重為G的物體懸掛在橫桿中點，則每根斜桿受到地面的（）

3

A.作用力為當(dāng)-G

C.摩擦力

【答案】B

【詳析】設(shè)斜桿的彈力大小為F,以水平橫桿和物體為整體，在豎直方向上根據(jù)受力平衡可得4Aos30°

=G,解得F=^~G,以其中一斜桿為研究對象，其受力如圖所示，可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與F

0

平衡，即大小為*G,每根斜桿受到地面的摩擦力大小為￡=7%in30°=洛，B正確，A、C、D錯誤.

3.（2023?浙江高考真題?6）如圖所示，水平面上固定兩排平行的半圓柱體，重為G的光滑圓柱體靜置

其上，a、6為相切點，Na必=90°,半徑仍與重力的夾角為37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,

則圓柱體受到的支持力凡、H大小為（）

A.6=0.6G,6=0.4GB.E=0.4G,Fb=0.6G

C.6=0.8G,Fb=0.6GD.￡=0.6G,6=0.8G

【答案】D

【詳析】對光滑圓柱體受力分析如圖，由題意有凡=6fein37°=0.6G,Fb=Gcos37°=0.8G,故選D。

4.（2020?山東高考真題?8）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為加和2〃的物

塊4B,通過不可伸長的較繩跨過滑輪連接，48間的接觸面和輕繩均與木板平行./與8間、8與木板

間的動摩擦因數(shù)均為〃，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時，物塊48剛

好要滑動，則〃的值為（）

【答案】C

【詳析】/、8剛要滑動時受力平衡，受力如圖所示.

對A：A=mgsin45°+inngcos45°

對6：2儂sin45°=4+3〃儂cos45°+p/ngcos45

整理得，P=|,選項C正確.

5.（2021?湖南高考真題?5）質(zhì)量為〃的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖1所示，A

為半圓的最低點，8為半圓水平直徑的端點.凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m