作业2 相互作用-【创新教程·微点特训】2023-2025三年高考物理真题分类特训

　　　　　　　　作业２　相互作用 考点１　重力　弹力　摩擦力　力的合成与分解 ◆弹力　摩擦力 １．(２０２４􀅰山东卷,２)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．１２ B． ３ ３ C． ２ ２ D． ３ ２ ２．(２０２４􀅰黑吉辽卷,３)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,当墨条速度方向水平向 左时 (　　) 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 ３．(２０２３􀅰山东卷,２)餐厅暖盘 车的储盘装置示意图如图所 示,三根完全相同的弹簧等间 距竖直悬挂在水平固定圆环上, 下端连接托盘．托盘上叠放若干 相同的盘子,取走一个盘子,稳 定后余下的正好升高补平．已知单个盘子的质量 为３００g,相邻两盘间距１．０cm,重力加速度大小 取１０m/s２．弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的 劲度系数为 (　　) A．１０N/m B．１００N/m C．２００N/m D．３００N/m ◆力的合成与分解 ４．(２０２３􀅰全国乙卷,２２)(５分)在“验证力的平 行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、 白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆 环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干．完成下列 实验步骤: ①用图钉将白纸固定在水平木板上． ②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在 轻质小圆环上．将两细线也系在小圆环上,它 们的另一端均挂上测力计．用互成一定角度、 方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力 计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两 拉力F１ 和F２ 的大小,并　　　　．(多选,填 正确答案标号) A．用刻度尺量出橡皮条的长度 B．用刻度尺量出两细线的长度 C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 ③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环 拉到　　　　,由测力计的示数得到拉力F的 大小,沿细线标记此时F的方向． ④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根 据力的平行四边形定则作F１ 和F２ 的合成图, 得出合力F′的大小和方向;按同一标度在白 纸上画出力F的图示． ⑤比较F′和F 的　　　　,从而判断本次实 验是否验证了力的平行四边形定则． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点２　静态平衡问题 ◆矢量三角形法 １．(２０２５􀅰福建卷,１)如图所 示,山崖上有一个风动石,无 风时地面对风动石的作用力 是F１,当受到一个水平风力 时,风动石依然静止,地面对风动石的作用力 是F２,关于F１ 和F２ 的大小关系,以下正确 的是 (　　) A．F２ 大于F１ B．F１ 大于F２ C．F１ 等于F２ D．F１ 和F２ 的大小关系与风力大小有关 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５ 作业２　相互作用 ２．(２０２５􀅰陕晋青宁卷,４)如 图,质 量 为 m 的 均 匀 钢 管,一端支在粗糙水平地 面上,另一端被竖直绳悬 挂,处于静止状态．钢管与水平地面之间的动 摩擦因数为μ、夹角为θ,重力加速度大小为g． 则地面对钢管左端的摩擦力大小为 (　　) A．μmgcosθ　　　　　B． １ ２μmg C．μmg D．０ ３．(２０２４􀅰河北卷,５)如图,弹 簧测力计下端挂有一质量 为０．２０kg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 １．０N{ ,g 取 １０m/s２,挡板对球体支持力的大小为 (　　) A．３３N B．１．０N C． ２ ３ ３ N D．２．０N ◆正交分解法 ４．(２０２４􀅰湖北卷,６)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．３３f B． ２１ ３f C．２f D．３f 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 (２０２５􀅰黑吉辽蒙卷,１２)某兴趣小组设计了一 个可以测量质量的装置．如图(a),细绳１、２和 橡皮筋相连于一点,绳１上端固定在A 点,绳 ２下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套 相连． 　　为确定杯中物体质量m 与橡皮筋长度x 的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳 套,使绳１每次与竖直方向夹角均为３０°且橡 皮筋与绳１垂直,待装置稳定后测量对应的橡 皮筋长度．根据测得数据作出x－m 关系图 线,如图(b)所示． 图 (a) 图(b)　　　 回答下列问题: (１)将一芒果放入此空杯,按上述操作测得x ＝１１．６０cm,由图(b)可知,该芒果的质量m０ ＝　　　　g(结果保留到个位)．若杯中放入 芒果后,绳１与竖直方向夹角为３０°但与橡皮 筋不垂直,由图像读出的芒果质量与m０ 相比 　　　　(填“偏大”或“偏小”)． (２)另一组同学利用同样方法得到的x－m 图 像在 后 半 部 分 弯 曲,下 列 原 因 可 能 的 是 　　　　． A．水杯质量过小 B．绳套长度过大 C．橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成 正比 (３)写出一条可以使上述装置测量质量范围增 大的措施 　 　． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６ 物理 则根据正弦定理有 v２t１ sin(２α＋θ)＝ v２′t２ sinθ ＝ (t１＋t２)v１ sin[１８０°－(２α＋２θ)] , AB．若θ＝１５°,代入数据v２＝２m/s,v２′＝１m/s,解得当 α＝１５°,v１ 取得最大值为 ２m/s,故 A正确、B错误;CD． 若θ＝３０°,代入数据v２＝２m/s,v２′＝１m/s,解得当α＝ ０°,v１ 取得 最 大 值 为 ２ ３ ３ m /s,故 C 正 确、D 错 误．故 选 AC． 实验一　速度、加速度的测量 解析:(１)根据纸带的数据可得 ΔxAD ＝xAB＋xBC＋xCD ＝ ６．６０cm＋８．００cm＋９．４０cm＝２４．００cm 平均速度为􀭵vAD ＝ xAD ３T＝８０．０cm /s (２)根据第(１)小题结果补充表格和补全实验点图像得 (３)从实验结果可知,小车运动的􀭵v－Δt图线可视为一条 直线,图像为 此直线用方 程􀭵v＝kΔt＋b表 示,由 图 像 可 知 其 中k＝ １０１．０－５９．０ ０．６ cm /s２＝７０．０cm/s２,b＝５９．０cm/s, (４)小球做匀变速直线运动,由位移公式x＝v０t＋ １ ２at ２, 整理得x t ＝v０＋ １ ２at 即􀭵v＝vA＋ １ ２at 故根据图像斜率和截距可得vA＝b,a＝２k． 答案:(１)２４．００　８０．０ (２) 　(３)７０．０　５９．０ (４)b　２k 作业２　相互作用 考点１　重力　弹力　摩擦力 力的合成与分解 １．B　根据题意可知机器人“天工”它可以在倾 角 不 大 于 ３０°的斜坡上稳定地站立和行走,对“天工”分析有mgsin ３０°≤μmgcos３０°,可得μ≥tan３０°＝ ３ ３． ２．C　A．当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向 左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故 A 错 误;B．根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水 平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦 力方向水平向右,故B错误;C．由于砚台处于静止状态, 水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故 C正确;D．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加 上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对 砚台的压力,故 D错误． ３．B　由题知,取走一 个 盘 子,稳 定 后 余 下 的 正 好 升 高 补 平,则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间 距,则有mg＝３kx, 解得k＝１００N/m,故选B． ４．解析:②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻 质小圆环上．将两细线也系在小圆环上,它们的另一端 均挂上测力计．用互成一定角度、方向平行于木板、大小 适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计 的示数得到两拉力F１ 和F２ 的大小,还需要用铅笔在白 纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出 两细线的方向．故选 CD． ③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到相同 位置,由测力计的示数得到拉力F 的大小,沿细线标记 此时F 的方向; ⑤比较F′和F 的大小和方向,从而判断本次实验是否验 证了力的平行四边形定则． 答案:②CD　③标记位置　⑤大小和方向 考点２　静态平衡问题 １．A　无风时,地面对风动石的作用力方向竖直向上,与重 力平衡,大小为F１＝mg,当受到一个水平风力时,风动 石受到地面对风动石的作用力、竖直向下的重力及水平 方向的风力F,这三力平衡,根据平衡条件可知,地面对 风动石的作用力大小为F２＝ F２＋(mg)２,故F２ 大于 F１．故选 A． ２．D　对钢管受力分析,如图所示 若钢管受到 地 面 的 摩 擦 力,则 钢 管 水 平 方 向 受 力 不 平 衡,钢管不可能处于静止状态,故地面对钢管左端的摩 擦力大小为零．A、B、C错误,D正确．故选 D． ３．A　对球体受力分析如图所示: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １０１ 详解详析 正交分解列方程,x轴方向:FN１sin３０°＝FN２sin３０°, y轴方向:FN１cos３０°＋FN２cos３０°＋F＝mg,联立方程解 得FN１＝ ３ ３N ,A正确． ４．B　根据题意对S受力分析如图 正交分解可知２Tcos３０°＝f,所以有T＝ ３３f , 对P受力分析如图 则有(Tsin３０°)２＋(f＋Tcos３０°)２＝F２, 解得F＝ ２１f３ ． 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 解析:(１)操作测得x＝１１．６０cm,由图(b)的图 像坐标可知,该芒果的质量为１０６g; 若杯中放入芒果后,绳１与竖直方向夹角为 ３０°但与橡皮筋不垂直,根据共点力平衡可知 橡皮条的拉力变大,导致橡皮筋的长度偏大,若 仍然根据图像读出芒果的质量与m０ 相比偏大． (２)另一组同学利用同样方法得到的x－m 图像在后半 部分弯曲,可能是所测物体的质量过大,导致橡皮筋所 受的弹力过大超过了弹簧的弹性限度,从而使橡皮筋弹 力与其伸长量不成正比．故选 C． (３)根据共点力平衡条件可知,当减小绳子与竖直方向 的夹角时,相同的物体质量对应橡皮筋的拉力较小,故 相同的橡皮筋,减小细线与竖直方向的夹角可增大质量 测量范围． 答案:(１)①１０６　②偏大　(２)C (３)减小细线与竖直方向的夹角 作业３　运动和力的关系 考点１　牛顿运动定律的理解 １．B　根据牛顿第二定律mgsinθcosθ－μmgcosθ－μmgsin θsinθ＝ma, 可得a＝gsinθcosθ－μgcosθ－μgsin ２θ．故选B． ２．D　无人机沿水平方向飞行,零件相对于无人机静止,也 沿水平方向飞行做直线运动,故零件的高度不变,可知 零件的重力势能保持不变,D正确;对零件受力分析,受 重力和绳子的拉力,由于零件沿水平方向做直线运动, 可知合外力沿水平方向,提供水平方向的加速度．零件 与无人机水平向左做匀加速直线运动,A、B错误;惯性 的大小只与质量有关,零件的质量不变,故零件的惯性 不变,C错误．故选 D． ３．A ４．BD　如图所示: A．根据 牛 顿 第 二 定 律:a甲 ＝F－fm甲 ＝ F－μm甲 g m甲 、a乙 ＝ F－μm乙 g m乙 ,由于m甲 ＞m乙 ,所以a甲 ＜a乙 ,由于两物体运 动时间相同,且同时由静止释放,所以可得v甲 ＜v乙 ,所 以选项 A 错误;C．由于 m甲 ＞m乙 ,所以由于f１＞f２,所 以对于整个系统不满足动量守恒,所以甲的动量大小与 乙的不相等,选项 C错误;BD．对于整个系统而言,由于 f１＞f２,合力方向向左,合冲量方向向左,所以合动量方 向向左,显然甲的动量大小比乙的小,选项 BD 正确．故 选BD． 考点２　动力学问题 １．AD　位置x与时间t的图像的斜率表示速度,甲乙两个 物块的曲线均为抛物线,则甲物体做匀加速运动,乙物 体做匀减速运动,在t０ 时间内甲乙的位移x甲 ＝ v０＋v ２ t０ ＝３x０,x乙 ＝ v０＋０ ２ t０＝x０ , 可得t０ 时刻甲物体的速度为v＝２v０,B错误; 甲物体的加速度大小为a１＝ v－v０ t０ , 乙物体的加速度大小为a２＝ v０ t０ , 由牛 顿 第 二 定 律 可 得 甲 物 体 mgsinθ－μ１mgcosθ ＝ma１, 同理可得乙物体μ２mgcosθ－mgsinθ＝ma２, 联立可得μ１＋μ２＝２tanθ,A正确; 设斜面的质量为 M,取水平向左为正方向,由系统牛顿 第二定律可得f＝ma１cosθ－ma２cosθ＝０, 则t＝t０ 之前,地面和斜面之间摩擦力为零,C错误; t＝t０ 之后,乙物体保持静止,甲物体继续沿斜面向下加 速,由系统牛顿第二定律可得f＝ma１cosθ,即地面对斜 面的摩擦力向左,D正确．故选 AD． ２．BC　根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma, 整理后有F＝ma＋μmg, 可知F－a图像的斜率为m,纵截距为μmg,则由题图可 看出m甲 ＞m乙 ,μ甲 m甲 g＝μ乙 m乙 g 则μ甲 ＜μ乙 ,故选BC． ３．CD　A．设杆的弹力为N,对小球 A:竖直方向受力平衡,则 杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足 Nx Ny ＝tanθ,竖直 方向 Ny＝mg,则 Nx＝mgtanθ, 若B球受到的摩擦力为零,对 B根据牛顿第二定律可得 Nx＝ma, 可得a＝gtanθ, 对小球 A、B和小车整体根据牛顿第二定律F＝４ma＝ ４mgtanθ,A错误;B．若推力F 向左,根据牛顿第二定律 可知加速度向左,小球 A 所受向左的合力 的 最 大 值 为 Nx＝mgtanθ, 对小球B,由于tanθ≤μ,小 球 B 受 到 向 左 的 合 力 F＝ μ(N′y＋mg)－Nx≥mgtanθ, 则对小球 A,根据牛顿第二定律可得 Nx＝mamax, 对系统整体根据牛顿第二定律F＝４mamax, 解得F＝４mgtanθ,B错误;C．若推力F 向左,根据牛顿 第二定律可知加速度向左,小球 A 所受向左的合力的最 大值为 Nx＝mgtanθ, 小球B所受向左的合力的最大值Fmax＝(Ny＋mg)􀅰μ －Nx＝２μmg－mgtanθ, 由于μ＜tanθ≤２μ可知Fmax＜mgtanθ, 则对小球B,根据牛顿第二定律Fmax＝２μmg－mgtanθ ＝mamax, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２０１ 物理