相互作用-力 专项练-2025届高考物理一轮复习备考

相互作用--力 一、单选题 1．某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木板可以向左变速运动 B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为1：1 D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数 2．如图所示，弹性轻质杆AB的下端固定，上端固定一质量为m的小球，用水平力作用在小球B上，使弹性杆缓慢弯曲到图示位置后保持静止，若此时水平力F的大小为mg，则此时弹性杆对小球的作用力大小为（　　）    A．0 B．mg C．mg D．2mg 3．假设一艘邮轮从赤道出发，经过一个月到达上海，不考虑行驶过程中邮轮质量的变化。下列说法正确的是（  ） A．位移大小等于路程 B．从赤道到上海，邮轮受到的重力大小不变 C．邮轮静止在海面时，邮轮的重力和浮力是一对相互作用力 D．邮轮行驶时，水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力大小相等 4．如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处大小不计的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，重力加速度为g，则（　　） A．A对地面的摩擦力方向向左 B．A对地面的摩擦力方向向右 C．细线对B的拉力大小为 D．A对B的支持力大小为 5．如图所示，修建铁路、公路的路堤和路堑时，路边土壤颗粒堆积允许的边坡倾角最大值叫做“自然休止角”。如果边坡倾角超过自然休止角会导致路基不稳定，使土壤颗粒沿边坡滑落，若土壤颗粒间动摩擦因数为，下列关于自然休止角叙述正确的是（　　） A．路面越宽，自然休止角越大 B．路面越高，自然休止角越大 C．无论路面宽窄和高低， D．无论路面宽窄和高低， 6．用两根相同的细绳和弹簧分别将小球1、2和小球3、4悬挂起来，静止时2、4两球等高，如图所示。则关于小球的质量关系一定正确的是（    ）    A． B． C． D． 7．如图所示为通过轻杆相连的两小球，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的点。已知的质量分别为，轻杆长度为，细线长为。现对B施加一个水平外力使系统保持静止状态，A球在悬点正下方，细线与轻杆恰好垂直。现保持两小球位置不变，使缓慢从水平沿逆时针转过的过程中，下面说法正确的是（取重力加速度大小）（    ） A．细线的拉力一定大于 B．轻杆对的作用力一定大于 C．细线的拉力不断减小 D．外力一定不小于且先减小后增大 8．质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上，所有摩擦忽略不计，重力加速度为g。则（　　） A． B． C．地面受到的压力为FN， D．地面受到的压力为FN， 9．如图所示，用一轻绳通过定滑轮将质量为m的小球静置在光滑的半圆柱体上，小球的半径远小于半圆柱体截面的半径R，绳AB长度为L，长度为H的杆BC竖直且与半圆柱体边缘相切，OA与水平面夹角为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g，下列表达式表示绳对小球的拉力F是（　　） A． B． C． D． 10．2023年春晚舞蹈《锦绣》，改编自舞剧《五星出东方》。图（a）是一个优美且难度大的动作。人后仰平衡时，可简化为图（b），头部受到重力G、肌肉拉力F2和颈椎支持力F1。头部受力示意图可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   二、多选题 11．如图所示，工人竖直向下拉轻绳，利用滑轮组将重物缓慢提起。下列说法正确的是（    ）    A．轻绳的拉力增大 B．轻绳的拉力减小 C．工人对水平地面的压力增大 D．工人对水平地面的压力减小 12．用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接，并悬挂如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平则（　　） A．细线a对小球1的拉力大小 B．细线c对小球2的拉力大小 C．细线b对小球2的拉力大小 D．细线b对小球1的拉力大小为G 13．如图所示，质量，倾角的斜面放置在水平面上，顶端固定一光滑定滑轮。质量的物块通过轻绳跨过定滑轮与轻弹簧相连，弹簧另一端与水平地面相连，轻绳与斜面平行，弹簧保持竖直，弹力大小为，系统处于静止状态，重力加速度，，则下列说法正确的是（　　） A．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下 B．物块所受支持力和绳子拉力的合力方向竖直向上 C．地面对斜面的支持力大小为 D．地面对斜面的摩擦力大小为0 三、实验题 14．某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。 （1）实验操作过程中，下列做法对减小实验误差有益的是 A．两细绳必须等长 B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 C．用两弹簧测力计同时拉细绳时示数之差应尽可能大 D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 （2）实验中弹簧测力计的指针如图1所示，则此时弹簧测力计的示数为 N。 （3）如图2是该实验得到的两幅力的合成图，其中F是一只弹簧秤拉橡皮条时的弹簧弹力，你认为符合实验事实的是 图（填“甲”或“乙”）。 四、解答题 15．悬停在空中的无人机向下投掷物品，一段时间后自动打开降落伞减速下落，最终物品以的速度竖直匀速下落。 降落伞用8根对称的绳悬挂物品，每根绳与竖直中轴线的夹角均为，如图所示。 物品的质量为，降落伞的质量和物品所受的空气阻力不计，打开伞后伞所受空气阻力f与速度v成正比，即。 重力加速度。 求： （1）k值的大小； （2）匀速下落时每根绳子的拉力大小。 16．一轻质弹簧原长l0=5cm，用它竖直提着一个质量m=10kg的物体，当物体处于静止状态时，弹簧长度l1=10cm。将物体置于水平桌面上，用该弹簧沿水平方向拉该物体，当物体在水平桌面上匀速运动时弹簧长度l2=7cm。已知物体与水平桌面间的最大静摩擦力为50N，重力加速度大小取g=10m/s2，求： （1）弹簧的劲度系数； （2）物体与桌面间的滑动摩擦因数； （3）用弹簧沿水平方向拉静止在桌面上的物体，当弹簧长度l3=9cm时，物体受到的摩擦力大小。 17．某物理学习小组设计了一个测量风速的装置，其原理如图所示。用一根不可伸长的细线，悬挂一个质量为m的小球，风沿水平方向吹来时，细线偏离竖直方向。风速越大，细线与竖直方向的夹角越大，根据夹角的大小可以指示出风速的大小。已知当风速为v0时，细线与竖直方向的夹角为θ0，重力加速度为g。完成以下问题： （1）画出小球的受力示意图； （2）求当风速为v0时，风对小球作用力的大小F0； （3）若风对小球作用力的大小与风速的平方成正比，即，推导风速v跟细线与竖直方向夹角θ之间的关系。 参考答案： 1．A AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，可以向左变速运动，故A正确，B错误； C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7，故C错误； D．根据 f=μFN=μmg 可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。 2．B 小球保持静止，根据平衡条件可知杆对小球的作用力大小等于小球重力与拉力F的合力，即 3．D A．位移大小小于路程，故A错误； B．从赤道到上海，重力加速度变大，邮轮受到的重力变大，故B错误； C．邮轮静止在海面时，邮轮的重力和浮力是一对平衡力，故C错误； D．邮轮行驶时，水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故 D正确。 4．D AB．对A、B整体受力分析，相对地面无滑动趋势，故A不受地面的摩擦力，则A对地面无摩擦力，故 AB错误； CD．对B受力分析，如图所示    根据平衡条件可得 ， 其中 联立解得A对B的支持力大小为 细线对B的拉力大小为 故C错误，D正确。 5．C 当边坡倾角达到最大时，边坡上的土壤颗粒刚好不会滑落，以某一部分质量为m的土壤颗粒为研究对象，其重力沿斜面向下的分量与摩擦力平衡，有 解得 故C正确，ABD错误。 6．C 悬挂小球1、2的弹簧弹力等于小球1、2的总重力，悬挂小球3、4的弹簧弹力等于小球4的重力。两弹簧伸长量相同，弹力相等，说明小球1、2的总质量等于小球4的质量。而小球3的质量无法判断。 7．C AB．由于系统处于静止状态，球在悬点正下方，故球只受重力和细绳拉力作用，且二力平衡，故细线的拉力不变，轻杆对均没有作用力，故AB错误； C．小球受竖直向下的重力、沿悬线斜向上的拉力和的作用而处于静止状态，三力的合力为零，表示三力的线段构成封闭三角形如图所示，由于重力的大小及方向不变，悬线拉力的方向不变，缓慢从水平沿逆时针转过的过程中，细线的拉力不断减小，外力先减小后增大，故C正确； D．细线与轻杆恰好垂直，由几何关系可知，当的方向与垂直时最小，由几何关系知此时 N 故D错误。 8．A AB．对圆球B受力分析如图可知 A对B的弹力 根据牛顿第三定律B对A的弹力 故A正确，B错误； CD．地面受到的压力为 故CD错误。 故选A。 9．C 根据题意，对小球受力分析，受拉力、支持力和重力，把拉力和支持力平移，组成矢量三角形，延长AO和交于点，如图所示 由几何关系和相似三角形有 解得 10．D 根据共点力平衡条件可知，三个共点力的平衡，任意两个力的合力需与第三个力等大反向。根据平行四边形法则，ABC三个选项中任意两个力的合力均不能与第三个力等大反向，D选项满足条件。 11．AD AB．对滑轮做受力分析有    根据受力平衡可得 解得 则随着重物缓慢拉起过程，逐渐增大，则轻绳的拉力逐渐增大，故A正确，B错误； CD．对人受力分析有    根据受力平衡可得 由于轻绳的拉力逐渐增大，可知地面对人的支持力逐渐减小，则工人对水平地面的压力逐渐减小，故C错误，D正确。 故选AD。 12．ABC 【详解】AB．将两小球看作一个整体，对整体受力分析，如图所示 根据平衡条件可得 联立得 ， 故AB正确； CD．对2小球隔离分析，利用平衡条件可得 则细线b对小球2和小球1的拉力都为，故C正确，D错误； 13．AD A．物块所受重力沿斜面向下的分力大小为 可知，物块相对于斜面有向上运动的趋势，物块所受摩擦力的方向沿斜面向下，故A正确； B．物块处于静止状态，所受合力为0，结合上述可知，物块受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力与沿斜面向下的摩擦力四个力的作用，根据平衡条件可知，支持力和绳子拉力的合力与重力和摩擦力的合力等大反向，重力和摩擦力的合力方向斜向左下方，可知支持力和绳子拉力的合力右上方，故B错误； C．将斜面、滑轮与物块作为整体，对整体进行分析，根据平衡条件有 即地面对斜面的支持力为38N，故C错误； D．结合上述，将斜面、滑轮与物块作为整体，对整体进行分析，整体受到弹簧竖直向下的拉力、竖直向下的重力与竖直向上的支持力，整体在水平方向没有受到其它作用力，即整体相对于水平面没有运动趋势，即地面对斜面的摩擦力大小为0，故D正确。 14． BD/DB 3.59/3.60/3.61 甲 (1)[1]A．两细绳只需要适当长一些，不需要等长，故A错误； B．为了减小误差，弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确； C．为了减小读数误差，用两弹簧测力计同时拉细绳，两弹簧测力计的示数都应适当大一些，而不是示数之差尽量大，故C错误； D．为了减小标记方向带来的误差，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D正确。 (2)[2]测力计精度为0.1N,再估读下一位，根据图像可知读书为3.60N（3.59N~3.61N都对）。 (3)[3]根据实验原理和实验步骤方法可知，理论合力必须是平行四边形对角线，弹簧拉的实际合力F必须跟橡皮条AO同向，根据图像观察，符合实验事实的是甲图。 故选甲图。 15．（1）；（2） （1）最终物品以的速度竖直匀速下落，以降落伞和物品为整体，根据受力平衡可得 解得 （2）以物品为对象，根据受力平衡可得 解得匀速下落时每根绳子的拉力大小为 16．（1）；（2）；（3） （1）竖直提着物体，根据受力平衡可得 代入数据解得 （2）水平匀速拉动物体，根据受力平衡可得 代入数据解得 （3）当弹簧长度时，拉力大小为 故此时物块受到滑动摩擦力为 17．（1）；（2）；（3） （1）受力示意图如图所示 （2）由平衡得，风对小球作用力的大小为 （3）由题意可知 又 得 学科网（北京）股份有限公司 $$