三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)专题04相互作用(解析版)
展开考点01 力学中的三种力
1. (2024高考广西卷) 工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为、和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
根据滑动摩擦力的公式,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和祖糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力相同,即
,D正确。
2 (2022高考福建卷)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等,方向水平向右,重力加速度为g,则擦窗工具所受摩擦力( )
A.大小等于 B.大小等于
C.方向竖直向上 D.方向水平向左
【参考答案】B
【名师解析】对擦窗工具受力分析如图。
水平方向拉力与擦窗工具所受滑动摩擦力等大反向,竖直方向重力与擦窗工具所受静摩擦力等大反向,所以擦窗工具所受摩擦力方向如图,大小为,选项B正确。
3. (2024高考辽吉黑卷)利用砚台将墨条磨成墨汁,墨条速度方向水平向左时,( )
A. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B. 桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C. 桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D. 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【参考答案】C
【名师解析】
当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;
由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;
桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,故D错误。
4. (2024高考山东卷)如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
【参考答案】B
【名师解析】
根据题意可知机器人“天工”它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,对“天工”分析有
可得
故选B。
5. (2023高考山东高中学业水平等级考试)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A. 10N/mB. 100N/m
C. 200N/mD. 300N/m
【参考答案】B
【名师解析】
由题知,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平,则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距,则有mg = 3∙kx
解得k = 100N/m,B正确。
6. (2022高考上海)麦克风静止在水平桌面上,下列能表示支架对话筒作用力的方向的是
【参考答案】 A
【命题意图】本题考查受力分析+物体平衡条件+模型思想
【名师解析】麦克风静止在水平桌面上,话筒处于静止状态,受力平衡,根据共点力平衡条件,可知支架对话筒的作用力与重力等大反向,支架对话筒的作用力竖直向上,选项A正确。
7. (2022年1月浙江选考)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
【参考答案】D
【名师解析】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。
考点02 力的合成与分解
1.(2023年6月高考浙江选考科目)如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,重为G的光滑圆柱体静置其上,a、b为相切点,,半径Ob与重力的夹角为37°。已知,,则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【参考答案】D
【名师解析】对圆柱体受力分析,画出所受力的矢量图,Fa=mgsin37°=0.6G,Fb=mgcs37°=0.8G,D正确。
【方法归纳】对于受到三个力的平衡问题,一般是对研究对象受力分析,画出所受各力的矢量图,利用平行四边形定则,得出三力矢量三角形,利用数学知识得出未知力的大小。
2.(2023年1月浙江选考· 2)如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为,墙壁对足球的支持力为,则( )
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【命题意图】本题考查受力分析、平衡条件及其相关知识点。
【名师解析】对网兜和足球受力分析,设轻绳与竖直墙面夹角为θ,由平衡条件可得,据此可知,,选项C正确。
3. (2022·全国理综乙卷·15)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时,它们加速度的大小均为( )
A. B.
C. D.
【参考答案】A
【名师解析】当两球运动至二者相距时,,如图所示
由几何关系可知
设绳子拉力为,水平方向有
解得
对任意小球由牛顿第二定律可得
解得,故A正确,BCD错误。
4. (2022年1月浙江选考)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,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,则下列说法正确的是( )
A. 轻绳的合拉力大小为
B. 轻绳的合拉力大小为
C. 减小夹角,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
【参考答案】B
【名师解析】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;拉力的大小为,
其中,可知当时,拉力有最小值,即减小夹角,轻绳的合拉力不一定减小,故C错误;
摩擦力大小为,可知增大夹角,摩擦力一直减小,当趋近于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。
考点03 牛顿第三定律
1.(2023年6月高考浙江选考科目)在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点
B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
【参考答案】B
【名师解析】踢香蕉球时足球不可视为质点,足球在飞行和触网时质量不变,惯性不变,A错误B正确;足球在飞行时只受到竖直向下的重力作用,C错误;根据牛顿第三定律,触网时足球对网的力等于网对足球的力,D错误。
2.(2022新高考海南卷)在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是,乙对甲的作用力是,则这两个力( )
A.大小相等,方向相反
B.大小相等,方向相同
C.的冲量大于的冲量
D.的冲量小于的冲量
【参考答案】A
【名师解析】甲推乙的作用力与乙对甲的作用力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,这两个力大小相等,方向相反,根据冲量的定义,可知的冲量等于于的冲量,选项A正确BCD错误。
3. (2023高考江苏学业水平选择性考试)如图所示,“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为θ,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为( )
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN = mg月
则对一条腿有
根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为。D正确。
4. (2023高考海南卷)如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A. 工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B. 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C. 重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D. 重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
【参考答案】B
【名师解析】
对人受力分析有
则有 FN+FT= mg
其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力,A错误、B正确;
对滑轮做受力分析有
则有
则随着重物缓慢拉起过程,θ逐渐增大,则FT逐渐增大,CD错误。
5.(2022年6月浙江选考)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
第3题图
D.研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
【参考答案】C
【命题意图】本题考查受力分析、牛顿第三定律、质点。
【解题思路】鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力不平衡,A错误;鱼儿摆尾出水时浮力小于重力,B错误;鱼儿摆尾击水时对水有作用力,由牛顿第三定律可知,鱼儿受到水的作用力,C正确;研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可把鱼儿视为质点,D错误。
6. (2022年1月浙江选考)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成,其重量分别为和。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态(即P和Q的其余部分均不接触),P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是( )
A. Q对P磁力大小等于
B. P对Q的磁力方向竖直向下
C. Q对电子秤的压力大小等于+F
D. 电子秤对Q的支持力大小等于+
【参考答案】D
【名师解析】由题意可知,因手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,即Q对P有水平向左的磁力;P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态,则说明Q对P有竖直向上的磁力,则Q对P的磁力方向斜向左上方向,其磁力F大小大于,选项AB错误;对PQ的整体受力分析,竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于+,即Q对电子秤的压力大小等于+,选项C错误,D正确。
考点
三年考情(2022-2024)
命题趋势
考点1 力学中的三种力
(5年5考)
2024高考广西卷:斜面上物体所受摩擦力。
2022高考福建卷:擦窗户工具受到的摩擦力。
2024高考辽吉黑卷:利用砚台将墨条磨成墨汁,砚台对墨条的摩擦力方向,桌面对砚台的摩擦力方向。
2024高考山东卷:国产人形机器人“天工”平稳通过斜坡,考查摩擦力。
2023高考山东卷:餐厅暖盘车的储盘装置,胡克定律。
2022高考上海卷:麦克风静止在水平桌面上,判断支架对话筒作用力的方向。
2022年1月浙江选考:公园里仿制我国古代欹器的U形水桶,考查重心及其相关知识点。
1. 相互作用中高考考查频率较高的知识主要有:力学中的三种力,力的合成与分解,牛顿第三定律。
2. 力学中的三种力的考查主要集中弹力和摩擦力,包括胡克定律、滑动摩擦力、静摩擦力,命题冠以情景。
3. 力的合成与分解的考查主要集中在与平衡、匀速运动结合考查。
4. 牛顿第三定律的考查贯穿于整个力学,可能与静力学、动力学相关知识综合。
考点2 力的合成与分解
(5年4考)
2023年6月高考浙江选考:水平面上固定两排平行的半圆柱体,上面叠加圆柱体:
2023年1月浙江选考:轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上。
2022年1月浙江选考:工作人员用轻绳匀速移动石墩时。
考点3 牛顿第三定律
(5年4考)
2022新高考海南卷:在冰上接力比赛时,甲推乙之间的相互作用力。
2023高考江苏学业水平选择性考试:“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。
2022年6月浙江选考:鱼儿摆尾击水跃出水面。
2022年1月浙江选考:水平放置的电子秤上有一磁性玩具悬浮。
三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)专题38光电效应(解析版): 这是一份三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)专题38光电效应(解析版),共16页。
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