2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題重組卷第一部分單元二相互作用含解析

PAGE14-單元二相互作用考點(diǎn)1.滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力(Ⅰ)；2.形變、彈性、胡克定律(Ⅰ)；3.矢量和標(biāo)量(Ⅰ)；4.力的合成和分解(Ⅱ)；5.共點(diǎn)力的平衡(Ⅱ)學(xué)問(wèn)點(diǎn)1.受力分析；2.胡克定律的應(yīng)用；3.力的合成和分解；4.靜態(tài)平衡問(wèn)題；5.動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題；6.綜合問(wèn)題第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．(2024·江蘇高考)如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對(duì)氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為α，繩的拉力為T(mén)，則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為()A.eq\f(T,sinα) B.eq\f(T,cosα)C．Tsinα D．Tcosα答案C解析對(duì)氣球受力分析，如圖所示，將繩的拉力T分解，在水平方向：風(fēng)對(duì)氣球的作用力大小F＝Tsinα，C正確。2．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)物塊在輕繩的拉動(dòng)下沿傾角為30°的固定斜面對(duì)上勻速運(yùn)動(dòng)，輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)，重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大張力為1500N，則物塊的質(zhì)量最大為()A．150kgB．100eq\r(3)kgC．200kgD．200eq\r(3)kg答案A解析物塊沿斜面對(duì)上勻速運(yùn)動(dòng)，受力如圖，依據(jù)平衡條件F＝Ff＋mgsinθ①Ff＝μFN②FN＝mgcosθ③由①②③式得F＝mgsinθ＋μmgcosθ所以m＝eq\f(F,gsinθ＋μgcosθ)故當(dāng)Fmax＝1500N時(shí)，有mmax＝150kg，A正確。3．(2024·南昌八一中學(xué)高三上學(xué)期期末)如圖所示，在水平晾衣桿上晾曬床單時(shí)，為了使床單盡快晾干，可在床單間支撐輕質(zhì)小木棍。小木棍的位置不同，兩側(cè)床單間夾角θ將不同。設(shè)床單重力為G，晾衣桿對(duì)床單的作用力大小為F，下列說(shuō)法正確的是()A．θ越大，F(xiàn)越大B．θ越大，F(xiàn)越小C．無(wú)論θ取何值，都有F＝GD．只有當(dāng)θ＝120°時(shí)，才有F＝G答案C解析以床單和小木棍整體為探討對(duì)象，整體受到重力G和晾衣桿的支持力F，由平衡條件知F＝G，與θ取何值無(wú)關(guān)，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。4.(2024·廣東佛山一般中學(xué)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))在港珠澳大橋建設(shè)中，將直徑22米、高40.5米的鋼筒，打入海底圍成人工島，創(chuàng)建了快速筑島的世界記錄。如圖所示，鋼筒質(zhì)量為M，用起重機(jī)由8根對(duì)稱(chēng)分布的、長(zhǎng)為22米的鋼索將其吊起，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。則每根鋼索受到的拉力大小為()A.eq\f(1,8)MgB.eq\f(\r(3),12)MgC.eq\f(\r(3),24)MgD.eq\f(1,4)Mg答案B解析分析題意可知，每根鋼索與豎直方向的夾角為30°，則由平衡條件可知：8Tcos30°＝Mg，解得T＝eq\f(\r(3),12)Mg，由牛頓第三定律知，B正確。5．(2024·南昌第十中學(xué)高三上學(xué)期期末)為了把陷在泥坑里的汽車(chē)?yán)鰜?lái)，司機(jī)用一條牢固的繩子把汽車(chē)拴在一棵大樹(shù)上，起先時(shí)相距12m，然后在繩的中點(diǎn)用400N的力F沿垂直于繩的方向拉繩，結(jié)果中點(diǎn)被拉過(guò)0.6m，如圖所示。假設(shè)繩子的伸長(zhǎng)不計(jì)，則汽車(chē)此時(shí)受到的拉力F為()A．200NB．400NC．2000ND．800N答案C解析對(duì)中點(diǎn)O受力分析，如圖所示，依據(jù)力的合成法則，則有2Tcosθ＝F，結(jié)合幾何學(xué)問(wèn)，可知cosθ＝eq\f(0.6,6)＝0.1，代入上式，解得：T＝2000N，由牛頓第三定律知，C正確。6.(2024·全國(guó)卷Ⅲ)用卡車(chē)運(yùn)輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間，如圖所示。兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車(chē)上，傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車(chē)沿平直馬路勻速行駛時(shí)，圓筒對(duì)斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2，則()A．F1＝eq\f(\r(3),3)mg，F(xiàn)2＝eq\f(\r(3),2)mg B．F1＝eq\f(\r(3),2)mg，F(xiàn)2＝eq\f(\r(3),3)mgC．F1＝eq\f(1,2)mg，F(xiàn)2＝eq\f(\r(3),2)mg D．F1＝eq\f(\r(3),2)mg，F(xiàn)2＝eq\f(1,2)mg答案D解析如圖所示，卡車(chē)勻速行駛，圓筒受力平衡，由題意知，力F1′與F2′相互垂直。由牛頓第三定律知F1＝F1′，F(xiàn)2＝F2′，則F1＝mgsin60°＝eq\f(\r(3),2)mg，F(xiàn)2＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，D正確。7．(2024·河南駐馬店高三上學(xué)期期末)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上，用水平力F拉著繩的中點(diǎn)O，使OA段繩偏離豎直方向肯定角度，如圖所示。設(shè)繩OA段拉力的大小為T(mén)，若保持O點(diǎn)位置不變，則當(dāng)力F的方向順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向的過(guò)程中()A．F先變大后變小，T漸漸變小B．F先變大后變小，T漸漸變大C．F先變小后變大，T漸漸變小D．F先變小后變大，T漸漸變大答案C解析對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，畫(huà)出力的平行四邊形如圖所示，保持O點(diǎn)位置不變，則當(dāng)力F的方向順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向的過(guò)程中，由圖可知F先減小后增加，T始終減小，C正確。8．(2024·江西新余四校高三其次次聯(lián)考)如圖所示，物塊P、Q緊挨著并排放置在粗糙水平面上，P的左邊用一輕彈簧與豎直墻相連，物塊P、Q處于靜止?fàn)顟B(tài)；若干脆撤去物塊Q，P將向右滑動(dòng)?，F(xiàn)用一個(gè)從零起先漸漸增大的水平拉力F向右拉Q，直至拉動(dòng)Q。那么在Q被拉動(dòng)之前的過(guò)程中，彈簧對(duì)P的彈力T的大小、地面對(duì)P的摩擦力fP的大小、P對(duì)Q的彈力N的大小、地面對(duì)Q的摩擦力fQ的大小的改變狀況()A．T始終增大，fP始終減小B．T保持不變，fP保持不變C．N保持不變，fQ增大D．N先不變后增大，fQ先增大后減小答案BC解析因?yàn)槿舾纱喑啡，P將向右滑動(dòng)，表明fP已經(jīng)達(dá)到最大，所以fP不再改變，彈簧彈力T＝kx不變，A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)于P、Q整體有T＋F＝fP＋fQ，其中T＝kx不變，fP不變，F(xiàn)增大，所以fQ增大，設(shè)Q對(duì)P的彈力為N′，對(duì)于P有T＝fP＋N′，又N′＝N，所以N保持不變，C正確，D錯(cuò)誤。9．(2024·安徽教研會(huì)高三其次次聯(lián)考)如圖，在一段平坦的地面上等間距分布著一排等高的輸電線(xiàn)桿，掛在線(xiàn)桿上的電線(xiàn)粗細(xì)勻稱(chēng)且呈對(duì)稱(chēng)性。由于熱脹冷縮，冬季兩相鄰線(xiàn)桿之間的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度會(huì)有所削減。對(duì)B線(xiàn)桿及兩側(cè)的電線(xiàn)，冬季與夏季相比()A．電線(xiàn)最高點(diǎn)處的張力變大B．電線(xiàn)最低點(diǎn)處的張力不變C．線(xiàn)桿對(duì)地面的壓力變小D．線(xiàn)桿兩側(cè)電線(xiàn)對(duì)線(xiàn)桿拉力的合力不變答案AD解析以相鄰兩線(xiàn)桿之間的電線(xiàn)為探討對(duì)象，受力分析如圖所示，可知冬季電線(xiàn)拉力的夾角更大，合力不變(大小等于重力，方向豎直向上)，則可得冬季電線(xiàn)的拉力較大，電線(xiàn)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)處的張力都變大，B錯(cuò)誤，A正確；把線(xiàn)桿和電線(xiàn)看做一個(gè)整體，線(xiàn)桿對(duì)地面的壓力大小始終等于線(xiàn)桿和電線(xiàn)整體重力之和，C錯(cuò)誤；線(xiàn)桿兩側(cè)電線(xiàn)對(duì)線(xiàn)桿拉力的合力等于電線(xiàn)的重力，故線(xiàn)桿兩側(cè)電線(xiàn)對(duì)線(xiàn)桿拉力的合力不變，D正確。10．(2024·河南百師聯(lián)盟高三上學(xué)期七調(diào))質(zhì)量均為m的兩物塊A和B之間連接著一根輕質(zhì)彈簧，其勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)將物塊A、B放在水平地面上一斜面的等高處，如圖所示，彈簧處于壓縮狀態(tài)，且物塊與斜面均能保持靜止。已知斜面的傾角為θ，兩物塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是()A．斜面和水平地面間肯定有靜摩擦力B．斜面對(duì)A、B組成的系統(tǒng)的靜摩擦力大于2mgsinθC．若將彈簧拿掉，物塊也不行能發(fā)生滑動(dòng)D．彈簧的最大壓縮量為eq\f(mg\r(μ2cos2θ－sin2θ),k)答案CD解析將彈簧、兩物塊和斜面看做一個(gè)整體，對(duì)整體分析，整體處于平衡狀態(tài)，沒(méi)有相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)或相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故斜面與水平地面間沒(méi)有摩擦力作用，A錯(cuò)誤；對(duì)A和B整體分析，A、B整體的重力沿斜面對(duì)下的分力2mgsinθ等于所受斜面的靜摩擦力，B錯(cuò)誤；拿掉彈簧前，單個(gè)物塊受到的靜摩擦力大于重力沿斜面對(duì)下的分力，拿掉彈簧后，靜摩擦力瞬間發(fā)生改變，與重力沿斜面對(duì)下的分力大小相等，物塊不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，C正確；彈簧彈力沿水平方向大小為kx，且彈力等于mgsinθ和靜摩擦力f的合力，當(dāng)靜摩擦力最大時(shí)，彈簧彈力最大，彈簧的壓縮量最大，此時(shí)：kxm＝eq\r(f\o\al(2,m)－mgsinθ2)，其中fm＝μmgcosθ，故xm＝eq\f(mg\r(μ2cos2θ－sin2θ),k)，D正確。11．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊N，另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止，則在此過(guò)程中()A．水平拉力的大小可能保持不變B．M所受細(xì)繩的拉力大小肯定始終增加C．M所受斜面的摩擦力大小肯定始終增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加答案BD解析選N為探討對(duì)象，受力狀況如圖甲所示，由圖甲可知，用水平拉力F緩慢拉動(dòng)N的過(guò)程中，水平拉力F漸漸增大，細(xì)繩的拉力T漸漸增大，A錯(cuò)誤，B正確。對(duì)于M，受重力GM、支持力FN、繩的拉力T以及斜面對(duì)它的摩擦力f，如圖乙所示，若起先時(shí)斜面對(duì)M的摩擦力f沿斜面對(duì)上，則T＋f＝GMsinθ，T漸漸增大，f漸漸減小，可能有當(dāng)f減小到零后，再反向增大的狀況；若起先時(shí)斜面對(duì)M的摩擦力沿斜面對(duì)下，此時(shí)，T＝GMsinθ＋f，當(dāng)T漸漸增大時(shí)，f漸漸增大，C錯(cuò)誤，D正確。12．(2024·山東煙臺(tái)高三上學(xué)期期末)如圖所示，一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球A用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，另一質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體B被夾在豎直墻壁和A球之間，B的球心到O點(diǎn)之間的距離為h，A、B的球心在同一水平線(xiàn)上，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是()A．A對(duì)B的壓力大小為eq\f(R＋r,h)mgB．豎直墻壁對(duì)B的摩擦力可能為零C．當(dāng)只輕輕把球B向下移動(dòng)一點(diǎn)距離，若A、B再次保持靜止，則A對(duì)B的壓力大小保持不變，細(xì)繩拉力增大D．當(dāng)只輕輕把球B向下移動(dòng)一點(diǎn)距離，若A、B再次保持靜止，則A對(duì)B的壓力減小，細(xì)繩拉力減小答案AD解析分析A球的受力狀況，如圖1所示，B對(duì)A的支持力N與A的重力mg的合力與細(xì)繩的拉力T等大反向共線(xiàn)，依據(jù)兩個(gè)陰影三角形相像得：eq\f(N,R＋r)＝eq\f(mg,h)＝eq\f(T,\x\to(OA))，得N＝eq\f(R＋r,h)mg，T＝eq\f(\x\to(OA),h)mg，由牛頓第三定律知A對(duì)B的壓力大小為：N′＝N＝eq\f(R＋r,h)mg，A正確；B在豎直方向受到重力，而A、B間無(wú)摩擦，由平衡條件知豎直墻壁對(duì)B肯定有摩擦力，B錯(cuò)誤；當(dāng)只輕輕把球B向下移動(dòng)一點(diǎn)距離，分析A球的受力狀況，如圖2所示，N與T的合力與mg等大反向共線(xiàn)，依據(jù)兩個(gè)陰影三角形相像得：eq\f(N,R＋r)＝eq\f(mg,L)＝eq\f(T,\x\to(OA))，可得：N＝eq\f(R＋r,L)mg，T＝eq\f(\x\to(OA),L)mg，由于L＞h，可知N減小，T減小，由牛頓第三定律知A對(duì)B的壓力減小，C錯(cuò)誤，D正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共62分)二、試驗(yàn)題(本題共2小題，共14分)13．(2024·河北張家口高三上學(xué)期期末)(6分)某同學(xué)用如圖甲所示裝置探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系，試驗(yàn)步驟如下：①測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度；②將1個(gè)鉤碼掛在彈簧的下端，測(cè)出彈簧總長(zhǎng)度L；③將2、3、4個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，重復(fù)②。(1)該同學(xué)測(cè)量后把數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖乙中，請(qǐng)你幫助該同學(xué)作出F-L圖線(xiàn)。(2)由此圖線(xiàn)可得出該彈簧的原長(zhǎng)L0＝______cm，勁度系數(shù)k＝______N/m。(結(jié)果保留一位小數(shù))答案(1)圖見(jiàn)解析(2)5.025.0(24.9～25.1均可)解析作出F-L圖線(xiàn)如圖，由圖象可知該彈簧的原長(zhǎng)L0＝5.0cm，勁度系數(shù)k＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(2.5,15－5×10－2)N/m＝25.0N/m。14．(2024·寧夏育才中學(xué)高三上學(xué)期期末)(8分)某同學(xué)在做“驗(yàn)證平行四邊形定則”的試驗(yàn)中，遇到了以下問(wèn)題，請(qǐng)幫助該同學(xué)解答。(1)物理學(xué)中有許多物理方法，本試驗(yàn)采納的是________。A．類(lèi)比試驗(yàn)法B．等效替代法C．限制變量法D．極限法(2)在做試驗(yàn)之前，該同學(xué)發(fā)覺(jué)有一只彈簧測(cè)力計(jì)如圖甲所示，則在運(yùn)用前應(yīng)當(dāng)對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)________。(3)如圖乙所示的四個(gè)力中，力________(填圖中字母)是由一只彈簧測(cè)力計(jì)干脆拉橡皮筋測(cè)得的。(4)該同學(xué)已經(jīng)作出了兩個(gè)分力的力的圖示，如圖丙所示，方格中每邊的長(zhǎng)度表示0.5N，請(qǐng)幫助該同學(xué)用作圖法作出合力F的圖示，并求出合力的大小為_(kāi)_______N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案(1)B(2)調(diào)零(3)F′(4)圖見(jiàn)解析3.5解析(1)該試驗(yàn)采納的方法是等效替代法，B正確。(2)由題圖甲可知，彈簧測(cè)力計(jì)指針不在零刻度線(xiàn)處，故在進(jìn)行測(cè)量前應(yīng)先對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線(xiàn)處。(3)F′與橡皮筋在同一條直線(xiàn)上，是由一只彈簧測(cè)力計(jì)干脆拉橡皮筋測(cè)得的。(4)以F1、F2為鄰邊，作出平行四邊形，如圖所示。由圖可知，合力為F＝7×0.5N＝3.5N。三、計(jì)算論述題(本題共4小題，共48分。解答時(shí)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和重要的演算步驟，只寫(xiě)出答案的不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫(xiě)出數(shù)值的單位)15.(2024·山東煙臺(tái)市高三上學(xué)期期末)(10分)如圖所示，小球A、B的質(zhì)量分別為mA＝0.3kg和mB＝0.1kg，用勁度系數(shù)為k＝100N/m的輕質(zhì)彈簧將兩個(gè)小球拴接在一起，并用細(xì)線(xiàn)a、b將小球A、B分別懸掛在兩面豎直墻上，細(xì)線(xiàn)a與豎直方向成60°夾角，細(xì)線(xiàn)b水平，兩個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，g取10m/s2。求：(1)細(xì)線(xiàn)a、b分別對(duì)小球A、B的拉力大??；(2)彈簧的伸長(zhǎng)量。答案(1)8N4eq\r(3)N(2)0.07m解析(1)對(duì)兩個(gè)小球及彈簧構(gòu)成的整體受力分析，如圖：依據(jù)平衡條件，水平方向：Fasin60°＝Fb豎直方向：Facos60°＝mAg＋mBg得：Fa＝8N，F(xiàn)b＝4eq\r(3)N。(2)分析B球，B球受重力、b的拉力以及彈簧的彈力，設(shè)彈力為F，則：F＝eq\r(F\o\al(2,b)＋mBg2)又：F＝kΔx聯(lián)立可得：Δx＝0.07m。16.(2024·四川樂(lè)山高三一調(diào))(12分)如圖所示，質(zhì)量M＝3kg的木塊套在固定的水平桿上，并用輕繩與小球相連，輕繩與桿的夾角為30°。今用與水平方向成60°角的力F＝10eq\r(3)N拉著小球并帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木塊與小球的相對(duì)位置保持不變，g＝10m/s2。求：(1)小球的質(zhì)量m；(2)木塊M與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。答案(1)1kg(2)eq\f(\r(3),5)解析(1)小球受力平衡，合力為零，以小球?yàn)樘接憣?duì)象，設(shè)輕繩對(duì)小球的力為FT，則水平方向：Fcos60°＝FTcos30°豎直方向：Fsin60°＝FTsin30°＋mg所以小球質(zhì)量：m＝1kg。(2)以木塊和小球整體為探討對(duì)象，受力平衡，合力為零，設(shè)水平桿對(duì)木塊的支持力為FN，則水平方向：Fcos60°－μFN＝0豎直方向：FN＋Fsin60°－Mg－mg＝0聯(lián)立解得：μ＝eq\f(\r(3),5)。17．(2024·安徽池州市高三上學(xué)期期末)(12分)如圖甲所示，在傾角為37°的固定斜面上有一物體，質(zhì)量為10kg。當(dāng)給它施加沿斜面對(duì)下大小為4N的力時(shí)，物體剛好靜止在斜面上(最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)假如改用與斜面成30°向上的力拉物體，如圖乙所示，物體將會(huì)沿斜面對(duì)上勻速運(yùn)動(dòng)，則所施加的拉力多大？(結(jié)果保留兩位小數(shù))答案(1)0.8(2)97.95N解析(1)物體剛好靜止在斜面上，則：Ff＝mgsin37°＋F0其中Ff＝μFN，F(xiàn)N＝mgcos37°