三年高考（2017-2019）高考物理真題分項(xiàng)匯編 專(zhuān)題03 相互作用（含解析）

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1、專(zhuān)題03 相互作用 1．（2019·新課標(biāo)全國(guó)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(guò)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(dòng)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(guò)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(duì)象，它在水平向左拉力F作用下，緩慢向左移動(dòng)直至細(xì)繩與豎直方向夾角為45°的過(guò)程中，水平拉力

2、F逐漸增大，繩子拉力T逐漸增大； 對(duì)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(guó)Ⅱ卷）物塊在輕繩的拉動(dòng)下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動(dòng)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=

3、μN(yùn)，N=mgcosθ，帶入數(shù)據(jù)解得：m=150kg，故A選項(xiàng)符合題意。 3．（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷）用卡車(chē)運(yùn)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(chē)上，傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車(chē)沿平直公路勻速行駛時(shí)，圓筒對(duì)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(duì)圓筒進(jìn)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(chē)。為保持以往船

4、行習(xí)慣，在航道處建造了單面索（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(shuō)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(duì)稱(chēng)且拉力大小相同時(shí)，鋼索對(duì)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(duì)稱(chēng)分布 【答案】C 【解析】A、以橋身為研究對(duì)象，鋼索對(duì)橋身的拉力的合力與橋身的重力等大反向，則鋼索對(duì)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(duì)索塔的向下的壓力數(shù)值不變，故A錯(cuò)誤； B、由圖甲可知，當(dāng)索塔高度降低后，變大， 變小，故T變大，

5、故B錯(cuò)誤 C、由B的分析可知，當(dāng)鋼索對(duì)稱(chēng)分布時(shí)，，鋼索對(duì)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(jìn)行合成，合力豎直向下，鋼索不一定要對(duì)稱(chēng)分布，故D錯(cuò)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(duì)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(mén)，則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為 （A） （B） （C）Tsinα （D）Tcosα 【答案】C 【解析】對(duì)氣球受力分析，由水平方向平衡條件可得：，故C正確。 6．（2018·天津卷）明朝謝肇淛《五雜組》中記載：“明姑

6、蘇虎丘寺廟傾側(cè)，議欲正之，非萬(wàn)緡不可。一游僧見(jiàn)之，曰：無(wú)煩也，我能正之。”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去，經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為θ，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN，則 A．若F一定，θ大時(shí)大 B．若F一定，θ小時(shí)大 C．若θ一定，F(xiàn)大時(shí)大 D．若θ一定，F(xiàn)小時(shí)大 【答案】BC 【解析】選木楔為研究對(duì)象，木楔受到的力有：水平向右的F、和兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力，由于木楔處于平衡狀態(tài)，所以?xún)蓚?cè)給木楔的斜面垂直的彈力與F沿兩側(cè)分解的推力是相等的，力F的分解如圖： 則，，故解得，所以F一定時(shí)，越小，

7、越大；一定時(shí)，F(xiàn)越大，越大，BC正確。 7．（2017·新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷）一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上，彈性繩的原長(zhǎng)也為80 cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn)，平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100 cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)，則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)椋◤椥岳K的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi)） A．86 cm B．92 cm C．98 cm D．104 cm 【答案】B 【解析】設(shè)彈性繩的勁度系數(shù)為k，左、右兩半段繩的伸長(zhǎng)量，由共點(diǎn)力的平衡條件可知，鉤碼的重力，將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上同一點(diǎn)時(shí)，鉤碼的重力，解得，則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?，故選B。 【名

8、師點(diǎn)睛】在處理共點(diǎn)力平衡問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，再根據(jù)正交分解法將各個(gè)力分解成兩個(gè)方向上的力，然后列式求解；如果物體受到三力處于平衡狀態(tài)，可根據(jù)矢量三角形法，將三個(gè)力移動(dòng)到一個(gè)三角形中，然后根據(jù)正弦定理列式求解。前后兩次始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，即合外力為零，在改變繩長(zhǎng)的同時(shí)，繩與豎直方向的夾角跟著改變。 8．（2017·天津卷）如圖所示，輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn)，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件，當(dāng)衣架靜止時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A．繩的右端上移到，繩子拉力不變 B．將桿N向右移一些，繩子拉力變大 C．繩的

9、兩端高度差越小，繩子拉力越小 D．若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣架懸掛點(diǎn)右移 【答案】AB 【解析】設(shè)兩桿間距離為d，繩長(zhǎng)為l，Oa、Ob段長(zhǎng)度分別為la和lb，則，兩部分繩子與豎直方向夾角分別為α和β，受力分析如圖所示。繩子中各部分張力相等，，則。滿(mǎn)足，，即，，d和l均不變，則sin α為定值，α為定值，cos α為定值，繩子的拉力保持不變，衣服的位置不變，故A正確，CD錯(cuò)誤；將桿N向右移一些，d增大，則sin α增大，cos α減小，繩子的拉力增大，故B正確。 【名師點(diǎn)睛】本題是力的動(dòng)態(tài)平衡的典型模型，學(xué)生并不陌生，關(guān)鍵要判斷出繩子和豎直方向的夾角只與繩長(zhǎng)和兩桿間的距離有關(guān)。 9

10、．（2017·新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷）如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點(diǎn)M拴一重物，用手拉住繩的另一端N。初始時(shí)，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為（）。現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角不變。在OM由豎直被拉到水平的過(guò)程中 A．MN上的張力逐漸增大 B．MN上的張力先增大后減小 C．OM上的張力逐漸增大 D．OM上的張力先增大后減小 【答案】AD 【解析】以重物為研究對(duì)象，受重力mg，OM繩上拉力F2，MN上拉力F1，由題意知，三個(gè)力合力始終為零，矢量三角形如圖所示，在F2轉(zhuǎn)至水平的過(guò)程中，MN上的張力F1逐漸增大，OM上的張力F2先增大后減小，所以AD正確，BC

11、錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】本題考查動(dòng)態(tài)平衡，注意重物受三個(gè)力中只有重力恒定不變，且要求OM、MN兩力的夾角不變，兩力的大小、方向都在變。三力合力為零，能構(gòu)成封閉的三角形，再借助圓，同一圓弧對(duì)應(yīng)圓周角不變，難度較大。 10．（2017·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷）如圖，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】F水平時(shí)：；當(dāng)保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角時(shí)，則，聯(lián)立解得：，故選C。 【名師點(diǎn)睛】此題考查了正交分解法在解決平衡問(wèn)題中的應(yīng)用問(wèn)題；關(guān)鍵是列出兩種情況下水平方向的平衡方程，聯(lián)立即可求解。 7