2.达标测试卷(二) 相互作用-【精讲精练】2026年高考物理一轮达标测试卷

达标测试卷(二)　相互作用 (满分：100分) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求) 1.(2024·山东卷)如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于(　　) A. B. C. D. 2.(2024·湖北武汉期中)如图，在粗糙的水平面上，静置一矩形木块，木块由A、B两部分组成，A的质量是B的3倍，两部分接触面竖直且光滑，夹角θ＝30°，现用一与侧面垂直的水平力F推着B木块贴着A匀速运动，A木块依然保持静止，则A受到的摩擦力大小与B受到的摩擦力大小之比为(　　) A.1 B. C. D. 3.一本质量为m的书平放在水平桌面上，将一张A4纸夹在书页间，如图所示。已知书与桌面间的动摩擦因数为μ，A4纸与书页间的动摩擦因数为4μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A4纸的质量忽略不计。现有一水平向右的力F作用于A4纸上，若要使书与A4纸一起运动，则A4纸上面书页的质量应至少大于(　　) A. B. C. D. 4.(2024·河北唐山一模)如图所示，A、B为同高度相距为L的两点，一橡皮筋的两端系在A、B两点，恰好处于原长。将一质量为m的物体用光滑挂钩挂在橡皮筋的中点，物体静止时两段橡皮筋之间的夹角为60°。如果橡皮筋一直处于弹性限度内，且符合胡克定律，则其劲度系数k为(　　) A. B. C. D. 5.(2024·江苏徐州三模)如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三个物块，物块之间由两根完全相同的轻弹簧相连接，两弹簧的伸长量相同，且它们之间的夹角∠ABC＝120°，整个系统处于静止状态。已知A物块所受的摩擦力大小为f，则B物块所受的摩擦力大小为(　　) A.f B.f C.f D.2f 6.(2024·北京朝阳二模)如图所示，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝90°，∠COD＝60°。若在O点处用轻绳悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受拉力的大小为(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg 7.如图所示为某独轮车搬运光滑圆柱体的截面图，两挡板OA、OB可绕O点转动，∠AOB＝60°且保持不变，初始时OB与水平方向夹角为60°。保持O点的位置不变，使两挡板沿逆时针方向缓慢转动至OA水平。在此过程中关于圆柱体的受力情况，下列说法正确的是(　　) A.挡板OA对圆柱的作用力一直增大 B.挡板OA对圆柱的作用力先增大后减小 C.挡板OB对圆柱的作用力一直增大 D.小车对圆柱的作用力先减小后增大 8.(2024·陕西咸阳一模)如图所示，一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端O固定在天花板上，另一端C与静止在水平地面上的滑块A相连。B为紧挨绳的一固定不动且与竖直面垂直的光滑小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。当绳OC处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用。现用一水平力F作用于A，使之在地面上向右做匀速直线运动，且在运动过程中绳一直处于弹性限度内。若滑块A与水平地面间有摩擦，且动摩擦因数恒定，那么关于滑块A所受拉力F与滑块位移的图像正确的是(　　) 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 9.(2024·贵州贵阳一模)如图所示，物体A和物体B(沙和沙桶)通过不可伸缩的轻绳跨过定滑轮连接，斜面体固定，A、B处于静止状态，现缓慢地向B中加入一些沙子的过程中，A、B仍然处于静止，不计滑轮的质量和滑轮与绳子的摩擦，则下列说法正确的是(　　) A.物体A受到斜面体的摩擦力可能先减小后增大 B.物体A受斜面体的摩擦力方向一定沿斜面向下 C.剪断绳子瞬间沙和沙桶之间的相互作用力为零 D.若剪断绳子后A和斜面体仍然静止，则地面对斜面体的摩擦力方向水平向右 10.“抖空竹”是中国传统的体育活动之一，现将抖空竹中的一个变化过程简化成以下模型：轻质弹性绳(弹力特点类比于弹簧)系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在弹性绳上。开始时两手处于同一水平线上并保持轻杆水平，弹性绳的总长度为L0，接下来分别作出如下动作：保持弹性绳两个端点的距离不变，左手抬高使弹性绳两个端点的连线顺时针缓慢转过一个较小角度，此时弹性绳的总长度为L1；保持弹性绳两个端点的距离不变，右手抬高使弹性绳两个端点的连线逆时针缓慢转过相同角度，此时弹性绳的总长度为L2，不计一切摩擦，则关于弹性绳总长度的关系正确的是(　　) A.L1＝L2 B.L1>L0 C.L2<L0 D.L1<L0 11.如图所示，轻杆OA与轻杆OB通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过铰链连接于O点。已知∠OAB=30°，∠OBA=60°，铰链质量忽略不计，重力加速度为g。现将一个质量为m的物块通过轻绳悬挂于O点保持静止，下列说法正确的是(　　) A.竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上 B.轻杆OA对O点铰链的推力为mg C.若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OB的弹力一直增大 D.若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OA的弹力先减小后增大 12.(2025·山东潍坊模拟)在图甲所示的粗糙斜面上，用平行于斜面向上的拉力F拉物块，斜面和物块始终处于静止状态。若拉力F按图乙所示规律变化，下列判断正确的是(　　) A.地面对斜面的摩擦力逐渐减小 B.地面对斜面的摩擦力逐渐增大 C.物块对斜面的摩擦力可能一直增大 D.物块对斜面的摩擦力可能一直减小 三、非选择题(本题共6小题，共60分) 13.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度，通过分析数据得出实验结论。 (1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物理规律是________________。 (2)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F­L图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度L0＝________ cm，弹簧的劲度系数k＝________ N/m。(结果均保留2位有效数字) (3)该小组的同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，某次测量时弹簧测力计的指针如图丙所示，弹簧测力计所测力的大小F＝________ N。 14.(8分)(2024·浙江湖州高三统考)某同学利用如图甲装置做“验证两个互成角度的力的合成规律”的实验：在竖直木板上贴有白纸，在木板上方A处固定一根带有两个绳套的橡皮筋，一绳套悬挂钩码，另一绳套用弹簧秤水平拉着，静止后记录两绳套方向及结点O的位置，读出弹簧秤读数F1，测出钩码重量G；后仅用弹簧秤将橡皮筋仍拉至O点并读出此时弹簧秤读数F2。 (1)乙、丙两图是两位学生作出的验证图，你认为合理的是________(选填“乙”或“丙”)。 (2)保持橡皮筋拉力与弹簧秤拉力间的夹角不变，弹簧秤从水平位置开始拉动橡皮筋，直至橡皮筋变为水平，在此过程中，弹簧秤中显示的拉力F1将________。(填字母) A.一直变大 B.一直变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小 15.(8分)如图所示，甲、乙两小球(视为质点)用轻质细线连接，分别套在竖直、倾斜固定放置的硬直杆上，两杆的夹角为53°，用两个竖直向上的拉力F分别同时作用在甲、乙上，使两小球处于静止状态，细线正好水平，倾斜杆对乙的弹力大小为0.5F，重力加速度为g，不计摩擦，sin 53°=0.8，结果可用分数表示。 (1)求甲、乙两球的质量； (2)求甲对竖直杆的弹力。 16.(8分)(2024·福建福州三中校考)如图所示，质量分别为5m和m的P、Q两球通过两根长度均为l的不可伸长的细线悬挂。整个装置处于风洞实验室中，风对两个球产生大小相等、方向水平向右的恒定风力。系统静止时，两根细线偏离竖直方向的角度分别为30°和60°，重力加速度为g，不计风对细线的作用力。 (1)求每个小球所受风力的大小。 (2)用一外力将P球缓慢拉到最低点P′，求此过程中风力对P、Q两球做的总功和外力所做的功。 17.(14分)质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，质量为m的木块刚好可以在木楔上表面匀速下滑。现在用与木楔上表面成α角的力F拉着木块匀速上滑，如图所示。 (1)拉力F与木楔上表面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？ (2)拉力F最小时，木楔对水平面摩擦力的大小是多少？ 18.(16分)如图所示，在一倾角为30°固定斜面上放一个质量为m1＝2 kg的小物块A，一轻绳跨过两个轻滑轮一端固定于天花板上，一端连接在物块上，且物块上端轻绳与斜面平行，动滑轮下方悬挂质量为m2＝ kg的重物B，整个装置处于静止状态。已知跨过动滑轮的轻绳夹角为60°，物块与斜面的动摩擦因数μ＝，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2。 (1)斜面上物块所受的静摩擦力大小是多少？ (2)若要使斜面上的物块不滑动，动滑轮下悬挂重物的质量应该满足什么条件？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 达标测试卷(二)　相互作用 1.B　斜坡倾角越大，“天工”越容易下滑，只要保证“天工”在30°倾角的斜坡上不下滑，在小于30°倾角的斜坡上更不会下滑，对30°倾角的斜坡上的“天工”受力分析，有μmgcos 30°≥mgsin 30°，解得μ≥，B正确。 2.C　分析B在水平面内的受力情况：推力F、水平面的摩擦力fB、A的弹力N，如图，由平衡条件得N＝fBtan θ，再对A分析水平面内受力情况：B的弹力N′和静摩擦力fA，由平衡条件得N′＝fA，根据牛顿第三定律N′＝N，则得fA＝fBtan θ，fA∶fB＝tan θ＝tan 30°＝，故C正确，A、B、D错误。 3.B　书本恰好运动时，设A4纸上面的书页的质量为m0,2×4μm0g＝μmg，解得m0＝。若要使书与A4纸一同运动，A4纸上面的书页的质量越大越容易一起拉动，所以m0≥，选项A、C、D错误，B正确。 4.B　对物体m受力分析：重力和两个拉力。设橡皮筋的拉力大小为F，则根据平衡条件得mg＝2Fcos 30°，得F＝＝mg。根据几何知识得：橡皮筋伸长的总长度为Δx＝2L－L＝L，一侧橡皮筋的劲度系数为2k，由胡克定律得F＝2k·Δx，所以k＝，故B正确。 5.B　对A，水平方向上受弹簧的拉力T和水平面的静摩擦力f作用，根据共点力平衡条件可知：T＝f，由于两根弹簧相同，且伸长量相同，因此，两弹簧上的弹力大小相等，对B，水平方向受两弹簧的拉力和水平面的静摩擦力f′作用，根据共点力平衡条件可知： f′＝2Tcos 60°＝f，B正确，A、C、D错误。 6.D　设绳AO和绳BO拉力的合力为F，对O点进行受力分析可知，O点受到重力mg，杆的支持力F1和两绳子拉力的合力F，如图1，根据平衡条件可得F＝mgtan 30°，将力F分解，如图2，则有AO所受拉力的大小为F2＝F＝mg，故D正确。 7.B　由题意可知，初始状态两挡板对圆柱弹力均等于mg，重力与两个弹力组成闭合三角形，如图所示，两挡板沿逆时针方向缓慢转动至OA水平过程中，两挡板弹力夹角不变，则挡板OA对圆柱的作用力先增大后减小，挡板OB对圆柱的作用力逐渐减小。小车对圆柱的作用力等于mg保持不变，故选项B正确。 8.D　设开始时BC的长度为L，则开始时刻绳子对A的拉力T＝kL，A对地面的压力 N＝mg－kL。设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为θ，则绳子的弹力为T′＝k，其向上分力Fy＝F′cos θ＝kL，故滑块对地面的压力为N′＝mg＝kL保持不变，因f＝μN，故摩擦力也保持不变，水平拉力F＝f＋T′sin θ＝f＋Ttan θ。根据几何关系得 tan θ＝，F＝f＋kS，所以F­S图像是一条倾斜的直线，在F轴上有截距，不过原点，故选D。 9.AC　先对B受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故拉力等于重力；对A受力分析，受重力、拉力、支持力和静摩擦力(方向不定)，在向小桶内不断缓慢添加细沙的过程中，拉力增加，若开始时静摩擦力沿斜面向上，此时变大，若开始时摩擦力沿斜面向下，则加沙子后受的摩擦力先减小再反向增大，B错误，A正确；剪断绳子瞬间，沙子和桶做自由落体，处于完全失重的状态，沙和沙桶之间的相互作用力为零，C正确；若剪断绳子后A和斜面体仍然静止，整体水平不受力，可知地面对斜面体没有摩擦力，D错误。 10.ACD　构建基本模型如下，以空竹为研究对象进行受力分析，如图所示，设橡皮筋与水平方向的夹角分别为α和β，同一根橡皮筋拉力大小相等，即F1＝F2，F1cos β＝F2cos α，α＝β，所以两根橡皮筋与竖直方向的夹角相等，设为θ，根据平衡条件有2F1cos θ＝mg；设弹性绳两个端点在水平方向上的距离为d，保持弹性绳两个端点之间的距离不变，无论弹性绳两个端点的连线如何转动，d均减小，则θ减小，cos θ增大，因此F1、F2均减小，根据胡克定律可得橡皮筋的长度减小；根据几何关系可知，弹性绳两个端点的连线沿顺时针方向与沿逆时针方向转过相同角度时，橡皮筋与竖直方向的夹角都相等，因此橡皮筋的拉力相同。综上所述可知L1＝L2<L0，故选ACD。 11.ACD　对轻杆OA、OB及重物所组成的系统进行受力分析可知，该系统受到三个外力，分别是竖直墙对A、B两点铰链的作用力及重物重力，由三力平衡可知竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上，大小等于mg，选项A正确；对O点受力分析如图(a)所示，FOA＝mgcos 30°＝mg，选项B错误；若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则O点受力情况进行正交分解，如图(b)所示，可得FOAcos 30°＋FOBcos 60°＝mg，F＋FOAsin 30°＝FOBsin 60°，故F缓慢增大时FOA先减小后反向增大，FOB一直增大，选项C、D正确。 　　 图(a)　　　　　　图(b) 12.BCD　将物块和斜面看做一个整体，整体在水平方向上受到拉力F沿水平方向的分力和摩擦力。由于物块处于静止状态，所以两力平衡，因为F在增大，所以F沿水平方向上的分力在增大，故摩擦力也在增大，A错误，B正确；对物块分析，在沿斜面方向上受到拉力F、重力沿斜面向下的分力、摩擦力，三力平衡，若摩擦力沿斜面向上并且方向不变，则 F＋f＝Gsin θ，故F增大，摩擦力减小；若摩擦力沿斜面向下并且方向不变，则 F＝Gsin θ＋f，故F增大，摩擦力增大；若摩擦力方向发生变化，则先减小后增大，C、D正确。 13.解析　(1)钩码静止时其所受重力大小等于弹力的大小，这样做依据的物理规律是共点力的平衡条件。 (2)根据胡克定律F＝k(L－L0)可得题图乙的F­L图像的横截距即为弹簧的自然长度L0，斜率即为弹簧的劲度系数k，所以可得L0＝4.0 cm，k＝ N/m＝100 N/m＝1.0×102 N/m。 (3)题图丙中弹簧测力计的示数为F＝8.00 N。 答案　(1)共点力的平衡条件　(2)4.0　1.0 × 102　(3)8.00 14.解析　(1) 以O点为受力分析对象，实际作用效果的力一定在OA这条直线上，而通过作图法得出的理论值与实际值会有一定的偏差，所以丙图合理。 (2)作出O点受力分析图如图所示，根据作圆法可知，为保持橡皮筋拉力与弹簧秤拉力间的夹角不变，即F1从1位置移到2位置过程中，F1一直变大，故选A。 答案　(1)丙　(2)A 15.解析　(1)由题分析可知倾斜杆对乙的弹力的方向垂直杆向下，对甲受力分析，竖直方向由二力平衡可得F＝m甲g 由整体法可得2F＝m甲g＋m乙g＋0.5Fcos 37° 解得m甲＝，m乙＝。 (2)设细线的拉力大小为FT，对乙，由三力平衡的矢量三角形可得FT＝0.5Fcos 53° 设竖直杆对甲的弹力为FN1，对甲在水平方向由二力平衡可得FN1＝FT 由牛顿第三定律可得小球对竖直杆的弹力为 FN2＝FN1 解得FN2＝F。 答案　(1)　 　(2)F 16.解析　(1)方法一　对Q分析，如图(a)有 F风＝mgtan 60°＝mg 方法二　对整体分析，如图(b)有2F风＝6mgtan 30° 解得F风＝mg。 (2)因缓慢移动，若不影响两球的相对位置，如图(c)由能量关系得WF＋WG＝W克风 即WF＋6mgl(1－cos 30°)＝2mglsin 30° 解得WF＝(4－6)mgl。 答案　(1)mg　(2)(4－6)mgl 17.解析　(1)根据题意可知，木块刚好可以沿木楔上表面匀速下滑时mgsin θ＝μmgcos θ 用力F拉着木块匀速上滑，受力分析如图所示，由平衡条件可得，沿斜面方向上有Fcos α=mgsin θ+Ff 垂直斜面方向上有FN+Fsin α=mgcos θ， 又有Ff=μFN 联立解得F=可知当α＝θ时，F有最小值，最小值为Fmin＝mgsin 2θ。 (2)对木块和木楔整体受力分析如图所示 由平衡条件得Ff′＝Fcos(θ＋α) 当拉力F最小时 Ff′＝mgsin 2θcos 2θ＝mgsin 4θ。 答案　(1)见解析 (2)mgsin 4θ 18.解析　(1)对动滑轮结点静止，受力分析 得FTcos 30°＝m2g，FT＝15 N 对m1受力分析有FT＝m1gsin 30°＋Ff，Ff＝5 N。 (2)最大静摩擦力为Ffmax＝μFN＝μm1gcos 30°＝5 N 物块刚好沿斜面向下运动时，摩擦力沿斜面向上且达到最大值时，B质量最小为m3 Ffmax＋FT′＝m1gsin 30°，FT′cos 30°＝m3g， 解得m3＝ kg 物块刚好沿斜面向上运动时，摩擦力沿斜面向下且达到最大值时，B质量最大为m4 FT′＝Ffmax＋m1gsin 30°，FT′cos 30°＝m4g， 解得m4＝ kg 即动滑轮下悬挂重物的质量应满足 kg≤mB≤ kg。 答案　(1)5 N　(2) kg≤mB≤ kg 学科网（北京）股份有限公司 $$