周测评(二) 相互作用(一)-【衡水真题密卷】2027届高三物理学科素养周测评（福建专版）

2026一2027学年度学科素养周测评（二） 物理·相互作用（一） 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32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。 题号 1 2 3 答案 1.如图所示，abcde为窑洞门的横截面，顶部bcd可简化为半圆弧，c为圆弧的最高点，O 为圆弧的圆心，工人师傅利用与轻杆相连的滚轮对bcd刷白，位置O1为工人师傅与轻 杆的接触点，通过调节O1与滚轮之间轻杆的长度，使滚轮从c点缓慢移至b点，不计滚 轮的大小及滚轮与bc间的摩擦，则滚轮与bc间的弹力F、轻杆对滚轮的作用力F和 O1与滚轮之间轻杆的长度L之间的关系图像可能正确的是 () )滚轮 0￥ A B C D 2.我国古建屋顶多采用如图甲所示的蝴蝶瓦方式铺设。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0。图丙为截面示意图，圆 弧形底瓦对称放在两根相邻的椽子正中间，盖瓦的底边恰好与底瓦的凹槽中线接触。 已知相邻两椽子与底瓦接触线间的距离和瓦的半径都为L,盖瓦和底瓦相同，厚度不 计，质量均为m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,底瓦与盖瓦均保 持静止。若仅对铺设的这三片瓦进行研究，则 () 盖瓦 底瓦 甲 学科素养周测评（二）物理第1页（共4页） 学习应劳力，方能破愚立智 A.底瓦与每根擦子何弹力大小为mg60s9 班级 B.底瓦与每根椽子间的摩擦力大小为mg sin0 C.适当增大两椽子间的距离，底瓦与每根椽子之间的弹力不变 姓名 D.适当增大两椽子间的距离，底瓦更不容易下滑 3.两个完全相同的光滑小球A、B和两根等长的轻质细绳，按如图所示方式悬挂 处于静止状态，O1、O2分别为A、B的球心。若从两球静止时的图示位置开 得分 始，在竖直平面内缓慢向右推A,直到O2与悬点O等高，且推力始终沿O1、 O2连线的方向，整个过程两小球始终在同一竖直面内，两根细绳始终伸直。 则下列说法正确的是 A.细绳OO2的拉力一直减小 B.A对B的弹力先增大后减小 C.推力先增大后减小 D.细绳OO1的拉力先减小后增大 4.如图所示为“V”形吊车的简化示意图，水平底座支点记为O点，OA为定杆且为“V”形吊 车的左臂，OA上端A处固定有定滑轮，OB为活杆且为“V”形吊车的右臂，一根钢索连接 B点与底座上的电动机，另一根钢索连接B点后跨过定滑轮吊着一质量为M的重物，通 过电动机的牵引控制右臂OB的转动从而控制重物的起落。图示状态下，重物静止在空 中，左臂OA与水平面的夹角α=60°，左臂OA与钢索AB段的夹角0=30°，且左臂OA与 右臂OB恰好相互垂直，连接B点和底座电动机的钢索与底座垂直，左臂OA的质量为 m,不计右臂OB和钢索的质量及一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是( A图示状态下，钢索对定滑轮的压力为%Mg,方向由A指向0 B.图示状态下，钢索对右臂OB的作用力为Mg,方向由B指向O C.底座对O点竖直向上的合力为(M十m)g D.当启动电动机使重物缓慢上升时，左臂OA受到钢索的作用力逐渐减小 二、多项选择题：本题共2小题，每小题10分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求， 全部选对的得10分，选对但不全的得5分，有选错的得0分。 题号 5 6 答案 5.悬挂线是物理中一种优美曲线，如图所示，杆与水平方向的夹角为37°，一根质量为且 质量分布均匀的细绳悬挂在倾斜杆的A、B两点间，构成悬挂线，细绳在A点的切线与 杆的夹角为16°，细绳在B点的切线与杆的夹角为74°。重力加速度为g,si37°=0.6， c0s37°=0.8。下列说法正确的是 () A.杆对细绳A端的拉力大小为5mg 3 B.杆对细绳B端的拉力大小为4mg 160 C.细绳最低点的张力大小为25mg 12 B 174 、● D.细绳最低点左右两侧的绳长之比为4：3 3799 学科素养周测评（二）物理第2页（共4页） 2 6.如图所示，水平地面放置一个斜面体，斜面体上的物体A通过平行斜面的轻绳绕过光滑 定滑轮与轻环B相连，环B套在竖直放置的杆上，轻绳上放置一个轻质的、可视作质点 的动滑轮，动滑轮下悬挂一个小物体，系统处于静止状态。在完成以下操作后，整个系 统仍处于静止状态，下列说法正确的是 () A.将物体A向上移动后，物体A受到的摩擦力一定增大 B.杆向右移动后，物体A位置不变，地面对斜面体的摩擦力一定增大 C.杆向右移动后，物体A位置不变，杆对环B的摩擦力大小一定不变 D.将环B向上移动后，物体A位置不变，杆对环B的作用力大小一定不变 三、非选择题：共48分，其中7为填空题，8为实验题，9、10为计算题。 7.(8分)如图所示，光滑水平地面上放有截面为四分之一圆周的柱状物体A,A与墙面之 间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个装置保持静止。若将A 的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则A对B的弹力将 ;推力F将 (填“增大”“不变”或“减小”)。 AAAAAA6607 8.(10分)实验小组完成了两个力的合成与分解实验： (1)如图甲所示，一竖直放置的木板上固定白纸，在白纸上附有角度刻度线，弹簧测力计a 和b连接细线系于O点，其下端用细线悬挂一重物Q,使结点O静止在角度刻度线的 圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录细线的方向。则图中 弹簧测力计a的示数为 N;弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动，且保持两 弹簧测力计间的夹角不变，直到弹簧测力计a方向水平为止，此过程弹簧测力计a的示 数会，弹簧测力计b的示数会 (均填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先 变小后变大”)。 90° 120 609 150° 30 80 自Q 单位：N 甲 (2)实验小组用5个钩码拉弹簧使之伸长至某个位置O',并记录，如图乙所示；然后再用 两组钩码(3个钩码和4个钩码)拉伸弹簧，如图丙所示，每个钩码的质量均相同，弹 簧均处于水平方向。 ①完成该实验最关键的步骤是 ②如果该实验中“力的平行四边形定则”得到验证，则图丙中的α和3（绳子与竖直方 向夹角)满足cosa:cosB= 2 学科素养周测评（二）物理第3页（共4页） oo000006000 00 0e00000a0009 乙 丙 9.(12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，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） 10.(18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m=0.4kg的 圆环，地面上放一质量M=2.5kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数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，g取10m/s2, sin37°=0.6，sin53°=0.8，求： (1)物块受到的支持力大小； (2)物块对地面的摩擦力； (3)若其他条件不变，仅M大小可调，为保持系统的平衡，求M的最小值。 77777777777777777777777777777777777777 7777777 学科素养周测评（二）物理第4页（共4页）·物理· 参考答案及解析 xA十d-xB=S 汽车位移=名a (1分) 即t+2a+d- 1 2azt2=50 又x1+x2=l1+l2 (1分) 解得t3=3s 联立解得t'=12s t4=6s 此时汽车速度 即中间无法通信的时间△t=t4一t3=3s (1分) '=at'=12 m/s<vm=20 m/s (1分) 所以两车相遇前能保持通信的时间 假设成立，则第一辆汽车与列车完成错车的时间 t'=t2-△t=7s。 (1分) 为12s。 (1分) 10.(1)67.95s(2)12s(3)28辆 (3)汽车加速到最大速度所用时间 【解析】(1)汽车的最大速度 41=9=20s vm=72 km/h=20 m/s (1分) a 第一辆汽车加速到最大速度所用时间 设总共有？辆车与列车完成错车，且此时第辆 车速度刚好达到最大，则有 t1=0=20s (1分) a f+k(h+d)-v (+ (2分) 第一辆汽车加速阶段通过的位移大小 解得=34.4 (1分) =741=20m (1分) 当k取34时，有t3=t1+k△t=26.8s(2分) 第一辆汽车在主桥上匀速运动的时间 列车驶离桥头的时间 =L+b1-4=47.95s (1分) 46 =25.6s<t3 (1分) 则第一辆汽车通过主桥所用时间 设总共有力辆车与列车完成错车，由 t=t1+t2=67.95s (1分) t4=t1+p△t (1分) (2)假设经时间t',第一辆汽车车尾与列车车尾 解得p=28 (1分) 相遇，此时汽车速度未达到最大，列车位移 则总共能与28辆汽车完成错车。 xl=vot' (1分) 2026一2027学年度学科素养周测评（二） 物理·相互作用（一） 一、单项选择题 1.B【解析】滚轮在缓慢移动过程中的受力情况如 mg A 图所示，由图可知F、FN和它们的合力（大小等于 滚轮的重力)构成的力的三角形与几何三角形 △A00湘，则有器-爱-上由于、 OO1不变，即F心L,FN大小不随L的变化而改 变，B正确。 o ·3· 2 2027 学科素养周测评 2.D【解析】由题意知，相邻两根椽子的连线和相 4.B【解析】根据几何关系，线段AM与OA段夹 邻两根椽子与对应底瓦圆心的连线构成一个等边 角为30°，根据平行四边形法则，钢索对定滑轮的 三角形，设底瓦与每根椽子间弹力大小为FN,则 压力F=2 Mg cos30°=3Mg,方向由A指向O, 三根椽子对底瓦的弹力沿垂直于三根椽子所在平 A错误；钢索张力等于Mg,AB段对B点拉力为 面的分力之和等于三片瓦的重力垂直三根椽子所 Mg,根据几何关系，OB段与竖直方向夹角为60°， 在平面向下的分力，即4 Fwsin60°=3 mg cos0,解 AB段与OB段夹角为60°，以OB所在直线和垂 直于OB的直线建立直角坐标系，垂直于OB方向 得FN3 mg©0s0,A错误；设底瓦对每根椽子的 有Mg sin60°=FB·sin60°，解得连接B点 摩擦力大小为F{,根据受力平衡可知，底瓦对每根 与底座上的电动机的钢索的拉力FB=Mg,则 椽子的摩擦力的合力等于三片瓦的重力沿三根椽子 钢索对右臂OB的作用力FOB=Mg cos60°十FB座 所在平面向下的分力，即4F:=3 mg sin0,得F:= ·cos60°=Mg,方向由B指向O,B正确；对AOB 3 支架及重物M整体进行受力分析可知，系统受重 4 mg sin9,B错误；设橡子对底瓦的弹力与相邻 力、底座的支持力N。、连接B点与底座上的电动 两椽子与底瓦接触线的夹角为a,则4 Fysin a= 机的钢索的向下的拉力FB,则有N0= 3mgc0s0,得F、=30,适当增大两禄子间 (M十m)g十FB,故No=(2M十m)g,由牛顿第 4sin a 三定律可知，底座对O点竖直向上的合力为 的距离，则α减小，则底瓦与每根椽子之间的弹力 (2M十m)g,C错误；当启动电动机使重物缓慢上 增大，底瓦与每根椽子之间的最大静摩擦力增大， 升时，与重物相连的钢索张力不变，钢索与OA夹 底瓦更不容易下滑，C错误，D正确。 角不变，活杆OB顺时针转动，AB与OA夹角变 3.A【解析】对B,因A对B的弹力方向与轻绳 小，即两钢索AM、AB夹角变小，两个等大的共，点 OO2的夹角不变，利用辅助圆法，作出轻绳OO2 力合成，夹角越小，合力越大，所以左臂OA受到 的拉力F2与A、B间弹力N的变化情况如图甲 的钢索的作用力逐渐变大，D错误。 所示，由图甲可知，OO2的拉力F2一直减小，A、B 二、多项选择题 间的弹力N一直增大，A正确，B错误；同理对A, 5.AC【解析】设细绳在A,点的切线与水平方向的 轻绳OO1的拉力F1与F'(推力F和A、B间的 夹角为α，细绳在B点的切线与水平方向的夹角为 弹力的合力)的变化情况如图乙所示，由图乙可 B,根据几何关系可得α=16°+37°=53°，3=74°- 37°=37°，对整根细绳进行受力分析，如图甲所示， 知，F1一直减小，D错误；刚开始阶段有F'=N一 根据平衡条件可得FAc0s53°=FB cos37°， F,由于F'减小，N增大，则F增大，之后阶段有 Fasin53+Fasin37°=mg,解得FA=5mg, 4 F'=F一N,由于F'增大，N增大，则F增大，所 以F一直增大，C错误。 FB=。g,A正确，B错误；设细绳最低点左、右两 mg 侧的质量分别为m1和m2,细绳最低点的张力大小 为F,对左、右两侧的细绳受力分析，如图乙、图丙 所示，对图乙，根据平衡条件可得F=FAC0s53°， 21g=FAsin53,解得F三25mgm1三25n,对 mg 图丙，根据平衡条件可得m2g=Fasin37°，解得 m?=25m,对同一根绳子密度p、横裁面积S都相 同，根据m=pV=pSl,可知质量与长度成正比，则 细绳最低，点左右两侧的绳长之比为l1:l2=m1: m2=16:9,C正确，D错误。 2 ·4 ·物理· 参考答案及解析 F 由于墙壁对B的弹力N减小，故推力F将减小。 N'K 137 A Ymg mg 甲 乙 甲 8.(1)5.80(2分)（答案在5.79~5.81即可）变小 (2分)变大(2分)(2)①第二次拉伸弹簧使之 伸长至O'位置(2分)②3：4(2分) 【解析】(1)图甲中弹簧测力计a的示数为5.80N; .532入 1370 根据几何关系可知，弹簧测力计a、b对结，点O的 拉力F。、Fb以及重物Q对结点O的拉力G组成 的夫量三角形内接于圆内，如图所示，可知在弹簧 mig m2g 丙 测力计a、b均绕O,点顺时针缓慢转动直到弹簧测 6.BCD【解析】设悬挂小物体的质量为m,动滑轮 力计a方向水平的过程中，弹簧测力计a的示数变 两侧轻绳与竖直方向夹角为0，绳上拉力T= 小，弹簧测力计b的示数会变大。 2c030,将物体A向上移动后，动滑轮两侧绳子夹 mg 角减小，绳上拉力减小。因为不确定物体A与斜 面间的摩擦力方向，所以物体A受到的摩擦力大 G F F。 小不一定增大，A错误；同理，竖直杆向右移动后， 动滑轮两侧绳子夹角增大，绳上拉力增大，对A和 (2)①本实验的思想是等效替代的思想，所以其最 斜面整体分析，水平方向有f=Tsin0,可知绳的 关键的是两次拉伸弹簧的效果是相同的，即第二 拉力变大，地面对斜面体的摩擦力一定增大，B正 次拉弹簧使之伸长至O位置。 确；对环受力分析可知，竖直方向受力平衡，即竖 ②由题图可知，第二次拉伸时，两个力在竖直方向上 直杆对环的摩擦力大小等于环的重力与轻绳拉力 的合力为零，设单个钩码的质量为m,有4 ng cos a= 的竖直分力之和，竖直杆向右移动后，轻绳拉力的 3 ngcos B,整理得cosa:cosB=3:4。 竖直分力仍等于悬挂小物体重力的一半，并没有 变化，所以竖直杆对环的摩擦力大小一定不变，C 9.20N(2)号 正确；将环向上移动后，动滑轮两侧绳子夹角不 【解析】(1)对悬挂点进行受力分析，受绳子的拉 变，则轻绳拉力不变，地面对斜面体的摩擦力不 力（大小等于m2g)和两个轻杆的弹力而处于平衡 变，对斜面体、物体A、定滑轮、轻绳、悬挂小物体 状态，对绳子的拉力沿杆的方向进行分解，如图甲 以及环组成的整体受力分析，可知竖直杆对环的 所示，由几何关系和平衡条件得 弹力与地面对斜面体的摩擦力等大反向，即竖直 m2g 1 F1= 2sin53° (1分) 杆对环的弹力不变，由C选项分析可知竖直杆对 环的摩擦力也不变，所以竖直杆对环的作用力大 代入数据，可得F1=20N (1分) 小一定不变，D正确。 根据牛顿第三定律可知，轻杆受到的力的大小为 三、非选择题 20N (2分) 7.减小(4分)减小(4分) 【解析】对物体B受力分析，如图甲所示，当A的 位置向左移动少许后，A对B的弹力与竖直方向 的夹角减小，故A对B的弹力N'将减小，墙壁对 Q B的弹力N将减小；将两者看做一个整体，整体的 受力分析如图乙所示，根据平衡条件可得F=N, 甲 5· 2 2027 学科素养周测评 (2)对物块P受力分析，如图乙所示，因轻杆与斜 以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得 面垂直，则当最大静摩擦力与重力沿斜面方向的 N+Tcos B=Mg (2分) 分力相等时，动摩擦因数μ有最小值，对物块P受 解得支持力大小N=22N (1分) 力分析，受到重力m1g、轻杆的力F1、支持力N (2)以物块为对象，水平方向根据受力平衡可得 和摩擦力∫而处于平衡态，此时在沿杆方向上有 f=Tsin B=4N (2分) N=F1+migsin 0 (2分) 根据牛顿第三定律可知，物块对地面的摩擦力大 沿斜面方向上有f=m1gcos0 (2分) 小为4N,方向水平向左 (1分) 又f=N (2分) (3)以圆环为对象，可得绳子拉力大小 1 联立可得μ=3 (2分) T-mg (2分) cos a 以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得 N+Tcos B=Mg (2分) 解得V-Mg-mgcos (1分) cos a H 水平方向根据受力平衡可得 f-Tsin B-mgsin B (2分) cos a 10.(1)22N(2)4N,方向水平向左(3)1.1kg 又f≤μN (1分) 【解析】(1)以圆环为对象，竖直方向根据受力平 联立解得M≥1.1kg (1分) 衡可得Tcos a=mg (1分) 则M的最小值为1.1kg。 (1分) 解得绳子拉力大小T=5N (1分) 2026一2027学年度学科素养周测评（三） 物理·相互作用（二） 一、单项选择题 上的拉力大小恒为2mg,设A,C间细绳与水平方 1.B【解析】圆轨道对球1、球5的作用力方向不 同，A错误；对球3受力分析，可知球2和球4对 向的夹角为0，当C向上移动时，A所受细绳的作 球3作用力的合力方向竖直向下，B正确；对球1 (90+0)×m3g=mg· 用力大小FA=2cos(2) 2 受力分析如图，结合勾股定理可判断球2对球1 的作用力F大小一定大于G,C错误；对整体受力 os(45°+？)，C向下移动时，A所受细绳的作用力 分析，由于轨道对4和2有斜向上的支持力，则有 2F4cos0十F3=5G,可得轨道对3的支持力小于 大小=2m2）×-m-2.C 5G,D错误。 所受细绳的作用力大小Fe=2cos 180°-20)× 2 mg 2 =mg sin0,设A、C间的水平距离为x,则有 tan 0= h ，其中x保持不变，当C向上移动时，FA mg 2.C【解析】由于两侧细绳始终保持竖直，则细绳 2g逐渐减小，趋近零，当C向下移动时，FA 2 6