高考物理相互作用真题汇编(含答案)含解析

高考物理相互作用真题汇编(含答案)含解析

一、高中物理精讲专题测试相互作用

1．轻绳下端悬挂200N的重物，用水平力拉轻绳上的点，使轻绳上部分偏离竖直方向=角保持静止，如图所示。

（1）求水平力的大小；

（2）保持轻绳上部分与竖直方向的夹角=不变，改变力的方向，求力的最小值及与水平方向的夹角。

【答案】（1）（2），与水平方向夹角为

【解析】试题分析：（1）对点受力分析，可得，解得

（2）力有最小值时，解得，与水平方向夹角为

考点：考查了共点力平衡条件

【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解

2．如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D通过细绳跨过定滑轮水平寄引C物体。整个系统处于静止状态。已知，，，B物体两侧丝带间夹角为600，与C物体连接丝带与水平面夹角为300，此时C恰能保持静止状态。求：（g=10m/s2）

（1）物体B的质量m；

（2）物体C与地面间的摩擦力f；

（3）物体C与地面的摩擦系数μ（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）。

【答案】（1）3kg（2）f=10N（3）

【解析】

（1）对B受力分析，受重力和两侧绳子的拉力，根据平衡条件，知

解得：m=3kg

对C 受力分析，受重力、两个细线的拉力、支持力和摩擦力，根据平衡条件，知水平方向受力平衡：

解得：f=10N

（3）对C ，竖直方向平衡，支持力：

由f=μN，知

3．如图所示，一质量为m 的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O 在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：

（1）当细绳偏离竖直方向的角度为θ，且小球静止时，风力F 及细绳对小球拉力T 的大小．（设重力加速度为g ）

（2）若风向不变，随着风力的增大θ将增大，判断θ能否增大到90°且小球处于静止状态，说明理由．

【答案】（1）cos mg

T θ

=，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态 【解析】 【分析】 【详解】

（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）

应用三角函数关系可得：F=mgtanθ

（2）假设θ=90°，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．

4．如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为1L =m ，导轨平面与水平面夹角30α=︒，导轨电阻不计，磁感应强度为12T B =的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为1L =m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为12m =kg 、电阻为11R =Ω，两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为0.5d =m ，定值电阻为

23R =Ω，现闭合开关S 并将金属棒由静止释放，取10g =m/s 2，求：

（1）金属棒下滑的最大速度为多大？

（2）当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率υ为多少？

（3）当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场

，在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为4

110q -=-⨯kg 、所带电荷

量为

C 的液滴以初速度υ水平向左射入两板间，该液滴可视为质点，要使带

电粒子能从金属板间射出，初速度υ应满足什么条件？ 【答案】（1）10m/s （2）100W （3）v≤0.25m/s 或v≥0.5m/s

【解析】试题分析：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度v m ，则有

1sin m g F α=安

F 安=B 1IL

112

m

B Lv I R R =

+

所以()

11222

1sin m m g R R v B L α+=

代入数据解得：v m =10m/s

(2)金属棒匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，此过程中重力势能转化为电能，重力做功的功率等于整个电路消耗的电功率P=m 1gsinαv m =100W (或)

（3）金属棒下滑稳定时，两板间电压U=IR 2=15V 因为液滴在两板间有2U

m g q

d

=所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动 当液滴恰从上板左端边缘射出时： 21

12m v r d B q

== 所以v 1=0.5m/s 当液滴恰从上板右侧边缘射出时： 22

222m v d r B q

=

= 所以v 2=0.25m/s

初速度v应满足的条件是：v≤0.25m/s或v≥0.5m/s

考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡；带电粒子在匀强磁场中的运动.

视频

5．(14分)如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率

v0=10m/s的速度沿木板向上运动，随着θ的改变，小物块沿木板滑行的距离x将发生变化，重力加速度g=10m/s2。(结果可用根号表示)

（1）求小物块与木板间的动摩擦因数；

（2）当θ角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。

【答案】（1）（2）θ＝60°；m

【解析】

试题分析：（1）当时，对木块受力分析：

…（2分）

……（2分）

则动摩擦因素：…（2分）

（2）当变化时，木块的加速度a为：

…（2分）

木块的位移S为：…（2分）

则令，则当时s最小，

即…（2分）

S最小值为

考点：考查了牛顿第二定律的应用

点评：做本题的关键是对物体受力分析，找出临界状态，较难

6．如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，弯曲部分是由两个半径均为R＝0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)。轨道底端A与水平地面相切，顶端与一个长为l＝0.9 m的水平轨道相切B点。一倾角为θ＝37°的倾斜轨道固定于右侧地面上，其顶点D与水平轨道的高度差为h＝0.45 m，并与其他两个轨道处于