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2024年高考真题和模拟题分项汇编物理 专题03 相互作用 含答案解析

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专题03 相互作用

1.(2024·新课标全国Ⅰ卷)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中

A.水平拉力的大小可能保持不变 B.M所受细绳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减小后增加 【答案】BD

【解析】如图所示,以物块N为研究对象,它在水平向左拉力F作用下,缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中,水平拉力F逐渐增大,绳子拉力T逐渐增大;

对M受力分析可知,若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下,则随着绳子拉力T的增加,则摩擦力f也逐渐增大;若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上,则随着绳子拉力T的增加,摩擦力f可能先减小后增加。故本题选BD。

2.(2024·新课标全国Ⅱ卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为的质量最大为 A.150kg 【答案】A

32

,重力加速度取10m/s。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N,则物块3B.1003kg C.200 kg

D.2003kg

【解析】

T=f+mgsinθ,f=μN,N=mgcosθ,带入数据解得:m=150kg,故A选项符合题意。

3.(2024·新课标全国Ⅲ卷)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面I、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则

A.C.【答案】D

B.D.

【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态,受力分析如图,由几何关系可知,

,F2??,

。解得

1mg 由牛顿第三定律知2,故D正

4.(2024·天津卷)2024年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是

A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度

C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下 D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布 【答案】C

【解析】A、以桥身为研究对象,钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向,则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力,增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变,故A错误; B、由图甲可知

,当索塔高度降低后,?变大,cos? 变小,故T变大,故B错误

,钢索对索塔的合力竖直向下,故C正确

C、由B的分析可知,当钢索对称分布时,

D、受力分析如图乙,由正弦定理可知,只要,钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成,合力

竖直向下,钢索不一定要对称分布,故D错误;综上分析:答案为C。

5.(2024·江苏卷)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为

(A)

T sin?(B)

T cos?(C)Tsinα (D)Tcosα

【答案】C

【解析】对气球受力分析,由水平方向平衡条件可得:,故C正确。

6.(2024·山东省济宁市高三第二次摸底考试)我国2007年建成的国家大剧院外部呈椭球型.为了简化,将国家大剧院的屋顶近似为半球形,某警卫人员在执行特殊任务时,必须在屋顶上向上缓慢爬行,他在爬行的过程中屋顶对他的

A.支持力不变 C.摩擦力变小 【答案】C

B.支持力变小 D.摩擦力变大

【解析】

因为缓慢爬行,合力为零:mgcos??F支,mgsin??Ff,向上爬的过程中,夹角减小,所以摩擦力变小,支持力变大,ABD错误,C正确。

变大,变小,

7.(2024·辽宁省辽南协作体高三模拟)如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。整个装置处于静止状态,已知重力加速度为g则

A.A对地面的摩擦力方向向左 B.A对地面的压力大于(M+m)g C.B对A的压力大小为

r

mg R

D.细线对小球的拉力大小为【答案】D

【解析】把AB看成一个整体,对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力,地面对整体没有摩擦力,即A对地面没有摩擦力,否则不能平衡,A错误;整体对地面的压力即是A对地面的压力等于(M+m)g,B错误;对小球受力分析,如图所示:

根据平衡条件,有:F=mg,T?mgtan?,由几何关系有:cos?,,解

得:,,C错误,D正确。

8.(2024·西南名校联盟模拟)两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示,OA、OB与水平面的夹角分别为α、β,已知α<β,M、m均处于静止状态。则

A.水平面一定是粗糙的 B.水平面可能是光滑的

C.OA绳的拉力大于OB绳的拉力 D.OA绳的拉力等于OB绳的拉力 【答案】A

【解析】对O点受力分析,由平行四边形定则可知,OA绳的拉力小于OB绳的拉力,选项CD错误;对物体m而言,因向右的绳的拉力大于向左的绳的拉力,可知m受到向左的摩擦力,即水平面一定是粗糙的,选项A正确,B错误。

9.(2024·广东省高三第一次模拟)如图所示,足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接,平板AP与水平面成53°=0.8,角固定不动,平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动,质量为m的均匀圆柱体O放在两板间sin53°cos53°=0.6,重力加速度为g。在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中,下列说法正确的是

2024年高考真题和模拟题分项汇编物理 专题03 相互作用 含答案解析

专题03相互作用1.(2024·新课标全国Ⅰ卷)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中A.水平拉力的大小可能保持不
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