2024年高考物理真題模擬題匯編03相互作用含解析

PAGEPAGE11專題03相互作用1.（2024·新課標(biāo)Ⅰ卷）行駛中的汽車假如發(fā)生猛烈碰撞，車內(nèi)的平安氣囊會(huì)被彈出并瞬間充溢氣體。若碰撞后汽車的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為零，關(guān)于平安氣囊在此過(guò)程中的作用，下列說(shuō)法正確的是（）A.增加了司機(jī)單位面積的受力大小B.削減了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變更量C.將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動(dòng)能D.延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積【答案】D【解析】A．因平安氣囊充氣后，受力面積增大，故減小了司機(jī)單位面積的受力大小，故A錯(cuò)誤；B．有無(wú)平安氣囊司機(jī)初動(dòng)量和末動(dòng)量均相同，所以動(dòng)量的變更量也相同，故B錯(cuò)誤；C．因有平安氣囊的存在，司機(jī)和平安氣囊接觸后會(huì)有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，不能全部轉(zhuǎn)化成汽車的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)槠桨矚饽页錃夂竺娣e增大，司機(jī)的受力面積也增大，在司機(jī)擠壓氣囊作用過(guò)程中由于氣囊的緩沖故增加了作用時(shí)間，故D正確。故選D。2.（2024·新課標(biāo)Ⅲ卷）如圖，懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不行伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩上O點(diǎn)處；繩的一端固定在墻上，另一端通過(guò)光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí)，O點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α=70°，則β等于（）A.45° B.55° C.60° D.70°【答案】B【解析】甲物體是拴牢在O點(diǎn)，且甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，則甲、乙繩的拉力大小相等，O點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，則左側(cè)繩子拉力的方向在甲、乙繩子的角平分線上，如圖所示依據(jù)幾何關(guān)系有，解得。故選B。3.（2024·浙江卷）矢量發(fā)動(dòng)機(jī)是噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生不同方向推力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)殲20隱形戰(zhàn)斗機(jī)以速度v斜向上飛行時(shí)，其矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口如圖所示。已知飛機(jī)受到重力G、發(fā)動(dòng)機(jī)推力、與速度方向垂直的升力和與速度方向相反的空氣阻力。下列受力分析示意圖可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】由題意可知所受重力G豎直向下，空氣阻力Ff與速度方向相反，升力F2與速度方向垂直，發(fā)動(dòng)機(jī)推力F1的方向沿噴口的反方向，對(duì)比圖中選項(xiàng)可知只有A選項(xiàng)符合題意。故選A。4.（2024·浙江卷）如圖是“中國(guó)天眼”口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當(dāng)他在離底部有肯定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移動(dòng)時(shí)，氦氣球?qū)ζ溆写笮?、方向豎直向上的拉力作用，使其有“人類在月球上行走”的感覺，若將人視為質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)工作人員（）A.受到的重力大小為B.受到的合力大小為C.對(duì)球面的壓力大小為D.對(duì)球面的作用力大小為【答案】D【解析】A．工作人員的質(zhì)量為，則工作人員受到的重力，A錯(cuò)誤；B．工作人員在球面上緩慢行走，處于平衡狀態(tài)，合力為0，B錯(cuò)誤；C．工作人員站在的球面位置不水平，對(duì)球面的壓力不等于，C錯(cuò)誤；D．由平衡條件可得球面對(duì)工作人員的作用力滿意，再由牛頓第三定律可得，工作人員對(duì)球面的作用力大小為，D正確。故選D。5.（2024·山東卷）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B，通過(guò)不行伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時(shí)，物塊A、B剛好要滑動(dòng)，則μ的值為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】當(dāng)木板與水平面的夾角為時(shí)，兩物塊剛好滑動(dòng)，對(duì)A物塊受力分析如圖沿斜面方向，A、B之間的滑動(dòng)摩擦力，依據(jù)平衡條件可知，對(duì)B物塊受力分析如圖沿斜面方向，B與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力，依據(jù)平衡條件可知，兩式相加，可得，解得，ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。6．（2024·河北省高三三模）如圖所示，六根原長(zhǎng)均為l的輕質(zhì)細(xì)彈簧兩兩相連，在同一平面內(nèi)六個(gè)大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下，形成一個(gè)穩(wěn)定的正六邊形。已知正六邊形外接圓的半徑為R，每根彈簧的勁度系數(shù)均為k，彈簧在彈性限度內(nèi)，則F的大小為（）A．(R－l) B．k(R－l) C．k(R－2l) D．2k(R－l)【答案】B【解析】正六邊形外接圓半徑為R，則彈簧的長(zhǎng)度為R，彈簧的伸長(zhǎng)量為：△x=R-l，由胡克定律可知，每根彈簧的彈力為：f=k△x=k（R-l），兩相鄰彈簧夾角為120°，兩相鄰彈簧彈力的合力為：F合=f=k（R-l），彈簧靜止處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，每個(gè)拉力大小為：F=F合k（R-l），故B正確；ACD錯(cuò)誤；故選B?！军c(diǎn)睛】本題考查了共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的應(yīng)用，依據(jù)題意求出彈簧的形變量、應(yīng)用胡克定律求出彈簧的彈力是解題的前提，應(yīng)用力的合成與平衡條件可以解題。7．（2024·上海高三二模）如圖所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為90°，兩底角為α和β；a、b為兩個(gè)位于斜面上質(zhì)量均為m的小木塊，已知全部接觸面都是光滑的．現(xiàn)發(fā)覺a、b沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動(dòng)，這時(shí)楔形木塊對(duì)水平桌面的壓力等于（）A．Mg+mgB．Mg+2mgC．Mg+mg（sinα+sinβ）D．Mg+mg（cosα+cosβ）【答案】A【解析】對(duì)木塊a受力分析，如圖，受重力和支持力，由幾何關(guān)系，得到：N1=mgcosα，故物體a對(duì)斜面體的壓力為：N1′=mgcosα①，同理，物體b對(duì)斜面體的壓力為：N2′=mgcosβ②，對(duì)斜面體受力分析，如圖，依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，得到：N2′cosα-N1′cosβ=0③F支-Mg-N1′sinβ-N2′sinα=0④依據(jù)題意有：α+β=90°⑤由①～⑤式解得：F支=Mg+mg依據(jù)牛頓第三定律，斜面體對(duì)地的壓力等于Mg+mg；故選：A。【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵先對(duì)木塊a和b受力分析，求出木塊對(duì)斜面的壓力，然后對(duì)斜面體受力分析，依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求出各個(gè)力。也可以干脆對(duì)三個(gè)物體整體受力分析，然后運(yùn)用牛頓其次定律列式求解，可使解題長(zhǎng)度大幅縮短，但屬于加速度不同連接體問(wèn)題，難度提高。8．（2024·山西省高三月考）如圖所示，物塊放在木板上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將木塊略向右移動(dòng)一些使傾角減小，則下列結(jié)論正確的是（）A．木板對(duì)的作用力不變B．木板對(duì)的作用力減小C．物塊與木板間的正壓力減小D．物塊所受的摩擦力不變【答案】A【解析】物塊放在木板上處于靜止?fàn)顟B(tài)，將木塊略向右移動(dòng)一些使傾角減小，仍保持靜止，所以木板對(duì)的作用力仍與的重力等大反向，故正確，錯(cuò)誤；物塊與木板間的正壓力，減小，所以正壓力增大，故C錯(cuò)誤；物塊所受的摩擦力，減小，所以摩擦力減小，故D錯(cuò)誤。9．（2024·福建省高考模擬）如圖所示，在水平晾衣桿上晾曬床單時(shí)，為了使床單盡快晾干，可在床單間支撐輕質(zhì)小木棍．小木棍位置的不同，兩側(cè)床單間夾角θ將不同．設(shè)床單重力為G，晾衣桿對(duì)床單的作用力大小為F，下列說(shuō)法正確的是：A．θ越大，F(xiàn)越大B．θ越大，F(xiàn)越小C．無(wú)論θ取何值，都有F=GD．只有當(dāng)=120°時(shí)，才有F=G【答案】C【解析】以床單和細(xì)桿整體為探討對(duì)象，整體受到重力G和晾衣桿的支持力F，由平衡條件知F=G，與θ取何值無(wú)關(guān)，故ABD錯(cuò)誤，C正確．故選C．10．（2024·福建省莆田市第一聯(lián)盟體高三期末聯(lián)考）如圖所示，帶有光滑豎直桿的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接，起先時(shí)輕繩與斜劈平行．現(xiàn)給小滑塊施加一個(gè)豎直向上的拉力，使小滑塊沿桿緩慢上升，整個(gè)過(guò)程中小球始終未脫離斜劈，則有A．小球?qū)π迸膲毫Ρ３植蛔傿．輕繩對(duì)小球的拉力先減小后增大C．豎直桿對(duì)小滑塊的彈力先增大再減小D．對(duì)小滑塊施加的豎直向上的拉力漸漸增大【答案】D【解析】A、B、對(duì)小球受力分析，受重力、支持力和細(xì)線的拉力，如圖所示：

依據(jù)平衡條件可知，細(xì)線的拉力T增加，支持力N減小，依據(jù)牛頓第三定律，球?qū)π泵娴膲毫σ矞p??；故A、B錯(cuò)誤．C、D、對(duì)球和滑塊整體分析，受重力、斜面的支持力N，桿的支持力N′，拉力F，如圖所示：

依據(jù)平衡條件，有：水平方向：N′=Nsinθ，豎直方向：F+Ncosθ=G，由于N減小，故N′減小，F(xiàn)增加；故C錯(cuò)誤、D正確．故選D?！军c(diǎn)睛】本題考查共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是正確選擇采納整體法和隔離法，敏捷地選擇探討對(duì)象，然后依據(jù)平衡條件并結(jié)合圖示法和正交分解法分析即可．通常在分析外力對(duì)系統(tǒng)作用時(shí)，用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時(shí)，用隔離法．有時(shí)在解答一個(gè)問(wèn)題時(shí)要多次選取探討對(duì)象，須要整體法與隔離法交叉運(yùn)用．11．（2024·四川省綿陽(yáng)南山中學(xué)高三月考）如圖所示，物體甲放置在水平地面上，通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩與小球乙相連，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對(duì)小球乙施加一個(gè)水平力F，使小球乙緩慢上升一小段距離，整個(gè)過(guò)程中物體甲保持靜止，甲受到地面的摩擦力為f，則該過(guò)程中A．f變小，F(xiàn)變大 B．f變小，F(xiàn)變小C．f變大，F(xiàn)變小 D．f變大，F(xiàn)變大【答案】D【解析】以小球乙為探討對(duì)象受力分析，設(shè)繩與豎直方向的夾角為，依據(jù)平衡條件可得，水平拉力為，可見水平拉力F漸漸增大，繩子的拉力為，故繩子的拉力也是漸漸增加；以物體甲為探討對(duì)象受力分析，依據(jù)平衡條件可得，物體甲受地面的摩擦力與繩子的拉力的水平方向的分力等大反向，故摩擦力方向向左，是漸漸增大；故D正確，A、B、C錯(cuò)誤；故選D。12．（2024·安徽省定遠(yuǎn)中學(xué)高三月考）如圖所示，一足夠長(zhǎng)的斜面體靜置于粗糙水平地面上，一小物塊沿著斜面體勻速下滑，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)之前，下列說(shuō)法正確的是A．物塊與斜面體間的彈力不變B．物塊與斜面體間的摩擦力增大C．斜面體與地面間的彈力不變D．斜面體與地面間的摩擦力始終為0【答案】BD【解析】AB、設(shè)斜面的傾角為α，不加推力F時(shí)，滑塊勻速下滑，受重力、支持力和摩擦力，依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，支持力N=mgcosα，摩擦力f=mgsinα，故動(dòng)摩擦因數(shù)μ=f/N=tanα；對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F后，支持力N′=mgcosα+Fsinα，變大；滑動(dòng)摩擦力f′=μN(yùn)′，也變大；故A錯(cuò)誤，B正確；CD、不加推力F時(shí)，依據(jù)平衡條件，滑塊受的支持力和摩擦力的合力豎直向上；故依據(jù)牛頓第三定律，滑塊對(duì)斜面體的壓力和摩擦力的合力豎直向下，故斜面體相對(duì)地面沒有滑動(dòng)趨勢(shì)，故斜面體不受摩擦力；加上水平推力后，滑塊對(duì)斜面體的摩擦力和壓力同比例增加，其合力方向照舊是豎直向上(大小變大，方向不變)；同理,依據(jù)牛頓第三定律，滑塊對(duì)斜面體的壓力和摩擦力的合力照舊是豎直向下(大小變大，方向不變)，故斜面體相對(duì)地面仍舊沒有滑動(dòng)趨勢(shì)，故斜面體仍舊不受摩擦力，但對(duì)地壓力變大了；故C錯(cuò)誤，D正確；故選BD13．（2024·延安市第一中學(xué)高三二模）如圖所示，重100N的物體A放在傾角為30°的粗糙斜面上，有一根原長(zhǎng)為15cm，勁度系數(shù)為500N/m的彈簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物體A后，彈簧長(zhǎng)度縮短為10cm，若滑塊與斜面間最大靜摩擦力為25N，現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面對(duì)上拉物體，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為10cm時(shí)，測(cè)力計(jì)讀數(shù)可能為()A．10N B．30N C．50N D．70N【答案】ABC【解析】施加拉力前，物體受到四個(gè)力的作用而平衡：重力、垂直斜面對(duì)上的支持力、沿斜面對(duì)上的摩擦力和彈簧對(duì)物體施加沿斜面對(duì)上的彈力，受力如圖，其中，依據(jù)平衡條件可求出，方向沿斜面對(duì)上；施加拉力后，彈簧長(zhǎng)度不變，說(shuō)明物體仍舊靜止，并且彈簧對(duì)物體施加的彈力大小和方向不變，若摩擦力沿斜面對(duì)上，則，即，摩擦力隨著增大而較小，當(dāng)時(shí)，；若，摩擦力沿斜面對(duì)下，因?yàn)槲矬w沒有滑動(dòng)，所以，代入數(shù)據(jù)可得，，所以測(cè)力計(jì)讀數(shù)在之間，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤．14．（2024·湖南省高三零模）《大國(guó)工匠》節(jié)目中講解并描述了王進(jìn)利用“秋千法”在1000kV的高壓線上帶電作業(yè)的過(guò)程。如圖所示，絕緣輕繩OD一端固定在高壓線桿塔上的O點(diǎn)，另一端固定在兜籃上。另一絕緣輕繩跨過(guò)固定在桿塔上C點(diǎn)的定滑輪，一端連接兜籃，另一端由工人限制。身穿屏蔽服的王進(jìn)坐在兜籃里，緩慢地從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到處于O點(diǎn)正下方E點(diǎn)的電纜處。繩OD始終處于伸直狀態(tài)，兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m，不計(jì)一切阻力，重力加速度大小為g。關(guān)于王進(jìn)從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程中，下列