新高考物理一轮复习单元检测专题02　相互作用（解析版）

专题02相互作用质量检测卷（时间：90分钟分值：100分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分。1．（2022·福建省龙岩第一中学模拟预测）木块A、B的质量分别为5kg和6kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻质弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m，初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成60°的拉力F＝6N作用在木块B上，如图所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10m/s2，则在力F作用后（

）A．木块A所受摩擦力的方向向左 B．木块A所受摩擦力大小是12.5NC．木块B所受摩擦力大小是11N D．木块B所受摩擦力大小是15N【答案】C【解析】最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以A受到的最大静摩擦为SKIPIF1<0B受到的最大静摩擦为SKIPIF1<0此时弹簧的弹力为SKIPIF1<0弹簧的弹力的大小小于物体受到的最大静摩擦力的大小，物体处于静止状态，根据平衡条件，A受到的摩擦力大小为8N，方向向右，B受到的摩摩擦力也是8N，方向向左，当与水平方向成60°的拉力SKIPIF1<0作用在木块B上，假设物体B仍静止，则B受到的摩擦力为11N，此时小于最大静摩擦，则B仍然静止，摩擦力方向向左，施加F后，弹簧的形变量不变，则A受力情况不变，A受到的摩擦力大小仍为8N，方向向右，C正确。故选C。2．（2022·江苏·二模）哥伦比亚大学的工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，用合成“肌肉”做成的“手臂”ced的d端固定一滑轮，c端固定于墙壁，足够长的细绳绕过d端滑轮，一端也固定于墙壁，另一端连接质量为m的物体，合成“肌肉”的c和e处类似于人手臂的关节，由“手臂”合成“肌肉”控制。设cd的连线与竖直墙壁ac夹角为𝜃，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法不正确的是（）A．撤除轻质细杆ce瞬间物体的下落加速度为重力加速度gB．若保持θ＝90°，增大cd长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向C．若保持ac等于ad，增大cd长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向D．若θ从90°逐渐变为零，cd长度不变，且保持ac＞cd，则细绳对滑轮的力先增大后减小【答案】B【解析】A．撤除轻质细杆ce瞬间，细绳ad的拉力也瞬时变为零，则物体的下落加速度为重力加速度g，选项A正确；B．保持SKIPIF1<0，增大cd长度，则SKIPIF1<0变小，绳中张力大小不变，因细绳对滑轮的力沿SKIPIF1<0的平分线，可知细绳对滑轮的力的方向要改变，则B错误；C．保持ac等于ad，SKIPIF1<0，即dc为SKIPIF1<0的角平分线，绳中张力不变，方向沿着dc，C正确；D．cd长度不变，SKIPIF1<0点的轨迹如图虚线所示，为一段圆弧当SKIPIF1<0的位置满足SKIPIF1<0与圆相切时，SKIPIF1<0最小，此时细绳对滑轮的力最大，因此SKIPIF1<0从90°逐渐变为零，细绳对滑轮的力先增大后减小，D正确。故选B。3．（2022·湖南岳阳·模拟预测）如图所示，质量为SKIPIF1<0的物块A静置于水平台面上，质量为SKIPIF1<0的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B（可视为质点）放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角SKIPIF1<0。已知物块A与台面间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，重力加速度大小为g，则（）A．绳SKIPIF1<0的拉力大小为SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0受到的摩擦力大小为SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0受到的摩擦力大小为SKIPIF1<0D．地面对SKIPIF1<0的支持力大小为SKIPIF1<0【答案】B【解析】A．对小球B受力分析如图，PB受到的拉力大小SKIPIF1<0对P点受力分析可知，SKIPIF1<0受到的拉力大小SKIPIF1<0A错误；C．对物体A受力分析可知，物体A所受摩擦力大小等于PA绳子的拉力SKIPIF1<0SKIPIF1<0C错误；B．对整体受力分析可知，半球C受到的摩擦力大小等于A所受摩擦力SKIPIF1<0B正确；D．对整体受力分析可知，地面对半球C的支持力大小为SKIPIF1<0D错误。故选B。4．（2022·湖北·黄冈中学二模）如图所示，水平地面上叠放着矩形物体A和B，细线一端连接A，另一端跨过光滑定滑轮连接着物体C，A、B、C均静止。下列说法正确的是（）A．A可能受到三个力作用B．B可能受到四个力作用C．适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，则A对B的摩擦力不变D．适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，B对地面的压力增大【答案】D【解析】A．物体A受力分析如图共受到四个力，故A错误；B．物块B受力分析如图共受到五个力，故B错误；CD．适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，可知T减小，SKIPIF1<0不变，由SKIPIF1<0可知，则B对A的摩擦力减小，则A对B的摩擦力减小；因为SKIPIF1<0SKIPIF1<0T减小，SKIPIF1<0不变，可知适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，B对地面的压力增大，故C错误，D正确。故选D。5．（2022·陕西西安·高三期末）物体受到同一平面上三个共点力作用而做匀速运动，这三个共点力的大小不可能是以下哪一组（）A．3N、8N、7N B．3N、5N、9NC．2N、2N、3N D．10N、20N、30N【答案】B【解析】三力中某两个力的合力|F1-F2|≤SKIPIF1<0≤F1+F2，若另一个力F3的大小在SKIPIF1<0的取值范围内，则这三个力的合力可能为零，物体就处于平衡状态而做匀速直线运动。A．5N≤SKIPIF1<0≤11N，F3=7N在这范围内，故A不符题意；B．2N≤SKIPIF1<0≤8N，F3=9N不在这范围内，故B符合题意；C．0N≤SKIPIF1<0≤4N，F3=3N在这范围内，故C不符题意；D．10N≤SKIPIF1<0≤30N，F3=30N在这范围内，故D不符题意；故选B。6．（2022·河北·高三期中）如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高。两绳间的夹角为SKIPIF1<0，所构成的平面与水平面间的夹角恒为SKIPIF1<0，轮胎重为G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff，则每根绳的拉力大小为（）A．SKIPIF1<0SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0SKIPIF1<0【答案】C【解析】设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力SKIPIF1<0方向沿绳子所组成角的角平分线，与水平面的夹角为α，受力分析如图所示对轮胎SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故ABD错误，C正确。故选C。7．（2022·江苏淮安·模拟预测）如图所示，两金属杆构成十字架竖直放置，其中PQ杆粗糙，两根相同的轻弹簧一端固定在A点，另一端各连接质量为m的小球，小球穿过PQ杆，且与MN杆距离相等。十字架绕MN分别以SKIPIF1<0、SKIPIF1<0运动时，小球均相对于杆静止。若SKIPIF1<0，则与以SKIPIF1<0匀速转动时相比，以SKIPIF1<0匀速转动时（）A．两球间的距离一定变大B．弹簧弹力一定变大C．小球所受摩擦力一定变大D．小球所受合力一定变大【答案】D【解析】A．因为小球与杆之间有摩擦力，则当角速度变大时，小球仍可能相对于杆静止，故两球间的距离不变，故A项错误；B．因为若小球相对于杆静止，故弹簧形变量不变，根据胡克定律SKIPIF1<0所以弹簧弹力不变，故B项错误；C．小球所受静摩擦力的方向未知，若静摩擦力方向向右，则摩擦力变小，若静摩擦力方向向左，则摩擦力变大，故C项错误；D．小球所受合力提供小球的向心力，与以SKIPIF1<0匀速转动时相比，以SKIPIF1<0匀速转动时所需向心力变大，即小球所受合力变大，故D项正确。故选D。8．（2022·湖北省鄂州高中模拟预测）如图所示，倾角SKIPIF1<0的斜面固定在水平地面上。质量分别为0.1kg、0.2kg的两物块A、B置于斜面上，质量为0.025kg的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上，A与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接，滑轮左侧的细线水平，滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角SKIPIF1<0，A、B、C均处于静止状态，B的上表面水平A与B、B与斜面之间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取SKIPIF1<0，则（）A．斜面与B之间存在3对作用力与反作用力B．斜面对B的作用力大小为SKIPIF1<0N，方向垂直斜面向上C．剪断细线后，A、B之间摩擦力的大小为0.16ND．剪断细线后，B对A的支持力的大小为0.8N【答案】C【解析】A．依题意，将A、B两物体视为一整体，由于静止，B物体与斜面之间存在着支持力与正压力这一对作用力与反作用力，还可能与斜面间有相互的静摩擦力，即最多只有两对作用力与反作用力，故A错误；B．依题意有，以C为研究对象对其受力分析，设绳子张力为T，杆对C的作用力为N1，则有SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0将A、B视为一整体，对其受力分析有，由于整体重力沿斜面向下的分力为SKIPIF1<0绳子拉力沿斜面向上的分力为SKIPIF1<0SKIPIF1<0因整体静止且SKIPIF1<0，可知斜面对B物体有一个沿斜面向上的静摩擦力，将A、B视为一整体，设斜面对其支持力为N，静摩擦力为f，对其受力分析如图所示，则有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0则斜面对B的作用力大小为SKIPIF1<0SKIPIF1<0根据平行四边形法则，F的方向介于N与f之间，并不是垂直于斜面向上，故B错误；C．将A、B视为一整体，剪断细线后，假设水平方向上没有相对滑动，则有共同的加速度沿斜面下滑，设为a，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0则在竖直方向的分加速度为SKIPIF1<0SKIPIF1<0B、A之间的正压力为SKIPIF1<0，则有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0在水平方向的分加速度为SKIPIF1<0SKIPIF1<0以物体A为研究对象可知SKIPIF1<0SKIPIF1<0从上式可以看出说明假定成立，即在水平方向上A、B没有相对滑动，它们以相同的加速度SKIPIF1<0沿斜面下滑，由于A在水平方向的加速度是由于B对A在水平方向的静摩擦力提供的，据牛顿第二定律有SKIPIF1<0故C正确；D．据前面分析，对A受力分析，设B对A的支持力为SKIPIF1<0，在竖直方向上根据牛顿第二定律有SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．（2022·湖南娄底·模拟预测）如图所示，质量为M的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上，BC面与水平地板间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间，放置一个质量为m的光滑球体，同时给楔形物体一个向右的水平力，楔形物体与球始终处于静止状态。已知AC面倾角SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，重力加速度为g，则（）A．楔形物体对地板的压力大小为MgB．当SKIPIF1<0时，楔形物体与地板间无摩擦力C．向右的水平力F的最小值一定是零D．向右的水平力F的最大值为SKIPIF1<0【答案】BD【解析】A．将M、m视为一个整体可知，楔形物体对地板的压力大小为SKIPIF1<0，故A错误；B．球体对AC面的弹力大小为SKIPIF1<0当SKIPIF1<0时，楔形物体水平方向上受到的合力为零，没有运动趋势，摩擦力为零。故B正确；C．斜面体受到的最大静摩擦力SKIPIF1<0当水平向右的外力最小（设为SKIPIF1<0）时，斜面体可能有向左运动趋势，当SKIPIF1<0时SKIPIF1<0当SKIPIF1<0时SKIPIF1<0故C错误；D．当水平向右的外力最大（设为SKIPIF1<0）时，斜面体有向右运动趋势，由平衡条件有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故D正确。故选BD。10．（2022·湖南·雅礼中学二模）如图1所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m可视为质点的小球，从离弹簧上端高为x0处由静止下落，接触弹簧后继续向下运动。若以小球开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下建立坐标轴Ox，作出小球的加速度a随小球位置坐标x的变化关系如图2所示，弹簧被压缩至最低点时小球所在位置坐标为x2，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（）A．弹簧的劲度系数SKIPIF1<0 B．弹簧的劲度系数SKIPIF1<0C．x2=2x1-x0 D．SKIPIF1<0【答案】AD【解析】AB．由图2可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A正确，B错误；C小球落到弹簧上有初速度，从接触弹簧到最低点，以x1为分界点，上下压缩量不对称，即SKIPIF1<0SKIPIF1<0故C错误；D．从初始位置到最低点，由能量守恒可得SKIPIF1<0即SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故D正确。故选AD。11．（2022·广东·高三阶段练习）如图所示，水平地面上静置一质量为M的斜面体，斜面的倾角为θ，质量为m的玩具鼠静止在斜面上，玩具鼠与斜面间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．玩具鼠对斜面的压力大小为mgsinθB．斜面对玩具鼠的作用力竖直向上且大小等于mgC．玩具鼠与斜面间的动摩擦因数SKIPIF1<0D．地面对斜面体的摩擦力大小为SKIPIF1<0【答案】BC【解析】A．对玩具鼠进行受力分析，斜面体对玩具鼠的支持力大小为SKIPIF1<0，由牛顿第三定律得玩具鼠对斜面体的压力大小为SKIPIF1<0，A错误；B．玩具鼠静止在斜面上，斜面体对玩具鼠的作用力是支持力和摩擦力的合力，与玩具鼠所受重力等大反向，故B正确；C．由静止的条件SKIPIF1<0得玩具鼠与斜面体间的动摩擦因数SKIPIF1<0C正确；D．对整体分析可知，水平方向无外力，则整体没有水平的运动趋势，故地面与斜面体之间无摩擦力，D错误；故选BC。12．（2022·湖南·邵阳市第二中学模拟预测）如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点（O、A等高，不计A处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，α=30°，β=45°。则（）A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移C．静止时剪断A处轻绳瞬间，小球P的加速度为SKIPIF1<0D．小球P与小球Q的质量之比为SKIPIF1<0【答案】AC【解析】A．绳子B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P球没有发生位移，因此AQB变成了晾衣架问题，绳长不会变化，A到右边板的距离不变，因此角度SKIPIF1<0不会发生变化，即绳子的张力也不会变化；选项A正确。B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时，如果P向下移动一段距离，绳子AP拉力变小，绳长AP变长，而AB之间的绳子长度变短，则角度SKIPIF1<0变大，绳子AB之间的张力变大，AP的张力也变大，产生矛盾；B错误。C．剪断A处细绳，拉力突变为零，小球P只受重力的分力，所以加速度为SKIPIF1<0C正确。D．根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结所以绳子的张力都是相同，则SKIPIF1<0又由于SKIPIF1<0由两式可得SKIPIF1<0故D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。13．（2022·四川·成都七中模拟预测）一个实验小组在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中：（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F－x图像，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度。请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x0＝________cm，弹簧的劲度系数k＝________N/m。该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝________cm。（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的关系图像如图丙所示。下列表述正确的是________。A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比【答案】

8

25

20

B【解析】（1）当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为SKIPIF1<0在F－x图像中斜率表示弹簧的劲度系数，则SKIPIF1<0题图乙中弹簧测力计的示数SKIPIF1<0，根据SKIPIF1<0，可知SKIPIF1<0故此时弹簧的长度SKIPIF1<0（2）由图可知A.在题图丙中，图线与L轴的交点横坐标表示弹簧原长，故b的原长大于a的原长，A错误；BC.图线斜率表示劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，B正确，C错误；D.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，D错误。故选B。14．（2022·湖北·蕲春县第一高级中学三模）一实验小组用如图所示装置验证力的平行四边形定则。所用的实验器材有：贴有白纸的方木板、铁钉、弹簧测力计、动滑轮和重物、轻质细线，量角器。请将实验步骤中的空白补充完整：（1）将方木板竖直固定，将连接有弹簧测力计的细线一端固定在O处的铁钉上，另一端绕过挂有重物的动滑轮用手拉住，调整手的拉力方向，使绕过滑轮的细线和悬挂重物的细线均与木板平行，如实验装置图所示。（2）保持重物静止，读出弹簧测力计的示数F，在白纸上描出装置图中细线AO和BC的方向，用量角器量出AO与BC间所夹角α，另外还需测出_________（写出需要测量的物理量及其符号）的大小。（3）改变α值，重复实验。若在误差允许的范围内总能满足Fcosα=________（用所测物理量的符号表示），即可验证力的平行四边形定则。【答案】

重物与滑轮的总重力G

SKIPIF1<0【解析】（2）用量角器量出AO与BC间所夹角α，另外还需测出重物与滑轮的总重力G，原因如下：（3）如图所示，根据平衡条件SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由此可知，需要测出滑轮与重物总重力G。四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态．已知重力加速度为g，忽略一切摩擦．（1）求物体B对地面的压力；（2）把物体C的质量改为5m，这时，C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度．【答案】（1）4mg（2）SKIPIF1<0【解析】（1）对AB整体：mg＋FN＝5mg所以FN＝4mg（2）对C：FT＝5mg对A：FT＝Fk＋2mg所以Fk＝3mg即kx1＝3mg；x1＝SKIPIF1<0开始时，通过对A受力分析可知，弹簧弹力大小为mg，弹簧的压缩量为x2，则kx2＝mg，SKIPIF1<0所以A上升的高度为：hA＝x1＋x2＝SKIPIF1<016．（2022·江苏·模拟预测）在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，如图所示。球的球心为O，OB与竖直方向的夹角为，正方体的边长a>R，正方体与水平地面的动摩擦因数为SKIPIF1<0，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2（1）正方体和墙壁对球的支持力N1、N2分别是多大?（2）若SKIPIF1<0，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球质量的最大值为多少?（tanSKIPIF1<0=1）。【答案】（1）SKIPIF1<0（2）SKIPIF1<0【解析】（1）对球受力情况如图所示，根据平衡条件知SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）对整体受力分析如图则有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0三式联立得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<017．（2022·江苏·高三专题练习）如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为3kg，A、B的质量都为2kg，与地面间的动摩擦因数均为SKIPIF1<0。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好