2022年高考物理一輪復習夯實核心素養(yǎng)-相互作用素養(yǎng)提升練（解析版）

第二章相互作用一一力

2.6相互作用素養(yǎng)提升練

1.如圖1所示為手機被吸在磁性手機支架上的情形，汽車正在水平路面上加速直線行駛,

關于手機的受力，下列說法正確的是（）

圖1

A.手機可能只受三個力的作用

B.手機可能不受摩擦力的作用

C.支架對手機的作用力一定豎直向上

D.支架對手機的作用力一定大于手機的重力

【答案】D

【解析】手機一定受重力，磁性吸引力、支架的支持力以及支架對手機的摩擦力四個力的

作用，并且由于支持力和磁性吸引力方向都與支架平面垂直，當手機加速前進時，手機所

受沿磁片向上的摩擦力大于重力沿磁片向下的分力，即一定有摩擦力，選項A、B錯誤；

由于汽車在加速運動，因此支架對手機的作用力與手機受到的重力的合力一定水平向前，

根據(jù)力的合成可知，支架對手機的作用力一定斜向前方，且大于重力，選項C錯誤，D正

確.

2.20世紀末，由于生態(tài)環(huán)境的破壞，我國北方地區(qū)3、4月份沙塵暴天氣明

顯增多。近年來，我國加大了環(huán)境治理，踐行‘'綠水青山就是金山銀山”的發(fā)

展理念，沙塵天氣明顯減少。現(xiàn)把沙塵上揚后的情況簡化為沙塵顆粒懸浮在空

中不動。已知風對沙塵的作用力表達式為￡=印/。2,其中。為常數(shù)，0為空氣

密度，Z為沙塵顆粒的截面積，。為風速。設沙塵顆粒為球形，密度為20，半

徑為尸，風速豎直向上，重力加速度為g,則。的表達式為（）

【答案】B

4

【解析】沙塵懸浮時受力平衡，根據(jù)平衡條件有，〃g=E,其中

\4p0gr

由題意知廣=印/。2,聯(lián)立以上得V=B正確，A、C、

P

D錯誤。

3.如圖2所示，在水平地面上放置的一個質(zhì)量為M的斜面體（斜面光滑）斜面體上放置一

個質(zhì)量為〃，的物塊，物塊與固定墻面上的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的軸線始終與斜面平行，若

物塊在斜面上做往復運動的過程中，斜面體始終保持靜止,則下列選項中畫出的關于地面

對斜面體的摩擦力々與時間/的關系圖象正確的是（）

【答案】A

【解析】因為斜面光滑，所以斜面體的受力如圖所示，物塊對斜面體的壓力始終不變，故

地面對斜面的摩擦力大小恒定，且方向始終向右，故選A.

FN'G

4.戶外野炊所用的便攜式三腳架，由三根完全相同的輕桿通過錢鏈

組合在一起，每根桿均可繞較鏈自由轉動。如圖所示，將三腳架靜

止放在水平地面上，吊鍋通過細鐵鏈掛在三腳架正中央，三根桿與

豎直方向的夾角均相等。若吊鍋和細鐵鏈的總質(zhì)量為加，重力加速

度為g，不計支架與錢鏈之間的摩擦，則（）

5

A.當每根桿與豎直方向的夾角為37°時，桿受到的壓力大小為§〃吆

B.當每根桿與豎直方向的夾角為37°時，桿對地面的摩擦力大小為4g

C.當每根桿與豎直方向的夾角均變大時，三根桿對較鏈的作用力的合力

變大

D.當每根桿與豎直方向的夾角均變大時，桿對地面的壓力變大

【答案】B

5

【解析】根據(jù)平衡條件，豎直方向，有3Ncos37°=mg,解得N=fg,故A

12

5ms,3mg

錯誤；桿對地面的摩擦力大小為/三Nsin37°=——X-=——，故B正確；當每

1254

根桿與豎直方向的夾角均變大時，三根桿對較鏈的作用力的合力仍與吊鍋和細

鐵鏈的總重力大小相等，故C錯誤；由平衡可知3Ncos0=mg,得2

mg,,mg

——,桿對地面的壓力N'=Ncos6=—,故D錯誤。

3cos03

5.如圖4所示，用04、08兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間，開始時05繩水平，現(xiàn)保

持O點位置不變，改變08繩長使繩右端由8點緩慢上移至丁點，此時08'與0/之間

的夾角。＜90。，設此過程中04繩的拉力分別為F/、FOB，則下列說法正確的是

()

A.Foa一直增大B.尸可一*直減小

C.尸03一直減小D.尸08先增大后減小

【答案】B

【解析】對結點。受力分析：重力G、繩OA的拉力尸8和繩0B的拉力FOB,根據(jù)平衡條

件知，兩根繩子的拉力的合力與重力大小相等、方向相反，作出輕繩08在兩個位置時力

的合成圖如圖所示，由圖看出，由3f2-1的過程中，片”逐漸減小，尸先減小后增大，

當6=90。時，尸最小.

6.如圖所示，水平臺面上放置一個帶有底座的倒三腳支架，每根支架與水

平面均成45°角且任意兩支架之間夾角相等。一個質(zhì)量為機的均勻光滑球體放

在三腳架里，重力加速度為g,則每根支架受球體的壓力大小是（）

1隹

A.-mg

3隹1

C.—mgD.產(chǎn)

【答案】B

【解析】光滑球體受重力和三個支持力，三個支持力與豎直方向的夾角均為

mp\l2

45°，根據(jù)平衡條件可得3Ncos45°=mg,解得N=------^―=—mg,故B

3cos453

正確，A、C、D錯誤。

7.拖把是拖桿和拖把頭構成的擦地工具（如圖）。設拖把頭的質(zhì)量為加，拖桿質(zhì)量

可以忽略，拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g,某同學用該

拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為仇

當拖把頭在地板上勻速移動時推拖把的力F的大小為（）

Hmg

A.~~'"

sin夕+〃cos8

c〃加g

cos〃一〃sin0

【答案】B

設該同學沿拖桿方向用大小為尸的力推拖把，將推拖把的力沿豎直和水平

方向分解，有

Feos0+mg=N

Fsin9=f

式中N和/分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力，按摩擦定律有/=4乂

Limg

聯(lián)立上式得/=1--------------，B正確。

sin6—/zcos0

8.如圖5所示，左側是半徑為R的四分之一圓弧，右側是半徑為2R的一段圓弧.二者圓

心在一條豎直線上，小球。、6通過一輕繩相連，二者恰好于等高處平衡.已知夕=37。，

不計所有摩擦，則小球〃、b的質(zhì)量之比為（）

圖5

A.3：4B.3：5

C.4：5D.1：2

【答案】A

【解析】對。和b兩個小球受力分析，受力分析圖如圖所示，由幾何關系知，1=6=37。,

因一根繩上的拉力相等，故拉力都為FT;

由力的平衡條件可知小球a的拉力FT=wdgcos37°,小球b的拉力FT=w^sin37°,聯(lián)立可

tna3

解得A正確.

mb4

9.（多選）如圖所示，一個小物塊放在截面為半圓的容器最低點。若繞過。

點垂直于紙面的軸逆時針緩慢轉動容器，直至小物塊開始沿內(nèi)壁滑動，則該過

程中容器對小物塊的（）

0

A.支持力大小不變B.支持力大小減小

C.摩擦力大小減小D.摩擦力大小增大

【答案】BD

【解析】設某時刻物塊與。點連線與豎直方向夾角為9,則此時EN="7gC0S

6,Ff=mgsin0,則隨。角的增加，支持力人大小減小，摩擦力R大小增

大。

10.（多選）如圖所示，在水平地面上放著一個左側截面為半圓的光滑柱狀物

體4在物體4與豎直墻面之間放著一個光滑斜面體8,斜面體8未接觸地

面，整個裝置在水平力廠作用下處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)推動物體/緩慢向左移動一

小段距離，在此過程中，下列說法正確的是（）

A.水平力廠大小不變

B.地面對物體力的支持力不變

C.斜面體8對物體力的壓力逐漸增大

D.墻面對斜面體B的支持力逐漸減小

【答案】AB

mBg

【解析】以8為研究對象，由平衡條件可知，墻對8的作用力8=---------

tan0

mBg

物體/對斜面體的支持力F=------

2sin0

現(xiàn)推動物體4緩慢向左移動一小段距離，角度。保持不變，所以尸|、B保

持不變。以整體為研究對象，水平力廠大小等于墻對8的作用力Q保持不變，

故A正確；以整體為研究對象，地面對物體力的支持力等于/、8重力之和保

持不變，故B正確；根據(jù)牛頓第三定律，可知斜面體B對物體力的壓力等于物

體N對斜面體的支持力&不變，故C錯誤；墻面對斜面體8的支持力產(chǎn)?保持

不變，故D錯誤。

11.（多選）如圖，一細繩跨過光滑定滑輪，其一端懸掛物塊&另一端與

地面上的物塊/相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用水平向右的拉力緩慢拉動瓦

直至懸掛3的細繩與豎直方向成60°。已知/始終保持靜

止，則在此過程中（）

A.Z所受細繩的拉力一直增大

B./所受地面的支持力一直增大

C.水平拉力大小可能減小

D.Z所受地面的摩擦力一直增大

【答案】AD

【解析】對8受力分析可知，設懸掛8的細繩與豎直方向成。時，在豎直方向

平衡有：Teos0=mBg

在水平方向有：F=m/jgtan9

所以當，逐漸增大過程中細繩的拉力逐漸增大，水平拉力逐漸增大，故A

正確，C錯誤：對〃受力分析如圖:

根據(jù)平衡關系有：/孫g=Tcosa+N

f=Tsina

因為〃始終保持靜止，a保持不變，T增大，所以N減小，/增大，故B

錯誤，D正確。

12.（多選）如圖所示，兩個可視為質(zhì)點的小球/、8通過固定在。點的光滑滑

輪用輕繩相連，小球〃置于光滑半圓柱上，小球8用水平輕繩拉著，水平輕繩

另一端系于豎直板上，兩球均處于靜止狀態(tài)。已知。點在半圓柱橫截面圓心

Q的正上方，與豎直方向成30°角、其長度與半圓柱橫截面的半徑相等,

。8與豎直方向成60°角，則（）

A.輕繩對球4的拉力與球工所受彈力的合力大小相等

B.輕繩對球/的拉力與半圓柱對球/的彈力大小相等

C.輕繩AOB對球A的拉力與對球B的拉力大小之比為衣：小

D.球/與球3的質(zhì)量之比為24：1

選。設輕繩中拉力T,球，受力如圖。球/所受彈力為繩對〃的拉力和半

圓對球/的彈力的合力，與重力等大反向，大于T,故A錯誤：由力的受力分

由

析可得Tsin30°=Nsin30°,Teos30°+Ncos30°=加,短，解得T=N=.

mAg,故B正確；輕繩對Z的拉力與對球B的拉力都等于T,故C錯誤；對球

mA243

=

B:Teos60°mBg,7=2"?蟾，解得—=---,故D正確。

13.某同學嘗試用橡皮筋等器材研究兩個互成角度力的合成規(guī)律，他找到兩條相同的橡皮

筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計

了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端與細繩連接，結點為。，細繩下掛一重物，兩橡皮筋的

另一端都連有細繩.實驗時，先將兩條橡皮筋的一端的細繩固定在墻上的釘子/上，一條

橡皮筋任其下垂，如圖8甲所示；再將另一條橡皮筋的另一端的細繩固定在墻上的釘子8

上，如圖乙所示.

圖8

(1)為完成實驗，下述操作中必需的是.

A.兩橡皮筋的另一端連接的細繩。、6長度要相同

B.要測量橡皮筋的原長

C.要測量圖甲和圖乙中橡皮筋的長度

D.要記錄圖甲中結點。的位置及過結點。的豎直方向

E.要記錄圖乙中結點O'的位置及過結點O'的豎直方向

(2)對該實驗“兩條相同的橡皮筋”的要求的理解正確的是

A.橡皮筋的材料和原長相同即可

B.橡皮筋的材料和粗細相同即可

C.橡皮筋的材料、原長和粗細均要相同

【答案】

(l)BCE(2)C

【解析】

(1)首先應明白該實驗的實驗原理，即用橡皮筋的伸長量來表示彈力的大小，所以實驗中一

定要測橡皮筋的長度，而沒必要關心細繩。、6的長度，選項B和C中的操作是需要的，

為了確保力的合成的等效性，需要記錄題圖乙中結點O'的位置及過結點O'的豎直方

向，選項E中的操作是必需的.

(2)為了能用橡皮筋的伸長量表示彈力大小，滿足F=kx,應讓人值相同，即橡皮筋的材

料、粗細、原長均要相同，選項C正確.

14.用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于4點，另一端8用細

繩繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺，當掛兩個鉤碼時，繩上

一定點尸對應刻度如圖乙中油虛線所示，再增加一個鉤碼后，P點對應刻度如圖乙中cd

虛線所示，已知每個鉤碼質(zhì)量為50g,重力加速度g=9.8m/s2,則被測彈簧的勁度系數(shù)

為N/m.掛三個鉤碼時彈簧的形變量為cm.

【答案】702.10

【解析】由圖可知，當鉤碼增加1個時，彈力增大加g,彈簧的長度伸長量增加0.70cm,

mg

則由平衡關系可知，mg=kx,解得勁度系數(shù)%=—=70N/m;對3個鉤碼由3mg=履|;解

x

得%i=2.10cm.

15.如圖所示，水平細桿上套有一質(zhì)量為0.54kg的小環(huán)4用輕繩將質(zhì)量為0.5kg的小球

8與/相連.8受到始終與水平方向成53。角的風力作用，與4一起向右勻速運動，此時

輕繩與水平方向夾角為37。，運動過程中5球始終在水平細桿的下方，貝U：(取g=10

m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)8對繩子的拉力大??；

(2)4與桿間的動摩擦因數(shù).(保留一位有效數(shù)字)

【答案】(1)3.0N(2)0.3

【解析】(1)對小球8由平衡條件得繩的拉力為

FT=wgsin37°=3.0N.

由牛頓第三定律知8對繩子的拉力大小為3.0N.

(2)環(huán)A做勻速直線運動，有FTCOS37°-F(=0

FN=A/g+FTsin37°而F.jiFz,解得"弋0.3.

16.如圖所示，光滑固定斜面上有一個質(zhì)量為10kg的小球被輕繩拴住懸掛在天花板上，已

知繩子與豎直方向的夾角為45。，斜面傾角為30。，整個裝置處于靜止狀態(tài)，g取10m/s2.

求：(在取1.414)

(1)繩中拉力的大小和斜面對小球支持力的大??；

(2)若另外用一個外力拉小球，能夠把小球拉離斜面，求最小拉力的大小.

【答案】(1)51.8N73.2N(2)70.7N

【解析】⑴

如圖，沿水平方向和豎直方向建立直角坐標系，對小球受力分析，把不在坐標軸上的

力沿軸分解.則：

o

水平方向上：FTsin45-FNsin30°=0

豎直方向上：

FTCOS45°+^NCOSJO0—mg=0

由以上兩式得/NQ73.2N,尸T-51.8N

(2)外力方向與繩子垂直時，拉力最小.拉力的最小值為&iin=，"gsin45。

代入數(shù)據(jù)，解得Fming70.7N.

17.質(zhì)量為"的木楔傾角為仇在水平面上保持靜止，當將一質(zhì)量為加的木塊放在木楔斜

面上時，它正好勻速下滑.現(xiàn)用與木楔斜面成a角的力尸拉著木塊勻速上升，如圖所示，

己知木楔在整