專題03相互作用（解析版）

1、2022年高考二輪復習專題模擬卷（三）考試范圍：相互作用；考試時間：100分鐘；命題人：考前須知：.答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息.請將答案正確填寫在答題卡上第I卷（選擇題）一、單項選擇題：本大題共8小題，每題3分，共24分。在每題給出的4個選項中，有且只有 一項為哪一項符合題目要求。1.關于直線運動，以下說法不正確的選項是（）A.伽利略將斜面實驗的結論合理外推，間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動B. “千克米每二次方秒”被定義為“牛頓”，所以“牛頓”是國際單位制中的導出單位C.用槳向后劃船，船就會向前運動，利用了力的作用是相互的D.做自由落體運動的物體從開始下落起連續(xù)三秒內的位

2、移之比為1:4:9【答案】D【解析】A.伽利略將斜面實驗的結論合理外推，間接證明了自由落體運動是勻變速直 線運動，故A正確，不符合題意；B. “千克米每二次方秒”被定義為“牛頓”，所以“牛頓” 是國際單位制中的導出單位，故B正確，不符合題意；C.用槳向后劃船，水對船產生 向前的作用力，船就會向前運動，利用了力的作用是相互的，故C正確，不符合題意; D.做自由落體運動的物體從開始下落起連續(xù)三秒內的位移之比為1:3:5,故D錯誤， 符合題意。應選D。.自由式滑雪大跳臺作為北京冬奧會新增工程備受期待，滑道由助滑道、起跳臺、著 陸坡、停止坡組成。如下圖，運發(fā)動使用雙板進行滑行，自由式滑雪的滑雪板必須堅

3、 固、耐用，除要安裝脫落器以外，還必須安裝停速器或止滑器。以下說法正確的選項是（ ） A.助滑時運發(fā)動兩腿盡量深蹲是為了降低重心增大重力B.起跳后運發(fā)動在完成空中動作時運發(fā)動可看作質點C.著陸時運發(fā)動控制身體屈膝下蹲，可以減小沖擊力D.停止蹬地運發(fā)動就會緩慢停下，在緩慢停下的過程中運發(fā)動與滑雪板間的摩擦力是 滑動摩擦力【答案】C【解析】A.降低重心不會增大重力，A錯誤；B.考慮運發(fā)動的動作時不可以看作質 點，B錯誤；C.著陸時運發(fā)動控制身體屈膝下蹲可以延長落地時間，根據(jù)動量定理可 知，可以減少平均沖擊力，C正確；D.在緩慢停下的過程中運發(fā)動與滑雪板間的摩擦 力是靜摩擦力，D錯誤。應選C。.奧運

4、會10米跳臺跳水工程決賽中，運發(fā)動向上跳離跳臺，一段時間后落入水中，全kx = mg sin 3 + pimg cos 0 聯(lián)立解得18. (16分)如下圖，半徑為R的四分之一圓柱體固定在水平地面上，其外表光滑, 在其圓心。的正上方P處有一光滑小滑輪。甲、乙兩小球通過兩光滑的小滑輪用細線 相連，質量均為用的小球乙與物塊丙通過輕質彈簧連接。當間細線的長度與圓柱體 的半徑相等，且雨與豎直方向的夾角夕=30。時，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，此時輕質彈簧恰 好處于原長，重力加速度大小為g。求：(1)小球甲的質量；假設緩慢增大小球甲的質量，當出與豎直方向的夾角最大時，物塊丙對地面的壓力恰 好為零，求此時小球甲的質

5、量歐?！敬鸢浮?1)% = J5加；(2)= y6m【解析】(1)對小球甲分析，由幾何關系可知，拉力T和支持力氏與水平方向的夾角相 等，有對小球乙分析，有聯(lián)立可得(2)對小球甲由平衡條件及相似三角形法有對小球乙和丙整體分析，有由題意可得當PA與豎直方向的夾角最大時，有聯(lián)立解得過程可看成做直線運動，不計空氣阻力。以下說法正確的選項是（）A.整個過程中，運發(fā)動的重心位置相對于自身保持不變B.跳離跳臺后上升過程中，前一半位移所用時間與后一半位移所用時間之比為1：&-1C.運發(fā)動跳離跳臺運動到最高點的過程處于超重狀態(tài)，最高點到運動到水面的過程處 于失重狀態(tài)D.在入水至最低點過程中，運發(fā)動速度先增大后減

6、小【答案】D【解析】A.運發(fā)動整個過程中，運發(fā)動的的身體要進行翻轉，所以其重心位置相對其 自身在變化改變，故A錯誤；B.將運發(fā)動跳離跳臺后上升過程看作是勻減速直線運動， 后一半過程和上升總過程逆向看作是初速為零的勻加速直線運動，那么由/可得=1:0,那么上升前一半位移所用時間與后一半位移所用時間之比為1）:1，故B錯誤；C.運發(fā)動最高點時只受重力作用，加速度向下，處于失重狀態(tài)，故C錯誤；D.在入水至最低點過程中，運發(fā)動受重力和水的阻力作用，水的 阻力從零逐漸增大，那么合力先向下減小后向上增大，故速度先增大后減小，D正確。故 選D。4.如下圖，光滑水平面上放有質量為=2kg的足夠長的木板- 通過

7、水平輕彈簧 與豎直墻壁相連的物塊A疊放在3上,A的質量為m=lkg,彈簧的勁度系數(shù)攵=100N/m。 初始時刻，系統(tǒng)靜止，彈簧處于原長?，F(xiàn)用一水平向右的拉力b=1ON作用在B上，已 知A、8間動摩擦因數(shù)=0.2, g取10m/s2。那么（）A受到的摩擦力逐漸變大A向右運動的最大距離為4cm5做加速度減小的加速運動8對A的摩擦力一直對A做正功【答案】B【解析】A.分析題意可知I,開始時A受3的靜摩擦力逐漸增加，當靜摩擦力到達最大 時、A相對3產生滑動，那么此時A受滑動摩擦力保持不變，選項A錯誤；B. A、3間 的最大靜摩擦力心=W%g=2N,當5對A的靜摩擦力到達最大時，A向右運動的距離為 x

8、= g = 4 = ；|；m=2cm此時彈力與摩擦力相等，A與3有共同的速度且此時A的速度 k k 100到達最大值，以后A始終受到向右的大小不變的滑動摩擦力作用，A繼續(xù)向右運動，由 于彈力大于摩擦力，那么A將做減速運動（運動情況類似豎直方向的彈簧振子），那么A還 能繼續(xù)向右運動2cm后速度減為零，那么A向右運動的最大距離為4cm,故B正確；C.對8受力分析可知尸-/ =癡，因開始時/逐漸變大，當兩者產生相對滑動后,保持不變， 可知加速度先減小后保持不變，選項C錯誤；D.對滑動前，A受到B對A的摩擦力和 彈簧彈力作用，摩擦力向右，對A物塊做正功，相對滑動后，物塊A相對地面不動，那么 摩擦力對A

9、不做功，故D錯誤。應選B。5.如下圖，質量都為機的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止?，F(xiàn)用大小等 于根g的恒力廠豎直向上拉B, B向上運動時與A別離，那么以下說法正確的選項是（ ）B和A剛別離時，彈簧為原長B和A剛別離時，它們的加速度為gC.在B與A別離之前，它們做勻加速運動D.彈簧的勁度系數(shù)等于半 h【答案】D【解析】AB.物體B和A剛別離時，A與B之間的彈力為零，B受到重力吆和恒力F,因為尸=小？所以B的加速度為零，A的加速度也為零，彈簧對A有向上的彈力， 與重力平衡，彈簧處于壓縮狀態(tài)，故AB錯誤；C.在B與A別離之前，對A、B整體， 重力22g不變，彈簧彈力減小，合力減小，整體做變加

10、速運動，故C錯誤D.物體B 和A剛別離時，彈簧的彈力大小為根g,原來靜止時彈力大小為那么由靜止開始到 物體B與A剛別離時，彈力減小量AF = mg兩物體向上運動的距離為小那么彈簧壓縮量 減小Ax = /z由胡克定律得攵=竽=罕故D正確。應選D。Ax h.如圖,兩輕質彈簧的勁度系數(shù)分別為作、左2,它們的一端固定在質量為2的小物體上,另一端分別固定在地面。點和天花板P點,P、Q在同一豎直線上，物體處于平衡狀態(tài) （其中矽處于壓縮狀態(tài)也處于拉伸狀態(tài)）.現(xiàn)把物體換為質量為的另一小物體（彈簧均在彈性限度內），當物體再次平衡時，物體比第一次平衡時的位置下降的距離為（）2mgA，k1 + k?B.2mgk、k

11、?C.3mgk、+ k2D.3/ngkk?【答案】A【解析】小物體質量為根時，Q處于壓縮狀態(tài)，攵2處于拉伸狀態(tài)，由題意可知，兩彈簧的形變量相等，設兩彈簧的形變量為X/,由平衡條件和胡克定律，那么有內+e石=， mg西 二廣產廠把小物體換為質量為3加時: 更有前處于壓縮狀態(tài)，上處于拉伸狀態(tài)，設此時兩彈簧的形變量為X2,由平衡條件和胡克定律，那么有k1x2+k2x2=3mg 9 %=:等。設小物體與第一次平衡相比下降的距離為居 那么有rv| I AC）3mg mg 2mgx = x2-x=-=-rA 正確，BCD 錯誤。應選 A。k +攵2 攵+攵2+忙2.如下圖，長木板B放在水平地面上，物塊A放

12、在長木板上外表右端，給A施加一 個水平向左、大小為尸的拉力，使物塊A在長木板上外表向左勻速運動，長木板B仍 保持靜止，長木板足夠長，那么A在B上外表勻速運動過程中（）B受到A的摩擦力與拉力尸大小相等，方向相反B受到地面的摩擦力小于產C.突然增大拉力F,地面對B的摩擦力大小不變D.突然減小拉力R地面對B的摩擦力會減小【答案】C【解析】A.物塊A在長木板上外表向左勻速運動，長木板B仍保持靜止，那么B對A 的摩擦力方向向右大小等于凡 根據(jù)牛頓第三定律，那么B受到A的摩擦力與拉力尸大 小相等，方向相同，A錯誤；B.物塊A在長木板上外表向左勻速運動，長木板B仍保 持靜止，B受到地面的摩擦力與A對B的摩擦

13、力等大反向，即大小等于R B錯誤； CD.突然減小或突然增大拉力R但是由于正壓力不變，那么A對B的滑動摩擦力大小 不變，因此地面對B的摩擦力大小不變，D錯誤C正確。應選C。.平傳送帶在電動機的帶動下以恒定的速率口運動。某時刻在傳送帶左側A端輕輕放 置一個質量為加的小物體，經時間/小物體恰好與傳送帶共速，此時小物體未到達傳送 帶的最右端，在這段時間內（）A.摩擦力對小物體做的功為相聲B.由于小物體與傳送帶相互作用而產生的內能為機/C.由于小物體與傳送帶相互作用電動機要多做的功為zm?D.共速前小物體受向右的摩擦力，共速后小物體受向左的摩擦力【答案】C【解析】A.根據(jù)動能定理可得摩擦力對小物體做的

14、功為叱篦F故人錯誤；b. /時 間內小物體和傳送帶的位移大小分別為百%” 根據(jù)牛頓第二定律可得小物體 所受摩擦力的大小為/由于物體與傳送帶相互作用而產生的內能為tQ =/（%-%）= Jm廿。故B錯誤；C.根據(jù)能量守恒定律可得，由于物體與傳送帶相互 作用電動機要多做的功為卬=+。= 體2,故C正確；D.共速前小物體受向右的摩 擦力，共速后小物體不受摩擦力，故D錯誤。應選C。二、多項選擇題：本大題共4小題，每題4分，共16分。在每題給出的4個選項中，有多項符合 題目要求，全對得4分，選對但不全得2分，有選錯的得0分。.現(xiàn)代的激光打印機都是自動進紙的，有一種進紙原理如下圖。進紙槽里疊放有一 疊白紙

15、，進紙時滾輪以豎直向下的力壓在第一張白紙上，并沿逆時針方向勻速轉動，確 保第一張紙與第二張紙發(fā)生相對滑動。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。滾輪與白紙 之間的動摩擦因數(shù)為山，白紙之間、白紙與紙槽底座之間的動摩擦因數(shù)均為四2。不考慮靜電力的影響，以下說法正確的選項是（）A.滾輪對第一張白紙的摩擦力方向向左B.假設5那么打印機不能實現(xiàn)自動進紙C.除最上面第一、二張白紙外越向下白紙之間的摩擦力越大D.進紙過程中除最上面第一張白紙外其它紙之間摩擦力大小相等【答案】BD【解析】A.第一張紙相對于滾輪的運動趨勢方向向左，那么滾輪對第一張白紙的摩擦力 方向向右，故A錯誤；B.假設要自動進紙，那么滾輪與白紙之間

16、的最大靜摩擦力必須大于 第一張紙與第二張紙間的滑動摩擦力，那么有否那么，打印機不能實現(xiàn)自動進紙，故B正確；CD.除最上面第一、二張白紙外，向下白紙?zhí)幱陟o止狀態(tài)，分別以向下第 3張白紙、第3張和第4張白紙整體、第3張到第5張白紙整體為研究對象，根據(jù)平 衡條件可知向下白紙之間的摩擦力大小都等于第一張白紙對第二張白紙的滑動摩擦力 大小，故C錯誤D正確；應選BD。10.水平面上固定著半徑R=60cm的薄圓筒，筒中放置著兩個圓柱體，小圓柱體半徑 4=10cm、重力為G1=30N,大圓柱體半徑弓二30cm。圓筒和圓柱體的中心軸均水平,且圓筒的中心。與大、小圓柱體的切點。的連線恰好豎直，如下圖（圓筒只畫了部

17、分）。不計一切摩擦，那么（）A.圓筒對小圓柱體的支持力大小為25及NB.大、小圓柱體之間的壓力大小為10起NC.大圓柱體的重力大小為10ND.大圓柱體的重力大小為20N【答案】AC【解析】AB,分析小圓柱的受力，如圖 平移R M、三力首尾相連構成的封閉矢量三角形與。2相似，由幾何關系可G N|LLG F得萬萬二萬萬其中2=50cm, OQ=30y/2 cm解得 =25我N又有萬石二萬萬解得尸=5及NA正確，B錯誤；CD,分析大圓柱的受力，設大圓柱的質量為G2,如圖,平移N2、G2,三力首尾相連構成的封閉矢量三角形與。|相似，由幾何關系可得品=解62=1C正確，D錯誤。應選AC。11.哥倫比亞大

18、學的工程師研究出一種可以用于人形機器人的合成肌肉，可模仿人體肌肉做出推、拉、彎曲和扭曲等動作。如下圖，連接質量為根的物體的足夠長細繩乃一 端固定于墻壁，用合成肌肉做成的“手臂飛ed的d端固定一滑輪，。端固定于墻壁，細繩 繞過滑輪，。和e類似于人手臂的關節(jié)，由“手臂”合成肌肉控制。設cd與豎直墻壁農 夾角為仇 不計滑輪與細繩的摩擦，以下說法正確的選項是（）A.假設保持（9不變，增大cd長度，細繩4d局部拉力大小不變B.假設保持8 = 90。，增大cd長度，細繩對滑輪的力始終沿A方向C.假設保持w等于，增大cd長度，細繩對滑輪的力始終沿八方向D.假設。從90。逐漸變?yōu)榱?，長度不變，且保持那么細繩對

19、滑輪的力先增大后減小【答案】ACD【解析】A.根據(jù)平衡條件可知繩仍的張力大小等于物體的重力，即繩中張力大小不變， A正確；B.保持。= 90。，增大cd長度，那么Na必變小，繩中張力大小不變，細繩對滑輪 的力沿Na曲的平分線，B錯誤；C.保持ac等于ad, Z.acd = Z.adc = cdb ,即de為Na的 角平分線，繩中張力不變，方向沿著de, C正確；D.cd長度不變，d點的軌跡如圖虛線 所示，為一段圓弧當。的位置滿足4與圓相切時，4仍最小，此時細繩對滑輪的力最大，因此。從90。 逐漸變?yōu)榱悖毨K對滑輪的力先增大后減小，D正確。應選ACD。12.如圖，輕桿一端連在光滑的較鏈上，另一端

20、固定著質量為根的小球，初始時，在球 上施加作用力歹使桿處于水平靜止，力尸和桿的夾角。二120?，F(xiàn)保持。角不變，改變 力歹的大小緩慢向上旋轉輕桿，直至桿與水平方向成60。角，在這個過程中（）A.力廠逐漸增大B.力尸逐漸減小C.桿對小球的彈力先增大后減小D.桿對小球的彈力先減小后增大【答案】BD【解析】AB.由于輕桿一端連在光滑的錢鏈上，故桿對小球的作用力始終沿著桿的方 向，設轉動過程中桿與豎直方向夾角為凡 由平衡條件可得，垂直桿方向滿足尸sin60。=gsin6。桿轉過60。過程，。從90。減小到30,可知力產逐漸減小，A錯誤，B正確；CD.沿桿方向滿足% = Aos60。-/咫cos。聯(lián)立上述

21、兩式可得 F桿=2g”gsin（e 60。）?？芍敗６?0。時，5=。，故。從90。減小到30。的過程，桿 對小球的彈力先減小為零后反向增大，c錯誤，D正確。應選BD。第II卷（非選擇題）三、非選擇題：此題共6小題，共60分。簡容許寫出文字說明、證明過程或演算步驟。（6分）.彈簧是大家在生活中比擬常見的機械零件，彈簧在外力作用下發(fā)生形變， 撤去外力后，彈簧就能恢復原狀。很多工具和設備都是利用彈簧這一性質來工作的。實 驗室中有五根一模一樣的彈簧，小明想測量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在 水平鐵架臺上，如圖甲所示，1號彈簧不掛鉤碼，2號掛1個鉤碼，3號掛2個鉤碼， 依此類推，鉤碼均相同。

22、計算結果均保存3位有效數(shù)字。（1）為了更直觀地呈現(xiàn)出彈力大小尸與伸長量的關系，小明以1號彈簧末端指針所 指的位置為原點，作出豎直的y軸及水平的x軸，其中y軸代表，龍軸代表。（均選填“尸或Ar”）（2）為測量彈簧的伸長量，小明取來一把米尺，豎直放置在地上，米尺的100cm刻度 剛好與1號彈簧末端指針在同一水平線上，測量2號彈簧末端指針位置時，示數(shù)如圖乙 所示，那么此時彈簧伸長量為 cm。（3）小明依次測量3號、4號、5號彈簧的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)作出圖像，如圖 丙，圖中數(shù)據(jù)的單位均取國際單位制單位，那么這些彈簧的勁度系數(shù)為 N/m。【答案】Ax F 4.0050【解析】（1） 口2由題圖甲知

23、，y軸代表彈簧的伸長量Ar, x軸代表彈力大小凡（2） 由題圖乙知，2號彈簧末端指針位置對應的刻度為96.00cm,故彈簧伸長量一 F 4NAr = 100cm-96.00cm = 4.00cm （3） 4由題圖丙得 = 50N/mAx 0.08m（6分）.如下圖，為了測量小物塊的質量2,進行了如下操作：（1）把勁度系數(shù)七50N/m的長彈簧固定在長木板的一端，把速度傳感器固定在彈簧原 長位置處；（2）墊起長木板沒有彈簧的另一端，直到小物塊能沿長木板勻速下滑；（3）給小物塊某一速度使其沿長木板下滑，速度傳感器測得其速度為匕，刻度尺測得彈簧最大壓縮量為西；（4）重復（3）,得到數(shù)據(jù)如下表所示:v

24、(m/s)0.51.01.52.0 x (cm)5101520回答以下問題:(1)在下面的坐標系中作出WX圖像 O(2)圖線的斜率表達式玄= (僅與鼠根有關)。(3)由以上可得小球的質量/%=kgo【解析】(1) 1根據(jù)數(shù)據(jù)合理選取坐標值，描點、連線，如圖2由動能定理有-幺x =。-解得v 歸x。所以圖線斜率上、口 22V 27 m3由圖線可得斜率kf = 10s_,所以小球質量加=0.5kg(8分)如下圖，放在粗糙固定斜面上的物塊A和小球B均處于靜止狀態(tài)，輕繩 A3繞過光滑的定滑輪與輕彈簧的右端連接在小球B上，輕彈簧中軸線沿水平方向，輕 繩的段與豎直方向的夾角族53。，斜面傾角。=37。，物塊A和小球B的質量分別為 %=5kg, 笫二l.5kg,物塊