高考物理真題分項(xiàng)匯編（3年（2021-2023）（北京專用）專題02 相互作用

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?專題02 相互作用

1.（2023·北京卷）如圖所示，在光滑水平地面上，兩相同物塊用細(xì)線相連，兩物塊質(zhì)量均為1kg，細(xì)線能承受的最大拉力為2N。若在水平拉力F作用下，兩物塊一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。則F的最大值為（???）
??
A．1N B．2N C．4N D．5N
【答案】C
【詳解】對兩物塊整體做受力分析有
F = 2ma
再對于后面的物塊有
FTmax= ma
FTmax= 2N
聯(lián)立解得
F = 4N
故選C。




一、單選題
1.（2023·北京十一中學(xué)·校考三模）如圖所示，傾角為30°的斜面體固定在水平面上，質(zhì)量分別為3m和m的物塊A、B通過細(xì)線跨過滑輪相連．現(xiàn)在A上放一小物體，系統(tǒng)仍能保持靜止．細(xì)線質(zhì)量、滑輪的摩擦都不計(jì)．則

A．細(xì)線的拉力增大
B．A所受的合力增大
C．A對斜面的壓力增大
D．斜面對A的摩擦力不變
【答案】C
【詳解】A．對物體M受力分析，受重力和支持力，由二力平衡得到：
T=mg
繩子拉力一定不變，故A錯(cuò)誤；
B．系統(tǒng)仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以A受力平衡，A所受的合力不變，故B錯(cuò)誤；
C．A對斜面的壓力等于重力垂直于斜面的分力，即
N=Mgcosθ
在A上放一小物體，M增大，壓力增大，故C正確；
D．A受重力、支持力、拉力和靜摩擦力，開始時(shí)3mgsin30°＞mg，靜摩擦力沿斜面向上，如圖

根據(jù)平衡條件得到：
f+mg-3mgsinθ=0
解得：
f=3mgsin30°-mg；
在A上放一小物體，系統(tǒng)仍能保持靜止，A的質(zhì)量增大，沿斜面向下的分力增大，則摩擦力增大，故D錯(cuò)誤．

2.（2023·北京門頭溝·統(tǒng)考二模）如圖，用水平力將質(zhì)量為的物體緊壓在豎直墻上，物體靜止不動(dòng)，物體與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（　　）

A．物體所受的摩擦力和重力是一對相互作用力
B．物體對墻壁的摩擦力大小為mg
C．物體對墻壁的摩擦力大小為
D．水平力增大，物體所受的摩擦力也增大
【答案】B
【詳解】A．物體所受的摩擦力和重力是一對平衡力，故A錯(cuò)誤；
B．對物體受力分析，豎直方向受到重力和靜摩擦力，故

故B正確，C錯(cuò)誤；
D．靜摩擦力等于重力，故水平力增大，物體所受的摩擦力不變，故D錯(cuò)誤。
故選B。

3.（2023·北京市中關(guān)村中學(xué)·校考三模）某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一個(gè)力傳感器，傳感器用棉線拉住物塊，物塊放置在粗糙的長木板上。水平向左拉木板，傳感器記錄的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）

A．實(shí)驗(yàn)中必須讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng)
B．圖乙中曲線就是摩擦力隨時(shí)間的變化曲線
C．最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10:7
D．只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)
【答案】C
【詳解】AB．為了能研究摩擦力隨時(shí)間的變化曲線，故物塊一直要處于靜止?fàn)顟B(tài)，則向左的摩擦力一直與向右輕繩的拉力平衡，圖乙是向右輕繩的拉力隨時(shí)間變化曲線，故圖乙也可以反映摩擦力隨時(shí)間變化的曲線，由圖可乙知向右輕繩的拉力先增大后減小，最后趨于不變，故物塊先受靜摩擦力作用后受滑動(dòng)摩擦力作用，所以不需要讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；
C．由圖可知，最大靜摩擦力約為10N，滑動(dòng)摩擦力約為7N，故最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10:7，故C正確；
D．根據(jù)
，
可知，由于不知道物塊的重力，故無法求物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，故D錯(cuò)誤。
故選C。

4.（2023·北京朝陽·統(tǒng)考一模）如圖所示，質(zhì)量為m的手機(jī)放置在支架斜面上，斜面與水平面的夾角為θ，手機(jī)與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。手機(jī)始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（ ）

A. 手機(jī)對支架的壓力大小為mg，方向垂直于斜面向下
B. 手機(jī)受到的摩擦力大小為μmgcosθ，方向沿斜面向上
C. 若θ增大，則支架對手機(jī)的摩擦力隨之減小
D. 若θ增大，則支架對手機(jī)的作用力保持不變
【答案】D
【詳解】A．受力分析可得手機(jī)對支架的壓力大小為mgcosθ，方向垂直于斜面向下，A錯(cuò)誤；
BC．手機(jī)受到的摩擦力為靜摩擦力，大小等于mgsinθ，方向沿斜面向上，且若θ增大，則支架對手機(jī)的摩擦力隨之增大，BC錯(cuò)誤；
C．手機(jī)平衡狀態(tài)所受合力為0，故支架對手機(jī)作用力與θ無關(guān)，始終與手機(jī)的重力等大反向，即θ增大，支架對手機(jī)的作用力保持不變，D正確。
故選D。

5．（2023·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，在平行于斜面的拉力F的作用下，沿傾角為θ的斜面勻速上滑，已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。下列說法正確的是（　　）

A. 拉力F大小等于
B. 物塊受到的摩擦力大小為
C. 物塊受到的摩擦力的方向沿斜面向下
D. 物塊受到的重力和拉力的合力垂直斜面向下
【答案】C
【詳解】ABC．由于物塊勻速上滑，摩擦力沿斜面向下，根據(jù)平衡條件可知

其中摩擦力的大小為

A、B錯(cuò)誤，C正確；
D．將重力沿斜面和垂直斜面分解，在沿斜面方向，重力沿斜面分力與拉力的合力與摩擦力等大反向，沿斜面向上，再與重力垂直斜面分力合成，合力與斜面既不垂直也不平行，D錯(cuò)誤。
故選C。

6．（2023·北京海淀八模（一））某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，光滑水平輕桿固定在豎直桿的O點(diǎn)，在水平輕桿上離O點(diǎn)為L處固定一個(gè)小的輕質(zhì)定滑輪P，現(xiàn)將長為3L的光滑輕細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端通過輕質(zhì)滑輪P與質(zhì)量為m的滑塊A相連，在輕細(xì)線上通過輕的光滑滑輪Q掛上滑塊B，裝置靜止時(shí)，三角形OPQ剛好構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 可求得滑塊B的質(zhì)量為mB=m
B. 若將O點(diǎn)處的線端沿水平桿向右緩慢移動(dòng)L，則細(xì)線拉力大小減小，滑塊A下降
C. 若將O點(diǎn)處的線端沿豎直桿向下緩慢移動(dòng)L，則細(xì)線拉力大小不變，滑塊A上升
D. 若將O點(diǎn)處的線端沿豎直桿向下緩慢移動(dòng)L，則細(xì)線拉力大小不變，滑塊A高度不變
【答案】D
【詳解】A．對物塊A受力分析可知細(xì)線上的拉力大小為
對滑輪Q受力分析可知
解得
A錯(cuò)誤；
B．若將O點(diǎn)處的線端沿水平桿向右緩慢移動(dòng)L，物塊A處于平衡狀態(tài)，則細(xì)線拉力大小不變，B錯(cuò)誤；
CD．若將O點(diǎn)處的線端沿豎直桿向下緩慢移動(dòng)L，物塊A處于平衡狀態(tài)，則細(xì)線拉力大小不變，由于細(xì)線拉力不變，則滑輪兩側(cè)細(xì)繩間的夾角不變，如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系知，PM的長度就代表了P輪左側(cè)繩子的總長
因?yàn)閵A角不變，MN之間的距離不變，則PM繩子總長不變，所以物體A的高度沒有發(fā)生變化，C錯(cuò)誤，D正確；
故選D。

7．（2023·北京海淀八模（二））如圖所示，足夠長的斜面固定在水平地面上，斜面上有一光滑小球，跨過滑輪的細(xì)線一端系住小球，另一端系在豎直彈簧的上端，彈簧的下端固定在地面上，手持滑輪，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。若滑輪在手的控制緩慢向下移動(dòng)，直到拉著小球的細(xì)線與斜面平行，則這一過程中（　?。?br />
A. 彈簧彈力先減小后增大 B. 彈簧彈力不變
C. 斜面對小球支持力逐漸減小 D. 斜面對小球支持力逐漸增大
【答案】D
【詳解】在緩慢移動(dòng)過程中，小球在重力、斜面對其的支持力和細(xì)線上的張力三力的作用下保持動(dòng)態(tài)平衡，故三個(gè)力可以構(gòu)成一個(gè)封閉的矢量三角形如圖所示。因的大小和方向始終不變，的方向不變，大小可變，的大小、方向都在變，因此可以作出一系列矢量三角形，如圖所示

由圖可知，逐漸增大，只能變化到與垂直，故是逐漸變小的，因彈簧彈力與是一對平衡力，則彈簧彈力逐漸減小。
故選D。

8．（2023·北京延慶·統(tǒng)考一模）頂端裝有滑輪的粗糙斜面固定在地面上，A、B兩物體通過細(xì)繩如圖連接，并處于靜止?fàn)顟B(tài)（不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦）．現(xiàn)用水平力F作用于懸掛的物體B上，使其緩慢拉動(dòng)一小角度，發(fā)現(xiàn)A物體仍然靜止。則在此過程中說法不正確的是（ ）

A. 水平力F一定變大 B. 物體A所受斜面給的摩擦力一定變大
C. 物體A所受斜面給的支持力一定不變 D. 細(xì)繩對物體A的拉力一定變大
【答案】B
【詳解】AD．如圖所示，對物塊B受力分析，如圖所示

根據(jù)受力平衡可得
，
當(dāng)B被拉動(dòng)一個(gè)小角度后，θ增大，則力F增大，同時(shí)細(xì)繩對物體A的拉力T增大，故AD正確，不滿足題意要求；
B．A開始時(shí)受靜摩擦力可能向上也可能向下，則當(dāng)繩子的拉力變大時(shí)，A受到斜面的摩擦力可能減小也可能增大，故B錯(cuò)誤，滿足題意要求；
C．以A物體為對象，垂直斜面方向根據(jù)受力平衡可得

可知物體A所受斜面給的支持力一定不變，故C正確，不滿足題意要求。
故選B。

9.（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）物理課上，老師演示了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：如圖所示，水平粗糙木板上放置兩個(gè)物塊，其間有一個(gè)處于拉伸狀態(tài)的彈簧。將木板抬至空中保持水平，兩物塊相對木板保持靜止，然后將整個(gè)裝置無初速釋放，下落過程中可能觀察到的現(xiàn)象是（　?。?br />
A. 兩物塊依舊相對木板保持靜止
B. 兩物塊相對木板運(yùn)動(dòng)且彼此靠近
C. 質(zhì)量大的物塊與木板保持相對靜止，質(zhì)量小的物塊靠近質(zhì)量大的物塊
D. 質(zhì)量小的物塊與木板保持相對靜止，質(zhì)量大的物塊靠近質(zhì)量小的物塊
【答案】B
【詳解】開始時(shí)物塊相對木板靜止，則彈力等于摩擦力；將整個(gè)裝置無初速釋放，下落過程中，物塊處于完全失重狀態(tài)，對木板的壓力為零，此時(shí)摩擦力為零，則兩物塊在彈簧彈力作用下相對木板運(yùn)動(dòng)且相互靠近。
故選B。

10．（2023·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考二模）如圖所示，甲、乙兩位同學(xué)用同樣大小的力提著一個(gè)水桶，水桶在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（　?。?br />
A. 大小都等于水桶重力的一半
B. 與豎直方向的夾角相等
C. 減小與的夾角，大小不變
D. 減小與的夾角，的合力變大
【答案】B
【詳解】A．根據(jù)平衡條件可知，只有當(dāng)都是沿豎直向上的方向時(shí)，兩力大小才等于水桶重力的一半，故A錯(cuò)誤；
B．由平衡條件可知，與豎直方向的夾角相等，故B正確；
CD．兩人的合力確定，大小等于桶和水的重力，根據(jù)力的合成結(jié)論可知，兩分力夾角越小，分力越小，故CD錯(cuò)誤。
故選B。

11．（2023·北京東城·統(tǒng)考二模）如圖所示，質(zhì)量為m的木箱在大小為F的水平外力作用下，沿傾角為θ的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（　?。?br />
A. 木箱所受合力大小為
B. 斜面對木箱的支持力大小為
C. 斜面對木箱的摩擦力大小為
D. 斜面對木箱作用力的合力大小為
【答案】C
【詳解】A．對木箱進(jìn)行受力分析，受到重力、斜面體的彈力、水平外力F，由于木箱沿著斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)木箱受力平衡得木箱所受合力大小為0，A錯(cuò)誤；
B．由于垂直于斜面上受力平衡，斜面對木箱的支持力大小
B錯(cuò)誤；
C．由于沿著斜面上受力平衡，有
得斜面對木箱的摩擦力大小為
C正確；
D．斜面對木箱作用力的合力大小與重力和外力F的合力大小相同，即
D錯(cuò)誤。
故選C。

12．（2023·北京昌平·統(tǒng)考二模）如圖所示，一斜面體置于水平地面上，一物塊在平行于斜面向上的外力F作用下相對斜面保持靜止，該過程中斜面體相對水平地面也保持靜止。下列說法正確的是（ ）

A. 斜面對物塊一定有摩擦力作用
B. 地面對斜面體一定有摩擦力作用
C. 地面對斜面體的支持力大于物塊與斜面所受重力之和
D. 地面對斜面體的支持力等于物塊與斜面所受重力之和
【答案】B
【詳解】A．對物塊受力分析，由于無法確定物塊沿斜面向下的分力與外力F的大小關(guān)系，所以無法確定斜面對物塊有無摩擦力，A錯(cuò)誤；
BCD．對斜面和物塊整體為研究對象，由受力分析，有

整體受到重力、支持力、推力以及地面的摩擦力作用，根據(jù)共點(diǎn)力平衡，有


地面對斜面體一定有摩擦力作用；地面對斜面體的支持力
B正確，CD錯(cuò)誤。
故選B。

13．（2023·北京昌平·統(tǒng)考二模）中國“天眼”（如圖）——500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（簡稱FAST）是當(dāng)今世界最大、最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，可以在無線電波段搜索來自百億光年之外的微弱信號(hào)。截至2023年3月3日，F(xiàn)AST已發(fā)現(xiàn)超過740余顆新脈沖星。饋源支撐系統(tǒng)是FAST的重要組成之一。如圖所示，質(zhì)量為的饋源艙用對稱的“六索六塔”裝置懸吊在球面鏡正上方，相鄰塔頂?shù)乃骄嚯x300m，每根連接塔頂和饋源艙的繩索長600m。重力加速度為g取，不計(jì)繩索重力。下列說法正確的是（ ）

A. 無線電波屬于機(jī)械波
B. 光年是天文研究中常用的時(shí)間單位
C. 每根繩索承受的拉力約為
D. 若同樣縮短每根繩索長度，則每根繩索承受的拉力變小
【答案】C
【詳解】A．無線電波屬于電磁波，A錯(cuò)誤；
B．光年是光在一年內(nèi)的路程，是天文研究中常用的長度單位，B錯(cuò)誤；
C．將各塔頂連接起來，得到正六邊形，由幾何關(guān)系可得饋源艙到塔頂?shù)乃骄嚯x等于相鄰塔頂?shù)乃骄嚯x為300m，則可知每根繩索與豎直方向的夾角為，由平衡條件可得
解得
C正確；
D．若同樣縮短每根繩索長度，每根繩索與豎直方向的夾角變大，根據(jù)可知每根繩索承受的拉力變大，D錯(cuò)誤。
故選C。

14．（2023·北京十二中·?？寄M）一根輕質(zhì)彈簧原長為l0，在力F作用下伸長了x。則彈簧的勁度系數(shù)k是（　?。?br /> A． B． C． D．
【答案】B
【解析】已知彈簧的彈力F與伸長的長度x，根據(jù)胡克定律
得
ACD錯(cuò)誤，B正確。
故選B。

15．（2023·北京一五六中學(xué)·?？寄M）如圖所示，輕繩一端系在物體上，另一端與套在粗糙豎直桿上的輕圓環(huán)相連接。用水平力拉住繩子上的一點(diǎn)，使物體及輕圓環(huán)靜止在實(shí)線所示的位置?，F(xiàn)保持力的方向不變，使物體緩慢移到虛線所示的位置，這一過程中圓環(huán)保持靜止。若桿對環(huán)的彈力為，桿對環(huán)的摩擦力為，段繩子的張力為，則在上述過程中（　　）

A. 不變，減小 B. 不變，增大
C. 減小，不變 D. 減小，減小
【答案】D
【詳解】設(shè)物體的質(zhì)量為，圓環(huán)的質(zhì)量為，以整體為研究對象，受力分析如圖1所示：

根據(jù)平衡條件得


可知，桿對圓環(huán)的摩擦力大小保持不變；再以結(jié)點(diǎn)為研究對象，分析受力如圖2所示，根據(jù)平衡條件得


當(dāng)點(diǎn)由實(shí)線位置緩慢地移到虛線所示的位置時(shí)，減小，則減小，減小，而，則減小。
故選D。

二、多選題
16.（2023·北京西城·統(tǒng)考三模）如圖所示，在斜面上，木塊A與B的接觸面是水平的。連接木塊A的繩子呈水平狀態(tài)，兩木塊均保持靜止。則木塊A和木塊B可能的受力個(gè)數(shù)分別為（　?。?br /> ??
A．2個(gè)和4個(gè) B．3個(gè)和4個(gè)
C．4個(gè)和5個(gè) D．4個(gè)和6個(gè)
【答案】AC
【詳解】由平衡條件知，A受到B的支持力與重力外，可能受到繩子的拉力與B對A的摩擦力。因此A可能受到2個(gè)力或4個(gè)力；B可能受到重力、A對B的壓力和斜面的靜摩擦力、斜面的支持力4個(gè)力而保持平衡，還可能受重力、A對B的壓力、斜面的支持力、A對B向左的靜摩擦力，而斜面對物體B可能有靜摩擦力，也有可能沒有靜摩擦力，因此B受到4個(gè)力或5個(gè)力。
故選AC。

17．（2023·北京中關(guān)村中學(xué)·?？寄M）如圖所示，上表面光滑的半圓柱體放在水平地面上，一小物塊從靠近半圓柱體頂點(diǎn)O的A點(diǎn)，在外力F作用下沿圓弧緩慢下滑到B點(diǎn)，此過程中F始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是（　?。?br />
A．半圓柱體對小物塊的支持力變大
B．外力F變大
C．地面對半圓柱體的支持力先變大后變小
D．地面對半圓柱體的摩擦力先變大后變小
【答案】BD
【解析】AB．物塊緩慢下滑即平衡，F(xiàn)始終沿圓弧的切線方向即始終垂直于圓柱面支持力F1的方向，因此總有
F=mgsinθ
F1=mgcosθ
下滑過程中θ增大，因此F增大，F(xiàn)1?減小，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD．對半圓柱體分析，地面對半圓柱體的摩擦力Ff＝F1sinθ＝mgcosθsinθ＝mgsin2θ
地面對半圓柱體的支持力FN=Mg+F1cosθ=Mg+mgcos2θ
θ從接近0°到90°變化的過程中，摩擦力先增大后減小，支持力一直減??；故D正確，C錯(cuò)誤。
故選BD。

18．（2023·北京十九中學(xué)·?？寄M）如圖所示，B和C兩個(gè)小球均重為G，用輕繩懸掛而分別靜止于圖示位置上，則以下說法中正確的是（　?。?br />
A. AB細(xì)繩的拉力為G B. CD細(xì)繩的拉力為G
C. 繩BC與豎直方向的夾角θ=60° D. 繩BC與豎直方向的夾角θ=45°
【答案】BC
【詳解】AB．對B、C兩球整體受力分析，正交分解得
FABcos30°＋FCDcos60°＝2G
FABsin30°＝FCDsin60°
聯(lián)立解得
FAB＝G
FCD＝G
選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；
CD．對C球受力分析，正交分解得
FBCcosθ＋FCDcos60°＝G
FBCsinθ＝FCDsin60°
聯(lián)立解得θ＝60°
選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。
故選BC。