物理高考专题训练题及答案解析(珍藏版)：相互作用(练)

专题02 相互作用

1．（2017·新课标全国Ⅰ卷）如图，柔软轻绳ON 的一端O 固定，其中间某点M 拴一重物，用手拉住绳

的另一端N 。初始时，OM 竖直且MN 被拉直，OM 与MN 之间的夹角为α（π

2α>

）。现将重物向右上方

缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OM 由竖直被拉到水平的过程中（ ）

A ．MN 上的张力逐渐增大

B ．MN 上的张力先增大后减小

C ．OM 上的张力逐渐增大

D ．OM 上的张力先增大后减小

2．（

2017·天津卷）如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（ ）

A ．绳的右端上移到b '，绳子拉力不变

B ．将杆N 向右移一些，绳子拉力变大

C ．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小

D ．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移

3．（2017·新课标全国Ⅲ卷）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上，弹

性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）（）A．86 cm B．92 cm

C．98 cm D．104 cm

4．（2018·天津卷）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。

①具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是______。

A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上

B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同

C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度

D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力

②该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_____。

5．（2018·新课标I卷）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_______cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。

1. (广东揭阳市第一中学2020届模拟)如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三个物块，物块之间由两根完全相同的轻弹簧相连接，两弹簧的伸长量相同，且它们之间的夹角∠ABC＝120°，整个系统处于静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为F f，则B物块所受的摩擦力大小为()

A.

3

2F f B．F f

C.3F f D．2F f

2. (重庆市沙坪坝第一中学2020届调研)如图所示，轻绳一端系在小球A上，另一端系在圆环B上，B 套在粗糙水平杆PQ上．现将水平力F作用在A上，使A从图中实线位置(轻绳竖直)缓慢上升到虚线位置，但B仍保持在原来位置不动．则在这一过程中，杆对B的摩擦力F1、杆对B的支持力F2、绳对B的拉力F3的变化情况分别是()

A．F1逐渐增大，F2保持不变，F3逐渐增大

B．F1逐渐增大，F2逐渐增大，F3逐渐增大

C．F1保持不变，F2逐渐增大，F3逐渐减小

D．F1逐渐减小，F2逐渐减小，F3保持不变

3. (湖南娄底市第一中学2020届质量检测)如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里．电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力是()

A.

3

2B0IL，水平向左 B.

3

2B0IL，水平向右

C.3B0IL，水平向左

D.3B0IL，水平向右

4. (安徽“江南十校”2020届联考)如图所示，游乐场中有一半球形的碗状装置固定在水平地面上，装置的

内半径为R，在其内表面有一个小孩(可视为质点，图中未画出)从底部向上爬行，小孩与内表面之间的动摩擦因数为0.75，设小孩所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩沿该装置缓慢向上爬行的最大高度是()

A．0.2R B．0.25R C．0.75R D．0.8R

5. (辽宁省大连市第一中学2020届模拟)如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O点，O1为光滑铰链，O2为光滑定滑轮，O2在O1正上方，一根轻绳一端系于O点，另一端跨过定滑轮O2，由水平外力F牵引，用F N表示铰链对细棒的作用，现在外力F作用下，细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中，下列说法正确的是()

A．F逐渐变小，F N大小不变

B．F逐渐变小，F N大小变大

C．F先变小后变大，F N逐渐变小

D．F先变小后变大，F N逐渐变大

1．（天津市南开区2020届高三模拟）如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，己知重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．a物体对水平挡板的压力大小可能为

2mg

B．a物体所受摩擦力的大小为F

C．b物体所受摩擦力的大小为F

D．弹簧对b物体的弹力大小可能为mg

2．（山东省泰安市2020届高三模拟）如图所示，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O＇点的光滑定滑轮悬挂一质量为1kg的物体，OO＇段水平，长度为1.6m。绳上套一可沿绳自由滑动的轻环，现在在轻环上悬挂一钩码(图中未画出)，平衡后，物体上升0.4m。则钩码的质量为

A．1.2kg B．1.6kg

C2kg D．

2

2kg

3．（浙江省学军中学2020届质检）如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD=120°，整个系统保持静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为f，则D物块所受的摩擦力大小为：

A．B．C．f D．2 f

4．（江苏省南通第一中学2020届模拟）玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是

A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变

B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力

C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变

D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变

5．（福建省莆田八中2020届月考）关于重力、重心下列说法中正确的是（）

A．风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高

B．质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上

C．舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心相对身体的位置不断变化

D．重力的方向总是垂直于地面

6．（北京市顺义区2019年模拟）如图，通过细绳栓在一重物上的氢气球，在水平向右的风力作用下处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为θ．已知风力大小正比于风速，则当风速改变时，始终保持不变的是（）

A．细绳与竖直方向的夹角 B．细绳对重物的拉力

C．地面对重物的摩擦力D．地面对重物的支持力

7．（宁夏长庆高级中学2019届高三模拟）如图所示，某钢制工件上开有一个楔形凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形ABC，∠CAB=30°，∠ABC=90°，∠ACB=60°。在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属

球静止时，金属球对凹槽的AB边的压力为F1，对BC边的压力为F2，则

2

1

F

F

的值为（

）A．

1

2B．

3

C．

3

4D．

53

3

8．（湖南省岳阳市2020届高三模拟）如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为7cm，图乙中斜挎包的宽度约为21cm，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，下列措施正确的是（）

A．随意挂在一个钩子上B．使背包带跨过两个挂钩

C．使背包带跨过三个挂钩 D．使背包带跨过四个挂钩

9．（四川省成都市2020届高三第二次诊断）如图,半圆球P和竖直挡板固定在水平面上挡板与P相切,光滑小球Q静止在P和挡板之间。已知Q的质量为m、P、Q的半径之比为4:1,重力加速度大小为g。则Q 对P的压力大小为

A．

4

3

mg

B．

5

4

mg

C．

4

5

mg

D．

3

4

mg

10．（河北衡水二中2020届月考）如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高的位置.某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态.设吊床两端系绳中的拉力为

1

F 、吊床对该人的作用力为

2

F ，则（ ）

A ．坐着比躺着时1F 大

B ．躺着比坐着时1F 大

C ．坐着比躺着时2F 大

D ．躺着比坐着时2

F 大

11．（宁夏银川一中2020届月考）如图所示，有一个重力不计的方形容器，被水平力F 压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是

A ．容器受到的摩擦力不变

B ．容器受到的摩擦力逐渐增大

C ．水平力F 一定不变

D ．水平力F 必须逐渐增大

12．（湖南省衡阳市2020届高三联考）超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠（其余两颗未画出），工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣．当用强磁场吸引防资扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是90°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F ，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为（不计摩擦以及小铁珠的重力）

A．2F

B．

2

2 F C．F D．3F

13．（浙江省临安市第一中学2020届期末）明明、亮亮两人共提总重力为G的一桶水匀速前行，如图所示，两人手臂用力大小均为F，手臂间的夹角为θ．则（）

A．当θ=60°时，F=2

G

B．当θ=90°时，F有最小值

C．当θ=120°时，F=G

D．θ越大时，F越小

14. (福建三明市第一中学2020届质量检测)如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为Q A、Q B，A 球固定，B球用长为L的绝缘丝线悬挂在O点，静止时A、B相距为d.若A球电荷量保持不变，B球缓慢漏电，不计两小球半径，则下列说法正确的是()

A ．丝线对

B 球的拉力逐渐变大 B ．A 球对B 球的库仑力逐渐变小

C ．当AB 间距离减为d 3时，B 球的电荷量减小为原来的1

9

D ．当AB 间距离减为d 3时，B 球的电荷量减小为原来的1

27

15. (四川乐山市第一中学2020届调研)如图所示，质量M ＝3 kg 的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连，轻绳与杆的夹角为30°.今用与水平方向成60°角的力F ＝10 3 N 拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g 取10 m/s 2.求：

(1)小球的质量m ；

(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.

专题02 相互作用

1．（2017·新课标全国Ⅰ卷）如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳

的另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（

π

2

α>

）。现将重物向右上方

缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中（）

A．MN上的张力逐渐增大

B．MN上的张力先增大后减小

C．OM上的张力逐渐增大

D．OM上的张力先增大后减小

【答案】AD

【解析】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始

终为零，矢量三角形如图所示，在F2转至水平的过程中，

MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，AD正确，BC错误。

2．（2017·天津卷）如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（）

A ．绳的右端上移到b '，绳子拉力不变

B ．将杆N 向右移一些，绳子拉力变大

C ．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小

D ．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移 【答案】AB

【解析】设两杆间距离为d ，绳长为l ，左右两段长度分别为l a 和l b ，则b

a l l l +=，两部分绳子与竖直

方向夹角分别为α和β，绳子中各部分张力相等，

F

F F b a ==，则βα=，满足mg F =αcos 2，

α

ααsin sin sin l l l d b a =+=，即

l d =

αsin ，αcos 2mg

F =，d 和l 均不变，则sin α为定值，α为定值，

cos α为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，A 正确，CD 错误；将杆N 向右移一些，d 增大，则sin α增大，cos α减小，绳子的拉力增大，B 正确。

3．（2017·新课标全国Ⅲ卷）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为80 cm 。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm ；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）（ ）

A ．86 cm

B ．92 cm

C ．98 cm

D ．104 cm

【答案】B

【解析】设弹性绳的劲度系数为k ，左、右两半段绳的伸长量

100 cm 80 cm

10 cm

2L -?=

=，由共点

力的平衡条件可知，钩码的重力22

100802 1.2G k k L

+=?=?，将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同

一点时，钩码的重力2G k L '=?，解得0.6 6 cm L L '?=?=，则弹性绳的总长度变为

80 cm 292 cm L '+?=，故选B 。

4．（2018·天津卷）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。

①具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是______。

A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上

B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同

C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度

D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力

②该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_____。

【答案】①BC ②B

【解析】①为了使实验结果更具有普遍性，在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置，A错误；只有每一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可，即O点位置相同，不需要每次实验的O点位置都相同，B正确；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，C正确；合力可以大于任一个分力，也可以等于分力，还可以小于任一分力，D错误；

②AD实验中选取的力的标度过大，导致画力时，线段太短，不利于实验精确度；B图和C图选用的标度相同，但C中力太小，不利于作平行四边形，故B符合题意；

5．（2018·新课标I卷）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_______cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。

【答案】3.775 53.7

【解析】本题主要考查游标卡尺的读数，弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力。实验所用的游标卡尺精度为0.05mm，游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，图（b）所示的游标卡尺读数为3.7cm+15×0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。托盘中放有质量为m=0.100kg的砝码时，弹簧受到的拉力F=mg=0.100×9.8N=0.980N，弹簧伸长x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m，根据胡克定律，F=kx，解得此弹簧的劲度系数k=F/x=53.7N/m。

1. (广东揭阳市第一中学2020届模拟)如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三个物块，物块之间由两根完全相同的轻弹簧相连接，两弹簧的伸长量相同，且它们之间的夹角∠ABC＝120°，整个系统处于静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为F f，则B物块所受的摩擦力大小为()

A.

3

2F f B．F f

C.3F f D．2F f

【答案】B

【解析】物块A水平方向上受弹簧的拉力F T和水平面的静摩擦力F f作用，根据共点力平衡条件可知：F T＝F f，由于两根弹簧相同，且伸长量相同，因此，两弹簧上的弹力大小相等，对B，水平方向受两弹簧的拉力和水平面的静摩擦力F f′作用，根据共点力平衡条件可知：F f′＝2F T cos 60°＝F f，故选项B正确。

2. (重庆市沙坪坝第一中学2020届调研)如图所示，轻绳一端系在小球A上，另一端系在圆环B上，B 套在粗糙水平杆PQ上．现将水平力F作用在A上，使A从图中实线位置(轻绳竖直)缓慢上升到虚线位置，但B仍保持在原来位置不动．则在这一过程中，杆对B的摩擦力F1、杆对B的支持力F2、绳对B的拉力F3的变化情况分别是()

A．F1逐渐增大，F2保持不变，F3逐渐增大

B．F1逐渐增大，F2逐渐增大，F3逐渐增大

C．F1保持不变，F2逐渐增大，F3逐渐减小

D．F1逐渐减小，F2逐渐减小，F3保持不变

【答案】A

【解析】设A球的质量为m，B环的质量为M，对A球受力分析，如图甲所示：

由平衡条件可得F3cos α＝mg，F＝mg tan α，α增大，则F3增大，F增大；

再对小球A及圆环B整体受力分析，如图乙所示：

有：F1＝F，F2＝(M＋m)g，则F2不变，F1变大，故选A.

3. (湖南娄底市第一中学2020届质量检测)如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里．电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力是()

A.

3

2B0IL，水平向左 B.

3

2B0IL，水平向右

C.3B0IL，水平向左

D.3B0IL，水平向右

【答案】D

【解析】根据安培定则，知A、B电流在C处的磁场方向分别垂直于AC、BC斜向下，如图所示，可知θ＝30°，则有：B C＝3B0，方向竖直向下；

再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为F安＝3B0IL；由于导线C位于水平面且处于静止状态，所以导线C受到的静摩擦力大小为3B0IL，方向水平向右．

4. (安徽“江南十校”2020届联考)如图所示，游乐场中有一半球形的碗状装置固定在水平地面上，装置的内半径为R，在其内表面有一个小孩(可视为质点，图中未画出)从底部向上爬行，小孩与内表面之间的动摩擦因数为0.75，设小孩所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩沿该装置缓慢向上爬行的最大高度是

()

A．0.2R B．0.25R C．0.75R D．0.8R

【答案】A

【解析】如图所示，当小孩爬至最高处时，所受摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件知，mg sin θ＝μmg cos θ，得θ＝37°，可求得最大高度为h＝R－R cos θ＝0.2R，故A选项正确．

5. (辽宁省大连市第一中学2020届模拟)如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O点，O1为光滑铰链，O2为光滑定滑轮，O2在O1正上方，一根轻绳一端系于O点，另一端跨过定滑轮O2，由水平外力F牵引，用F N表示铰链对细棒的作用，现在外力F作用下，细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中，下列说法正确的是()

A．F逐渐变小，F N大小不变B．F逐渐变小，F N大小变大C．F先变小后变大，F N逐渐变小D．F先变小后变大，F N逐渐变大【答案】A

【解析】画出细棒的受力图如图；根据三角形定则及相似三角形可知：

F N

OO1＝

mg

O1O2＝

F

OO2，因OO1和

O1O2不变，则F N不变；随OO2的减小，F减小，故选A.

1．（天津市南开区2020届高三模拟）如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，己