双休伴学2 相互作用-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习双休伴学（提升版）

**基本信息** 高中物理一轮复习相互作用专题题集，含13道题，涵盖教材改编、高考真题及模拟题，注重平衡条件、摩擦力等核心知识的情境应用与能力梯度设计。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选|10|相互作用（平衡条件、摩擦力、弹力、力的合成与分解）|教材改编（如必修一P79题）、高考真题（陕晋青宁等）、生活情境（砚台研磨、救灾运输）| |多选|2|同上|多角度受力分析，结合临界条件（如绳子断裂问题）| |计算|2|同上|综合多物体受力分析，关联动摩擦因数等实际参数|

　 相互作用 　 1.〔多选〕〔人教版物理必修第一册P79，T3题改编〕质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。现用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，绳子能够承受的最大拉力Tm＝2mg，在O点向左拉动的一段过程中，应是（　　） A.F逐渐变小，T逐渐变小 B.F逐渐变大，T逐渐变大 C.当F＝mg时，T＝mg D.当绳OA与竖直方向角成60°时，绳将会拉断 解析：BCD　以结点O为研究对象，其受力示意图如图所示，根据平衡条件可知Tcos θ－TB＝0，Tsin θ－F＝0，由两式可得F＝TBtan θ＝mgtan θ，T＝＝，在结点O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，可知，F和T均变大，选项A错误，B正确；F＝mg时，T＝＝mg＜2mg，故绳子不会被拉断，选项C正确；当绳OA与竖直方向角成60°时，T＝＝＝2mg，所以绳子会被拉断，选项D正确。 2.（2025·陕晋青宁高考4题）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.μmgcos θ B.μmg C.μmg D.0 解析：D　对钢管受力分析，其受到重力、地面的作用力和绳子拉力，又重力和绳子拉力均沿竖直方向，钢管处于静止状态，受力平衡，所以地面的作用力也沿竖直方向，地面对钢管的支持力竖直向上，所以地面对钢管左端的摩擦力大小为0，D正确。 3.（2025·福建高考1题）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，下列说法正确的是（　　） 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 解析：A　无风时F1＝G，有风时F2＝，故F2＞F1，A正确。 4.（2026·海南海口期末）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（　　） A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向右 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作用力和反作用力 D.桌面对砚台的支持力与砚台对桌面的压力是一对平衡力 解析：A　墨条相对于砚台水平向左运动，则砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A正确；根据作用力与反作用力的关系，结合上述可知，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，砚台处于静止状态，则桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误；桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C错误；桌面对砚台的支持力与砚台对桌面的压力是一对作用力和反作用力，故D错误。 5.（2026·江苏常州模拟）生活中的缓冲装置是利用弹簧的弹力作用来实现的，某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中轻质弹簧k1的劲度系数大于轻质弹簧k2的劲度系数，垫片向右移动弹簧处于压缩状态时（　　） A.k1弹簧压缩量大 B.k2弹簧压缩量大 C.k1弹簧产生弹力大 D.k2弹簧产生弹力大 解析：B　垫片向右移动使弹簧处于压缩状态时，两弹簧的弹力是相等的，根据胡克定律F＝k1x1＝k2x2，因k1＞k2可知x1＜x2，故B正确。 6.（2026·广东汕头期末）如图所示，将质量为m的笔记本电脑放在散热底座上，电脑与底座间动摩擦因数为μ，底座与水平面夹角为θ，现缓慢增大倾角θ，电脑始终与底座保持相对静止且与底座下部挡板没有相互挤压，已知重力加速度g，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A.电脑受到底座的作用力小于mg B.电脑受到的摩擦力大小始终等于μmgcos θ C.在此过程中，倾角θ的正切值始终不大于μ D.在此过程中，电脑受到的支持力、摩擦力均在减小 解析：C　由于电脑始终处于平衡状态，电脑受到底座的作用力是支持力与摩擦力的合力，大小等于电脑的重力，方向竖直向上，故A错误；对电脑进行分析，根据平衡条件有FN＝mgcos θ，Ff＝mgsin θ，由于电脑始终与底座保持相对静止，则二者之间的摩擦力是静摩擦力，不等于滑动摩擦力μFN，即不等于μmgcos θ，故B错误；为使电脑与底座保持相对静止，此过程要满足Ff≤μFN，即mgsin θ≤μmgcos θ，解得tan θ≤μ，故C正确；结合上述可知，随着角度θ的增加，支持力不断减小、静摩擦力不断增大，故D错误。 7.★（2026·辽宁沈阳二模）如图所示，无人机通过一根钢索与四根等长且不可伸长的轻绳连接运送救灾物资至灾区，其中每根轻绳与竖直方向的夹角均为θ，救灾物资的质量为m，不计钢索的质量及空气阻力，重力加速度为g。若无人机竖直加速上升时，钢索上的拉力大小为F，则此时每根轻绳的拉力大小为（　　） A. B. C. D. 解析：D　对轻绳和钢索的结点受力分析有F＝4Tcos θ，解得T＝，故选D。 8.（2026·湖北武汉调研）如图所示，两人手拉住与自己同侧绳子的中点，用同样大小的力F共同提一桶水，匀速前进，两F的夹角为2θ，绳子拉力的大小均为T，同一根绳两拉力T的夹角为2α。已知水和桶的总质量为m，重力加速度大小为g，则绳子拉力的大小为（　　） A.T＝ B.T＝ C.T＝ D.T＝ 解析：A　根据整体平衡条件有2Fcos θ＝mg，对同一根绳节点位置有2Tcos α＝F，两式联立可得T＝，故选A。 9.〔多选〕（2026·湖南怀化模拟）如图甲所示，工人用叉车拉石墩时，可简化为如图乙所示的模型，∠BAC＝90°，叉车臂AC与水平方向夹角为θ。不计球形石墩表面摩擦，叉车和石墩始终保持相对静止，在叉车匀速运动的过程中，若θ从0°缓慢增加为90°，叉车臂对石墩的作用力FAC和车把对石墩的作用力FAB的大小变化为（　　） A.FAB一直增加 B.FAB先增加后减小 C.FAC先减小后增加 D.FAC一直减小 解析：AD　在叉车匀速运动的过程中，对石墩进行受力分析，并将石墩所受的三个力进行平移构成一个首尾相接的矢量三角形，在θ从0°增加为90°过程中，该矢量三角形的三个顶点应落在一个圆上，如图所示，重力为圆的直径，由图可知，FAB一直增加，FAC一直减小，故A、D正确。 10.（2026·云南曲靖模拟）如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，其中细绳BC水平，其余四根细绳与水平面所成的角分别为θ1和θ2。下列关系式中正确的是（　　） A.OA绳与AB绳拉力的关系为＝ B.OA绳与AB绳拉力的关系为＝ C.θ1与θ2的关系为＝2 D.θ1与θ2的关系为＝2 解析：D　设灯笼的质量为m，将左边的两个灯笼看作一个整体进行受力分析，根据平衡条件有TOA＝，单独对左边最下端的灯笼进行受力分析，则有TAB＝，联立解得＝，A、B错误；将左边的两个灯笼看作一个整体进行受力分析，根据平衡条件有TBC＝，单独对左边最下端的灯笼进行受力分析，则有TBC＝，联立解得＝2，C错误，D正确。 11.（2026·山东泰安模拟）如图甲所示，我国古建屋顶多采用蝴蝶瓦方式铺设。图乙是两片底瓦和一片盖瓦的铺设示意图，三根相同且平行的椽子所在平面与水平面夹角为37°。图丙为截面示意图，圆弧形底瓦放置在两根相邻的椽子正中间，盖瓦的底边恰与底瓦的凹槽中线接触。已知相邻两椽子与底瓦接触点间的距离为底瓦半径的倍，盖瓦和底瓦形状相同，厚度不计，质量相同、最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10 m/s2，在无扰动的情况下，底瓦与盖瓦均保持静止。若仅铺设这三片瓦进行研究，则底瓦与椽子间的动摩擦因数至少为（　　） A. B. C. D. 解析：D　由题意知相邻两椽子与底瓦接触点间的距离为底瓦半径的倍，设椽子与底瓦接触点间的弹力FN方向与竖直方向成α角，底瓦半径为R，根据几何关系可知sin α＝＝，可知α＝45°，以两片底瓦和盖瓦整体为研究对象，垂直椽子所在平面方向上处于平衡状态，根据平衡条件可知3mgcos 37°＝4FNcos α，在无外界干扰的情况下，为使底瓦与盖瓦不下滑，应使3mgsin 37°≤4μFN，联立解得≤μ，可知底瓦与椽子间的动摩擦因数至少为，故D正确。 12.（2026·江苏南京模拟）如图所示，粗糙水平地面上叠放着甲、乙两物块，质量为m的物块丙通过三段轻绳悬挂，结点为O，轻绳OB水平且B端与甲相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，三物块均处于静止状态。（已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力） （1）求轻绳OA对结点O的拉力大小； （2）求物块乙对地面的摩擦力大小和方向； （3）若物块甲的质量m1＝3 kg，乙的质量m2＝4 kg，甲、乙之间的动摩擦因数μ1＝0.6，乙与水平面之间的动摩擦因数μ2＝0.3，欲使甲、乙均保持静止，求丙的质量m应满足的条件。 答案：（1）1.25mg　（2）0.75mg，方向水平向右　（3）m≤2.4 kg 解析：（1）对结点O进行受力分析，由平衡条件可得FOB＝FOAsin θ，mg＝FOAcos θ 解得FOA＝1.25mg，FOB＝0.75mg。 （2）以甲、乙为整体，水平方向受到OB绳的拉力和地面的静摩擦力，由平衡条件得f＝FOB＝0.75mg 方向水平向左；根据牛顿第三定律可得，乙对地面的摩擦力大小为0.75mg，方向水平向右。 （3）甲、乙之间的最大静摩擦力为 f1＝μ1m1g＝18 N 乙与地面的最大静摩擦力为 f2＝μ2（m1＋m2）g＝21 N 对甲分析可得FOBm＝f1 又FOBm＝mgtan θ，解得m＝2.4 kg 因f1＜f2，故欲使甲、乙均保持静止，物体丙的质量需要满足m≤2.4 kg。 13.（2026·江苏徐州模拟）如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎进行负荷训练，运动过程中保持绳子与水平面间的夹角θ不变，轮胎质量为m，重力加速度为g。 （1）若地面对轮胎的阻力大小为f，当轮胎做匀速直线运动时，求绳中的拉力T； （2）若训练的过程中，为确保轮胎不飞离地面，求绳中拉力的最大值Tm； （3）若轮胎与地面间的动摩擦因数为μ，求轮胎匀速运动时绳中的最小力。 答案：（1）　（2）　 （3） 解析：（1）轮胎做匀速直线运动，由平衡条件有Tcos θ＝f，可得 绳中的拉力大小为T＝。 （2）轮胎刚好不离开地面时，轮胎与地面之间的弹力为零，此时绳的拉力最大，则在竖直方向受力平衡，由平衡条件有mg＝Tmsin θ 解得绳的拉力最大值为Tm＝。 （3）轮胎在地面上做匀速直线运动，设绳子的拉力为F，轮胎与地面之间的弹力为FN，竖直方向上由平衡条件得mg＝FN＋Fsin θ 水平方向上由平衡条件得Fcos θ＝μFN 联立解得绳的拉力大小为F＝ 由数学知识可知cos θ＋μsin θ＝sin（θ＋α）， 有最大值，所以绳的拉力最小值为Fmin＝。 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $