人教版2022年高中物理力学相互作用真题.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理力学相互作用真题年高中物理力学相互作用真题 单选题 1、有一种篮球收纳托架如图所示，托起同一篮球的两托杆平行且与水平面成角，一半径为、质量为的篮球静置在左边最上层托架上，水平支撑杆对该篮球的弹力方向恰好沿水平方向，不计托杆内径，两托杆间距为2且 ，不计一切摩擦，则每根托杆对该篮球的弹力大小为（）A2tanB2cos C222tanD222cos 答案：D 解析：对该篮球受力分析，设单根托杆对篮球的弹力大小为N，两托杆对篮球弹力的合力为F，水平支撑杆对篮球的弹力为，垂直两根托杆平面篮球受力图示如图（a），则有 =22 2 2 竖直面内篮球的受力图示如图（b），则有 cos=解得 =22 2cos 故 D 正确。小提示：受力分析是高中物理的难点之一，也是考试中的必考知识点，力学模块中的知识在物理学科中一直占据着很高的地位。本题结合生活实际情境“篮球收纳托架上的篮球”的受力考查受力平衡和几何知识。物体受三维力作用，解题过程中要将题给的三维立体图通过“侧视”“正视”或“俯视”的方式把图形平面化。2、如图所示，一半圆形轨道放在粗糙的水平地面上，直径AB水平，轨道内表面及B端光滑，绕过B端的轻绳左端连接一小球，右端用水平力F拉轻绳，使小球在轻绳带动下从轨道最低点C开始沿轨道缓慢上滑到接近B端，轨道始终保持静止，则此过程中（）A地面受到轨道的静摩擦力变小 B地面受到轨道的压力减小 3 C小球对轨道的压力减小 D轨道B端受到轻绳的作用力变小 答案：C 解析：B对小球、轨道整体，由受力平衡知地面对轨道的静摩擦力大小为=，地面对轨道的支持力1与小球和轨道的总重力平衡，即1不变，根据牛顿第三定律知地面受到轨道的压力不变，B 错误；AC小球受力情况如图所示，设轨道对小球的支持力大小为2，与竖直方向夹角为，轻绳与竖直方向夹角为，有 2 +2(+)=（点拨：连接圆心和右侧最高点B，可找到和的关系），即 =2 2 根据正弦定理有 2sin=sin=sin180 (+)可得 2=tan =cos2cos=(2cos 1cos)从45逐渐减小，则2将减小，F将增大，地面受到轨道的静摩擦力变大，A 错误，C 正确；D由于B端两侧轻绳的夹角减小且F增大，轨道B端受到轻绳的作用力增大，D 错误。4 故选 C。3、如图甲所示，两段等长轻质细线将质量为m的小球A和质量为 2m的小球B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力1的作用，小球B受到水平向左的恒力2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图乙所示的状态，小球B刚好位于O点正下方，则1与2的大小之比为（）A2：5B5：2 C2：3D3：2 答案：B 解析：设、与竖直方向的夹角为，首先对两个球整体分析，受1、2、重力及拉力，如图所示 5 根据平衡条件得 1=2+sin cos=3 再隔离球分析，如图所示 根据平衡条件得 2=2tan 联立解得 1=5tan 则 1:2=5:2 故 B 正确，ACD 错误。故选 B。6 4、如图所示，质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球处于静止状态.若要使小球处于静止状态，且悬线OA与竖直方向的夹角保持 30不变，则外力F的大小不可能为（）A0.2mgB0.5mgCmgD2mg 答案：A 解析：由力三角形法可知，当F与绳拉力垂直时，F的值最小，F的最小值为 min=sin30=0.5 故选 A。5、如图所示，质量为m的半球体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态。半球体的底面与竖直方向夹角为，重力加速度g，若不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A正方体受 3 个力的作用 B正方体对半球体的弹力大小为 cos C水平面对正方体的弹力大小为（M+m）gcosD左侧墙面对正方体的弹力大小等于mgcot 答案：D 解析：7 A对正方体进行受力分析，受到重力、地面的支持力、半球体对它的压力以及左侧墙壁对它的支持力，所以正方体受到 4 个力作用，故 A 错误；B对半球体进行受力分析，受到重力、正方体的弹力和右侧墙壁对它的支持力，如图所示，把正方体对半球体的弹力FN2沿水平方向和竖直方向分解，可得 FN2sinmg 解得 FN2 sin 故 B 错误；C以两个物体所组成的系统为研究对象，竖直方向上系统受到向上的支持力和向下的重力，整体处于静止状态，所以水平面对正方体的弹力大小为（M+m）g，故 C 错误；D墙面对半球体的弹力大小 FN1FN2cos 解得 FN1mgcot 以整体为研究对象，水平方向上系统受到左右两侧墙面的弹力而平衡，所以左侧墙面对正方体的弹力大小等于mgcot，故 D 正确。8 故选 D。6、某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（）A车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态 B把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大 C车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大 D坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大 答案：D 解析：A车辆上下颠簸过程中，可能在某些时刻加速度向上，则汽车处于超重状态，A 正确，不符合题意；B把坑看作凹陷的弧形，根据牛顿第二定律有 N =2 则根据牛顿第三定律，把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大，B 正确，不符合题意；C车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大，C 正确，不符合题意；D动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定，而坑洼路面可能比平直路面更光滑则动摩擦因数可能更小，D 错误，符合题意。故选 D。7、如图所示，两个质量均为m的小球a和b套在竖直固定的光滑圆环上，圆环半径为R，一不可伸长的细线两9 端各系在一个小球上，细线长为 23R。用竖直向上的力F拉细线中点O，可使两小球保持等高静止在圆上不同高度处。当a、b间的距离为3R时，力F的大小为（重力加速度为g）（）A32mgB3mgC2mgD3mg 答案：D 解析：a、b等高且距离为3R，O为细线中点且细线长为 23R，则 =3 三角形为等边三角形，如图 选取左侧小球进行分析，记为圆心，由图中几何关系可得，圆环弹力沿向外，与水平方向夹角为30，则小球所受重力与圆环弹力的合外力为 合=2cos30=3 与绳拉力T等大，力F的大小与绳拉力的合力等大反向，三角形为等边三角形，两绳夹角为60，故 =3=3 ABC 错误，D 正确。10 故选 D。多选题 8、物体同时受到同一光滑平面内三个力作用，物体在下列哪组力的作用下，可能做匀速直线运动（）A7N，5N，3NB5N，3N，9NC8N，8N，15ND12N，10N，1N 答案：AC 解析：A因为 7N，5N，3N 三个力的合力范围为 0 15N 所以物体此时可能做匀速直线运动，故 A 正确；B因为 5N，3N，9N 三个力的合力范围为 1N 17N 所以物体不可能做匀速直线运动，故 B 错误；C因为 8N，8N，15N 三个力的合力范围为 0N 31N 所以物体此时可能做匀速直线运动，故 C 正确；D因为 12N，10N，1N 三个力的合力范围为 1N 23N 所以物体不可能做匀速直线运动，故 D 错误。故选 AC。9、“V”形吊车在港口等地有重要的运用。如图所示，底座支点记为O点，OA为“V”形吊车的左臂，OA上端A处固定有定滑轮，OB为活杆且为“V”形吊车的右臂，一根钢索连接底座与B点，另一根钢索连接B点后穿过定滑轮，拉动质量为M的重物缓慢向上运动。已知左臂OA与水平面的夹角为，左臂OA与钢索AB段的夹角为，11 且左臂OA与右臂OB相互垂直，左臂OA、右臂OB总质量为m，钢索质量忽略不计，不计一切摩擦。则下列说法正确的是（）A定滑轮对钢索的支持力为2cos(2+24)BAB段钢索所受到的拉力为2 C右臂OB对钢索的支持力为cos(+)sin D底座对左臂OA、右臂OB、重物整体的支持力为(+)答案：AD 解析：A钢索在A点夹角为 90+则 =2+24 定滑轮只改变钢索拉力的方向，不改变力的大小，则钢索对滑轮的作用力 合=2cos(2+24)由牛顿第三定律可知，滑轮对钢索的作用力 合=2cos(2+24)12 A 正确；B由题意可知，物体缓慢向上运动，钢索拉力为 =B 错误；C以B点为研究对象，可知 cos()=sin 解得=cos()sin C 错误；D以整体为研究对象，处于平衡状态，则底座对整体的支持力等于（+），D 正确。故选 AD。10、如图所示的装置，用两根细绳拉住一个小球，两细绳间的夹角为，细绳AC呈水平状态。现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动，共转过 90。在转动的过程中，CA绳中的拉力F1和CB绳中的拉力F2的大小发生变化，即（）AF1先变大后变小 BF1先变小后变大 CF2逐渐减小到零 DF2逐渐增大 13 答案：AC 解析：设AC绳与竖直方向的夹角为，整个装置缓慢转动，故一直保持平衡状态，有 1sin=2sin()1cos+2cos()=得到 1=sin()sin，2=sinsin 由题意可知，由 90变到 0，不变，故F1先变大后减小，F2逐渐减小，直到当=0时，F2减小到 0。故选 AC。填空题 11、如果没有限制，同一个力F可以分解为_对大小、方向不同的分力。答案：无数 解析：略 12、质量为 1kg 的木箱静止在水平地面上。木箱与地面间的动摩擦因数为 0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，g 取 10m/s2。现给木箱一水平拉力，当拉力大小为 2N 时，地面对木箱的摩擦力是_N；当拉力大小变为 10N 时，地面对木箱的摩擦力是_N。答案：2 5 解析：1物体与地面的最大静摩擦力为 =5N 当拉力大小为 2N 时，物体静止，故地面对木箱的摩擦力是静摩擦力，大小等于 2N。14 2当拉力大小变为 10N 时，物体相对地面滑动，地面对木箱的摩擦力是滑动摩擦力，大小等于 5N。