专题02 相互作用 专题训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 高中物理一轮复习相互作用专项训练，以题载知构建“概念-规律-应用”逻辑链，强化相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|单选1-3题|考查重力方向、弹力动态变化等基础概念|从重力本质到弹力摩擦力产生条件，构建相互作用认知框架| |规律应用|单选4-7题、多选8-10题|涉及摩擦力分析、力的合成与分解、动态平衡|以共点力平衡为核心，关联静摩擦力判断、力的分解方法| |实验探究|填空11-12题|动摩擦因数测量、弹簧弹力实验|通过实验操作深化对摩擦力、胡克定律的理解| |综合计算|解答13-15题|结合平衡条件、摩擦定律解决实际问题|整合概念规律，培养模型建构与科学论证能力|

知识考点专题：专题02 相互作用 专题训练（解析版） 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.在足球比赛中,专业的足球运动员能够巧妙地踢出“香蕉球”“落叶球”。如图所示,某运动员主罚任意球时踢出了快速旋转的“落叶球”。关于该足球,下列说法正确的是(　　) A.足球的重心在足球的外皮上 B.踢出“落叶球”,是因为足球在空中运动的过程中所受重力先减小后急剧增大 C.足球上升过程所受重力方向向上,下降过程所受重力方向向下 D.足球所受重力的方向始终竖直向下 答案　D 解析　足球的重心在足球的几何中心,即足球的球心;在空中运动过程中,足球所受重力的大小不变,方向始终竖直向下,故D正确,A、B、C错误。 2．如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°．现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐慢慢地拉到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是(　　) A．增大　　　　　 B．先减小后增大 C．减小 D．先增大后减小 [答案]　B 3.如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，割草机沿水平方向做匀速直线运动，则割草机所受阻力的大小为(　　) A．Fsin α　　　　　　 B．Fcos α C． D． B　[割草机沿水平方向做匀速直线运动，四个力的合力为零，受力如图，则有f＝Fcos α． ] 4.如图甲所示,水平地面上堆放着相同的原木,截面图如图乙所示,已知原木之间的动摩擦因数为μ,每根原木的重力为G,可将原木看成圆柱体,若要将最上面的那根原木沿轴线方向匀速拉出,水平拉力大小应为(　　) A.μG　　B.μG C.μG　　D.2μG C　解析:对最上面的那根原木静止时受力分析,如图所示。根据平衡条件可得FN1＝FN2＝,每一个侧面所受的滑动摩擦力Ff＝μFN1,根据平衡条件可得F＝2Ff,代入数据联立解得F＝μG,故选C。 5.如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，力F作用在物体C上后，各物体仍保持静止状态，那么以下说法正确的是(　　) A．C不受摩擦力作用 B．B不受摩擦力作用 C．A受到的各个摩擦力的合力不为零 D．A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零 B　[以C为对象，力F作用在物体C上，C处于静止状态，C一定受到A的摩擦力，A错；以B为对象，B不受其他外力，处于静止状态，所以B不受摩擦力，B对；A处于静止状态，C对A的摩擦力与地面对A的摩擦力的合力等于零，C错；以A、B、C三个物体组成的整体为对象，受水平向右的拉力，所以整体受地面向左的摩擦力，D错．] 6.如图所示,一光滑小球与一过球心的轻杆连接,置于一斜面上静止,轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接,已知小球所受重力为G,斜面与水平地面间的夹角为60°,轻杆与竖直墙壁间的夹角也为60°,则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为(　　) A.G和G　　B.G和 C.G和G　　D.G和2G A　解析:对小球受力分析,杆对小球的弹力F方向沿杆斜向上,与水平方向成30°角,斜面对球的弹力FN方向垂直于斜面斜向上,与水平方向成30°角,重力G的方向竖直向下,如图所示,由几何关系可知,G1＝G2＝G,根据平衡条件可得F＝G2＝G,FN＝G1＝G,则斜面和轻杆受到小球的作用力大小为FN'＝F'＝G,选项A正确。 7.如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为 (　　) A．　　　　 B． C． D． B　[A恰好不滑动，B刚好不下滑，说明A此时受到地面的静摩擦力为最大静摩擦力，B受到A的静摩擦力为最大静摩擦力，对A、B整体受力分析，在竖直方向上，A与地面间压力大小等于A、B重力之和，在水平方向上推力F和地面对A的最大静摩擦力大小相等，即F＝Fmax，又因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，有F＝Ff＝μ2(mA＋mB)g，B在竖直方向上的重力和A对B的最大静摩擦力大小相等，有μ1F＝mBg，联立解得＝，B正确．] 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示,物块A以某一速度v水平向右滑上顺时针转动的水平传送带上,在滑上传送带的瞬间,关于物块A受到的摩擦力,下列说法正确的是(　　) A.物块A可能受到向左的滑动摩擦力 B.物块A可能受到向右的滑动摩擦力 C.物块A可能受到静摩擦力 D.物块A可能不受摩擦力 ABD　解析:当物块A的速度小于传送带的速度时,物块A相对传送带向左运动,所受摩擦力的方向向右,B正确;当物块A的速度大于传送带的速度时,物块A相对传送带向右运动,所受摩擦力方向向左,A正确;当物块A的速度等于传送带的速度时,物块A不受摩擦力,D正确。 9.物理课上,老师将弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连,如图甲所示。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,保证弹簧始终在弹性限度内,那么在电脑上就得到弹簧的形变量与弹簧产生的弹力的关系图像,如图乙所示。则下列判断正确的是(　　) A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C.该弹簧的劲度系数是200N/m D.弹簧劲度系数会随该弹簧所受压力的改变而改变 BC　解析:由题图乙可知弹簧产生的弹力和弹簧的形变量成正比,故A错误;由题图乙可知弹簧弹力的增加量与弹簧形变量的增加量成正比,即ΔF＝kΔx,所以Δx＝,又因为弹簧形变量的增加量一定等于弹簧长度的增加量,故B正确;F-x图线的斜率表示弹簧的劲度系数,则该弹簧的劲度系数是k＝＝200 N/m,故C正确;由题图乙可知图线的斜率不变,所以弹簧的劲度系数不变,故D错误。 10.气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一根直杆,质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在水平风力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速,当风速v0＝3 m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝30°,重力加速度为g,则(　　) A.θ＝30°时,细线拉力大小为FT＝ B.风速增大到某一值时,θ可能等于90° C.细线拉力与风力的合力大于mg D.θ＝30°时,风力大小F＝mg AD　解析:选取小球为研究对象,则小球受重力、细线拉力和风力而处于平衡状态,如图所示,根据共点力平衡条件得,细线拉力FT＝＝,风力F＝mgtan θ＝mg,细线拉力和风力的合力大小等于mg,故A、D正确,C错误;因为风力和重力的合力方向不可能水平向右,可知拉力方向不可能水平向左,则θ不可能等于90°,故B错误。 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.如图，某个实验小组的同学设计了一个测量动摩擦因数的实验．把弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端与一物块P相连，用力F拉水平向左拉物块下面的金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，弹簧测力计的读数为________N，物块P受到金属板的滑动摩擦力的大小是________N；若用弹簧测力计测得物块P的重力为13 N，则物块P与金属板间的动摩擦因数为________． [解析]　由图示弹簧测力计可知，其最小分度值是0.1 N，其读数F＝2.60 N；由二力平衡条件得：滑动摩擦力Ff＝F＝2.60 N．根据Ff＝μFN＝μmg，解得动摩擦因数μ＝0.2． [答案]　2.60　2.60　0.2 12.(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图a所示的F­L图像，由图像可知：弹簧原长L0＝________cm，求得弹簧的劲度系数k＝________N/m． a　　　　　　　　　　　　b (2)按如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b，则指针所指刻度尺示数为________cm．由此可推测图b中所挂钩码的个数为________个． [解析]　(1)由胡克定律F＝k(L－L0)， 结合题图a中数据得： L0＝3.0 cm，k＝200 N/m． (2)由题图b知指针所示刻度为1.50 cm，由F＝k(L0－L)，可求得此时弹力为：F＝3 N，故所挂钩码的个数为3个． [答案]　(1)3.0　200　(2)1.50　3 四、解答题（共计3题，第13题10分，第14题14分，第15题18分，共计42分） 13.一长L0＝5 cm的橡皮筋,其伸长量与所受的拉力成正比,当橡皮筋受到F1＝2 N的拉力时,其长度变为L1＝9 cm。现将橡皮筋的一端固定在竖直墙壁上,另一端与一质量M＝0.5 kg的滑块连接,滑块放置在长木板上,长木板放置在水平地面上,橡皮筋被拉直时恰好水平,如图所示。现用F＝20 N的水平向右的拉力将长木板从滑块下方拉出,滑块稳定时橡皮筋的长度L2＝7 cm,橡皮筋始终在弹性限度内,取重力加速度大小g＝10 N/kg。 (1)求橡皮筋的劲度系数k; (2)求滑块与长木板间的动摩擦因数μ; (3)在滑块上放一质量m＝0.2 kg的砝码后,再将长木板从滑块下方向右缓慢拉出时,求橡皮筋的长度L3。 解析:(1)由于橡皮筋的伸长量与所受的拉力成正比,有F1＝k(L1-L0),解得k＝50 N/m。 (2)当橡皮筋的长度为L2时,橡皮筋受到的拉力大小为F2＝k(L2-L0),长木板被拉出时滑块处于静止状态,可知滑块受到的滑动摩擦力大小等于橡皮筋上的拉力,即F2＝Ff＝μMg,联立解得μ＝0.2。 (3)在滑块上放砝码后,再将长木板从滑块下方向右缓慢拉出的过程,滑块及砝码整体处于平衡状态,可得μ(M＋m)g＝k(L3-L0),解得L3＝7.8 cm。 答案:(1)50 N/m　(2)0.2　(3)7.8 cm 14.一物体置于粗糙的斜面上，给该物体施加一个平行于斜面的力，当此力为100 N且沿斜面向上时，物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜面向下时，物体恰能在斜面上向下匀速运动，求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力． [解析]　物体沿斜面向上运动时受力分析如图甲所示． 甲 由共点力的平衡条件得 x轴：F1－f1－mgsin α＝0 y轴：mgcos α－FN1＝0 又f1＝μFN1 物体沿斜面向下运动时受力分析如图乙所示． 乙 由共点力的平衡条件得 x轴：f2－F2－mgsin α＝0 y轴：mgcos α－FN2＝0 又f2＝μFN2，f1＝f2＝f 以上各式联立得： f1＝f2＝f＝ 代入数据得f＝ N＝60 N，mgsin α＝40 N 当不施加此力时，物体受重力沿斜面向下的分力 mgsin α<f 故物体静止在斜面上，受到的静摩擦力 f′＝mgsin α＝40 N． [答案]　40 N 15.如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．g取10 m/s2．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．求： (1)轻绳OA、OB中的张力分别是多大？ (2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？ (3)若人的质量m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？ [解析]　(1)以结点O为研究对象，受三段轻绳的拉力作用，且竖直绳上的拉力大小等于m1g．如图所示，根据共点力平衡条件有： FOB－FOAsin θ＝0 FOAcos θ－m1g＝0 联立以上两式解得： FOA＝＝m1g， FOB＝m1gtan θ＝m1g． (2)人在水平方向仅受绳OB的拉力FOB和地面的摩擦力Ff作用，根据平衡条件有： Ff＝FOB＝m1g，方向水平向左． (3)人在竖直方向上受重力m2g和地面的支持力FN作用，因此有：FN＝m2g 要使人不滑动，需满足：Ff≤Fmax＝μFN 联立以上各式解得：m1≤μm2＝24 kg． [答案]　(1)m1g　m1g　(2)m1g　方向水平向左　(3)24 kg 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 知识考点专题：专题02 相互作用 专题训练（试卷） 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 题型 单项选择题(28分) 多项选择题(18分) 填空题 (15分) 解答题(42分) 合计 得分 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.在足球比赛中,专业的足球运动员能够巧妙地踢出“香蕉球”“落叶球”。如图所示,某运动员主罚任意球时踢出了快速旋转的“落叶球”。关于该足球,下列说法正确的是(　　) A.足球的重心在足球的外皮上 B.踢出“落叶球”,是因为足球在空中运动的过程中所受重力先减小后急剧增大 C.足球上升过程所受重力方向向上,下降过程所受重力方向向下 D.足球所受重力的方向始终竖直向下 2．如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°．现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐慢慢地拉到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是(　　) A．增大　　　　　 B．先减小后增大 C．减小 D．先增大后减小 3.如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，割草机沿水平方向做匀速直线运动，则割草机所受阻力的大小为(　　) A．Fsin α　　　　　　 B．Fcos α C． D． 4.如图甲所示,水平地面上堆放着相同的原木,截面图如图乙所示,已知原木之间的动摩擦因数为μ,每根原木的重力为G,可将原木看成圆柱体,若要将最上面的那根原木沿轴线方向匀速拉出,水平拉力大小应为(　　) A.μG　　B.μG C.μG　　D.2μG 5.如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，力F作用在物体C上后，各物体仍保持静止状态，那么以下说法正确的是(　　) A．C不受摩擦力作用 B．B不受摩擦力作用 C．A受到的各个摩擦力的合力不为零 D．A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零 6.如图所示,一光滑小球与一过球心的轻杆连接,置于一斜面上静止,轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接,已知小球所受重力为G,斜面与水平地面间的夹角为60°,轻杆与竖直墙壁间的夹角也为60°,则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为(　　) A.G和G　　B.G和 C.G和G　　D.G和2G 7.如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为 (　　) A．　　　　 B． C． D． 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示,物块A以某一速度v水平向右滑上顺时针转动的水平传送带上,在滑上传送带的瞬间,关于物块A受到的摩擦力,下列说法正确的是(　　) A.物块A可能受到向左的滑动摩擦力 B.物块A可能受到向右的滑动摩擦力 C.物块A可能受到静摩擦力 D.物块A可能不受摩擦力 9.物理课上,老师将弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连,如图甲所示。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,保证弹簧始终在弹性限度内,那么在电脑上就得到弹簧的形变量与弹簧产生的弹力的关系图像,如图乙所示。则下列判断正确的是(　　) A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C.该弹簧的劲度系数是200N/m D.弹簧劲度系数会随该弹簧所受压力的改变而改变 10.气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一根直杆,质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在水平风力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速,当风速v0＝3 m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝30°,重力加速度为g,则(　　) A.θ＝30°时,细线拉力大小为FT＝ B.风速增大到某一值时,θ可能等于90° C.细线拉力与风力的合力大于mg D.θ＝30°时,风力大小F＝mg 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.如图，某个实验小组的同学设计了一个测量动摩擦因数的实验．把弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端与一物块P相连，用力F拉水平向左拉物块下面的金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，弹簧测力计的读数为________N，物块P受到金属板的滑动摩擦力的大小是________N；若用弹簧测力计测得物块P的重力为13 N，则物块P与金属板间的动摩擦因数为________． 12.(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图a所示的F­L图像，由图像可知：弹簧原长L0＝________cm，求得弹簧的劲度系数k＝________N/m． a　　　　　　　　　　　　b (2)按如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b，则指针所指刻度尺示数为________cm．由此可推测图b中所挂钩码的个数为________个． 四、解答题（共计3题，第13题10分，第14题14分，第15题18分，共计42分） 13.一长L0＝5 cm的橡皮筋,其伸长量与所受的拉力成正比,当橡皮筋受到F1＝2 N的拉力时,其长度变为L1＝9 cm。现将橡皮筋的一端固定在竖直墙壁上,另一端与一质量M＝0.5 kg的滑块连接,滑块放置在长木板上,长木板放置在水平地面上,橡皮筋被拉直时恰好水平,如图所示。现用F＝20 N的水平向右的拉力将长木板从滑块下方拉出,滑块稳定时橡皮筋的长度L2＝7 cm,橡皮筋始终在弹性限度内,取重力加速度大小g＝10 N/kg。 (1)求橡皮筋的劲度系数k; (2)求滑块与长木板间的动摩擦因数μ; (3)在滑块上放一质量m＝0.2 kg的砝码后,再将长木板从滑块下方向右缓慢拉出时,求橡皮筋的长度L3。 14.一物体置于粗糙的斜面上，给该物体施加一个平行于斜面的力，当此力为100 N且沿斜面向上时，物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜面向下时，物体恰能在斜面上向下匀速运动，求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力． 15.如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．g取10 m/s2．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．求： (1)轻绳OA、OB中的张力分别是多大？ (2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？ (3)若人的质量m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？ 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 知识考点专题：专题02 相互作用 专题训练（答题卡） ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 三．填空题（共2题，共1 5 分） 11. 12. ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 （1 0 分） 14.（ 14 分） 15.（ 18 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $