(2020-2022)三年高考物理真题分项汇编(全国通用)专题02相互作用Word版含解析

专题02相互作用1、（2022・广东卷-Tl）图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态。。点是三根轻绳的结点，F、C和工分别表示三根绳的拉力大小，C=I且/AOB=60。。下列关系式正确1 2 1 2的是（ ）A.F=F B.尸=2F C.F=3F D.F=/3F111【答案】D【解析】以。点为研究对象，受力分析如图由几何关系可知θ=30。由平衡条件可得Fsin300=Fsin30o1 2Fcos30。+Fcos30。=F1 2联立可得F=、汽F1故D正确，ABC错误。故选Do2、（2022•浙江6月卷・T10）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ二60。。。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）A.作用力为;;G B.作用力为BGC.摩擦力为3GD.摩擦力为工3【答案】B【解析】设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得4Fcos30O=G解得F=3GG6以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为3GG，每根斜杆受到地面的摩擦力为6f=Fsin300=3GG12B正确，ACD错误；故选B。3、（2022•浙江6月卷・T3）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（）A.鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡B.鱼儿摆尾出水时浮力大于重力C.鱼儿摆尾击水时受到水的作用力D.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点【答案】C【解析】A.鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A错误；BC.鱼儿摆尾出水时浮力很小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的作用力大于重力，B错误、C正确；D.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D错误。故选C。4、（2022•浙江1月卷・T5）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为N,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ,则下列说法正确的是（）A.轻绳的合拉力大小为 WCosHɪ,人,,, NmgB.轻绳的合拉力大小为cosU+μsinUC.减小夹角U，轻绳的合拉力一定减小D.轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小【答案】B【解析】AB.对石墩受力分析，由平衡条件可知联立解得故A错误，B正确;C拉力的大小为Tcosθ=/于=NNTcosQ+N=mgT=_Lmg__CoSe+μsinθμmgμmgcosθ+μSinθ JI+μ2sin(θ+φ)其中tanφ=μ，可知当θ+φ=90。时，拉力有最小值，即减小夹角θ，轻绳的合拉力不一定减小，故C错误;D.摩擦力大小为f=Tcosθ=μmgCosθμmgcosθ+μSinθ1+μtanθ可知增大夹角θ，摩擦力一直减小，当θ趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D错误;故选B。5、（2022•浙江1月卷・T4）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（ ）A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流对桶撞击力的大小D.水桶与水整体的重心高低T=【答案】D【解析】水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，故选D。（2022•湖北∙T5）如图所示，质量分别为m和2m的小物块P和Q,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,P通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为〃，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。若剪断轻绳，P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（）彳 P-vwvwv⅛QAIW B2μmg C4μmg D6μmg.k .k °k °k【答案】C【解析】Q恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为X,满足kx=2μmg若剪断轻绳后，物块P与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大压缩量也为X，因此P相对于其初始位置的最大位移大小为s二2X二4μmgk故选Co（2022•河北・T7）如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）A.圆柱体对木板的压力逐渐增大 B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小【答案】B【解析】D.两根细绳对圆柱体拉力逐渐增大设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T,木板对圆柱体的支持力为N,绳子与木板夹角为α,从右向左看如图所示在矢量三角形中，根据正弦定理SinaSinPSinγmgNT在木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平过程中，α不变，γ从90°逐渐减小到0，又γ+P+α=180°且α<90。可知90°<γ+P<180°则0<P<180。可知P从锐角逐渐增大到钝角，根据SinasinPsinγmgNT由于sinγ不断减小，可知T不断减小，sinP先增大后减小，可知N先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板的压力先增大后减小设两绳子之间的夹角为2θ，绳子拉力为「，则，2Tcosθ=Γ可得TTT= 2cosθθ不变，T逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，故B正确，ACD错误。故选Bo2021高考真题1.（2021・广东卷）唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和P,α<β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）牛的拉力F直辕犁A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力【答案】B【解析】A.将拉力F正交分解如下图所示则在X方向可得出在y方向可得出由题知α<6则则可得到A错误、B正确；CD.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀

速，则CD错误。故选Bo2.（2021•湖南卷）质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最

低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为巾的小滑块。用推力厂推动小

滑块由八点向B点缓慢移动，力厂的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说

法正确的是（）FX曲FX直Fy曲Fy直=FSina=FSin6=FcoSa=Fcos6Sina<Sin6CoSa>cos6FX曲Fy曲”,直*直A.推力F先增大后减小B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大C.墙面对凹槽的压力先增大后减小D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大【答案】C【解析】AB.对滑块受力分析，由平衡条件有F=mgsinθN=mgcosθ滑块从八缓慢移动B点时，θ越来越大，则推力F越来越大，支持力Λ/越来越小，所以AB错误;C.对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为F=FCosθ=mgSinθCos9=LmgSin(20)N 2则θ越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确;D.水平地面对凹槽的支持力为N地=(M+m)g一FSinθ=(M+m)g一mgsin2θ则θ越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误;故选Co3.（2021•河北卷）如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴分别以角速度3和3'匀速转动时，小球均相对PQ杆静止，若3'>3,则与以3匀速转动时相比，以3'匀速转动时（）bNI 1OA.小球的高度一定降低C.小球对杆压力的大小一定变大B.弹簧弹力的大小一定不变D.小球所受合外力的大小一定变大【答案】BD【解析】对小球受力分析，设弹力为「弹簧与水平方向的夹角为什，则对小球竖直方向TSinθ=mg而T=k(MPCosθT0)可知力为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确;水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，则Tcosθ-F=mgrN即F-Tcosθ-mω2rN当转速较大时，FN指向转轴Tcosθ+F`=mω,2rN即F=mω,2r-TcosθN则因3,>3,根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误;根据F=加32/合可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。故选BDo2020高考真题（2020•海南卷）如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的（)A.支持力竖直向上B∙支持力小于手机所受的重力C摩擦力沿斜面向下D.摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力【答案】B【解析】设手机的质量为m,斜面倾角为以对手机进行受力分析，如图所示由图可知支持力方向垂直斜面向上，摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件则有f=mgsinQ,F=mgcosθN因cosθ<l,故弋<"g，且摩擦力等于手机所受的重力沿斜面向下的分力故选Bo（2020•北京卷）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的b-才图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数【答案】C【解析】AB.为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；C.由图可知，最大静摩擦力约为ION,滑动摩擦力约为7N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7,故C正确；D.根据F=μF,F=mgf NN可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。故选C。（2020•浙江卷）如图是“中国天眼〃50Om口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氮气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氮气5球对其有大小为Zmg、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，6此时工作人员（ ）A.受到的重力大小为1mg6C对球面的压力大小为6mgB.受到的合力大小为1mg6D.对球面的作用力大小为1mg6【答案】D【解析】A.工作人员的质量为m,则工作人员受到的重力G=mgA错误；B.工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0,B错误；C.工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于1mg,C错误;6D.由平衡条件可得球面对工作人员的作用力F满足「 5 1F=mg——mg=—mg6 6再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为。1F=6mgD正确。故选Do（2020•山东卷）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为〃，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45。时，物块A、B刚好要滑动,则μ的值为（ ）1C5D.16【答案】C【解析】当木板与水平面的夹角为45。时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图mg沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力f=μN=μmgCoS45o1根据平衡条件可知T=mgSin45。+μmgcos45。对B物块受力分析如图jvrTflΛ45c2τ⅛g沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力f=μN'=μ∙3mgcos45°2根据平衡条件可知2