专题2 相互作用-【名师大课堂】2025年高考物理艺术生总复习必备训练册（word课时作业）

专题二　相互作用 1．(2024·辽宁卷)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上．当墨条的速度方向水平向左时(　C　) A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 解析：墨条相对于砚台水平向左运动，砚台对墨条有向右的摩擦力，A错误；根据牛顿第三定律知，墨条对砚台有向左的摩擦力，砚台处于平衡状态，故桌面对砚台有向右的摩擦力，B错误；砚台处于平衡状态，水平方向只受桌面和墨条对其的摩擦力，故这两个力是一对平衡力，C正确；桌面对砚台的支持力等于砚台的重力与墨条对砚台的压力之和，故桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不是一对平衡力，D错误． 2．(2022·全国乙卷)如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L.一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直．当两球运动至二者相距L时，它们加速度的大小均为(　A　) A． B． C． D． 3．(2024·河北卷)如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°.若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0 N，g取10 m/s2，挡板对球体支持力的大小为(　A　) A．N B．1.0 N C．N D．2.0 N 解析：对球体受力分析如图所示： 正交分解列方程，x轴方向：FN1sin 30°＝FN2sin 30°，y轴方向：FN1cos 30°＋FN2cos 30°＋F＝mg，联立方程解得FN1＝N，A正确． 4．(2024·湖北卷)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(　B　) A．f B．f C．2f D．3f 解析： 5．(多选)如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则(　BD　) A．绳OO′的张力也在一定范围内变化 B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 6．某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系．实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0; 挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2). 图(a) 已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm. P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 (m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7 (1)将表中数据补充完整： ①__81.7__，②__0.012_2__． (2)以n为横坐标，为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出­n图象． 图(b) 答案：如图所示 (3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝__(在～之间均可)__N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k＝__(在～之间均可)__N/m. 解析：(1)①由胡克定律F＝kΔx 可得：k＝＝＝ N/m≈81.7 N/m. ②＝ m/N≈0.012 2 m/N. (2)通过描点作图可得到一条直线(见答案图). (3)由图线可知直线的斜率为5.71×10-4 m/N， 故函数关系满足＝5.71×10-4×n， 即k＝(N/m). 由于60匝弹簧的总长度为11.88 cm；则n匝弹簧的原长满足＝， 代入k＝ 可得：k＝ N/m. 7．(2022·湖南卷)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量．主要实验步骤如下： 图(a) 　图(b)　　　　图(c) (1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g； (2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 长度l/cm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 (3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线； 答案：如图所示 (4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为__15.35__cm； (5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为__127__g(计算结果保留3位有效数字). 解析：(3)根据表格标点连线如图 (4)由图可知刻度尺的分度值为1 mm，故读数l＝15.35 cm； (5)橡皮筋的弹力与其长度关系为F＝k(l－l0)，图像的斜率大小等于橡皮筋的劲度系数大小，有k＝＝N/cm＝0.196 N/cm，将k＝0.196 N/cm、n＝25和l＝16.56 cm代入F＝k(l－l0)可得橡皮筋的原长l0＝9.00 cm，挂上冰墩墩时l′＝15.35 cm，由mg＝k(l′－l0)，解得m＝127 g． 学科网（北京）股份有限公司 $$