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（鲁冀粤辽鄂湘黑赣桂吉晋豫陕青宁蒙新藏渝甘黔滇川皖专版）

·物理· 参考答案及解析 2026一2027学年度学科素养周测评（二） 物理·相互作用（一） 一、选择题 两椽子与底瓦接触线的夹角为a,则4 Fwsin a= 1.B【解析】滚轮在缓慢移动过程中的受力情况如 图所示，由图可知F、FN和它们的合力（大小等于 3 mg cos0,得FN=3 mg cos日 4sin a ,适当增大两椽子间 滚轮的重力)构成的力的三角形与几何三角形 的距离，则α减小，则底瓦与每根椽子之间的弹力 40,0相似，则有0-尺-，由于mg 增大，底瓦与每根椽子之间的最大静摩擦力增大， 底瓦更不容易下滑，C错误，D正确。 OO1不变，即FCL,FN大小不随L的变化而改 4.B【解析】根据几何关系，线段AM与OA段夹 变，B正确。 角为30°，根据平行四边形法则，钢索对定滑轮的 压力F=2 Mg cos30°=√3Mg,方向由A指向O, 79 A错误；钢索张力等于Mg,AB段对B点拉力为 Mg,根据几何关系，OB段与竖直方向夹角为60°， 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 有Mg sin60°=FBasin60°，解得连接B点与底座 上的电动机的钢索的拉力FB定=Mg,则钢索对右 臂OB的作用力FoB=Mg cos60°+FB座·cos60°= Mg,方向由B指向O,B正确；对AOB支架及重 物M整体进行受力分析可知，系统受重力、底座 的支持力N。、连接B点与底座上的电动机的钢 2.D【解析】对篮球受力分析，设“手指”与篮球接 索的向下的拉力FB,则有No=(M十m)g十 触点的切向与竖直方向的夹角为日，则竖直方向满 FB,故No=(2M十m)g,由牛顿第三定律可知， 足4Fcos0-4 Fxsin0=G,因为静摩擦力F:≤ 底座对O点竖直向上的合力为(2M十m)g,C错 G 误；当启动电动机使重物缓慢上升时，与重物相连 FN,解得F≥4cos0-sin9),所以想要抓起 的钢索张力不变，钢索与OA夹角不变，活杆OB 篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值Fmin= 顺时针转动，AB与OA夹角变小，即两钢索AM、 AB夹角变小，两个等大的共点力合成，夹角越小 4(rcos0一sin9)D正确；则不能将篮球抓起的 G 合力越大，所以左臂OA受到的钢索的作用力逐 时候有4 Frcos0<4 Fwsin0+G,如果都不能将篮 渐变大，D错误。 球抓起，则静摩擦力即将变为滑动摩擦力也不能 5.AC【解析】设细绳在A,点的切线与水平方向的 将篮球抓起，即不论压力多大，都有4 FNcos0< 夹角为α，细绳在B点的切线与水平方向的夹角为 4 FNsin0+G,等价于4 FNcos0-4 FNsin0<G,即 B,根据几何关系可得α=16°+37°=53°，3=74°- ucos0-sinf<0,μ<tan0,A、B错误；若抓起篮 37°=37°，对整根细绳进行受力分析，如图甲所示， 球竖直向上做加速运动，则每根“手指”对篮球的 根据平衡条件可得FAc0s53°=FBcos37°， 作用力大于号，C误。 4 Fasin53°+Fasin37=mg,解得FA=5mg, 3.D【解析】由题意知，相邻两根椽子的连线和相 邻两根椽子与对应底瓦圆心的连线构成一个等边 P。=mg,A正确，B特误；设每说最低点左，古两 三角形，设底瓦与每根椽子间弹力大小为FN,则 侧的质量分别为m1和m2,细绳最低，点的张力大小 三根椽子对底瓦的弹力沿垂直于三根椽子所在平 为F,对左、右两侧的细绳受力分析，如图己、图丙 面的分力之和等于三片瓦的重力垂直三根椽子所 所示，对图乙，根据平衡条件可得F=FAc0s53°， 在平面向下的分力，即4 Fnsin60°=3 ng cos0,解 16 3 h1g=FAsin53,解得F-25mg1=25m,C 得FN=2 mg cos0,A错误；设底瓦对每根橡子的 正确；对图丙，根据平衡条件可得m2g=Fasin37°， 摩擦力大小为F,根据受力平衡可知，底瓦对每根 9 椽子的摩擦力的合力等于三片瓦的重力沿三根椽子 解得m:一2m,对同一根绳子密度p、横截面积 所在平面向下的分力，即4F:=3 mg sin0,得F:= S都相同，根据m=pV=pSl,可知质量与长度成 4 mg sin0,B错误；设椽子对底瓦的弹力与相邻 正比，则细绳最低，点左右两侧的绳长之比为1： l2=m1:m2=16:9,D错误。 ·3 1 2027 学科素养周测评 FA 137 (2)①本实验的思想是等效替代的思想，所以其最 关键的是两次拉伸弹簧的效果是相同的，即第二 mg 次拉弹簧使之伸长至O位置。②由题图可知，第 甲 二次拉伸时，两个力在竖直方向上的合力为零，设单 Fa 个钩码的质量为m,有4 ng cos a=3 ng cos B,整理得 cos a Cos B=3:4 8(D20N(2 ..530 137 【解析】(1)对悬挂点进行受力分析，受绳子的拉力 (大小等于m2g)和两个轻杆的弹力而处于平衡状 态，对绳子的拉力沿杆的方向进行分解，如图甲所 mig 示，由几何关系和平衡条件得F,=m8。 1 的 2sin53° 6.BCD【解析】设悬挂小物体的质量为m,动滑轮 (4分) (3分) 两侧轻绳与竖直方向夹角为0，绳上拉力T= 代入数据可得F1=20N 20090,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 小不一定增大，A错误；同理，竖直杆向右移动后， 00 动滑轮两侧绳子夹角增大，绳上拉力增大，对A和 匆 斜面整体分析，水平方向有f=Tsin0,可知绳的 (2)对物块P受力分析，如图乙所示，因轻杆与斜 拉力变大，地面对斜面体的摩擦力一定增大，B正 面垂直，则当最大静摩擦力与重力沿斜面方向的 确；对环受力分析可知，竖直方向受力平衡，即竖 分力相等时，动摩擦因数以有最小值，对物块P受 直杆对环的摩擦力大小等于环的重力与轻绳拉力 力分析，受到重力m1g、轻杆的力F1、支持力N 的竖直分力之和，竖直杆向右移动后，轻绳拉力的 和摩擦力∫而处于平衡态，此时在沿杆方向上有 竖直分力仍等于悬挂小物体重力的一半，并没有 N=F1十m1gsin8 (4分) 变化，所以竖直杆对环的摩擦力大小一定不变，C 沿斜面方向上有f=m1gcos0 (4分) (3分) 正确；将环向上移动后，动滑轮两侧绳子夹角未 又f=N 联立可得μ=3 1 变，则轻绳拉力未变，地面对斜面体的摩擦力未 (2分) 变，对斜面体、物体A、定滑轮、轻绳、悬挂小物体 以及环组成的整体受力分析，可知竖直杆对环的 弹力与地面对斜面体的摩擦力等大反向，即竖直 杆对环的弹力未变，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 小一定不变，D正确。 010 二、非选择题 mig 乙 7.(1)5.80(2分)（答案在5.79~5.81即可）变小 (3分)变大(3分)(2)①第二次拉伸弹簧使之 9.(1)22N(2)4N,方向水平向左(3)1.1kg 伸长至O位置(2分)②3：4(2分) 【解析】(1)以圆环为对象，竖直方向根据受力平 衡可得Tcos a=mg (2分) 【解析】(1)图甲中弹簧测力计a的示数为5.80N; 解得绳子拉力大小T=5N (1分) 根据几何关系可知，弹簧测力计a、b对结，点O的 以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得 拉力F。、F。以及重物Q对结，点O的拉力G组成 N+Tcos B=Mg (2分) 的矢量三角形内接于圆内，如图所示，可知在弹簧 解得支持力大小N=22N (1分) 测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测 (2)以物块为对象，水平方向根据受力平衡可得 力计a方向水平的过程中，弹簧测力计a的示数变 f-Tsin B=4N (2分) 小，弹簧测力计b的示数会变大。 根据牛顿第三定律可知，物块对地面的摩擦力大 ·4· ·物理· 参考答案及解析 小为4N,方向水平向左 (1分) 水平方向根据受力平衡可得 (3)以圆环为对象，可得绳子拉力大小 T-sosa f=Tsin B=mgsin B (2分) (2分) cos a 又f≤uN (1分) 以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得 联立解得M≥1.1kg (1分) N+Tcos B=Mg (2分) 则M的最小值为1.1kg。 (1分) 解得N=Mg-mgcos (2分) cos a 2026一2027学年度学科素养周测评（三） 物理·相互作用（二）】 一、选择题 1 ，则有F= umg 1.B【解析】圆轨道对球1、球5的作用力方向不 。—,故F先减小后增 √a2+1sin(0+p) 同，A错误；对球3受力分析，易知球2和球4对 大，A错误；地面对拖把的支持力FN=mg一Fsin0= 球3作用力的合力方向竖直向下，B正确；对球1 umg sin 0 受力分析如图，结合勾股定理可判断球2对球1 mg cos0+sin日=mg- mg,故支持力一 1 的作用力F大小一定大于G,C错误；对整体受力 tan0十u 分析，由于轨道对4和2有斜向上的支持力，则有 直减小，B错误；若F为指向拖把头的推力， 2F4cos0+F3=5G,可得轨道对3的支持力小于 受力分析如图乙所示，推不动时则有Fcos日≤ 5G,D错误。 u(mg+Fsin0),即F(cos0-usin0)≤umg,当 cos0-4sin0≤0，即tan9≥1时，无论F多大，都 无法把拖把推动，C错误，D正确。 FN mg 2.C【解析】以物体为研究对象，根据共点力平衡 条件可得拉物体的轻绳上的弹力Fr=g,显然 拉物体的轻绳上的弹力不变，A错误；由于轻绳 OA恰好在两绳夹角的角平分线上，吊物体的轻绳 在竖直方向上，根据几何关系可知20=α，则夹角 α与夹角日的比值不变，B错误；轻绳绕过轻滑轮， ↑FN 轻滑轮相当于一活结，该轻绳上的弹力大小都为 mg,以滑轮为研究对象，根据共，点力平衡条件可得 轻绳OA上的弹力T=2Fros2=2mgc0s2,人 0 拉着绳在水平地面上向右运动过程中两绳夹角α 逐渐增大，0为锐角，故c0s?逐渐减小，则弹力T Ymg 逐渐减小，C正确；以人为研究对象，根据共点力 乙 平衡条件可得地面对人的摩擦力f=Frsina= 4.D【解析】相互作用力一定是同性质力，相互作 mg sin a,人在水平地面上向右运动过程中，两绳 用力之间涉及两个物体，明显选项A中提到的一 夹角a逐渐增大，sina增大，则摩擦力逐渐增大， 对力不是相互作用力，A错误；对球受力分析，如 D错误。 图甲所示，由平衡条件有F3sin0=F2,F3cos0= 3.D【解析】若F为背离拖把头的拉力，受力分析 如图甲所示，应用正交分解法有Fc0s日= mg,解得F一m。6.25N,对球与小方凳整体受力 μ(mg-Fsin0),解得F=mg cos0+usin0,设tanp= 分析，如图乙所示，由平衡条件可得F1=(M十m)g= 15N,B错误；对球受力分析如图丙所示，当小方凳向左 移动时0角增大，F2和F?均增大，根据牛顿第三定 ·5· 12026一2027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、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 1 2 5 6 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.如图所示为机械手用四根“手指”抓取篮球的简化示意图。抓取点平均分布在球心上方 的水平面内，抓取点与球心的连线与水平面夹角为0，“手指”与篮球的动摩擦因数为4， 篮球的重力大小为G,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不考虑篮球的明显形变。下列 说法正确的是 ) A若：与0的关系满足a则一定不能将篮球抓起 B.只要“手指”对篮球的压力足够大，不论0取何值都能将篮球抓起 G C.若抓起篮球竖直向上做加速运动，则每根“手指”对篮球的作用力为 D.若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为44cos9一sin0) G 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 3.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 班级 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。 姓名 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 ( 得分 甲 丙 A.底瓦与每根椽子间弹力大小为子ng cos0 3 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 D.适当增大两椽子间的距离，底瓦更不容易下滑 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 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m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 学科素养周测评（二）物理第2页（共4页） 1 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， cos37°=0.8。下列说法正确的是 () 4 A.杆对细绳A端的拉力大小为5mg A 3 B.杆对细绳B端的拉力大小为4g 16° 12 C.细绳最低点的张力大小为2mg ⊙B 1749 ● 370 D.细绳最低点左右两侧的绳长之比为4：3 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.竖直杆向右移动后，物体A位置不变，地面对斜面体的摩擦力一定增大 C.竖直杆向右移动后，物体A位置不变，竖直杆对环B的摩擦力大小一定不变 D.将环向上移动后，物体A位置不变，竖直杆对环B的作用力大小一定不变 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12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，并在白纸上记录拉线的方向。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 (填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)，弹簧测力计b的示 数会 (填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)。 120° 90° 609 1509 b 180% Q 单位：N 甲 1 学科素养周测评（二）物理第3页（共4页） (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 0 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= O:O 00 3 乙 丙 8.(20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2=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） Q 018 9.(20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°，3=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。 7777777777777777777777777777777777777 学科素养周测评（二）物理第4页（共4页）