2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案015-高考真题集训2 相互作用——力（教用）

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A. 飞行的蝴蝶只受重力的作用
B. 蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C. 小猫在空中受重力和弹力的作用
D. 小猫蹬地时弹力大于所受重力
【答案】D
【解析】飞行的蝴蝶除了受到重力还受到来自空气的作用力，A错误；蝴蝶转弯时做曲线运动，其所受合力方向与速度方向不共线，B错误；小猫腾空之后，不受弹力的作用，C错误；小猫蹬地时弹力大于重力，其才能加速运动腾空而起，D正确。
2．（2025·广西卷·9）多选 独竹漂是我国一项民间技艺。如图，在平静的湖面上，独竹漂选手手持划杆踩着楠竹，沿直线减速滑行，选手和楠竹相对静止，则（ ）
A. 选手所受合力为0
B. 楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下
C. 手持划杆可使选手（含划杆）的重心下移，更易保持平衡
D. 选手受到楠竹作用力的方向与选手（含划杆）的重心在同一竖直平面内
【答案】CD
【解析】选手沿直线减速滑行，其所受合力与运动方向相反，故所受合力不为零，A错误。由于楠竹和选手相对静止，对选手（含划杆）受力分析可知，其受到重力、楠竹的静摩擦力和支持力，由平行四边形定则与牛顿第三定律可知楠竹受到选手作用力的方向不是竖直向下的，B错误。手持划杆使选手（含划杆）的重心下移，更易保持平衡，C正确。对选手受力分析，其水平方向受到楠竹的摩擦力，竖直方向受到重力和楠竹的支持力，竖直方向受力平衡，则选手受到楠竹作用力的方向与选手（含划杆）的重心在同一竖直平面内，D正确。
3．（2025·浙江1月选考卷·3）中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 双臂夹角越大受力越小
B. 杠铃对每只手臂作用力大小为605N
C. 杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D. 在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
【答案】D
【解析】两臂夹角变化，两臂所受合力始终与杠铃的重力等大；两臂夹角越大，每只手臂受的力越大，A错误。由题意知，杠铃的重力为1210N，两臂与竖直方向夹角不为0，则杠铃对每只手臂的作用力大于605N，B错误。杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误。在加速举起杠铃过程中，人和杠铃组成的系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人和杠铃总重力，D正确。
4．（2025·河北卷·4）如图，内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上，左右边沿等高。该截面内，一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球，一端固定于凹槽左边沿，另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径，所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点，则F的最大值为（ ）
A. 12GB. 22GC. GD. 2G
【答案】B
【解析】由题意知，左、右侧细绳与竖直方向夹角均为45∘ ，假设小球受光滑凹槽内壁的支持力，对小球受力分析如图所示，对小球的受力情况沿水平方向和竖直方向进行正交分解，竖直方向有FN+FT1cs45∘+FT2cs45∘=G，因为FT1=FT2=F，所以FN+2Fcs45∘=G，解得F=G2−FN2，因FN≥0，所以F≤22G，所以F的最大值为22G，B正确。
5．（2023·江苏卷·7）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16。每条腿对月球表面压力的大小为（ ）
A. mg4B. mg4csθC. mg6csθD. mg24
【答案】D
【解析】设每条腿所受支持力为FN，有4FN=mg月，g月=16g，则FN=mg24，由牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力大小为mg24，D正确。
6．（2022·广东卷·1）如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。O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1=F2且∠AOB=60∘ 。下列关系式正确的是（ ）
A. F=F1B. F=2F1C. F=3F1D. F=3F1
【答案】D
【解析】由题意可知，F1=F2，O点处于平衡状态，由平衡条件可得2F1cs30∘=F，所以F=3F1，D正确。
7．（2022·重庆卷·1）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mgB. 大小等于2mg
C. 方向竖直向上D. 方向水平向左
【答案】B
【解析】在竖直平面内对擦窗工具进行受力分析如图所示，擦窗工具做匀速直线运动，其受力平衡，设重力和拉力的合力为F，摩擦力与F等大反向，重力和拉力的合力F=(mg)2+(mg)2=2mg，方向与水平方向成45∘ 角斜向右下方，则摩擦力大小为2mg，方向与水平方向成45∘ 角斜向左上方，B正确。
8．（经典高考）如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则（ ）
A. 杆对A环的支持力变大
B. B环对杆的摩擦力变小
C. 杆对A环的力不变
D. 与B环相连的细绳对书本的拉力变大
【答案】B
【解析】对两环和书本整体受力分析，竖直方向2N=mg，可知将两环距离变小后杆对A环的支持力不变，A错误；对环B受力分析可知，f=Tcsθ （其中的θ 是绳与杆之间的夹角），对书本有2Tsinθ=mg，解得f=mg2tanθ，当两环距离变小后，θ 变大，则f减小，与B环相连的细绳对书本的拉力T变小，B正确，D错误。同理，杆对A环的摩擦力减小，杆对A环的支持力不变，则杆对A环的力减小，选项C错误。
9．（2022·北京卷·5）如图所示，质量为m的物块在倾角为θ 的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为μ ，重力加速度为g。下列说法正确的是 （ ）
A. 斜面对物块的支持力大小为mgsinθ
B. 斜面对物块的摩擦力大小为μmgcsθ
C. 斜面对物块作用力的合力大小为mg
D. 物块所受的合力大小为mgsinθ
【答案】B
【解析】物块在斜面上加速下滑，受力分析如图，支持力FN=mgcsθ ，A错误；摩擦力Ff=μFN=μmgcsθ ，B正确；合力F合=mgsinθ−μmgcsθ ，D错误；mg=(mgsinθ)2+(mgcsθ)2，斜面对物块的作用力F斜=FN2+Ff2，由于物块在斜面上加速下滑，所以mgsinθ>Ff，又由于FN=mgcsθ ，所以F斜≠mg，C错误。
10．（2022·浙江6月选考卷·10）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=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33GB. 作用力为36G
C. 摩擦力为34GD. 摩擦力为38G
【答案】B
【解析】对左侧斜杆受力分析如图所示，其受到地面的支持力FN和静摩擦力f，两力的合力F′沿杆方向；对整体分析可知FN=G4；则F′=FNcs30∘=36G，f=FNtan30∘=312G，B正确，A、C、D均错误。
11．（2022·河北卷·7）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，将木板以底边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
D. 两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
【答案】B
【解析】解析法：应用正弦定理设两根细绳对圆柱体的拉力的合力为T，木板对圆柱体的支持力为N，T与竖直方向的夹角为β ，对圆柱体受力分析如图所示。
在矢量三角形中，根据正弦定理得mgsinα=Nsinβ=Tsinγ，在木板以底边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∘ ，可知β 从锐角逐渐增大为钝角，根据mgsinα=Nsinβ=Tsinγ，由于sinγ 不断减小，可知T不断减小，sinβ 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，设两细绳之间的夹角为2θ ，每根细绳的拉力大小都为T′，则2T′csθ=T，可得T′=T2csθ，θ 不变，T逐渐减小，可知两细绳上的拉力均不断减小，B正确，A、C、D错误。
一题多解 作辅助圆：选圆柱体为研究对象，设两根细绳的拉力的合力为T，除此之外圆柱体还受重力G和木板的支持力N，将三力首尾依次相接构成矢量三角形，如图所示，在木板缓慢转动过程中，两绳拉力的合力T和木板的支持力N同时顺时针转动，重力G恒定，两绳拉力的合力T和木板的支持力N之间的夹角不变，矢量三角形外接圆中弦AB所对的角不变，在木板转至水平的过程中，两绳拉力的合力T和木板的支持力N的连接点C由初位置移至B点，由图可知支持力N先增大后减小，由牛顿第三定律可知圆柱体对木板的压力先增大后减小，两绳拉力的合力T一直减小，B正确，A、C、D错误。
12．（2022·湖南卷·5）2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设单位长度飘带质量为m0，所受的水平风力为F0，设L为飘带上某点以下部分的长度，则该部分的质量为M=Lm0，所受的水平风力F=LF0。对该部分受力分析，所得矢量三角形如图，tanθ=FMg=LF0Lm0g=F0m0g，由于m0与F0为定值，则θ 为定值，即θ 与L无关，无论选取的研究对象L很小还是很大，θ 都不变，则F拉方向一定，所以飘带实际形态最接近一条直线，A正确。