章末卷2 相互作用—力-【高考领航】2026年高考物理总复习四测通关卷

章末卷2　相互作用—力 (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求) 1．如图所示，某创新实验小组制作了一个半径为12 cm的圆环，将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点，另外一端连接于同一点，结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5 cm。已知轻弹簧的自然长度为9 cm，矿泉水的重力为6 N，则弹簧的劲度系数为(　　) A．390 N/m　　　　 B．130 N/m C．3.90 N/m D．1.30 N/m 2．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．f B．f C．2f D．3f 3． “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如图所示模型：不可伸长的轻绳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轻绳上。接下来做出如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点沿竖直面内等腰梯形的两个腰(梯形的上下底水平)匀速移动，即两端点分别自A、C两点，沿AB、CD以同样大小的速度匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则在变化过程中，下列说法正确的是(　　) A．左右两绳的夹角增大 B．左右两绳的夹角减少 C．轻绳的张力变大 D．轻绳的张力大小不变 4．如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，两个物块A、B用轻质弹簧连接，两物块恰好能静止在斜面上。已知物块A的质量为1 kg，物块A与斜面间的动摩擦因数为0.4，物块B与斜面间的动摩擦因数为0.8，两物块受到的摩擦力方向相同，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin θ＝0.6，下列说法正确的是(　　) A．弹簧可能处于压缩状态 B．弹簧中的弹力大小为2.4 N C．物块B的质量为7 kg D．物块B受到的摩擦力大小为56 N 5．水平墙上a、d两点拴接一多功能挂物绳，绳子上b、c两点分别悬挂上物体A、B后，其静置状态如图所示，墙上两点e、f分别在b、c两点正上方，且ae＝ef＝fd，eb∶fc＝10∶11，绳子质量忽略不计，则物体A、B的质量之比为(　　) A．1∶2 B．2∶3 C．3∶4 D．4∶5 6．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上。现向盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态。下列判断正确的是(　　) A．弹簧的弹力可能增大 B．地面对c的支持力一定增大 C．地面对c的摩擦力可能不变 D．c对b的摩擦力可能减小 7．某兴趣小组想要运用所学力学知识进行实践研究，他们找到起重吊车的结构图，画出简化结构如图所示，AB是固定杆不可转动，B端有一光滑定滑轮；轻杆CD可绕C端自由转动，D端系着两条轻绳，一条轻绳跨过B端定滑轮连接质量为m的重物，另一轻绳缠绕在电动机转轴O上，通过电动机的牵引控制CD杆的转动从而控制重物的起落。图中所示位置两杆处于同一竖直面内，OD绳沿竖直方向，γ＝30°，θ＝90°，重力加速度大小为g，则(　　) A．AB杆受到绳子的作用力大小为mg，方向不一定沿AB杆 B．CD杆受到绳子的作用力大小为mg，方向一定沿CD杆 C．当启动电动机使重物缓慢上升时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大 D．当启动电动机使重物缓慢下降时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐减小 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．新春佳节，小强把红纸铺在水平桌面上写“福”字，为防止红纸滑动，在其左侧放一镇纸压住，如图所示，下列说法正确的是(　　) A．在写最后一个笔画时红纸受到6个力 B．在写最后一个笔画时镇纸受到向右的摩擦力 C．桌面对红纸的支持力与毛笔对红纸的压力是一对平衡力 D．在空间站里可以用毛笔写字 9．某实验小组用如图甲所示装置测量弹簧的劲度系数，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。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F-L图像，如图乙所示，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度 B．弹簧受到的弹力与弹簧的长度成正比 C．弹簧自由下垂时的长度为10.0 cm D．弹簧的劲度系数为40.0 N/m 10．潍坊风筝是山东潍坊传统手工艺珍品，制作历史悠久，工艺精湛，是非物质文化遗产之一，现在世界上70%以上的风筝都是出自潍坊。本届风筝节上，小明同学在滨海国际风筝放飞场放风筝，风筝静止于空中且风筝平面与水平面夹角始终为30°，风速水平，与风筝作用后，垂直风筝平面的风速减为零，平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m，风筝线质量不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A．若风筝线与水平方向夹角为30°，则风对风筝的作用力大小为mg B．若风筝线与水平方向夹角为30°，则线对风筝的作用力大小为mg C．风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则线与水平方向夹角变大 D．风筝线长度不变，若风速缓慢变大，则风筝的机械能减小 三、非选择题(本题共5小题，共54分) 11. (7分)在一只弹簧的规格参数中，查得该弹簧的劲度系数为k0＝26 N/m，现用图甲装置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。 　 甲　　　　　乙 丙 将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。 (1)挂2个钩码时刻度尺的示数如图乙所示，该毫米刻度尺的读数为______cm。 (2)根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像如图丙所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为k＝______N/m。(保留两位有效数字) (3)相对误差的计算式为δ＝×100%，则该实验结果的相对误差为δ＝______%。(保留1位小数) (4)如图，若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 12．(9分)某同学设计了如图甲所示的实验装置来验证力的平行四边形定则。已知两根直杆在同一竖直面上，a杆竖直，b杆倾斜，一条不可伸长的轻绳两端分别固定在杆上P、Q两点，轻绳穿过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物块A，在轻绳的左端连接力传感器(力传感器的重力忽略不计)，重力加速度为g。实验步骤如下： ①用天平测出物块A的质量m； ②测出轻绳的长度L，P、Q两点间的水平距离D； ③改变物块A的质量m，记录力传感器相应的示数F。 　 甲　　　　　　　乙 (1)要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数F与物块A的质量m满足关系式______(用题中给出的物理量表示)。 (2)若轻绳的P端不动，将Q端沿杆稍微向上移动，力传感器的示数______(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)某同学改变物块A的质量，作F-m的图像，如图乙，图像的斜率为k，但是他忘记了记录间距D的大小，利用图乙和已知物理量求出D为 ______(L，k，g已知)。 13．(10分)小明学习了共点力及共点力作用下物体平衡的条件后，对生活中的一些平衡现象产生了浓厚的兴趣，进行了一些研究并获取相关数据，请你协助小明完成以下两个任务： (1)竖直墙上用一根细绳(轻质)悬挂了一幅相框(如图)，经测量：两挂钉之间的细绳长度为70 cm，两个挂钉间距离为42 cm，相框的重10 N，计算出细绳上的张力大小为多少； (2)长度为2R的筷子AB放入半径为R的半球形空汤碗中恰处于静止状态，测得筷子在碗内的长度为1.6R，计算出这根筷子的重心到A端的距离(筷子与汤碗之间的摩擦不计)。 14．(13分)如图所示，半径为r圆柱体B、C固定在两个不计质量、不计厚度的相同水平底座上，且B、C靠在一起，底座与水平面间的动摩擦因数为μ，圆柱体A(半径为r)放在圆柱体B、C的上方，三者处于静止状态，质量关系为mA＝2mB＝2mC＝2m，三个圆柱面间均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 (1)求B对A的支持力FN； (2)要使系统保持静止状态，求μ的最小值。 15. (15分)如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m＝0.4 kg的圆环，地面上放一质量为M＝2.5 kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α＝37°，β＝53°。认为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(重力加速度g＝10 m/s2，取sin 37°＝0.6、sin 53°＝0.8)，求： (1)物块对地面的压力大小； (2)地面对物块的摩擦力； (3)若m、M大小可调，为保持系统的平衡，求满足的范围。 学科网（北京）股份有限公司 $ 章末卷2　相互作用一力 1．B　如图所示，由几何关系可知，平衡时每根弹簧的长度均为x＝ cm＝13 cm，每根弹簧的伸长量均为Δx＝13 cm－9 cm＝4 cm，根据竖直方向受力平衡可得G＝3kΔx cos θ，解得k＝130 N/m，故B正确，A、C、D错误。 2．B　根据题意，对S受力分析如图1所示，由平衡条件可知2T cos 30°＝f，解得T＝f，对P受力分析如图2所示，则有(T′sin 30°)2＋(f＋T′cos 30°)2＝F2，根据牛顿第三定律T′＝T，解得F＝，故B正确，A、C、D错误。 图1 图2 3．D　对空竹受力分析，同一根绳子拉力处处相等，所以F1＝F2，在水平方向空竹共点力平衡，设F1与水平方向的夹角为α，F2与水平方向的夹角为β，有F1cos α＝F2cos β，所以α＝β，设两根绳与竖直方向的夹角相等为θ，则2F1cos θ＝mg，解得F1＝，两端点沿AB、CD以同一速度匀速移动，移动的过程两端点位移大小相等，两端点在水平方向上的距离不变，所以θ不变，从而得出F1和F2均不变，且两者大小相等， 故A、B、C错误，D正确。 4．C　因tan θ>0.4，物块A静止在斜面上，所以弹簧一定处于伸长状态，A错误；对物块A有mAg sin θ＝μAmAg cos θ＋F，解得 F＝2.8 N，B错误；把A、B看成一个整体，有 μAmAg cos θ＋μBmBg cos θ＝(mA＋mB)g sin θ，解得mB＝7 kg，物块B受到的摩擦力大小为f＝μBmBg cos θ＝44.8 N，C正确，D错误。 5．C　如图所示，过a点做bc的平行线，与eb交于m点，过d点做bc的平行线，与cf延长线交于n点，过c点做eb的垂线，交eb的延长线于p点，则根据ae＝ef＝fd＝pc以及几何关系可知△aem与△cpb以及△dfn为全等三角形。对结点b和c受力分析，则力构成的三角形分别相似于△abm和△cdn ，又由于eb∶fc＝10∶11可知，，故，故选C。 6．D　向盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态，则弹簧形变量不变，弹簧的弹力不变；对a分析可知，a处于静止状态，加入适量砂粒后重力变大，弹簧弹力不变，则绳子的张力变大，对b与c整体分析，受重力、支持力、拉力和向左的静摩擦力，故地面对c的支持力一定减小，摩擦力一定变大，故ABC错误；盒子a受重力、拉力和弹簧的弹力而平衡，随着砂粒质量的增加，但由于不知道b的重力沿着斜面方向的分力与细绳拉力的大小关系，故不能确定c对b的静摩擦力的方向，静摩擦力可能增加、可能减小、有可能先减小后增大，故D正确。 7．C　杆AB固定于平台，杆力不一定沿杆，同一条绳的力大小相等，其合力一定在其角平分线上，由于杆力不一定沿杆，如图所示，两个力T所作力的平行四边形为菱形，根据平衡条件可得T＝mg，根据几何关系可得α＋β＝60°，对角线为F杆，则AB杆受到绳子的作用力大小为F杆＝2T cos 30°＝mg，故A错误；根据题意D端连接两条轻绳，且CD杆为铰链连接，为“活”杆，杆力沿着杆的方向，水平方向，根据F杆′cos 60°＝T cos 30°＝mg cos 30°，解得F杆′＝，故B错误；当启动电动机使重物缓慢上升或下降时，T＝mg不变，α＋β变小，根据F杆＝2T cos ，可知F杆增大，故C正确，D错误。 8．AD　红纸在桌面上静止受重力、桌面的支持力、镇纸的压力、毛笔的压力作用。在写最后一个笔画时，向右行笔，毛笔相对红纸向右滑动，其受到红纸向左的滑动摩擦力，根据牛顿第三定律可知红纸受到毛笔的向右的摩擦力，因此红纸还受桌面的向左的摩擦力作用，共受6个力的作用，A正确；对镇纸进行分析，镇纸静止，水平方向不受其他力作用，因此镇纸受到的摩擦力为零，B错误；桌面对红纸的支持力大小等于红纸的重力加上毛笔对其的压力，故桌面对红纸的支持力大于毛笔对红纸的压力，故C错误；在空间站里也可以用毛笔写字，D正确。 9．CD　由于考虑弹簧本身重力的作用，实验前，应该先把弹簧竖直悬挂后测量其长度，A错误；根据F-L图像不过原点可知，弹簧受到的弹力与弹簧的长度不成正比，B错误；根据胡克定律有F＝k(L－L0)，可知图乙中的横轴截距表示弹簧自由下垂时的长度，即L0＝10.0 cm，C正确；F-L图像的斜率表示弹簧的劲度系数，则有k＝ N/m＝40.0 N/m，D正确。 10．BC　由于平行风筝平面的风速大小不变，故平行风筝的平面上风力大小为零，对风筝受力分析如图1所示，由受力平衡有Tcos 30°＝F cos 60°，F sin 60°＝mg＋T sin 30°，解得T＝mg，F＝，A错误，B正确；当风速缓慢增大时， 图1 垂直作用在风筝上的力F逐渐增大，作出其矢量三角形，如图2所示。由图可知，风速缓慢增大时，则线与水平方向夹角变大，C正确；风速缓慢增大时，风筝线的长度不变，风速平行风筝平面的分速度增大，相当于风筝在该方向上的速度变大，机械能应增加，D错误。 图2 11．解析：(1)该毫米刻度尺的最小分度为0.1 cm，需要估读到0.01 cm，所以读数为10.90 cm。 (2)根据图像可求得弹簧的劲度系数为k＝＝25 N/m。 (3)该实验结果的相对误差为δ＝×100%＝3.8%。 (4)由第(2)问分析可知，劲度系数表达式中代入的是弹簧形变量的变化量，所以若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上等于真实值。 答案：(1)10.90　(2)25　(3)3.8　(4)等于 12．解析：(1)如图所示，设定滑轮处为O点，PO段绳子的长度为l1，QO段绳子的长度为l2，PO与QO与竖直方向的夹角为θ，由几何关系可得l1sin θ＋l2sin θ＝D，又l1＋l2＝L，解得sin θ＝，由平衡条件可得2F cos θ＝mg，又sin2θ＋cos2θ＝1，解得F＝。 (2)由(1)分析可知，若轻绳的P端不动，将Q端沿杆稍微向上移动，L不变，D变大，力传感器的示数变大。 (3)由(1)可知，F＝，F-m的图像的斜率为k，则有k＝，解得D＝L。 答案：(1)F＝　(2)变大　 (3)L 13．解析：(1)设细绳上的张力大小为F，方向与竖直方向成θ角，如图所示，由几何关系可知θ＝37° 由平衡条件得2F cos 37°＝G 解得F＝6.25 N。 (2)对筷子进行受力分析如图所示，根据共点力平衡，汤碗对筷子在A、C两点的弹力延长线交点一定在过筷子重心的竖直线上，设筷子的重心为N点，由几何关系知tan θ＝0.75，则CN＝1.6R tan2θ＝0.9R 则重心到A点的距离为AN＝AC－CN＝0.7R 即这根筷子的重心到A端的距离为0.7R。 答案：(1)6.25N　(2)0.7R 14．解析：(1)如图甲所示，对A受力分析，由对称性可知C对A的作用力与B对A的作用力大小相等， 甲 设FCA＝FBA＝FN，则2FNcos 30°＝2mg 解得B对A的支持力FN＝mg。 (2)对B受力分析，如图乙所示。 乙 水平方向f＝FABsin θ 竖直方向FN′＝FABcos θ＋mg 由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则f＝μFN′ 解得μ＝。 答案：(1)mg　(2) 15．解析：(1)以圆环为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得FTcos α＝mg 解得绳子拉力大小为FT＝5 N 以物块为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得 FN＋FTcos β＝Mg 解得支持力FN＝22 N 根据牛顿第三定律，可知物块对地面的压力大小为22 N。 (2)以物块为研究对象，水平方向根据受力平衡可得Ff＝FTsin β 可知地面对物块的摩擦力大小为4 N，方向水平向右。 (3)若m、M大小可调，以圆环为研究对象，可得绳子拉力大小为 FT＝ 以物块为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得FN＋FTcos β＝Mg 解得FN＝Mg－FTcos β＝Mg－ 水平方向根据受力平衡可得Ff＝FTsin β＝ 又Ff≤μFN 联立可得≤μ 解得。 答案：(1)22 N　(2)4 N，方向水平向右　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $