2023新课标版物理高考第二轮复习-专题二 相互作用

2023新课标版物理高考第二轮复习

专题二相互作用

一、选择题

1.（2022山东烟台一模,7）如图所示,山坡上两相邻高压线塔之间架有粗细均匀的导线，静止时导线呈曲

线形下垂，最低点在C处。左塔A处对导线拉力的方向与竖直方向的夹角为30°,右塔B处对导线拉力

的方向与竖直方向的夹角为60°,则导线AC部分与BC部分的质量之比为（）

答案B整体分析,根据水平方向平衡知FACsin30°=FBCsin60°,单独分析左右两部分，竖直方向受力

平衡FBCcos60°=mBcg,FAccos30°=mAcg,解得导线AC部分与BC部分的质量之比为3:1，故选B。

2.（2022山东济宁二模,3）如图所示,为一种倾斜放置的装取台球的装置，圆筒底部有一轻质弹簧,每个台

球的质量为m,半径为R,圆筒直径略大于台球的直径。当将筒口处台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，

刚好到达被取走台球的位置。若圆筒与水平面之间的夹角为8重力加速度为g,忽略球与筒间的摩擦力。

则弹簧的劲度系数k的值为（）

答案A沿筒方向小球受力平衡有^^526=站=1<-24解得1<=嘤吗故选4

3.（2022山东潍坊一模,2）如图甲所示为被称作"雪游龙”的国家雪车雪橇中心,2022年北京冬奥会期

间，该场馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛。图乙为运动员从侧壁冰面过"雪游龙”独

具特色的360。回旋弯道的场景，在某段滑行中运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，则此段运

动过程中（）

甲乙

A.雪车和运动员所受合外力为零

B.雪车受到冰面斜向上的摩擦力

C.雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反

D.运动员所受雪车的支持力小于自身重力

答案C雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，处于非平衡状态,所受合外力不为零,A

错误;雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力，与相对冰面运动方向相反，故受到的摩擦力方向与其运动方向相

反,B错误,C正确;雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，运动员所受到的合外力指向轨

迹圆心，故所受雪车的支持力大于自身重力,D错误。

4.（2022山东潍坊二模,5）如图所示，质量mb=2kg的小物块b置于倾角为6=30。的斜面体c上，通过

绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电荷QM=1X10-6C的小球M连接,左侧细绳与斜面平行，带负电荷

QN=-苧xlO-6C的小球N用绝缘细绳悬挂于P点,两小球的质量相等。初始时刻，连接小球M的一段

细绳与竖直方向的夹角a=60。且两小球之间的距离d=3cmo设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两

球心始终处于同一水平面，且b、c都静止，放电结束后滑块b恰好没滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦

力。静电力常量k=9.0xl09N.m2/C2,g取10m/s2。下列说法正确的是（）

〃〃〃〃〃,

p

b

A.初始状态,地面对斜面体c的摩擦力大小为5V3N

B.放电过程中,小物块b对斜面体c的摩擦力不一定变大

C.地面对斜面体c的支持力先变小后变大

D.小物块b和斜面体c之间的动摩擦因数为巨

答案A由题意可得，初始状态,地面对斜面体c的摩擦力大小的f=Tcos30。,对小球M受力分析得

cn10X10"^

Tsin60°=F,其中F=k^=9xl09x——N=5V3N,联立解得f=5bN,故A正确;设小球M

d（0.03）

的质量为m,放电过程中,两小球之间的库仑力F减小，对小球M受力分析得Tcosa=mg,mgtan

a=F,则随着库仑力F减小，夹角a减小，拉力T减小，且开始时a=60。,可求得M小球的质量为0.5kg,

绳子拉力T=10N,对物块b受力分析知mbgsin9=T,即开始时,斜面体对物块b的摩擦力为零，随着拉

力减小，斜面体对物块b的摩擦力沿斜面向上，且有mbgsine=T+f。可见，随着拉力T减小，斜面体对物

块b的摩擦力一定增大，故B错误;设b、c整体质量为mg则对be整体受力分析得FN+Tsin

B=mbcg,可见，随着拉力减小,地面对斜面体c的支持力FN一直变大，故C错误;由题意知,放电结束后绳

子拉力大小等于小球M的重力，且滑块b恰好没滑动，则对b受力分析得mbgsine=mg+ljmbgcos

8解得“埒故D错误。

5.（2021河西三模,2）如图所示，在高空走钢丝的表演中，若表演者走到钢丝中点时，使原来水平的钢丝下

垂与水平面成9角，此时钢丝上的弹力应是表演者重力的（）

COS0

~~

答案c以人为研究对象,分析受力情况，如图所示，根据平衡条件,两钢丝合力与表演者的重力等大反

向，则有2FsinB=mg,解得F=M，故钢丝上的弹力应是表演者重力的心,C正确,A、B、D错误。

6.（2022和平二模,5）农村在修建住房时,常用如图所示的简易机械装置来搬运建筑材料。光滑滑轮用通

过轴心O的竖直轻杆固定在支架上的0'点，开始乙手中的绳子松弛,甲站在地面上通过定滑轮缓慢拉动

绳子端点A,使材料竖直上升到达楼顶之后,乙再在楼顶水平拉着BC绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上。

整个过程中甲的位置一直不动，下列说法正确的是（）

□

□

A.材料竖直上升过程中，轻杆00’上的力一定沿竖直方向

B.乙移动建筑材料的过程中，甲对绳的拉力保持不变

C.乙移动建筑材料的过程中，乙对BC绳的拉力大小不变

D.乙移动建筑材料的过程中,甲对地面的摩擦力逐渐增大

答案D材料竖直上升过程中，以定滑轮为研究对象,由于定滑轮与甲这一侧绳子0A拉力存在水平向

左的分力，根据受力平衡可知，轻杆00’对滑轮的作用力一定有水平向右的分力,故轻杆00'上的力不沿

竖直方向,A选项错误;乙移动建筑材料的过程中，可知滑轮与乙这一侧绳子0C与竖直方向的夹角0逐

渐变大，以C点为对象，根据受力平衡可得T℃=簿,TBc=mgtan6,可知随着0的增大,T℃增大,TBC增

大,故甲对绳的拉力增大，乙对BC绳的拉力增大,B、C选项错误;乙移动建筑材料的过程中，对甲受力分

析，由受力平衡可知，地面对甲的摩擦力大小等于绳子0A对甲的拉力在水平方向的分力，由于0A绳对

甲的拉力增大，且0A绳与水平方向夹角不变，可得地面对甲的摩擦力逐渐增大，根据牛顿第三定律可得,

甲对地面的摩擦力逐渐增大,D选项正确。

7.物理生活|（2022南开一模,5）弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球

运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人"。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一

系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。现把人屈膝时的情境简化为如图所示模型，设人屈

膝下蹲至膝关节弯曲的角度为9时，大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、

小腿骨对膝关节的作用力大致相等很II脚掌所受地面竖直向上的弹力为（）

答案A设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为Fi,已知它们之间的夹角为&F为它们的合力的

大小，作出平行四边形如图所示，有Ficos白今则脚掌对地面竖直向下的压力为FN=FIsin*由牛顿第三

定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为（故选

FN'=tan|oAo

8.物理生活|（2022广东梅州二模）2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚前后分开，以胯

部为轴，上半身后躺，与地面近乎平行，在舞者缓慢后躺的过程中，下列说法不正确的是（）

A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力

B.舞者所受的支持力始终等于舞者的重力

C.舞者越向下躺，重心越低

D.舞者两脚间距越大,下弯时越稳定

答案A人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，选项A错误;舞者缓慢后躺，

可认为每一时刻都是平衡状态,则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力，选项B正确;舞者越向下躺，整

个身体的重心越低，选项C正确;舞者两脚间距越大，重心越向下，下弯时越稳定，选项D正确。

9.物理生活|（2022河北名校联盟二模）如图甲所示，一艘帆船正逆风行驶。图乙是帆船逆风行驶的简单

受力分析图，风力F=105N、方向与帆面的夹角为9=30。,航向与帆面的夹角也为0=30°,风力在垂直

帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，则风力F在航向方向的分力为（）

A.5.0xl04NB.2.5xl04N

C.2xl04ND.104N

答案B把风力F在沿着帆面和垂直帆面的方向分解，风在垂直帆面方向的分力为FN=Fsin6,再把风

在垂直帆面方向的分力FN在沿着航向和垂直航向的方向分解，风力F在航向方向的分力Fo就是FN沿

着航向方向的分力,FO=FNsin&综合可得F0=FsiMa代入数据得Fo=2.5xlO4N,选项B正确。

10.（2022长沙一中月考八,5）如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光滑皎链连接，转

动手柄，通过水平螺纹轴减小M、N间的距离,以抬高重物。保持重物不变,MP和PN夹角为120。时N

点受到螺纹轴的作用力为Fi；MP和PN夹角为60°时N点受到螺纹轴的作用力为F2O不计支持臂和

螺纹轴的重力，则％与F2大小之比为（）

A.1:1B.1:3

C.V3:1D.3:1

答案D当两臂间的夹角为120。时，两臂受到的压力为Ni=J^=G,对N点分析,N点受到螺纹轴

2cos60

的作用力为Fi=2Nicos30。=百G;当两臂间的夹角为60。时，两臂受到的压力冲=广第=46对N点

2cos303

分析,N点受到螺纹轴的作用力为F2=2N2COS60。=?6则有Fi：F2=3:1,故A、B、C错误,D正确。

11.（2022长沙长郡中学月考四,4）挂灯笼的习俗起源于西汉时期,已成为中国人喜庆的象征。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，中间的细绳是水平的,另外四根细绳与水平面所成

的角度分别为61和02o下列关系式中正确的是（）

A.TOA=^B.TAB=-^-

tan%sin02

C.Tec=2mgtan0iD.sin0i=2sin02

答案B由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,两边受力对称，对B点受力分析有TAB

cos&=TBC,TABSinl=mg,解得TAB=JM，TBC=与~，故B正确;对A受力分析,由平衡条件有TOACOS

s】n«2tant/2

0I=TABCOS02,TOAsin0i=mg+TABsin解得ToA=*,TAB=1^^,tan0i=2tan02,TBC=^■，故

A、C、D错误。

12物理生活|[2022广东六校联考（四）,3]一枚磁钉将一张A4白纸"吸"在竖直静立的磁性白板上。磁

钉与纸始终处于静止状态。下列说法中正确的是（）

A.A4纸受五个力

B.A4纸对白板的摩擦力竖直向上

C.A4纸的重力与白板对它的摩擦力是一对平衡力

D.磁钉对白板的吸引力与白板对磁钉的吸引力是一对平衡力

答案A纸受到重力、磁钉和白板对它的正压力、磁钉和白板对它的摩擦力，共5个力作用，故A正

确;白板对纸的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律知纸对白板的摩擦力方向向下，故B错误;纸在竖直方向

受到重力与磁钉和白板对它的摩擦力而平衡，故白板对它的摩擦力与重力并不是一对平衡力，故C错误;

磁钉对白板的吸引力与白板对磁钉的吸引力是一对作用力和反作用力，故D错误。

13.物理生活|（2022广东新高考联合测评,2）如图所示，小孩斜挎着重力为G的水壶静止站立，水壶与身

体接触面视为竖直平面，现保持背带跨肩位置不变，将背带缩短一小段，如图中虚线所示。忽略水壶与身

体间的摩擦，关于背带缩短后，下列说法正确的是（）

UU

A.背带对水壶的拉力变大

B.背带对水壶的拉力变小

C.小孩腰部对水壶的支持力变小

D.小孩腰部对水壶的支持力大小不变

答案A对水壶进行受力分析如图所示

由平衡条件可知，重力G与腰部对水壶的支持力FN的合力大小等于拉力T,根据几何关系可得

T=焉,FN=Gtan&背带缩短后8角变大，所以T和FN均变大，故A正确,B、C、D错误。

14.物理生活|（2022广东深圳一模,3）如图所示，两轻质肩带将裙子对称地悬挂在三角形衣架上晾晒。每

根肩带倾斜,A处肩带与衣架臂的夹角0>90。,则（）

A.衣架对裙子的作用力大于裙子的重力

B.每根肩带的拉力等于裙子重力的一半

C.A处肩带所受的静摩擦力小于肩带的拉力

D.A处肩带所受支持力等于肩带的拉力大小

答案C裙子处于平衡状态，衣架对裙子的作用力与裙子的重力等大反向,A错误;由于每根肩带拉力

的方向都不是竖直向上，根据力的合成与分解,每根肩带的拉力都大于裙子重力的一半,B错误;如图所示,

在A处,肩带所受静摩擦力和支持力的合力等于肩带拉力，而静摩擦力和支持力相互垂直，所以A处肩带

所受的静摩擦力与支持力均小于肩带的拉力大小,C正确,D错误。

15.物理生活|[2022广东七校联合体联考（三）,3]如图,用甲、乙两根筷子夹一个小球，甲倾斜,乙始终竖直,

在竖直平面内，甲与竖直方向的夹角为e,不计摩擦，随着e缓慢减小，小球始终保持静止很！j（）

A.筷子甲对小球的弹力变小

B.筷子乙对小球的弹力不变

C.两根筷子对小球的弹力均增大

D.两根筷子对小球的合力将增大

答案C分析小球受力情况如图所示根据平衡条件知FN2COs6=FNi,FN2sine=mg,解得

FNI=3%FN2=§，则随着9减小,FN2、FNI都在增大，故A、B错误,C正确;由于小球处于静止状态，受到

tanc/sin”

的合力一直为零，故D错误。

方法技巧应用解析法解决动态平衡的解题思路

（1）列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式；

（2）根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。

16.物理模型|（2022浙江宁波中学模拟,8）新疆是我国最大的产棉区自动采棉机能够在采摘棉花的同时

将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳地将其放下。放下棉包的过程可以简化

为如图所示模型,质量为m的棉包放在"V"形挡板上,两板间夹角为120。固定不变，"V"形挡板可绕

P轴在竖直面内转动，在使BP板由水平位置逆时针缓慢转动60。的过程中，忽略"V"形挡板对棉包的

摩擦力，已知重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.当BP板转过30。时,棉包对AP板的作用力大小为gmg

B.当BP板转过30。时,棉包对AP板的作用力大小为mg

C.当BP板转过60°时，棉包受到三个力的作用

D棉包对AP板的压力先增大后减小

答案ABP转过一个角度时的棉包受力如图所示

设BP给棉包的支持力为FB,AP给棉包的支持力为FA,合力为F,根据平衡条件知F=mg

当BP板转过30°时,/2=30。/3=120。,根据正弦定理可得FA=£g^=^mg

根据牛顿第三定律知，棉包对AP板的作用力大小为4mg,故A正确,B错误;当BP板转过60。时,AP板

处于水平位置，不计摩擦，棉包只受到重力和AP板的支持力,BP板虽然与之接触，但没有弹力，所以受两

个力的作用，故C错误;由已知条件知N3=120。,所以N1+N2=60。,根据正弦定理得-7=3=3

sinZ3smzlsinZz

又因为七=最#斤以比值是一个常数。悬=常数，在这个过程中，2从0°增大到60。,所以FA逐渐

增加,根据牛顿第三定律知棉包对AP的压力逐渐增大，故D错误。

17物理生活1（2022浙江衢州二模,6）如图甲，工人正使用"涂料滚"给墙壁粉刷涂料。如图乙，粉刷时工

人手持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动，若涂料滚在向上缓慢移动过程中对墙壁的压力大小保持不变,

则（）

A.涂料滚受到的摩擦力方向向上，大小不变

B.涂料滚受到的摩擦力方向向上，大小变大

C.涂料滚受到的摩擦力方向向下，大小变大

D.涂料滚受到的摩擦力方向向下，大小变小

答案C由题意可知，工人手持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动,涂料滚相对于墙壁有向上运动的趋

势，所以涂料滚受到的摩擦力方向向下,且涂料滚竖直方向受力平衡，有导=mg+f,其中a为撑杆与墙壁

的夹角。角减小，摩擦力变大，故C正确,A、B、D错误。

18.（2022浙江9+1高中联盟期中,6）小易同学拍了一张乌龟沿墙角竖直运动的照片，下列说法中正确的

是（）

A.乌龟加速上爬时所受的摩擦力大于匀速上爬时所受的摩擦力

B.乌龟选择墙角竖直上爬，是因为墙角相对比较粗糙

C.假设乌龟匀速竖直向下运动，它对墙壁的压力越大，所受摩擦力也越大

D.乌龟竖直向下爬动时，受到竖直向上的滑动摩擦力

答案A根据牛顿第二定律可得乌龟所受的摩擦力大小为f=ma+mg,所以乌龟加速上爬时所受的摩

擦力大于匀速上爬时所受的摩擦力,A正确;乌龟选择墙角上爬，是因为墙角呈直角形,乌龟即使离开地面,

其两侧脚对墙面施加压力的同时，两面墙壁也可以对乌龟施加支持力和摩擦力，而乌龟在单面墙壁上则

无法上爬,B错误乂段设乌龟匀速向下运动,则摩擦力与重力平衡，与它对墙壁的压力没有关系,C错误;乌龟

竖直向下爬动时，受到静摩擦力,D错误。

19.物理生活|（2022江苏南通月考,2）如图甲所示,10个人用20根等长的绳子拉起一个鼓，一端系在鼓

上，一端用手拉住,每根绳子与竖直方向的夹角均相等，若绳子连接鼓的结点、拉绳子的手分别在其所在

圆周上均等间距分布，鼓处于静止状态且鼓面水平，忽略绳子质量,简化图如图乙所示。现仅使鼓在绳子

的作用下保持鼓面水平沿竖直方向缓慢下降,手的高度不变，其他条件不变很!］在鼓缓慢下降过程中，下列

说法正确的是（）

A.绳子对鼓的合力变大

B.绳子对鼓的合力变小

C.每根绳子对人的作用力增大

D.每根绳子对人的作用力减小

答案D鼓缓慢下降,处于动态平衡，绳子对鼓的合力等于鼓的重力，合力不变,A、B错误;根据平衡条

件得20Fcos6=mg,解得，鼓缓慢下降过程中绳子与竖直方向的夹角9变小,cos0变大,F减

小,C错误,D正确。

解题指导对于三维空间内物体的受力分析，不好画、也没有必要画出全部的受力分析图，但要通过空

间想象片爪住解题的根本,通过正交分解的方法，找到受力平衡的关系式。

20物理生活1（2022江苏扬州大桥中学调研,3）某同学参加喉子夹玻璃珠"游戏。如图所示，夹起玻璃

珠后,左侧筷子与竖直方向的夹角0为锐角，右侧筷子竖直,且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃

珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是（）

A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大

B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小

C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大

D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃球的重力大

答案C对玻璃珠受力分析如图所示。玻璃球受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力Fi、右侧筷子

对玻璃珠的弹力F2,在三个力的作用下处于平衡状态。根据力的平衡可知,两侧筷子对玻璃珠的合力与

重力等大反向，故A、B错误。根据力的平衡条件，竖直方向有FisinS=G，水平方向有F2=FICOS9,联

立得F】=磊,F2=Gcot&由于0小于90。很！|一定有Fi>G,而F?不一定大于G,故C正确,D错误。

21.物理科技|（2022江苏常州一模,2）歼-20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞

机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知

在歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比（垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比）

为同。飞机的重力为G,使飞机实现节油巡航模式的最小推力是（）

AGB•条C4

答案D飞机受到重力G、发动机推力Fi、升力F2和空气阻力f作用,重力的方向竖直向下，升力F2

的方向竖直向上，空气阻力f的方向与F2垂直，如图所示。

歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则水平方向Fx=f，竖直方向F2+Fy=G，其中F2=5f,解得

Fy=G-W^f,则F/=刍2+02=i6f2_2住Gf+G4观察得知F/表达式为开口向上，对称轴为£=等％的抛

物线，即当f=^G时F1取得最小值，将f的取值代入F/表达式，解得Fimin=%故选D。

+

一题多解本题也可用矢量三角形来求解。已知飞机所受竖直升力和水平阻力之比为的区则此二力的

合力F空方向固定,二力合力与竖直方向的夹角0满足tan而飞机重力G大小和方向均不变，据

此构建矢量三角形如图所示，可知推力最小时F推与F空垂直，则有F推min=Gsin故选D。

F与

j

22.（2022北京丰台一模,7）如图所示，物块放在与水平面夹角为0的传送带上,且始终与传送带相对静止。

关于物块受到的摩擦力f,下列说法正确的是（）

A.当传送带匀速向上运动时,f的方向一定沿传送带向下

B.当传送带减速向上运动时,f的方向一定沿传送带向上

C.当传送带加速向上运动时,f的方向一定沿传送带向上

D.当传送带加速向下运动时,f的方向一定沿传送带向下

答案C当传送带匀速运动时，有mgsin3=f,f向上;当传送带减速向上运动或加速向下运动时,a向

下，无法判断f方向;当传送带加速向上运动时,a向上，有f-mgsin8=ma,f的方向一定沿传送带向上，所

以选C。

23.（2022北京朝阳一模,1