专题3 相互作用-【创新大课堂系列】高三物理全国名校名卷168优化重组卷

:15 专题3相互作用 1.C2.D3.D4.A5.A6.C7.D8.AC9.ABC 10.BC11.AD 12.解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：F1一F,: ≤F≤F1十F2|,CD正确.故选CD. (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O! 的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向，从而确定三个！ 力的大小和方向.故选A (3)F,的方向一定竖直向下，由于测量误差F1和F,的合力： 方向可能偏离竖直方向，所以甲是正确的. 答案(1)CD(2)A(3)甲 13,解析1)模度筋的劲度系：为长=兰=心二 l2-l1 m2-1 2-418 (2)题图己中纵截距表示没有注入细沙时，橡皮筋的长度，但， 是没有注入细沙时，已经挂小桶了，所以橡皮筋已经伸长了，！ 则题图乙中纵截距的数值大于橡皮筋的原长 (3)根据=贺可知，劲度系盘的测量只与拉力的变化量和 橡皮筋的伸长量有关，所以橡皮筋与长木板不平行不影响橡： 皮筋的伸长量的测量，不考虑小桶的质量也不影响拉力的变： 化量，但是定滑轮不光滑，有摩擦力作用会影响拉力的变化 量，细线的质量也会影响拉力的变化量，所以A,D错误，B,C16 正确. 答案10受g2大于(8c 14.解析(1)对悬挂点A点进行受力 A 分析，受绳子的拉力（大小等于 F F 2g)和两个轻杆的弹力F1而处于 平衡状态，对绳子的拉力沿杆的方 7m28 Q 向进行分解，如图1， 00 由几何关系和平衡条件得 图1 1 代入数据可得F1=20N. y (2)对物块P受力分析，如图2 所示，因轻杆与斜面垂直，则当 N 最大静摩擦力与重力沿斜面方 P 向的分力相等时，动摩擦因数 F 以有最小值，对P物体受力分 0:0 析，受到重力m1g、轻杆的力 mig F、支持力N和摩擦力∫而处 图2 于平衡态， 此时在沿杆方向上有：V=F,十1 gsin 0, 沿斜面方向上有f=m1gcos0, 又f=uN, 联立可得以=子 答案(1)20N(2)=3 187 解析(1)AB段细线刚好伸直时，对小球B受力分析， 根据力的平衡，由平行四边形定则可得 tan37°=E mg 解得F= 4mg=0.75mg; (2)由几何知识可知，力的三角形中，点到直线的距离最小， 当F与BC线段垂直时，拉力最小 F最小=mgsin37°=0.6g: (3)设绳子对A的拉力 为T,对物块A受力分 析如图所示： 物块A刚要滑动时有： 1B37 水平方向Tcos37°=F, 竖直方向Tsin37°十Fy mg =Mg,F=uFx, 联立以上三式可得 uMg 0.5Mg co53Tsm370.8+0.5×0.6Ng 对小球B受力分析，在AB方向合力为零，可得Fc0s37° ng sin37°+T 3 25 Mg- 整理代入数据解得F=子mg十44 答案(1)0.75mg 3 Mg (2)0.6mg(3)4mg+44 解析(1)对物块A进行受力分析，物块A恰好不受摩擦力 作用， 则沿斜面方向有F:一ngsin30°=0， 1 解得F拉=之mg (2)对物块B进行受力分析，如图 甲所示， 45° 459 竖直方向有2FTc0s45°-mBg=0, F 3 1 解得Fm=3mg, 再对物块A进行受力分析，如图乙 所示 FN F A 3030 因为Ft=言mg<mgsin30,物块A有向下的运动趋势，故 物块A受到的静摩擦力F:沿斜面向上。 沿斜面方向有Fr十F:-mgsin30°=0， 解得物块A受到的静摩擦力大小为F,=日mg。 (3)设物块A刚好要沿斜面向上滑动时，物块B的质量最大 为M1,此时对物块A、B分别进行受力分析，如图丙所示，则 45 45 E F' 3030 Mg mg 丙 沿斜面方向有FT′-mgsin30°-F′=0， 垂直斜面方向有Fy-mgc0s30°=0， 且P=,联主解得F'=子mg, 此时对物块B竖直方向有2F”cos45°-M1g=0, 代入数据解得M=2F"©os45°_7E g 设物块A刚好要沿斜面向下滑动时，物块B的质量最小 M,,此时对物块A、B分别进行受力分析，如图丁所示，则 45° 45 E" 30°30 mg 丁 沿斜面方向有F,"十F"一mgsin30°=0， 垂直斜面方向有Fy-mgc0s30°=0， 且F”=FN, 联主解得F”=合m8 此时对物块B竖直方向有2F,"c0s45°-M,g=0, 代入数据解得M,=2E“C0s45°_ g 8. 所以为保持物块A处于静止状态，物块B质量的取值范 为 8sma≤72，n 8m. 答案(1)7mg(2) 6mg,沿斜面向上 8m≤mas7E (3) 专题4共点力的平衡 1.B2.B3.D4.D5.A6.A7.B8.AC9.AD 10.CD11.AC 12.解析(1)设AB最远距离为d2,A恰好不下滑有 Amgd=F2 d2, 对A,由平衡条件得mg=uN,=μF2, 解得d,=6cm (2)设AB距离为d,时，A也恰能竖直向上运动时， 有4mgd=F3d, 对A,由平衡条件得mg十uN=F,cos8,V,=Fsin9, 联立解得：0=45°. 答案(1)d2=6cm(2)8=45° :13.解析(1)初始时刻系统静止， 对物块T=Mgsin0=30N, 假设F方向向下， 对小球2Tcos37°=mg十F, 解得F=18N. (2)小球上升到最大高度时，系统的动能为0，设此时连接小 球的细线与竖直方向间的夹角为B, 对系统2 gsin0(2.2S品=mg2amQ2an d d 解得B=90°， 可见小球上升到最大高度时绳子水平，小球上升的最大高度 为h=8cm. (3)对物块Mgsin a-T1=MaM, 对小球2T1c0sa一mg=ma, 为 加速度关系aw=acos a,联立方程解得a= 90 47m/s2. 答案(18N(28em(3)器m/ 14.解析(1)分析小圆柱的受力， 如图，平移F、N1、G1,三力首 尾相连构成的封闭矢量三角形 与△OQO2相似， 有品品 其中002=50cm, OQ=302 cm, 解得N1=25√2N 岛品 F 解得F=5√2N (2)分析大圆柱的受力，如图，平移F、N2、G2,三力首尾相连 构成的封闭夫量三角形与△OQO1相似， 围 布品品 解得G2=10N. 答案(1)V,=25√2N,F=5√2N(2)G,=10N :15.解析(1)根据库仑定律，A、B间的静 电方F=号， B 代入数据可得F=0.1N. (2)以B球为研究对象，B球受到重力 ng mg、电场力Eq、静电力F、A、B间轻线 的拉力T和O、B间轻线的拉力T,,共5个力的作用，处于 平衡状态， 在竖直方向上，有T2sin60°=mg, 在水平方向上，有gE=F十T1十T2c0s60 代入数据可得T1=0.042N. 答案(1)0.1N(2)0.042N :16.解析(1)用与水平方向成B=53°的力F拉重物B,重物B 做匀速直线运动， 水平方向Fcos0=f十mg,其中f=uFN, 竖直方向上Mg=F,十Fsin0, 解得F=750N; 188攀 专题3 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，只有一项是 符合题目要求的， 1.(2025·安徽合肥市 模)随着抖音、快手等小 G 软件的出现，人们长时 B 间低头导致颈椎病的发 病率越来越高.现将人 血 在 体头颈部简化为如图所示的模型，如图甲所示，A 点为头部的重心，AO为提供支持力的颈椎（视为 轻杆)，可绕O点转动，AB为提供拉力的肌肉（视 为轻绳).当人直立时，颈椎所承受的压力大小等 于头部的重力大小G:如图乙，当人低头时，AO AB与竖直方向的夹角分别为20°、40°.下列关于 图乙的说法中正确的是 A.颈部肌肉的拉力大于G B.颈部肌肉的拉力小于G C.颈椎受到的压力大于√G D.颈椎受到的压力小于√3G 2.(2025·贵州毕节·三模)如 图所示，竖直杆M、N固定于 地面，轻绳a一端固定于N 杆上的F点，另一端与光滑 E 轻质小圆环拴接于O点；轻 77777777777777 绳b一端穿过小环后固定于M杆上的E点， 另一端与小物体连接.若初始时刻O点的位置 比E点高，整个系统处于静止状态，a、b绳上 的拉力分别记为F。和Fb,则侧 A.仅将E点缓慢上移少许，F。增大 B.仅将E点缓慢下移少许，F6增大 C.仅将M杆缓慢左移少许，Fb减小 D.仅将M杆缓慢左移少许，F。减小 3.(2025·浙江1月卷·3)中 国运动员以121公斤的成 绩获得2024年世界举重锦 标赛抓举金牌，举起杠铃稳 定时的状态如图所示.重力 加速度g=l0m/s2,下列说 法正确的是 ( 相互作用 A.双臂夹角越大受力越小 B.杠铃对每只手臂作用力大小为605N C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力 是一对平衡力 D.在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力 大于人与杠铃总重力 4.（2025·浙江·绍兴 一中校联考二模)如 图所示，将一个质量 为m的铅球放在倾 角为45°的斜面上，并 450 用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态.铅球对 挡板的压力为F1,铅球对斜面的压力为F2,不 考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度取g,则 ( A.F=mg B.F<mg C.F2=mg D.F2<mg 5.(2025·新疆乌鲁木齐·统 F ----. 考一模)如图所示，小宁利 F 用计算机研究分力F1、F? 与合力F的关系.保持分力F1的大小和方向 不变，F2的大小不变，使F1、F2间的夹角0由 0°逐渐增大到360°的过程中，合力F的箭头的 轨迹图形为 A.( B D 6.(2025·陕西渭南·三 P 模)如图所示，一个大理 Q 石半球静置在水平地面 0 上，球心为O.一只小蚂 n力7 蚁缓慢从图中Q点沿圆 弧爬向半球面最高点P,运动过程中大理石半 球始终保持静止.已知OQ与OP的夹角为 0=45°，在此过程中，下列说法正确的是( A.大理石半球对小蚂蚁的作用力变大 B.大理石半球对小蚂蚁的支持力变小 C.地面对大理石半球的摩擦力始终为零 D.地面对大理石半球的支持力变小 7.(2025·山东烟台下学期高考 F. 诊断)如图所示，质量为M的 M 斜劈静止在粗糙水平地面上， 质量为m的物块正在质量为M的斜面上匀速 下滑.现在m上施加一个水平推力F,则在m的 速度减小为零之前，下列说法正确的是( A.加力F之后，m与M之间的摩擦力变小 B.加力F之后，m与M之间的作用力不变 C.加力F之后，M与地面之间产生静摩擦力 D.加力F前后，M与地面间都没有摩擦力 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20 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5分，选对但不全的得3分，有 选错的得0分. 8.(2025·福建·二模)明朝宋应星所著的《天工 开物》中记录了图甲所示的用重物测量弓弦张 力的“试弓定力”情景，其简化模型如图乙所示， 某次测量时将弦的中点悬挂于秤杆上，在质量 为m的弓的中点处悬挂质量为M的重物，此时 弦的张角为0=120°，已知弦可视作遵循胡克定 律的弹性轻绳，且始终在弹性限度内，不计弓的 形变和一切摩擦，重力加速度大小为g,则 秤杆 弦 M重物 图甲 图乙 A.此次测量中弦的张力为(m十M)g B.此次测量中弦的张力为√3(m十M)g C.增加重物质量，弦的张力一定增大 D.增加重物质量，弦的张力可能减小 9.(2025·湖南张家界·统考二模)利用物理模型 对问题进行分析，是一种重要的科学思维方法. 如图甲所示为拔河比赛时一位运动员的示意 图，可以认为静止的运动员处于平衡状态.该情 形下运动员可简化成如图乙所示的一质量分布 均匀的钢管模型.运动员在拔河时身体缓慢向 后倾倒，可以认为钢管与地面的夹角0逐渐变 小，在此期间，脚与水平地面之间没有滑动，绳 子的方向始终保持水平.已知当钢管受到同一 -10 平面内不平行的三个力而平衡时，三个力的作 用线必交于一点.根据上述信息，当钢管与地面 的夹角0逐渐变小时，下列说法正确的有( <11 甲 A.地面对钢管支持力的大小不变 B.地面对钢管的摩擦力变大 C.地面对钢管作用力的合力变大 D.地面对钢管作用力的合力大小不变 10.（2025·湖南省雅礼中 4 学高三三模)一条两端 30 固定的粗细和质量分布 B 均匀、柔软、不可伸长的 609 链条，在重力的作用下 所具有的曲线形状，称 之为悬链线.为探究其特点，现搭建如图所示 的一条悬链线，经测量知两悬点A、B处切线与 竖直方向夹角分别为30°和60°，两切线的交点 为C,E是C点正上方链条上的点，F为悬链线 的最低点，则 () A.A、B两悬点对墙面的拉力大小之比为3：1 B.链条AF和链条FB长度之比为3：1 C.整个链条上拉力最小的点为最低点F D.此时链条的重心在链条上的E点 11.(2025·云南省曲靖 W 0 市期末)如图所示， 小球A置于固定在 309459 B ) 水平面上的光滑半 圆柱体上，小球B 用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B 通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于 静止状态，已知B球质量为m.O点在半圆柱体 圆心O的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA 长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成 45°角，则下列叙述正确的是 A.A球质量为√6m B.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg C.此时弹簧处于压缩状态，力的大小为g D.若小球B缓慢下降，使小球A一直沿着半 圆柱体缓慢向上运动，则小球A受到绳的 拉力变小 三、非选择题：本题共5小题，共52分」 12.(2025·湖北·二模)(6 B 分)有同学利用如图所示 ⊙ 的装置来探究两个互成 角度的力的合成规律：在 N 竖直木板上铺有白纸，固 定两个光滑的滑轮A和 B,将绳子打一个结点O, 每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根 据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F,和 F3,回答下列问题： (1)改变钩码个数，实验可能完成的是 (填标号). A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5 B.钩码的个数N1=1,N2=4,N3=6 C.钩码的个数N1=N2=N3=4 D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤 是 (填标号). A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC 三段绳子的方向 B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C.用量角器量出三段绳子之间的夹角 D.用天平测出钩码的质量 (3)在作图时，你认为 (填“甲”或 “乙”)是正确的 P合 F 13.(2025·福建龙岩市期末质量检查)(8分)某 实验小组通过如图甲所示装置探究轻质橡皮 筋弹力与长度的关系，实验步骤如下： 甲 乙 ①将橡皮筋一端固定在长木板的左端，皮筋 另一端系一段细线，细线跨过长木板右端的 定滑轮与小桶相连； ②向小桶内注入一定质量的细沙，稳定后测 量橡皮筋的长度l; ③取出细沙，并测量细沙的质量m; ④重复②、③步骤，获得多组对应的m、l 数值； ⑤描点连线，得到1一m的关系图线如图乙 所示. 完成下列填空： (1)已知重力加速度为g,橡皮筋的劲度系数 为 (2)乙图中纵截距的数值 橡皮筋的 原长（填“大于”“等于”或“小于”）. (3)下列情况对劲度系数测量有影响的是 A.橡皮筋与长木板不平行 B.定滑轮不光滑 C.细线质量不可忽略 D.未考虑小桶质量 14.(2025·云南·模拟预 测)(10分)如图所示， 左、右对称的粗糙斜面 与竖直方向的夹角均为 0=53°，两根刚性轻杆通 00 过铰链与两个相同的物块P、Q相连，P、Q的 质量均为m1=2.0kg,对称着放在两侧的斜 面上.一质量为m2=3.2kg的物块A悬挂在 上方的铰链上，对称调节P、Q的位置，使杆 与斜面垂直，整个装置处于平衡状态.已知物 块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，杆与物块均处于同一竖直面内，铰链质 量忽略不计，重力加速度g取10m/s2, sin53°=0.8，c0s53°=0.6.求： (1)轻杆受到的力的大小； (2)物块与斜面间动摩擦因数的最小值.（结 果用分式表示) 15.(2025·甘肃省酒泉市期末) (12分)如图所示，质量为ME 的物块A放在水平面上，质 A 量为m的小球B用一根细线 与A相连接，用另一根细线与天花板上的C 点相连，用水平向左的拉力F拉小球，AB段 细线刚好伸直，此时BC段细线与竖直方向 的夹角为37°，AB段细线与BC段细线垂直， 物块A与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，细线重力不计，重力 加速度为g,sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)拉力F的大小； (2)改变拉力F的方向，使AB段细线刚好伸 直时的最小拉力； (3)保持拉力F方向不变，逐渐增大拉力F, 当物块A刚好要滑动时，拉力F为多大. —12 16.(2025·湖北省十一校第二次联考)(16分)如 图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平地面 上，物块A放在斜面上，轻绳通过两个滑轮一 端与物块A相连，另一端固定在天花板上，不 计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量.己知物 块A的质量为m,物块A与斜面间的动摩擦 因数为，连接物块A的轻绳与斜面平行，挂 上物块B后，动滑轮两边轻绳的夹角为90°， 物块A、B均保持静止，重力加速度为g,假定 最大静摩擦力等于滑动摩擦力. 90° 30° B (1)若挂上物块B后，物块A恰好不受摩擦力 作用，求轻绳的拉力F拉的大小； (2)若物块B的质量为2m,求物块A受到的 摩擦力的大小和方向； (3)为保持物块A处于静止状态，求物块B质 量的取值范围.