【文档说明】专题06力和平衡-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（湖北专用）.docx，共(24)页，5.768 MB，由envi的店铺上传

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专题06力和平衡（2024·湖北卷·T6）1．如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（）A．

33fB．213fC．2fD．3f（2023·湖北卷·T9）2．如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点

与O点的距离均为l，P点到O点的距离为12l，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为4m

glB．小球在P点下方12l处的加速度大小为(324)g−C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同（2022·湖北卷·T5）3．如图所示，质量分别为m和2m的小物块

Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻

绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（）A．μmgkB．2mgkC．4mgkD．6mgk（2022·湖北卷·T11）4．如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，

方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为33g；减速

时，加速度的最大值为3g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（）A．棒与导轨间的动摩擦因数为36B．棒与导轨间的动摩擦因数为33C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=60°D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150°一、单选题（2024·湖北黄

石·一模）5．某中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像。若不计空气阻力，取重力加速度大小

为210ms/，则下列同学的推断结果正确的是（）A．机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3NB．机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2C．在0~4s时间内，摩擦力的冲量为24N·sD．在0~4s时间内，合外力做的功为24J

（2024·湖北武汉·二模）6．如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个重环，绕过光滑定滑轮的轻绳一端与重环相连，另一端施加拉力F使重环从A点缓慢上升到B点。设杆对重环的弹力大小为NF，整个装置处于同一竖直平面内，在此过程中（）A．F逐渐增大，NF逐渐增大B．F逐渐增大，NF先减小后增大C．

F先减小后增大，NF逐渐增大D．F先减小后增大，NF先减小后增大（2024·湖北·三模）7．如图所示，某款手机支架由“L型”挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖直面内自由调节，AB、BC部分对手机的弹力分别为F1和F2（

不计手机与挡板间的摩擦），在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是（）A．F1逐渐增大，F2逐渐减小B．F1逐渐减小，F2逐渐增大C．F1逐渐减小，F2先增大后减小D．F1先增大后减小，F2逐渐减小（2024·湖

北·二模）8．2023年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”成功发射三周年，如图所示，已知地球表面重力加速度为g，地球的质量是火星质量的k倍，地球的半径是火星半径的n倍，假设探测器在火星的着陆点为水平面，探测器总质量为m，探测器有4条腿，每条腿与地

面夹角为，则每条腿对火星表面的正压力大小为（）A．4cosmgB．24mngkC．24cosmngkD．2mngk（23-24高三上·湖北武汉·期末）9．如图所示，质量为M的均质细直杆AB竖直立于光滑水平面上，一根不可伸长的轻绳一端固定于A点，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为

m的物体E，轻绳AD部分始终保持水平。另一弹性轻绳AC两端分别固定于A点和地面上的C点。整个系统处于静止状态，此时AC绳与AB杆夹角30=，已知重力加速度为g。则（）A．此时弹性绳AC中的拉力大小等于mgB．此时地面对AB杆的支持力大小等于32Mgmg+C．将C点向左平移一小段距离，系统

仍保持静止，则地面对AB杆的支持力大小不变D．将C点向右平移一小段距离，系统仍保持静止，则弹性绳AC拉力大小增大（23-24高三上·湖北·期末）10．如图所示，倾角为30的斜面固定在水平面上，一段轻绳左

端拴接在质量为2m的物体P上，右端跨过光滑的定滑轮连接质量为m的物体Q，整个系统处于静止状态。对Q施加始终与右侧轻绳夹角为135=的拉力F，使Q缓慢移动直至右侧轻绳水平，该过程中物体P始终静止。下列

说法正确的是（）A．拉力F先变大后变小B．轻绳的拉力先减小后增大C．物体P所受摩擦力沿斜面先向下后向上D．物体P所受摩擦力先增大后减小（23-24高三上·湖北黄冈·期中）11．长时间低头会引起颈部的疾病，将人体头颈部简化为如图所示的模型，A点为头部的重心，AO为提供支持力的颈椎（可视为轻

杆）可绕O点转动，AB为提供拉力的肌肉（可视为轻绳）。当人体直立时，如图甲，颈椎所承受的压力大小等于头部的重力大小G；当低头时，如图乙，AO、AB与竖直方向的夹角分别为20、40。下列说法正确的是（）A．颈椎受到的压力大小为

GB．颈部肌肉的拉力大小为GC．颈椎受到的压力大小为2GD．颈部肌肉的拉力大小为2G（23-24高三上·湖北·期中）12．如图所示，质量均为m的小球1、2用轻绳a、c和轻质弹簧b连接并悬挂，两小球均处于静止状态，轻绳a与竖直方向的夹角为30°，轻绳c水平，重力加

速度大小为g。下列说法正确的是（）A．轻绳a拉力的大小为233mgB．轻弹簧b拉力的大小为153mgC．剪断轻绳a的瞬间，小球1加速度大小为433gD．剪断轻绳c的瞬间，小球2加速度大小为3g（23-24高三上·湖北武汉·期中）13．一不

可伸长的细线套在两光滑且大小不计的定滑轮上，质量为m的圆环穿过细线，如图所示。若AC段竖直，BC段水平，AC长度等于BC长度，重力加速度为g，细线始终有张力作用，现施加一作用力F使圆环保持静止状态，则力F的最小值为（）A．22mgB．mgC．2m

gD．2mg（23-24高三下·湖北·阶段练习）14．中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。A、B间的

接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.3，木块B质量为m，重力加速度大小为g。假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了使门闩启动，施加在木块A上的水平力F至少为（）A．713mgB．1013mgC．107mgD．137mg（23-24高三下·湖北

孝感·开学考试）15．在自动化生产线上，常用传送带运送工件。如图所示，某生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N，传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为0.3ms、0.4ms，方向均已在图中标出。一小煤块离开传送带M

前已经与传送带M的速度相同，并平稳地传送到传送带N上。传送带N的宽度足够大。下列说法正确的是（）A．小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为0.3msB．小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对于传送带N的速度为0.7msC．小煤块滑上传送带N后，相对

于传送带N做匀变速直线运动D．小煤块滑上传送带N后，相对于传送带N做匀变速曲线运动二、多选题（2024·湖北·一模）16．如图所示，两根电阻不计足够长的光滑平行倾斜金属导轨MN、PQ间距1mL=，倾角37=。金属杆a、b垂直导轨放置，质量分别为0.2kg0.3kg

mm==₁、₂，电阻均为1ΩR=。两杆中间用细线连接，对b杆施加沿导轨向上的外力F，两杆保持静止。整个装置处于磁感应强度2TB=，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。某时刻烧断细线，保持F不变，重力加速度210m/sg=下列说法中

正确的是（）A．F的大小为3NB．烧断细线后，a杆的最大速度为0.36m/sC．烧断细线后，b杆的最大速度为0.18m/sD．烧断细线后，b杆上滑1m过程中通过b杆电量为2.5C（2024·湖北黄石·三模）17．如图所示，在倾角为30=的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和

B，它们的质量均为4kgm=，弹簧的劲度系数为100N/mk=，C为一固定挡板。现让一质量为8kgM=的物体D在A上方某处由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体B恰好不能离开挡

板C，弹簧始终在弹性限度范围内，物体A、B、D均可视为质点，重力加速度g取210m/s。下列说法正确的是（）A．简谐运动的振幅为0.8mB．从开始做简谐运动到物体A第一次回到初始平衡位置的时间为简谐运动周期的一半C．物体D与物体A碰后瞬间的速度大小为2m/s

D．简谐运动过程中弹簧的最大弹力为160N（2024·湖南·二模）18．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，绝缘细绳一端与b相连（绳与斜面平行），另一端跨过光滑的定滑轮与带电小球M连接，定滑轮的正下方也有一带电

小球N，M、N质量均为m，带电荷量大小均为q。M静止时细线与竖直方向成β角（β<90°）。M、N处于同一水平线上。现在同一竖直面内向下方，缓慢移动N，直到N移动到M位置的正下方，此过程中b、c、M始终处于静止状态。M、N均可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A

．M、N间的库仑力先增大后减小B．绝缘细绳对M的拉力逐渐增大C．地面对c的摩擦力逐渐减小D．M、N间距离最大值为2sinkqmg（2024·湖北·二模）19．如图所示，轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，质量为35m的小物块b紧靠a静止在斜

面上，此时弹簧的压缩量为0x。从0=t时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块a、b分离，再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好为0x。弹簧始终在弹性限度内，其中心轴线与斜面

平行，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为8sin5mgxB．a、b分离时，弹簧的压缩量为04xC．物块b加速度的大小为1sin5gD．物块b加速度的大小为6sin5g（2

024·湖北武汉·模拟预测）20．如图所示，上表面光滑的斜面静置于粗糙水平面上，斜面质量32kgM=．，倾角37=，斜面顶端固定有光滑轻质滑轮，质量1kgm=的物块系于轻绳一端，轻绳另一端跨过滑轮系于地面上，斜面左侧的轻绳保持竖直，斜面上方的轻绳与斜面平行。已知重力加速度大小210m/sg

=，sin3706=．，cos3708=．，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A．轻绳的拉力大小为8NB．水平面对斜面的弹力大小为48NC．水平面对斜面的摩擦力大小为4.8ND．剪断轻绳

瞬间，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数至少为0.125参考答案：1．B【详解】根据题意对S受力分析如图正交分解可知2cos30Tf=所以有33Tf=对P受力分析如图则有()()222sin30cos30TfTF++=解得213fF

=故选B。2．AD【详解】A．小球在P点受力平衡，则有mgf=，NfF=，2NlFkl=−联立解得4mgkl=A正确；C．在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为，则此时弹簧的弹力为2sinlFkl=−小

球受到的摩擦力为11sinNfFF==化简得1sin2klfkl=−在MP之间增大在PN减变小，即摩擦力先变大后变小，C错误；D．根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等；D正确；B．小球运动到P点下方2l时4

5=，此时摩擦力大小为1222klfkl=−由牛顿第二定律cos45mgFfma+−=联立解得2ag=B错误。故选AD。3．C【详解】Q恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为x，满足2kxmg=若剪断轻绳后，物块P与弹簧组成的系统机械能守恒，弹

簧的最大压缩量也为x，因此Р相对于其初始位置的最大位移大小为42mgsxk==故选C。4．BC【详解】设磁场方向与水平方向夹角为θ1，θ1<90°;当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁

场方向斜向右下方，此时有()111sincosFmgFma−−=令21cos=1+2sin=1+根据数学知识可得()()2111sin+=Fmgma++则有()()112sin+=11mgmaF++同理磁场方向与水平方向夹角为θ2，θ2<90°，当导体

棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，此时有()222sin+cosFmgFma+=有()()2221sin+=-Fmamg+所以有()()222-sin+=11mamgF

+当加速或减速加速度分别最大时，不等式均取等于，联立可得3=3带入21cos=1+可得α=30°，此时12==60加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向右下方，有1==60减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向左上方，有2==120−故BC正确，AD错误

。故选BC。5．D【详解】A．由a-t图像可知，机器人在2s时开始滑动，有加速度，当刚要滑动时，此时最大静摩擦力等于机器人的牵引力，可得m2122N6N4fF===故A错误；B．设机器人质量为m，滑动摩擦力大小为f，由两个图

像结合牛顿第二定律可得44Ffma−=，22Ffma−=联立可得3kgm=，3Nf=机器人与水平桌面间的动摩擦因数为N0.1ffFmg===故B错误；C．在0~4s时间内，合外力的冲量为()13342Ns12Ns2Imat+==−=力F的

冲量为F24NsIFt==则摩擦力的冲量为fF12NsIII=−=故C错误；D．4s末机器人的速度为132m/s4m/s2vat+===在0~4s时间内，合外力做的功为2124J2Wmv==故D正确。故选D。6．B【详解】对物体受力分析，并构封闭的矢量

三角形，如图所示由图可知，在拉力到达竖直方向前，与竖直方向的夹角越来越小，拉力F增大，NF减小，经过竖直方向后，夹角又逐渐变大，拉力F继续增大，NF也增大，故B正确。故选B。7．A【详解】对手机受力分析，如图所示已知，AB、BC部分对手机的弹力分别为F1和F2相互垂直，即90=手机处于静

止状态，则手机受力平衡，根据拉密原理12sinsinsinFFGαθβ==因为，手机的重力G和不变，所以上式的比值不变。挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，由钝角增大到180，即sin减小，故2F变小；由钝角减小到90，即sin变大，故1F变大。故选

A。8．B【详解】由黄金代换2GMmmgR=解得2GMgR=可得22()GMGkMggRnR==火火火火火，联立，解得2nggk=火对探测器进行受力分析，可得每条腿对火星表面的正压力大小为2144mngNmgk==火故选B。9．D【详解】A．对点A，水平

方向受力平衡sinTmg=解得2sinmgTmg==A错误；B．对杆受力分析，如图可得cos3NTMgmgMg=+=+B错误；C．将C点向左平移一小段距离，系统仍保持静止，则变大，由上述分析，地面对杆的支持力costanmgNTMgMg=+=+变小，C错误；D．将C点向右平移一小段距

离，系统仍保持静止，则变小，弹性绳AC拉力sinmgT=增大，D正确。故选D。10．D【详解】AB．设右侧轻绳与竖直方向的夹角为，设绳子上的力为T，如图所示由正弦定理可知sin(180)sinsin(135)mgFT==

−−即sin45sinsin(135)mgFT==−当90=时，即细绳水平时力F最大，故轻绳拉力T由mg增大到2mg后又减小到mg，力F一直增大，故A、B错误；CD．对P受力分析可知，物体P受到的摩擦力fF方向沿

斜面向下，由平衡条件得f2sin30mgFT+=轻绳拉力T先增大后减小，物体P所受摩擦力先增大后减小，故C错误，D正确。故选D。11．B【详解】BD．提供拉力的肌肉与头部相当于构成一个活杆死结模型，由于AB拉力和头部重力G与AB夹角相等，合力沿AO指向O，根据对

称性可知颈部肌肉的拉力大小为G。故B正确，D错误；AC．根据平衡条件及力的矢量合成可知，颈椎受到的压力大小为2cos201.86FGG=故AC错误。故选B。12．C【详解】A．对1、2整体分析可知cos302aTmg=解得轻绳a拉力的大小为433aTmg=轻绳c的拉力232

tan303cTmgmg==选项A错误；B．对2分析可知，轻弹簧b拉力的大小为()22213bcTmgTmg=+=选项B错误；C．剪断轻绳a的瞬间，弹簧弹力不能突变，则小球1受合力为1433aTmgma==解得加速度大小为1433ag=选项

C正确；D．剪断轻绳c的瞬间，弹簧弹力不能突变，小球2受合力2233cTmgma==解得加速度大小为2233ag=选项D错误。故选C。13．A【详解】两细绳对圆环的拉力大小相等，则合力方向斜向左上方45

，则当作用力F与该合力垂直时，作用力F最小，即F的最小值为2cos452Fmgmg==故选A。14．D【详解】对A、B受力分析如图门闩刚好启动时，对A在水平方向上有sin45cos45FNN=+对B在竖直方向上有cos45sin45NmgN=+解得1

37Fmg=故选D。15．C【详解】AB．小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小2222100.30.4ms=0.5msvvv=+=+方向平行于传送带N，斜向右下，故AB错误；CD．小煤块在传送带N上滑动的过程中，其所受滑动摩擦力大小fmg=方向如图所示，相对于传送

带N，小煤块做匀减速直线运动，故D错误，C正确。故选C。16．ABD【详解】A．细线烧断前，由平衡条件可得()12sinFmmg=+代入数据解得3NF=故A正确；BC．细线烧断后，两杆切割磁感线产生感应电流，由于其B、I、L都相等，则两杆

所受安培力大小相等，方向相反，系统所受合外力为零，系统动量守恒，以a杆的速度方向为正方向，由动量守恒定律得11220mvmv−=两杆同时达到最大速度，达到最大速度时两杆都做匀速直线运动，对杆a，由平衡条件得1sinmgBIL=感应电流为12

22BLvBLvEIRR+==代入数据解得10.36m/sv=20.24m/sv=故B正确，C错误；D．通过杆的电荷量为()()1212222BLxxtBLxxEtqIttRRR++====

两杆组成的系统动量守恒，以杆a的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得11220mvmv−=12120xxmmtt−=联立解得2.5Cq=故D正确。故选ABD。17．AC【详解】A．当弹簧弹力等于A、D的重力沿斜面方向的分力吋，A、D处于平衡状

态，有()0sinkxMmg=+可知A、D在平衡位置时弹簧的形变量为()0sin0.6mMmxk+==弹簧处于压缩状态。运动过程中，物体B恰好不能离开挡板C，对B分析有sinmgkx=故弹簧应伸长到最大位移处，此时形变量sin0.2mmgxk

==弹簧处于伸长状态，由此可知简谐运动的振幅为00.8mAxx=+=故A正确；B．碰后新的平衡位置在初始平衡位置的下方，则从开始做简谐运动到第一次回到初始平衡位置的时间间隔大于简谐运动周期的一半，故B错误；C．开始时，对A分析有1gs

inmkx=解得10.2mx=此时弹簧处于压缩状态。从物体D与物体A刚碰后到物体B恰好不能离开挡板C的过程，根据能量守恒有())()211(sin2MmgxxMmv++=+解得2m/sv=故C正确；D．当A、D运动到最低点时

，B对C的弹力最大，由对称性可知，此时弹簧的形变量为0Δ1.4mxAx=+=弹簧的弹力为()0140NFkAx=+=故D错误。故选AC。18．CD【详解】ABD．画出小球M的受力示意图如图所示当小球M位置不动，N缓慢

向下方移动时，绝缘细绳对M的拉力FT逐渐减小，N对M的库仑力F库先减小后增大，M、N间库仑力最小时，M、N间距离最大，则有22sin=kqmgr解得2sin=kqrmg故D正确，AB错误；C．将b和c看成一个整体，受重力、绳子沿斜面向上的拉力、地面的支持力以及水平向左的

摩擦力，根据正交分解法，可知地面对c的摩擦力的大小等于拉力的水平分量，当拉力减小时，地面对c的摩擦力减小，故C正确。故选CD。19．AC【详解】A．小物块b紧靠a静止在斜面上，则将二者看成一个整体，可知弹力大小与整

体重力的分力大小相等，有0sinkxmg=总解得08sin5mgkx=故A正确；B．由于初速度为0，最初两段相同时间间隔内位移之比为1213xx=且由题有120xxx+=当物块a、b分离时弹簧压缩量03Δ4xx=故B错误；CD．两物块刚好要分离时，a与b之间无

相互作用力且加速度相同，对a由牛顿第二定律有03sin4kxmgma−=代入k后解得1sin5ag=故C正确,D错误。故选AC。20．BD【详解】A．由题意可知，物块处于平衡状态，在沿斜面的方向上，由平衡条件则有sin110sin376NFmg==

=绳A错误；B．对斜面与物块组成的整体分析，在竖直方向由平衡条件可得()()N13.210N6N=48NFmMgF=++=++绳B正确；C．对斜面与物块组成的整体分析，整体在水平方向不受外力作用，因此水平面对斜面的摩擦力是零，C错误；D．对斜面，物块对斜面的压力大小为

cos110cos37N8NFmg===压方向垂直斜面向下，与水平方向成53°夹角偏左方向，其压力在水平向左方向的分力大小为cos5380.6N4.8NFF===压左剪断轻绳瞬间，斜面受向右的摩擦力，大小为4.8N，为使斜面保持静止，斜

面与水平面间的动摩擦因数f2N4.80.125110cos373.210FF===+D正确。故选BD。