2022届高三物理一轮复习专题训练：相互作用 （Word含答案）

这是一份2022届高三物理一轮复习专题训练：相互作用 （Word含答案），共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题
1．重物A放在倾斜的皮带传送机上，它和皮带一直相对静止没有打滑，如图所示，传送带工作时，关于重物受到的静摩擦力的大小，下列说法正确的是( )
A．重物静止时受到的静摩擦力一定小于它斜向上匀速运动时受到的静摩擦力
B．重物斜向上加速运动时，加速度越大，摩擦力一定越大
C．重物斜向下加速运动时，加速度越大，摩擦力一定越大
D．重物斜向上匀速运动时，速度越大，摩擦力一定越大
2．2018年10月24日港珠澳大桥正式通车,它是世界最长的跨海大桥,为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。港珠澳大桥的一部分如图所示,这部分斜拉桥的一根塔柱两侧共有8对钢索,每一对钢索等长。每一条钢索与塔柱成α角,若不计钢索的自重,且每条钢索承受的拉力为F,则该塔柱所承受的拉力为( )。
A.8Fcsα
B.16Fcsα
C.16Fcs α
D.8Fcs α
3．如图所示，物体A放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧和竖直墙相连，静止时弹簧的长度小于原长，若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A，直到把A推动，在A被推动之前的过程中，弹簧对A的弹力F1大小和地面对A的摩擦力f大小的变化情况是( )
A．F1保持不变，f始终减小
B．F1保持不变，f先减小后增大
C．F1始终增大，f始终减小
D．F1先不变后增大，f先减小后增大
4．如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是( )
A．细绳一定对小球有拉力
B．轻弹簧一定对小球有弹力
C．细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧对小球一定有弹力
D．细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧对小球也不一定有弹力
5．在教室门与地面间缝隙处塞紧一个木楔(侧面如图所示),能把门卡住不易被风吹动。下列分析正确的是( )
A.门不易被风吹动的原因是风力太小
B.门被卡住时,将门对木楔的力正交分解,其水平分力大小小于地面给木楔的摩擦力大小
C.门被卡住时,将门对木楔的力正交分解,其水平分力大小等于地面给木楔的摩擦力大小
D.塞在门下缝隙处的木楔,其顶角θ无论多大都能将门卡住
6．在新疆吐鲁番的葡萄烘干房内,果农用图示支架悬挂葡萄。长度都为L=2.5 m的OA、OB为承重的轻杆,OA杆的下端通过一光滑水平转轴固定在水平面上的A点,OB与OA也通过光滑水平转轴连接于O点,OB杆的下端B直接撑在水平地面上,使AOB只会在如图所示的竖直平面内转动。现将新鲜葡萄用细线挂于O点,已知OB杆与地面间的动摩擦因数为0.5,则下列说法正确的是( )
A.在挂质量一定的葡萄时,逐渐减小A、B间的距离会使OB杆对O点的弹力逐渐变大
B.地面对OB杆的作用力可能不沿BO方向
C.只要A、B间的距离小于等于5 m,无论葡萄质量多大,B端都不会相对地面滑动
D.只要A、B间的距离小于等于25 m,无论葡萄质量多大,B端都不会相对地面滑动
7．如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为( )
A.eq \f(T,sinα) B．eq \f(T,csα)
C．Tsinα D．Tcsα
8．如图所示，一根不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的光滑定滑轮悬挂一个质量为1 kg的物体，OO′段水平，长度为1.6 m。绳上套一个可沿绳自由滑动的轻环，现在在轻环上悬挂一个钩码(图中未画出)，平衡后，物体上升0.4 m，则钩码的质量为( )
A．1.2 kgB．1.6 kg
C．eq \r(2) kgD．eq \f(\r(2),2) kg
二、多项选择题
9．如图所示,一个质量m=0.4 kg 的小球穿在水平直杆上,处于静止状态,现对小球施加一个5 N的拉力F,F与杆的夹角为53°,小球与杆之间的动摩擦因数μ=0.5,取sin 53°=0.8,cs 53°=0.6,重力加速度g=10 m/s2,则( )。
A.小球受到2个力
B.小球受到3个力
C.若F=10 N,则小球受4个力
D.若F=10 N,则小球受3个力
10．在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙，则结合该图像，下列说法正确的是( )
A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D．可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)
11．如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°角。已知M始终保持静止，则在此过程中( )
A．水平拉力的大小可能保持不变
B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
12．如图甲所示，一物块静止在倾角为α的固定斜面上，现给物块施加一个平行于斜面底边且逐渐增大的水平力F作用，物块所受摩擦力f和推力F的大小关系如图乙所示，图中a、b、F0均为已知量。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．由图可求出物块的质量
B．由图可求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．F小于F0时物块保持静止状态
D．F大于F0后物块做匀变速运动
三、非选择题
13．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关，理论与实验都证明k＝Yeq \f(S,L)，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量．
(1)在国际单位中，杨氏模量Y的单位应为________．
A．N B．m
C．N/m D．N/m2
(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k＝________ N/m.
(3)若橡皮筋的原长为10.0 cm，横截面积为1.0 mm2，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是________(只填数字，单位取(1)中正确单位，结果保留两位有效数字)．
14．利用如图所示装置做探究弹簧弹力与形变量关系的实验，所用的钩码每个质量为30 g．实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后依次测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中．(弹力始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2)
(1)实验需要的器材，除铁架台、弹簧、钩码若干、坐标纸、重垂线、铅笔之外，还需要的一件器材是________．
(2)根据表中所列6组数据，在图甲坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线．
(3)根据函数图线，求出弹簧的劲度系数为________ N/m(保留两位有效数字)．
(4)某同学画图像时横轴没取弹簧总长，而是取了弹簧的形变量，结果其图线仍然没有经过坐标原点，如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是_________________________________.
15．两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球，然后，将一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示．如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，求：
(1)OB绳对小球的拉力大小；
(2)OA绳对小球的拉力大小；
(3)作用力F的大小．
16．如图所示，B和C两个小球重力均为G，用轻绳悬挂并分别静止于图示位置上，试求：
(1)AB和CD两根细绳的拉力分别为多大？
(2)绳BC与竖直方向的夹角θ是多少？
17．图甲中滑索巧妙地利用了景区的自然落差，为滑行提供了原动力。游客借助绳套保护，在高空领略祖国大好河山的壮美。其装置简化如图乙所示，倾角为30°的轨道上套一个质量为m的滑轮P，质量为3m的绳套和滑轮之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时，工人对绳套施加一个拉力F，使绳套从滑轮正下方的A点缓慢移动，运动过程中F与轻绳的夹角始终保持120°，直到轻绳水平，绳套到达B点，如图所示。整个过程滑轮保持静止，重力加速度为g，求：
(1)绳套到达B点时，轨道对滑轮的摩擦力大小和弹力大小；
(2)绳套从A缓慢移动到B的过程中，轻绳上拉力的最大值。
18．如图所示(截面图)，质量为M的直角三棱柱A放在粗糙的水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，斜面倾角为θ。一质量为m的均匀光滑圆柱体放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，试求：
(1)地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小。
(2)若将A水平向左推动一点点后撤去推力，A和B能否静止不动。
参考答案
一、单项选择题
1．B
解析：重物静止时受到的静摩擦力与斜向上匀速运动时受到的静摩擦力均等于重力的分力，故大小相等，A错误；重物向上做加速运动时，摩擦力与重力向下的分力的合力提供加速度，所以f＝ma＋mgsin θ，故加速度越大，静摩擦力一定越大，B正确；重物向下加速时，若加速度小于gsin θ，则f＝mgsin θ－ma，加速度越大，摩擦力越小，C错误；物体向上匀速运动时，受到的摩擦力一定等于物体重力向下的分力，与运动的速度无关，D错误．
2．C
解析：如图所示,
每对钢索对塔柱的拉力的合力竖直向下,大小为F0 =2Fcs α。故该塔柱承受的拉力Fm =8F0 =16Fcs α,C项正确。
3．B
解析：由题意可知，A放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度小于原长，则弹簧对A的推力向右，A同时受到水平向左的静摩擦力；若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A，在把A推动前的过程中，弹簧长度不变，因此弹簧对A的弹力F1不变，物体A受到的静摩擦力先减小后反向增大，故B正确。
4．D
解析：当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，细绳的拉力FT＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确．
5．C
6．C
7．C
解析：对气球受力分析，如图所示，将绳的拉力T分解，在水平方向：风对气球的作用力大小F＝Tsinα，C正确。
8．A
解析：重新平衡后，绳子形状如下图：
设钩码的质量为M，由几何关系知：绳子与竖直方向夹角θ＝53°，则根据平衡可求得2mgcs 53°＝Mg，解得M＝1.2 kg，故A正确，B、C、D错误。
二、多项选择题
9．AC
解析：如图,在沿杆和垂直杆方向建立直角坐标系,
F在y轴上的分力Fy=Fsin 53°=4 N,F与重力在y轴上的合力刚好为零,所以杆与小球只接触不挤压,无弹力和摩擦力,A项正确,B项错误;当F=10 N时,Fy=8 N,它与重力沿杆方向的合力为4 N,垂直于杆向上,此时杆对小球的弹力垂直于杆向下,且F在水平方向上有分力,因此杆对小球还有摩擦力,小球一共受四个力,C项正确,D项错误。
10．ABC
解析：t＝0时刻，力传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A选项正确；t＝50 s时静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于3.5 N，此时摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3 N，B、C选项正确；此后由于沙子和沙桶总重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车将做匀加速运动，D选项错误．
11．BD
解析：选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力FT逐渐增大，故A错误，B正确。对于M，受重力GM、斜面对它的支持力FN、绳的拉力FT′(FT′与FT大小始终相等)以及斜面对它的摩擦力Ff，如图乙所示。若开始时斜面对M的摩擦力Ff沿斜面向上，则FT′＋Ff＝GMsin θ，FT′逐渐增大，Ff逐渐减小，当Ff减小到零后，再反向增大；若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，FT′＝GMsin θ＋Ff，当FT′逐渐增大时，Ff逐渐增大，故C错误，D正确。
12．ABC
解析：设物块的质量为m，当推力F＝0时，物块所受的摩擦力为a＝mgsinα，可以得出物块质量m＝eq \f(a,gsinα)，A正确；当推力F增大到F0时，物块开始滑动，所受的摩擦力为b＝μmgcsα，可得出物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝eq \f(b,mgcsα)＝eq \f(btanα,a)，B正确；F小于F0时物块保持静止状态，C正确；F大于F0后物块运动，随F增大，物块所受合力大小变化，故F大于F0后物块不是做匀变速运动，D错误。
三、非选择题
13．(1)D (2)500 (3)5.0×107
解析：(1)根据表达式k＝Yeq \f(S,L)得Y＝eq \f(kL,S)，已知k的单位是N/m，L的单位是m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，D正确，A、B、C错误．
(2)由题图得k＝eq \f(ΔF,Δx)＝eq \f(5.0 N,0.01 m)＝500 N/m.
(3)由k＝Yeq \f(S,L)得Y＝eq \f(kL,S)＝5.0×107 N/m2.
14．(1)刻度尺 (2)见解析图 (3)27 (4)弹簧自身重力的影响
解析：(1)需要刻度尺测量弹簧的总长．
(2)弹簧弹力与弹簧总长度x的关系图线如图所示．
(3)图线的斜率表示弹簧的劲度系数．
k＝eq \f(1.6,6×10－2) N/m≈27 N/m.
(4)图线不过原点的原因是弹簧自身有重力，竖直悬挂时的长度大于水平放置时的长度．
15．(1)mg (2)2mg (3)eq \r(3)mg
解析：(1)因OB绳处于竖直方向，B球处于平衡状态，则AB绳上的拉力为0，OB绳对小球的拉力FO B＝mg．
(2)A球在重力mg、水平拉力F和OA绳的拉力FO A三力作用下平衡，受力分析如图所示，所以OA绳对小球的拉力FO A＝eq \f(mg,cs 60°)＝2mg．
(3)作用力F＝mgtan 60°＝eq \r(3)mg．
16．(1)eq \r(3)G G (2)60°
解析：(1)对B、C两球整体进行受力分析，正交分解得
FABcs 30°＋FCDcs 60°＝2G
FABsin 30°＝FCDsin 60°
联立解得FAB＝eq \r(3)G，FCD＝G。
(2)对C球进行受力分析，正交分解得
FBCcsθ＋FCDcs 60°＝G
FBCsinθ＝FCDsin 60°
联立解得θ＝60°。
17．(1)mg eq \r(3)mg (2)2eq \r(3)mg
解析：(1)绳套到达B点时，设轻绳上的拉力为F1，轨道对滑轮的摩擦力为f，弹力为FN，根据平衡条件，
对质量为3m的绳套，有：F1＝3mgtan30°＝eq \r(3)mg
对质量为m的滑轮P，有：
FN－F1sin30°－mgcs30°＝0
f＋mgsin30°－F1cs30°＝0
联立解得：FN＝eq \r(3)mg，f＝mg。
(2)绳套从A缓慢移动到B的过程中，任一时刻都受力平衡，对绳套受力分析，如图所示，根据正弦定理有：eq \f(FT,sinα)＝eq \f(3mg,sin60°)
则当α＝90°时，轻绳上的拉力FT有最大值，FTm＝eq \f(3mg,sin60°)＝2eq \r(3)mg。
18．(1)选取A和B的整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g，地面的支持力FN，墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用处于平衡状态，如图所示。
根据平衡条件，有FN－(M＋m)＝0
F＝f
可得FN＝(M＋m)g
再以B为研究对象，它受到重力、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力F的作用处于平衡状态，如图所示，根据平衡条件，有：
在竖直方向上，有FABcs θ＝mg
在水平方向上，有FABsin θ＝F
解得：F＝mgtan θ，所以f＝F＝mgtan θ。
(2)若将A向左推动一点点后撤去推力，由于A、B的受力情况(大小和方向)均不变，所以A和B仍能静止不动。 记录数据组
1
2
3
4
5
6
钩码总质量(g)
0
30
60
90
120
150
弹簧总长(cm)
6.00
7.11
8.20
9.31
10.40
11.52