2019年高考物理 真題和模擬題分項匯編 專題03 相互作用（含解析）

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1、相互作用 1．（2019·新課標(biāo)全國Ⅰ卷）如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N。另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止，則在此過程中 A．水平拉力的大小可能保持不變 B．M所受細(xì)繩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減小后增加 【答案】BD 【解析】如圖所示，以物塊N為研究對象，它在水平向左拉力F作用下，緩慢向左移動直至細(xì)繩與豎直方向夾角為45°的過程中，水平拉力F逐漸增大，

2、繩子拉力T逐漸增大； 對M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力T的增加，則摩擦力f也逐漸增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，則隨著繩子拉力T的增加，摩擦力f可能先減小后增加。故本題選BD。 2．（2019·新課標(biāo)全國Ⅱ卷）物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運動，輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大張力為1 500 N，則物塊的質(zhì)量最大為 A．150kg B．kg C．200 kg D．kg 【答案】A 【解析】 T=f+mgsinθ，f=μN，N=m

3、gcosθ，帶入數(shù)據(jù)解得：m=150kg，故A選項符合題意。 3．（2019·新課標(biāo)全國Ⅲ卷）用卡車運輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間，如圖所示。兩斜面I、Ⅱ固定在車上，傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時，圓筒對斜面I、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2，則 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】對圓筒進行受力分析知圓筒處于三力平衡狀態(tài)，受力分析如圖，由幾何關(guān)系可知，，。解得， 由牛頓第三定律知，故D正確 4．（2019·天津卷）2018年10月23日，港珠澳跨海大橋正式通車。為保持以往船行習(xí)慣，在航

4、道處建造了單面索（所有鋼索均處在同一豎直面內(nèi)）斜拉橋，其索塔與鋼索如圖所示。下列說法正確的是 A．增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力 B．為了減小鋼索承受的拉力，可以適當(dāng)降低索塔的高度 C．索塔兩側(cè)鋼索對稱且拉力大小相同時，鋼索對索塔的合力豎直向下 D．為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下，索塔兩側(cè)的鋼索必須對稱分布 【答案】C 【解析】A、以橋身為研究對象，鋼索對橋身的拉力的合力與橋身的重力等大反向，則鋼索對索塔的向下的壓力數(shù)值上等于橋身的重力，增加鋼索的數(shù)量鋼索對索塔的向下的壓力數(shù)值不變，故A錯誤； B、由圖甲可知，當(dāng)索塔高度降低后，變大， 變小，故T變大，故B錯誤

5、C、由B的分析可知，當(dāng)鋼索對稱分布時，，鋼索對索塔的合力豎直向下，故C正確 D、受力分析如圖乙，由正弦定理可知，只要，鋼索AC、AB的拉力FAC、FAB進行合成，合力豎直向下，鋼索不一定要對稱分布，故D錯誤；綜上分析：答案為C。 5．（2019·江蘇卷）如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對氣球的作用力水平向右．細(xì)繩與豎直方向的夾角為α，繩的拉力為T，則風(fēng)對氣球作用力的大小為 （A） （B） （C）Tsinα （D）Tcosα 【答案】C 【解析】對氣球受力分析，由水平方向平衡條件可得：，故C正確。 6．（2019·山東省濟寧市高三第二次摸底考試）我國2007年建成的國

6、家大劇院外部呈橢球型．為了簡化，將國家大劇院的屋頂近似為半球形，某警衛(wèi)人員在執(zhí)行特殊任務(wù)時，必須在屋頂上向上緩慢爬行，他在爬行的過程中屋頂對他的 A．支持力不變 B．支持力變小 C．摩擦力變小 D．摩擦力變大 【答案】C 【解析】 因為緩慢爬行，合力為零：，，向上爬的過程中，夾角減小，變大，變小，所以摩擦力變小，支持力變大，ABD錯誤，C正確。 7．（2019·遼寧省遼南協(xié)作體高三模擬）如圖所示，質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上，通過最高點處的釘子用水平細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B。整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知重力加速度為g則 A．A對地面的摩擦

7、力方向向左 B．A對地面的壓力大于（M+m）g C．B對A的壓力大小為 D．細(xì)線對小球的拉力大小為 【答案】D 【解析】把AB看成一個整體，對整體受力分析得整體受重力和地面對整體的支持力，地面對整體沒有摩擦力，即A對地面沒有摩擦力，否則不能平衡，A錯誤；整體對地面的壓力即是A對地面的壓力等于（M+m）g，B錯誤；對小球受力分析，如圖所示： 根據(jù)平衡條件，有：，，由幾何關(guān)系有：，，解得：，，C錯誤，D正確。 8．（2019·西南名校聯(lián)盟模擬）兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖所示，OA、OB與水平面的夾角分別為α、β，已知α<β，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則 A．水

8、平面一定是粗糙的 B．水平面可能是光滑的 C．OA繩的拉力大于OB繩的拉力 D．OA繩的拉力等于OB繩的拉力 【答案】A 【解析】對O點受力分析，由平行四邊形定則可知，OA繩的拉力小于OB繩的拉力，選項CD錯誤；對物體m而言，因向右的繩的拉力大于向左的繩的拉力，可知m受到向左的摩擦力，即水平面一定是粗糙的，選項A正確，B錯誤。 9．（2019·廣東省高三第一次模擬）如圖所示，足夠長的光滑平板AP與BP用鉸鏈連接，平板AP與水平面成53°角固定不動，平板BP可繞水平軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，質(zhì)量為m的均勻圓柱體O放在兩板間sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度為g。在使B

9、P板由水平位置緩慢轉(zhuǎn)動到豎直位置的過程中，下列說法正確的是 A．平板BP受到的最小壓力為mg B．平板BP受到的最大壓力為mg C．平板AP受到的最小壓力為mg D．平板AP受到的最大壓力為mg 【答案】A 【解析】小球受重力、斜面AP彈力和擋板BP彈力，如圖所示： 小球一直處于平衡狀態(tài)，則有：與合力F=mg，由圖可知，當(dāng)擋板BP逆時針緩慢地轉(zhuǎn)向豎直位置的過程中，越來越大，先變小，后變大；由幾何關(guān)系可知，當(dāng)?shù)姆较蚺cAP的方向平行（即與的方向垂直）時，有最小值為：，當(dāng)擋板BP豎直時，最大，為：，A正確，B錯誤；當(dāng)BP沿水平方向時，AP對球的支持力為0，所以AP受到的壓力也等

10、于0，C錯誤；由圖可知，當(dāng)BP沿繩子方向時，AP對球的支持力最大，為：，由牛頓第三定律可知，平板AP受到的最大壓力為，D錯誤。 10．（2019·山東省聊城市高三下學(xué)期三模）在港珠澳大橋建設(shè)中，將一個根直徑22 m，高40.5 m的鋼筒，打入海底圍成人工島，創(chuàng)造了快速筑島的世界記錄。鋼筒質(zhì)量為M，起重機用10根對稱分布的、長為22 m的鋼索將其吊起，靜止于空中。則每根鋼索受到的拉力大小約為 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由于鋼筒的直徑為22 m，鋼索的長為22 m，則每兩根鋼索與直徑構(gòu)成等邊三角形，所以每根鋼索與豎直方向的夾角為；設(shè)每根鋼索受到的拉力大小為F，豎直方向

11、根據(jù)平衡條件可得，解得：，B正確。 11．（2019·湖南省長沙市第一中學(xué)高三第八次月考）《大國工匠》節(jié)目中講述了王進利用“秋千法”在1000kV的高壓線上帶電作業(yè)的過程。如圖所示，絕緣輕繩OD一端固定在高壓線桿塔上的O點，另一端固定在兜籃上。另一絕緣輕繩跨過固定在桿塔上C點的定滑輪，一端連接兜籃，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王進坐在兜籃里，緩慢地從C點運動到處于O點正下方E點的電纜處。繩OD一直處于伸直狀態(tài)，兜籃、王進及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m，不計一切阻力，重力加速度大小為g。關(guān)于王進從C點運動到E點的過程中，下列說法正確的是 A．工人對繩的拉力一直變大 B．繩OD的拉力一直變小

12、 C．OD、CD兩繩拉力的合力大小等于mg D．當(dāng)繩CD與豎直方向的夾角為30°時，工人對繩的拉力為 【答案】CD 【解析】A．對兜籃、王進及攜帶的設(shè)備整體受力分析如圖所示，繩OD的拉力為F1，與豎直方向的夾角為θ，繩CD的拉力為F2，與豎直方向的夾角為α。根據(jù)幾何知識知：θ+2α=90°，由正弦定理可得F1增大，F(xiàn)2減小，A錯誤；B．根據(jù)選項A的分析，B錯誤；C．兩繩拉力的合力大小等于mg，C正確；D．α=30°時，θ=30°，可求出，D正確。 12．（2019·河北衡水中學(xué)三下學(xué)期?？迹┤鐖D所示，光滑的輕滑輪通過支架固定在天花板上，一足夠長的細(xì)繩跨過滑輪，一端懸掛小球b，另一端

13、與套在水平細(xì)桿上的小球a連接。在水平拉力F作用下小球a從圖示虛線位置開始緩慢向右移動（細(xì)繩中張力大小視為不變）。已知小球b的質(zhì)量是小球a的2倍，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，小球a與細(xì)桿間的動摩擦因數(shù)為。則下列說法正確的是 A．當(dāng)細(xì)繩與細(xì)桿的夾角為60°時，拉力F的大小為（2–）mg B．支架對輕滑輪的作用力大小逐漸增大 C．拉力F的大小一直增大 D．拉力F的大小先減小后增大 【答案】AC 【解析】設(shè)小球a的質(zhì)量為m，則小球b的質(zhì)量為2m，在緩慢移動的過程中，兩小球都處于平衡狀態(tài)，繩子的拉力，當(dāng)細(xì)繩與細(xì)桿的夾角為60°時，對小球a受力分析如圖所示，則在水平方向上有，已知，在豎直方

14、向上有，聯(lián)立解得，兩段繩子的拉力大小不變，但夾角變大，所以合力變小，故支架對輕滑輪的作用力減小，B錯誤；繩子與輕桿方向的夾角越來越小，根據(jù)，可知N越來越大，在水平方向上，即摩擦力越來越大，越來越大，故拉力F的大小一直增大，C正確D錯誤。 13．（2019·安徽省安慶市市示范中學(xué)髙三聯(lián)考）如圖所示，內(nèi)壁光滑的“V”形容器AOB放在水平地面上，∠AOB為銳角，貼著內(nèi)壁放置一個鐵球，現(xiàn)將容器以O(shè)點為軸在豎直平面內(nèi)逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，則在轉(zhuǎn)動過程中 A．球?qū)A的壓力逐漸增大 B．球?qū)A的壓力先增大后減小 C．球?qū)B的壓力逐漸增大 D．球?qū)B的壓力先增大后減小 【答案】AD

15、 【解析】對小球在某位置受力分析如圖，當(dāng)容器以O(shè)點為軸在豎直平面內(nèi)逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°的過程中，相當(dāng)于容器不動，而重力G的方向從豎直向下的位置轉(zhuǎn)到與OB平行且方向向左的位置，若設(shè)F1與豎直方向的夾角為θ（定值），某時刻重力G與豎直方向的夾角為α，則對小球O1，由正交分解法可知：；，則解得；，則當(dāng)α角從0°增加到 90°角的過程中，F(xiàn)1逐漸變大；F2先增加后減小，故選AD. 14．（2019·湖南省永州市教研室名師篩選高考信息卷）如圖所示，一足夠長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)對小物塊施加一水平向右的恒力F，當(dāng)物塊運動到最低點之前，下列說法正確的是 A

16、．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，滑塊勻速下滑，受重力、支持力和摩擦力，根據(jù)共點力平衡條件，支持力N=mgcosα，摩擦力f=mgsinα，故動摩擦因數(shù)μ=f/N=tanα；對小物塊施加一水平向右的恒力F后，支持力N′=mgcosα+Fsinα，變大；滑動摩擦力f′=μN′，也變大；故A錯誤，B正確；CD、不加推力F時，根據(jù)平衡條件，滑塊受的支持力和摩擦力的合力豎直向上；故根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對斜面體的壓力和摩擦力的合力豎直向下，故

17、斜面體相對地面沒有滑動趨勢，故斜面體不受摩擦力；加上水平推力后，滑塊對斜面體的摩擦力和壓力同比例增加，其合力方向依舊是豎直向上（大小變大，方向不變）；同理，根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對斜面體的壓力和摩擦力的合力依舊是豎直向下（大小變大，方向不變），故斜面體相對地面仍然沒有滑動趨勢，故斜面體仍然不受摩擦力，但對地壓力變大了；故C錯誤，D正確；故選BD。 15．（2019·湖北省武漢市武昌區(qū)高三調(diào)研考試）如圖所示，豎直桿固定在木塊C上，兩者總重為20 N，放在水平地面上。輕細(xì)繩a連接小球A和豎直桿頂端，輕細(xì)繩b連接小球A和B，小球B重為10 N。當(dāng)用與水平方向成30°角的恒力F作用在小球B上時，A、B、C剛好保持相對靜止且一起水平向左做勻速運動，繩a、b與豎直方向的夾角分別恒為30°和60°，則下列判斷正確的是 A．力F的大小為10 N B．地面對C的支持力大小為40 N C．地面對C的摩擦力大小為10 N D．A球重為10 N 【答案】AD 【解析】AD、以B為研究對象受力分析，水平方向受力平衡，有：，解得：，豎直方向受力平衡，則有：，解得：，以A為研究對象受力分析，豎直方向上有：，水平方向：，聯(lián)立得：，即A球重為10N，故AD正確；BC、以ABC整體為研究對象受力分析，水平方向：，豎直方向：，解得：N＝35N，故BC錯誤。 12