2023高考物理最新模拟题专题分类汇编 专题二 相互作用

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2023高考物理最新模拟题专题分类汇编 专题二 相互作用
一、单选题
1．（2023·四川模拟）处于平衡状态的物体，下列说法中正确的是（）
A．一定静止 B．一定做匀速直线运动
C．所受合力一定为零 D．所受合力一定不为零
【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．处于平衡状态的物体可能静止，也可能做匀速直线运动，AB不符合题意；
CD．处于平衡状态的物体所受合力一定为零，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】处于共点力平衡时物体处于静止或匀速直线运动，合力一定为零。
2．（2023·四川模拟）如图所示，重G=20N的物体，在一个大小F=10N、方向与水平面成的拉力作用下，恰能沿水平面做匀速直线运动。取，，下列判断正确的是（　　）
A．物体对水平面的压力大小为20N
B．水平面对物体的支持力大小为14N
C．水平面对物体的摩擦大小为10N
D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5
【答案】D
【知识点】受力分析的应用；滑动摩擦力与动摩擦因数；力的分解；共点力的平衡
【解析】【解答】物体受力分析如图所示
AB．由平衡条件，在竖直方向上
解得水平面对物体的支持力大小
由牛顿第三定律，物体对水平面的压力大小也为12N，A、B不符合题意；
C．由平衡条件，在水平方向上
C不符合题意；
D．由公式
得物体与水平面间的动摩擦因数
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对物体进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡和滑动摩擦力的表达式得出水平面对物体的支持力的大小，利用滑动摩擦力的表达式得出物体与水平面间的动摩擦因数。
3．（2023·四川模拟）如图所示，细线一端固定在A点，另一端系着小球。给小球一个初速度，使小球在水平面内做匀速圆周运动，关于该小球的受力情况，下列说法中正确的是（）
A．受重力、向心力作用
B．受细线拉力、向心力作用
C．受重力、细线拉力作用
D．受重力、细线拉力和向心力作用
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；匀速圆周运动
【解析】【解答】对小球受力分析可得，小球受到竖直向下的重力和沿绳向上的拉力，这两个力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力。
故答案为：C。
【分析】对小球进行受力分析，根据合力提供向心力得出小球的受力情况，向心力是按力的作用效果命名。
4．（2023·四川模拟）质量为的物体，所受合力为F时，加速度为a。如果将物体的质量增大为2m，所受合力减小为，则物体的加速度将变为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】由牛顿第二定律有
当物体的质量增大为2m，所受合力减小为 时，有
故答案为：A。
【分析】对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得出物体的加速度。
5．（2023·四川模拟）如图所示，河水流速恒为，方向平行河岸。一艘在静水中划行速度恒为的小船，船头指向正对岸渡河，船的合速度大小为（）
A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．7m/s
【答案】C
【知识点】力的平行四边形定则及应用；运动的合成与分解
【解析】【解答】根据平行四边形定则，船的合速度为
故答案为：C。
【分析】根据平行四边形定则以及速度的合成得出船的合速度 。
6．（2023·四川模拟）如图所示，轻弹簧上端固定在天花板上，下端系一物块。物块从弹簧处于原长位置静止释放，在物块开始下落到最低点的过程中（弹簧的形变在弹性限度内），下列说法中正确的是（）
A．物块的动能一直变大 B．物块的重力势能一直减小
C．物块的机械能一直变大 D．物块的机械能先变大后变小
【答案】B
【知识点】功能关系；受力分析的应用；力的合成
【解析】【解答】物块从弹簧处于原长位置静止释放后，物块受到重力、弹力，合力方向竖直向下，做加速运动；弹力逐渐增大，当重力和弹力相等时速度最大，之后弹力大于重力，合力方向竖直向上，做减速运动；直至最低点，速度为零。
综上所述物块的速度先增大后减小，物块的动能先增大后减小；物块的一直下降，重力做正功，物块的重力势能一直减小；弹力对物块一直做负功，物块的机械能一直减小。
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物块进行受力分析，根据力的合成以及合力 和速度的关系得出物块动能和机械能的变化情况。
7．（2023·四川模拟）如图所示，大人和小孩拔河，大人保持静止却能轻松把小孩拉过来。不计绳子的质量，下列说法中正确的是（）
A．小孩被拉动后就失去了惯性
B．大人保持静止是因为惯性增大了
C．大人对绳子的拉力大于小孩对绳子的拉力
D．大人对绳子的拉力与小孩对绳子的拉力大小相等
【答案】D
【知识点】惯性与质量；共点力的平衡
【解析】【解答】AB．惯性是物体自身具有的属性，只与质量有关，与物体的运动状态、受力状态无关，AB不符合题意；
CD．由于绳子质量不计，绳子受力平衡，大人对绳子的拉力与小孩对绳子的拉力是一对平衡力，两者大小相等，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】惯性是物体自身具有的属性，平衡力是大小相等方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上。
8．（2023·甘肃模拟）关于重力的以下说法中，正确的是（　　）
A．物体静止时受到的重力最大，沿水平面运动时不受重力
B．重力的方向总是竖直向下的
C．重力有施力物体，没受力物体
D．重力的大小只决定于物体质量
【答案】B
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】重力源自于万有引力，与物体的运动状态无关，A不符合题意；重力的方向总是竖直向下，B符合题意；重力有施力物体也有受力物体，C不符合题意；重力的大小由物体质量与重力加速度决定，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】重力等于物体的质量和重力加速度的乘积，重力有施力物体也有受力物体。
9．（2023·甘肃模拟）关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．物体间的正压力增大时，它们之间的摩擦力也一定增大
B．物体受到摩擦力作用时，它一定同时受到弹力作用
C．只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用
D．摩擦力一定阻碍物体的运动
【答案】B
【知识点】形变与弹力；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度以及压力的大小成正比，静摩擦力与压力无关，A项错误；
B．根据摩擦力产生的条件可知，有摩擦力时一定有弹力，B项正确；
C．摩擦力发生在两个发生相对运动的物体之间，故静止的物体也可以受到摩擦力，只要有其他物体在相对于它运动即可，C项错误；
D．摩擦力阻碍物体间的相对运动，但它可以与物体的运动方向相同，D项错误．
故答案为：B
【分析】有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力一定有弹力，摩擦力发生在两个发生相对运动的物体之间，结合滑动摩擦力的表达式进行分析判断。
10．（2023·辽宁模拟）如图所示，三根轻质细线结于点，另一端固定在天花板上的点（位于圆心的正上方），OB、OC另一端分别连接质量为的小球P（可视为质点）、质量为的物体Q。将物体Q放置于粗糙水平面上，小球P放置于半径为的光滑半圆柱上，当A、O、处于同一竖直线上时，处于水平且物体Q恰好不滑动，此时，，重力加速度大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物体Q与水平面间的动摩擦因数为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】根据题意，对小球P受力分析，受重力 ，光滑半圆柱的支持力 和绳子的拉力 ，处于平衡状态，画出拉力 等大反向的力 ，即为 和 的合力，如图所示
由相似三角形有
解得
由余弦定理有
则有
对结点 受力分析，如图所示
由平衡条件有
对物体Q受力分析，如图所示
由平衡条件有 ，
又有 ，
则有
故答案为：B。
【分析】分别对小球P受力分析，结点o、物块Q进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡得出 物体Q与水平面间的动摩擦因数 。
11．（2023·湖北模拟）如图（a）所示，一根质量为、长度为的均匀柔软细绳置于光滑水平桌面上，绳子右端恰好处于桌子边缘，桌面离地面足够高。由于扰动，绳从静止开始沿桌边下滑。当绳下落的长度为时，加速度大小为，绳转折处点的张力大小为，桌面剩余绳的动能为、动量为，如图（b）所示。则从初态到绳全部离开桌面的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当时，张力有最大值 B．当时，动是有最大值
C．当时，加速度有最大值 D．当时，动能有最值
【答案】D
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】AC．分析整段绳
隔离桌面部分
联立可得 ，
故当 时， 有最大值； 时， 有最大值；A不符合题意，C不符合题意；
B．由机械能守恒定律
可得
故
故当 时，动量 有最大值，B不符合题意；
D．根据
求导可得，当 时，动能 有最大值，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】分别对整段绳和桌面部分进行受力分析，利用牛顿第二定律得出张力和加速度的最大值，利用机械能守恒定律和动能的表达式得出动量和动能的最大值。
12．（2023·河北模拟）如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，则下列叙述不正确的是（　　）
A．A球质量为
B．光滑半圆柱体对A球支持力的大小为
C．剪断OA绳子的瞬间A的加速度大小为0.5g
D．剪断OA绳子的瞬间B的加速度大小为
【答案】D
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A．对小球A和B受力分析如图所示
对小球B，根据共点力平衡条件得 ，
OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，则半径与竖直方向夹角为30°，根据平行四边形定则得 ，
则光滑半圆柱体对A球支持力的大小为 。A球的质量为
AB正确，不符合题意；
C．剪断轻绳后，T2变成0，沿圆半径方向合力为零，沿切线方向根据牛顿第二定律有
C正确，不符合题意；
D．在剪断瞬间，弹簧弹力F不变，B受到的合力
根据牛顿第二定律可知
D错误，不符合题意。
故答案为：D。
【分析】对小球A和B进行受力分析根据共点力平衡得出A求得质量和半圆柱体对A球的支持力，结合牛顿第二定律得出AB的加速度大小。
13．（2023·河北模拟）如图为内燃机中的连杆传动装置部分示意图。当汽缸中高压气体以力推活塞时，连杆BA与BO的夹角为，不计活塞重力和一切摩擦，则此汽缸壁对活塞的作用力为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】对活塞受力分析，受汽缸中高压气体对活塞的作用力 ，AB杆对其的推力 ，汽缸对活塞的作用力 ，如图所示
根据平衡条件，有
故答案为：C。
【分析】对活塞受力分析，根据共点力平衡得出汽缸壁对活塞的作用力。
14．（2023·河北模拟）如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一根劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳离地面。当框架对地面压力为零的瞬间，则（　　）
A．轻弹簧处于伸长状态 B．轻弹簧的形变量为
C．小球加速度的大小为 D．小球加速度的大小为g
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【解答】AB．由题意得，当框架对地面的压力为零的瞬间，对框架受力分析知，框架所受重力等于弹簧对框架的弹力，且弹簧弹力竖直向上，弹簧处于压缩状态，且
则轻弹簧的压缩量
AB不符合题意；
CD．小球受弹簧向下的弹力，大小为
则小球加速度的大小为
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】，对框架受力分析，根据共点力平衡得出弹簧的形变量，利用牛顿第二定律得出夏秋的加速度。
15．（2023·河北模拟）如图所示，一倾角为θ＝30°的斜劈静置于粗糙水平面上，斜劈上表面光滑，一轻绳的一端固定在斜面上的O点，另一端系一小球。在图示位置垂直于绳给小球一初速度，使小球恰好能在斜面上做圆周运动。已知O点到小球球心的距离为l，重力加速度为g，整个过程中斜劈静止，下列说法正确的是（　　）
A．小球在顶端时，速度大小为
B．小球在底端时，速度大小为
C．小球运动过程中，地面对斜劈的摩擦力大小不变
D．小球运动过程中，地面对斜劈的支持力等于小球和斜劈的重力之和
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；动能
【解析】【解答】A．小球在顶端时，绳的拉力FT与重力沿斜面向下的分力的合力提供小球做圆周运动所需的向心力，有FT＋mg sinθ＝m
可知绳的拉力越小，小球的速度越小，当绳的拉力为零时，小球恰好在斜面上做圆周运动，在顶端时的速度为vmin＝ ＝
A不符合题意；
B．小球由顶端向底端运动时，只有重力对小球做功，根据动能定理mg·2l sin θ＝ mv2－ mvmin2
代入数据可得v＝
B符合题意；
CD．小球在斜面上受重力、支持力和绳的拉力作用做变速圆周运动，其所受重力与斜面的支持力大小和方向均保持不变，绳的拉力大小和方向均不断变化，根据牛顿第三定律，以斜劈为研究对象，斜劈在小球恒定的压力、绳沿斜面方向不断变化的拉力、地面的支持力、摩擦力和自身的重力作用下保持平衡，绳的拉力沿斜面方向不断变化，故其在水平和竖直方向上的分量也在不断变化，根据斜劈的平衡条件可知，它受到的水平方向上的摩擦力大小是变化的，地面对斜劈支持力的大小不一定等于小球和斜劈重力之和，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对小球进行受力分析，根据合力提供向心力得出小球在顶端的速度，小球由顶端向底端运动时根据动能定理得出小球的速度，通过受力分析及共点力平衡进行分析判断。
16．（2023·河北模拟）如图所示，将一半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球半径一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球的球心、大球的球心都在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球间的万有引力大小约为（　　）
A．0.01 B．0.02 C．0.05 D．0.04
【答案】D
【知识点】力的合成；万有引力定律的应用
【解析】【解答】由题意可得，挖去的小球的半径为 、质量为 。挖出小球前，大球对球外小球的万有引力为F=G
将挖出的小球填回原位置，则填入左侧原位置的小球对球外小球的万有引力为F1=G
填入右侧原位置的小球对球外小球的万有引力为F2=G
则大球中剩余部分对球外小球的万有引力为F3=F-F1-F2≈0.04
故答案为：D。
【分析】根据万有引力的表达式以及力的合成得出大球中剩余部分对球外小球的万有引力。
17．（2023·济南模拟）“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”。放风筝是民间传统游戏之一。如图所示，一只风筝高高的悬停在空中，已知风筝受到重力G、绳子拉力F1，空气作用力F2，下列受力分析示意图可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】在A、B、D三个力图中，合力不可能为零，不能处于平衡状态，只有C图，在三个力的作用下能处于平衡。
故答案为：C。
【分析】根据受力分析以及共点力平衡进行分析判断。
18．（2023·江苏模拟）在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色。如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)。则绳中拉力大小（　　）
A．先变小后变大 B．先变小后不变
C．先变大后不变 D．先变大后变小
【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】轻绳右端从B点移到直杆最上端过程，如图1所示，设两绳夹角为2θ，由平衡知：mg=2Fcosθ
轻绳右端从B点移到C点过程，如图2所示，设绳子总长为L，绳子两端点间水平距离为s，由数学知识知
由题可得，当绳子在圆弧上移动时，s变大，即 变大，当绳子在直杆上时，则L、s不变，则 保持不变。故 先变大后不变，则cosθ先变小后不变，F先变大后保持不变。
故答案为：C。
【分析】绳右端从B点移到直杆最上端过程根据受力分析以及共点力平衡得出绳中的拉力。
19．（2023·惠州模拟）图左侧为不锈钢砧板架实物图。在图右侧图中，质量为M的圆形砧板稳稳的竖立在砧板架上，砧板架两侧横梁近似光滑，间距为d，取重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．砧板对砧板架一侧横梁的作用力一定小于Mg
B．若增大横梁的间距d，砧板对两侧横梁的作用力均增大
C．若增大横梁的间距d，砧板架对地面的压力增大
D．若换一个质量相同直径更大的砧板，两侧横梁受到的压力均增大
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】A．设每侧砧板架对砧板的支持力均为 ， 垂直接触面指向砧板圆心， 与竖直方向夹角为 ，根据平衡条件有
根据牛顿第三定律可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力大小为
所以可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力不一定小于Mg，A不符合题意；
BD．若增大横梁的间距d， 变大，可知 变大；同理，若换一个质量相同直径更大的砧板可知 变小， 变小，B符合题意，D不符合题意；
C．若增大横梁的间距d，对砧板和砧板架整体分析可得地面对砧板架的支持力等于砧板和砧板架的总重力，根据牛顿第三定律可得砧板架对地面的压力不变，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对砧板进行受力分析，根据力的分解和共点力平衡以及牛顿第三定律得出砧板对砧板架一侧横梁的作用力；增大横梁的间距时根据共点力平衡的出 砧板对两侧横梁的作用力的变化情况。
20．（2023·淮北模拟）准北市科创中心项目是我市近几年重点工程项目之一，旨在提升城市综合服务功能，增强城市科技创新氛围。其核心建筑商务政务中心已经建成，最大高度达，是淮北市第一高楼，成为淮北市的新地标。如图所示，工人师傅正在用一根绳索将自己悬在空中，对大楼表面玻璃进行清洁工作，工人及其装备总重量为，且可视为质点，悬绳与竖直墙壁的夹角为，设悬绳对工人的拉力为，墙壁对工人的弹力为，不计人和墙壁间的摩擦力。下列说法正确的是（　　）
A．墙壁对工人的弹力大小为
B．悬绳对工人的拉力大小为
C．若缓慢增加悬绳的长度，与的合力增大
D．若缓慢增加悬绳的长度，和都减小
【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．工人受到重力、拉力 和支持力 ，如图
根据共点力平衡条件，有
即墙壁对工人的弹力和悬绳对工人的拉力的大小分别为 ，AB不符合题意；
CD．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则 减小，即 和 都减小，而 与 的合力始终与工人的重力平衡，大小不变，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用人的平衡方程可以求出墙壁对人的弹力及悬绳对人的拉力的大小，结合角度的变化可以判别拉力和弹力的大小变化；利用平衡条件可以判别弹力与拉力的合力与重力等大方向，保持不变。
二、多选题
21．（2023·山东模拟）如图，四个滑块叠放在倾角为θ的固定光滑斜面上，其中B和C的质量均为，A和D的质量均为，B和C之间用一平行于斜面的轻绳连接，现对A施加平行于斜面向上的拉力F，使得四个滑块以相同加速度一起沿着斜面向上运动，滑块间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）
A．拉力F的最大值为
B．C对D的摩擦力为时，A对B的摩擦力为
C．当拉力F取得最大值时，轻绳上的弹力大小为
D．当拉力F取得最大值时，C，D间的摩擦力为
【答案】C,D
【知识点】共点力的平衡；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】当A、B间的摩擦力为最大静摩擦力时，拉力F取最大值，将B、C、D看成一个整体，A是单独的一个整体，根据力的分配规律有
可得 ，
解得
A不符合题意；
C对D的摩擦力为 时，对D进行受力分析，根据牛顿第二定律有
设A对B的摩擦力为 ，对B、C、D根据牛顿第二定律有
解得
B不符合题意；
将A、B看成一个整体，C、D看成另一个整体，根据力的分配规律有
解得
C符合题意；
将A、B、C看成一个整体，D是另一个整体，根据力的分配规律有
解得
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】对ABC进行受力分析，根据牛顿第二定律和共点力平衡得出拉力的最大值和CD和AB的摩擦力，以AB和CD为研究进行受力分析，利用共点力平衡得出轻绳上的弹力以及CD间的摩擦力。
22．（2023·河北模拟）某人将质量为m的物体由静止开始以加速度a竖直向上匀加速提升，关于此过程下列说法中正确的有（　　）
A．人对物体做的功为 B．物体的动能增加了
C．物体的重力势能增加了 D．物体克服重力做的功为
【答案】B,D
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律；功的计算；动能
【解析】【解答】A．设人对物体的拉力F，由牛顿第二定律得F-mg=ma
即F=m(g+a)
提高过程中人对物体做功为m(a+g)h，A不符合题意；
B．提高过程中合外力对物体做功W合=mah
则动能增加mah，B符合题意；
CD．提高过程中物体克服重力做功mgh，重力势能增加mgh，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得出提高过程中人对物体做功，结合恒力做功以及动能定理得出动能的增加量。
23．（2023·河北模拟）如图所示，水平转台上的小物体a、b（可视为质点）通过轻弹簧连接，并静止在转台上，现从静止开始缓慢地增大转台的转速（即在每个转速下均可认为是匀速转动），已知a、b的质量分别为m、2m，a、b与转台间的动摩擦因数均为μ，a、b离转台中心的距离都为r，且与转台保持相对静止，已知弹簧的原长为r，劲度系数为k，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法中正确的是（　　）
A．物体a和b同时相对转台发生滑动
B．当a受到的摩擦力为0时，b受到的摩擦力背离圆心
C．当b受到的摩擦力为0时，a受到的摩擦力背离圆心
D．当a、b均相对转台静止时，允许的最大角速度为
【答案】C,D
【知识点】受力分析的应用；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．发生相对滑动前，静摩擦力和弹簧的弹力充当向心力，当刚好要滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力kr＋μmg=mω2r
得
故随着转台转速增大，质量大的物体先达到临界角速度，会先发生相对滑动，B先发生相对滑动，A不符合题意；
B当a受到的摩擦力为0时，弹簧弹力充当a的向心力，根据公式
得b质量较大，需要更大的向心力，所以弹簧弹力与静摩擦力的合力充当b的向心力，所以b受到的摩擦力指向圆心，B不符合题意；
C．根据B选项的分析知，当b受到的摩擦力为0时，弹簧弹力充当b的向心力，弹簧弹力与静摩擦力的合力充当a的向心力，a质量较小，故需要的向心力小，所以a受到的摩擦力背离圆心，C符合题意；
D．由A的分析可知，从静止开始缓慢地增大转台的转速，b先发生相对滑动，b刚要发生相对滑动时的角速度为ω=
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】 物体a和b 相对转动时根据合力提供向心力得出角速度的表达式，对a利用向心力的表达式以及受力分析进行分析判断。
24．（2023·河北模拟）如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A和B都向前移动一段距离。在此过程中（　　）
A．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量
B．外力F做的功等于A和B动能的增量
C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
【答案】A,D
【知识点】功能关系；受力分析的应用；动能
【解析】【解答】A．受力分析知，B对A的摩擦力等于A物体所受合外力，根据动能定理可知，B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能的增量，A符合题意；
B．选择A和B作为研究对象，运用动能定理研究：B受外力F做功，A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，根据功能关系可知
其中 为A、B的相对位移，所以外力F做的功不等于A和B的动能的增量，B不符合题意；
C．A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，所以二者做功不等，C不符合题意；
D．对B物体应用动能定理，有
其中 为B克服摩擦力所做的功，即
即外力F对B做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据受力分析以及动能定理得出B对A的摩擦力所做的功和A的动能的增量之间的关系，结合功能关系得出外力F做的功和A和B的动能的增量之间的关系。
三、填空题
25．（2023·河北模拟）重心：物体的各部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心。
①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的　 　分布。
②质量分布均匀的规则物体的重心在其　 　。
③不规则薄板形物体重心的确定方法：　 　法。
【答案】质量；几何中心；悬挂
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布。
②质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心。
③不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法。
【分析】（1）影响重心的因素是物体的质量分布；
（2）质量分布均匀的规则的物体的重心在几何中心处；
（3）判断不规则薄板的重心时用悬挂法。
四、综合题
26．（2023·四川模拟）如图所示，竖直平面内有一固定的四分之一圆弧轨道AB，圆弧半径R＝1m，A端与圆心O等高。一质量m＝0.2kg的小滑块从A端由静止释放，沿圆弧轨道运动至最低点B时的速度v＝4m/s。重力加速度g取。求：
（1）小滑块过B点时所受圆弧轨道的支持力的大小；
（2）小滑块从A运动到B的过程中，克服阻力做功W。
【答案】（1）小滑块过B点时，对小滑块受力分析，根据牛顿第二定律有
代入数据解得，小滑块过B点时所受圆弧轨道的支持力大小为
（2）小滑块从A运动到B的过程中，根据动能定理可得
代入数据解得，小滑块从A运动到B的过程中，克服阻力做功为
【知识点】受力分析的应用；牛顿运动定律的应用—板块模型；动能
【解析】【分析】（1） 小滑块过B点时，对小滑块受力分析 ，根据牛顿第二定律得出小滑块过B点时所受圆弧轨道的支持力；
（2）小滑块从A运动到B的过程中，根据动能定理 得出克服阻力做的功。
27．（2023·四川模拟）如图所示，水平向右、场强大小的电场中，有一带电小球用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。
（1）请在图中画出小球所受电场力F的示意图；
（2）判断小球的带电性质；
（3）若小球所受电场力的大小F＝1N，求小球的电荷量。
【答案】（1）小球处于静止状态，则受重力、绳子拉力、电场力三力平衡，而电场力与场强方向必然相同或相反，分析可知电场力必然水平向右，故小球所受电场力F的示意图如图
（2）由前面分析可知，小球所受电场力与场强方向相同，则小球带正电。
（3）由
解得
【知识点】受力分析的应用；电场及电场力
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，根据共点力平衡得出电场力的方向；
（2）根据正的点电荷所受电场力的方向得出小球的电性；
（3）根据电场力的表达式得出小球的电荷量 。
28．（2023·甘肃模拟）如图所示，质量为m=10kg的物体，在F=60N水平向右的拉力作用下，由静止开始运动。设物体与水平面之间的动摩擦因数 =0.3。 求：
（1）物体所受滑动摩擦力为多大？
（2）物体的加速度为多大？
（3）物体在2s内的位移为多大？
【答案】（1）滑动摩擦力为
（2）由牛顿第二定律得
代入数据解得
（3）前 内的位移为
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；滑动摩擦力与动摩擦因数；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）根据滑动摩擦力的表达式得出 物体所受滑动摩擦力 的大小；
（2）对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得出 物体的加速度 ；
（3）结合匀变速直线运动的位移与时间的关系得出前2s内的位移。
29．（2023·重庆模拟）在清洁外墙玻璃时可以用磁力刷。如图：厚度的玻璃左右表面平整且竖直；两个相同特制磁力刷A、B（均可视为质点）之间的吸引力始终沿AB连线方向，大小与AB距离成反比。已知A的质量为m，与玻璃间的动摩擦因数为0.5，滑动摩擦与最大静摩擦大小相等；当A、B吸附在玻璃两侧表面且水平正对时，A、B间的吸引力；
（1）控制B从图中位置水平向右缓慢移动，要A不下滑，求AB的最远距离；
（2）控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，求AB连线与竖直方向夹角。
【答案】（1）控制B从图中位置水平向右缓慢移动，设AB的最远距离为 ，则有
以A为对象，有
又
联立解得AB的最远距离为
（2）控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，设AB连线与竖直方向夹角为 ，则有
又
以A为对象，有 ，
联立解得
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；共点力的平衡
【解析】【分析】（1） 控制B从图中位置水平向右缓慢移动时以A为研究对象，根据共点力平衡以及滑动摩擦力的表达式得出 AB的最远距离 ；
（2） 控制B从图中位置竖直向上缓慢移动 时根据几何关系以及共点力平衡得出AB连线与竖直方向夹角。
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2023高考物理最新模拟题专题分类汇编 专题二 相互作用
一、单选题
1．（2023·四川模拟）处于平衡状态的物体，下列说法中正确的是（）
A．一定静止 B．一定做匀速直线运动
C．所受合力一定为零 D．所受合力一定不为零
2．（2023·四川模拟）如图所示，重G=20N的物体，在一个大小F=10N、方向与水平面成的拉力作用下，恰能沿水平面做匀速直线运动。取，，下列判断正确的是（　　）
A．物体对水平面的压力大小为20N
B．水平面对物体的支持力大小为14N
C．水平面对物体的摩擦大小为10N
D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5
3．（2023·四川模拟）如图所示，细线一端固定在A点，另一端系着小球。给小球一个初速度，使小球在水平面内做匀速圆周运动，关于该小球的受力情况，下列说法中正确的是（）
A．受重力、向心力作用
B．受细线拉力、向心力作用
C．受重力、细线拉力作用
D．受重力、细线拉力和向心力作用
4．（2023·四川模拟）质量为的物体，所受合力为F时，加速度为a。如果将物体的质量增大为2m，所受合力减小为，则物体的加速度将变为（　　）
A． B． C． D．
5．（2023·四川模拟）如图所示，河水流速恒为，方向平行河岸。一艘在静水中划行速度恒为的小船，船头指向正对岸渡河，船的合速度大小为（）
A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．7m/s
6．（2023·四川模拟）如图所示，轻弹簧上端固定在天花板上，下端系一物块。物块从弹簧处于原长位置静止释放，在物块开始下落到最低点的过程中（弹簧的形变在弹性限度内），下列说法中正确的是（）
A．物块的动能一直变大 B．物块的重力势能一直减小
C．物块的机械能一直变大 D．物块的机械能先变大后变小
7．（2023·四川模拟）如图所示，大人和小孩拔河，大人保持静止却能轻松把小孩拉过来。不计绳子的质量，下列说法中正确的是（）
A．小孩被拉动后就失去了惯性
B．大人保持静止是因为惯性增大了
C．大人对绳子的拉力大于小孩对绳子的拉力
D．大人对绳子的拉力与小孩对绳子的拉力大小相等
8．（2023·甘肃模拟）关于重力的以下说法中，正确的是（　　）
A．物体静止时受到的重力最大，沿水平面运动时不受重力
B．重力的方向总是竖直向下的
C．重力有施力物体，没受力物体
D．重力的大小只决定于物体质量
9．（2023·甘肃模拟）关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．物体间的正压力增大时，它们之间的摩擦力也一定增大
B．物体受到摩擦力作用时，它一定同时受到弹力作用
C．只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用
D．摩擦力一定阻碍物体的运动
10．（2023·辽宁模拟）如图所示，三根轻质细线结于点，另一端固定在天花板上的点（位于圆心的正上方），OB、OC另一端分别连接质量为的小球P（可视为质点）、质量为的物体Q。将物体Q放置于粗糙水平面上，小球P放置于半径为的光滑半圆柱上，当A、O、处于同一竖直线上时，处于水平且物体Q恰好不滑动，此时，，重力加速度大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物体Q与水平面间的动摩擦因数为（　　）
A． B． C． D．
11．（2023·湖北模拟）如图（a）所示，一根质量为、长度为的均匀柔软细绳置于光滑水平桌面上，绳子右端恰好处于桌子边缘，桌面离地面足够高。由于扰动，绳从静止开始沿桌边下滑。当绳下落的长度为时，加速度大小为，绳转折处点的张力大小为，桌面剩余绳的动能为、动量为，如图（b）所示。则从初态到绳全部离开桌面的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当时，张力有最大值 B．当时，动是有最大值
C．当时，加速度有最大值 D．当时，动能有最值
12．（2023·河北模拟）如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，则下列叙述不正确的是（　　）
A．A球质量为
B．光滑半圆柱体对A球支持力的大小为
C．剪断OA绳子的瞬间A的加速度大小为0.5g
D．剪断OA绳子的瞬间B的加速度大小为
13．（2023·河北模拟）如图为内燃机中的连杆传动装置部分示意图。当汽缸中高压气体以力推活塞时，连杆BA与BO的夹角为，不计活塞重力和一切摩擦，则此汽缸壁对活塞的作用力为（　　）
A． B． C． D．
14．（2023·河北模拟）如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一根劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳离地面。当框架对地面压力为零的瞬间，则（　　）
A．轻弹簧处于伸长状态 B．轻弹簧的形变量为
C．小球加速度的大小为 D．小球加速度的大小为g
15．（2023·河北模拟）如图所示，一倾角为θ＝30°的斜劈静置于粗糙水平面上，斜劈上表面光滑，一轻绳的一端固定在斜面上的O点，另一端系一小球。在图示位置垂直于绳给小球一初速度，使小球恰好能在斜面上做圆周运动。已知O点到小球球心的距离为l，重力加速度为g，整个过程中斜劈静止，下列说法正确的是（　　）
A．小球在顶端时，速度大小为
B．小球在底端时，速度大小为
C．小球运动过程中，地面对斜劈的摩擦力大小不变
D．小球运动过程中，地面对斜劈的支持力等于小球和斜劈的重力之和
16．（2023·河北模拟）如图所示，将一半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球半径一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球的球心、大球的球心都在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球间的万有引力大小约为（　　）
A．0.01 B．0.02 C．0.05 D．0.04
17．（2023·济南模拟）“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”。放风筝是民间传统游戏之一。如图所示，一只风筝高高的悬停在空中，已知风筝受到重力G、绳子拉力F1，空气作用力F2，下列受力分析示意图可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
18．（2023·江苏模拟）在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色。如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)。则绳中拉力大小（　　）
A．先变小后变大 B．先变小后不变
C．先变大后不变 D．先变大后变小
19．（2023·惠州模拟）图左侧为不锈钢砧板架实物图。在图右侧图中，质量为M的圆形砧板稳稳的竖立在砧板架上，砧板架两侧横梁近似光滑，间距为d，取重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．砧板对砧板架一侧横梁的作用力一定小于Mg
B．若增大横梁的间距d，砧板对两侧横梁的作用力均增大
C．若增大横梁的间距d，砧板架对地面的压力增大
D．若换一个质量相同直径更大的砧板，两侧横梁受到的压力均增大
20．（2023·淮北模拟）准北市科创中心项目是我市近几年重点工程项目之一，旨在提升城市综合服务功能，增强城市科技创新氛围。其核心建筑商务政务中心已经建成，最大高度达，是淮北市第一高楼，成为淮北市的新地标。如图所示，工人师傅正在用一根绳索将自己悬在空中，对大楼表面玻璃进行清洁工作，工人及其装备总重量为，且可视为质点，悬绳与竖直墙壁的夹角为，设悬绳对工人的拉力为，墙壁对工人的弹力为，不计人和墙壁间的摩擦力。下列说法正确的是（　　）
A．墙壁对工人的弹力大小为
B．悬绳对工人的拉力大小为
C．若缓慢增加悬绳的长度，与的合力增大
D．若缓慢增加悬绳的长度，和都减小
二、多选题
21．（2023·山东模拟）如图，四个滑块叠放在倾角为θ的固定光滑斜面上，其中B和C的质量均为，A和D的质量均为，B和C之间用一平行于斜面的轻绳连接，现对A施加平行于斜面向上的拉力F，使得四个滑块以相同加速度一起沿着斜面向上运动，滑块间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）
A．拉力F的最大值为
B．C对D的摩擦力为时，A对B的摩擦力为
C．当拉力F取得最大值时，轻绳上的弹力大小为
D．当拉力F取得最大值时，C，D间的摩擦力为
22．（2023·河北模拟）某人将质量为m的物体由静止开始以加速度a竖直向上匀加速提升，关于此过程下列说法中正确的有（　　）
A．人对物体做的功为 B．物体的动能增加了
C．物体的重力势能增加了 D．物体克服重力做的功为
23．（2023·河北模拟）如图所示，水平转台上的小物体a、b（可视为质点）通过轻弹簧连接，并静止在转台上，现从静止开始缓慢地增大转台的转速（即在每个转速下均可认为是匀速转动），已知a、b的质量分别为m、2m，a、b与转台间的动摩擦因数均为μ，a、b离转台中心的距离都为r，且与转台保持相对静止，已知弹簧的原长为r，劲度系数为k，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法中正确的是（　　）
A．物体a和b同时相对转台发生滑动
B．当a受到的摩擦力为0时，b受到的摩擦力背离圆心
C．当b受到的摩擦力为0时，a受到的摩擦力背离圆心
D．当a、b均相对转台静止时，允许的最大角速度为
24．（2023·河北模拟）如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A和B都向前移动一段距离。在此过程中（　　）
A．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量
B．外力F做的功等于A和B动能的增量
C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
三、填空题
25．（2023·河北模拟）重心：物体的各部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心。
①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的　 　分布。
②质量分布均匀的规则物体的重心在其　 　。
③不规则薄板形物体重心的确定方法：　 　法。
四、综合题
26．（2023·四川模拟）如图所示，竖直平面内有一固定的四分之一圆弧轨道AB，圆弧半径R＝1m，A端与圆心O等高。一质量m＝0.2kg的小滑块从A端由静止释放，沿圆弧轨道运动至最低点B时的速度v＝4m/s。重力加速度g取。求：
（1）小滑块过B点时所受圆弧轨道的支持力的大小；
（2）小滑块从A运动到B的过程中，克服阻力做功W。
27．（2023·四川模拟）如图所示，水平向右、场强大小的电场中，有一带电小球用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。
（1）请在图中画出小球所受电场力F的示意图；
（2）判断小球的带电性质；
（3）若小球所受电场力的大小F＝1N，求小球的电荷量。
28．（2023·甘肃模拟）如图所示，质量为m=10kg的物体，在F=60N水平向右的拉力作用下，由静止开始运动。设物体与水平面之间的动摩擦因数 =0.3。 求：
（1）物体所受滑动摩擦力为多大？
（2）物体的加速度为多大？
（3）物体在2s内的位移为多大？
29．（2023·重庆模拟）在清洁外墙玻璃时可以用磁力刷。如图：厚度的玻璃左右表面平整且竖直；两个相同特制磁力刷A、B（均可视为质点）之间的吸引力始终沿AB连线方向，大小与AB距离成反比。已知A的质量为m，与玻璃间的动摩擦因数为0.5，滑动摩擦与最大静摩擦大小相等；当A、B吸附在玻璃两侧表面且水平正对时，A、B间的吸引力；
（1）控制B从图中位置水平向右缓慢移动，要A不下滑，求AB的最远距离；
（2）控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，求AB连线与竖直方向夹角。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．处于平衡状态的物体可能静止，也可能做匀速直线运动，AB不符合题意；
CD．处于平衡状态的物体所受合力一定为零，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】处于共点力平衡时物体处于静止或匀速直线运动，合力一定为零。
2．【答案】D
【知识点】受力分析的应用；滑动摩擦力与动摩擦因数；力的分解；共点力的平衡
【解析】【解答】物体受力分析如图所示
AB．由平衡条件，在竖直方向上
解得水平面对物体的支持力大小
由牛顿第三定律，物体对水平面的压力大小也为12N，A、B不符合题意；
C．由平衡条件，在水平方向上
C不符合题意；
D．由公式
得物体与水平面间的动摩擦因数
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对物体进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡和滑动摩擦力的表达式得出水平面对物体的支持力的大小，利用滑动摩擦力的表达式得出物体与水平面间的动摩擦因数。
3．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；匀速圆周运动
【解析】【解答】对小球受力分析可得，小球受到竖直向下的重力和沿绳向上的拉力，这两个力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力。
故答案为：C。
【分析】对小球进行受力分析，根据合力提供向心力得出小球的受力情况，向心力是按力的作用效果命名。
4．【答案】A
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】由牛顿第二定律有
当物体的质量增大为2m，所受合力减小为 时，有
故答案为：A。
【分析】对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得出物体的加速度。
5．【答案】C
【知识点】力的平行四边形定则及应用；运动的合成与分解
【解析】【解答】根据平行四边形定则，船的合速度为
故答案为：C。
【分析】根据平行四边形定则以及速度的合成得出船的合速度 。
6．【答案】B
【知识点】功能关系；受力分析的应用；力的合成
【解析】【解答】物块从弹簧处于原长位置静止释放后，物块受到重力、弹力，合力方向竖直向下，做加速运动；弹力逐渐增大，当重力和弹力相等时速度最大，之后弹力大于重力，合力方向竖直向上，做减速运动；直至最低点，速度为零。
综上所述物块的速度先增大后减小，物块的动能先增大后减小；物块的一直下降，重力做正功，物块的重力势能一直减小；弹力对物块一直做负功，物块的机械能一直减小。
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对物块进行受力分析，根据力的合成以及合力 和速度的关系得出物块动能和机械能的变化情况。
7．【答案】D
【知识点】惯性与质量；共点力的平衡
【解析】【解答】AB．惯性是物体自身具有的属性，只与质量有关，与物体的运动状态、受力状态无关，AB不符合题意；
CD．由于绳子质量不计，绳子受力平衡，大人对绳子的拉力与小孩对绳子的拉力是一对平衡力，两者大小相等，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】惯性是物体自身具有的属性，平衡力是大小相等方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上。
8．【答案】B
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】重力源自于万有引力，与物体的运动状态无关，A不符合题意；重力的方向总是竖直向下，B符合题意；重力有施力物体也有受力物体，C不符合题意；重力的大小由物体质量与重力加速度决定，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】重力等于物体的质量和重力加速度的乘积，重力有施力物体也有受力物体。
9．【答案】B
【知识点】形变与弹力；滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A．滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度以及压力的大小成正比，静摩擦力与压力无关，A项错误；
B．根据摩擦力产生的条件可知，有摩擦力时一定有弹力，B项正确；
C．摩擦力发生在两个发生相对运动的物体之间，故静止的物体也可以受到摩擦力，只要有其他物体在相对于它运动即可，C项错误；
D．摩擦力阻碍物体间的相对运动，但它可以与物体的运动方向相同，D项错误．
故答案为：B
【分析】有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力一定有弹力，摩擦力发生在两个发生相对运动的物体之间，结合滑动摩擦力的表达式进行分析判断。
10．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】根据题意，对小球P受力分析，受重力 ，光滑半圆柱的支持力 和绳子的拉力 ，处于平衡状态，画出拉力 等大反向的力 ，即为 和 的合力，如图所示
由相似三角形有
解得
由余弦定理有
则有
对结点 受力分析，如图所示
由平衡条件有
对物体Q受力分析，如图所示
由平衡条件有 ，
又有 ，
则有
故答案为：B。
【分析】分别对小球P受力分析，结点o、物块Q进行受力分析，根据力的分解以及共点力平衡得出 物体Q与水平面间的动摩擦因数 。
11．【答案】D
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】AC．分析整段绳
隔离桌面部分
联立可得 ，
故当 时， 有最大值； 时， 有最大值；A不符合题意，C不符合题意；
B．由机械能守恒定律
可得
故
故当 时，动量 有最大值，B不符合题意；
D．根据
求导可得，当 时，动能 有最大值，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】分别对整段绳和桌面部分进行受力分析，利用牛顿第二定律得出张力和加速度的最大值，利用机械能守恒定律和动能的表达式得出动量和动能的最大值。
12．【答案】D
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A．对小球A和B受力分析如图所示
对小球B，根据共点力平衡条件得 ，
OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，则半径与竖直方向夹角为30°，根据平行四边形定则得 ，
则光滑半圆柱体对A球支持力的大小为 。A球的质量为
AB正确，不符合题意；
C．剪断轻绳后，T2变成0，沿圆半径方向合力为零，沿切线方向根据牛顿第二定律有
C正确，不符合题意；
D．在剪断瞬间，弹簧弹力F不变，B受到的合力
根据牛顿第二定律可知
D错误，不符合题意。
故答案为：D。
【分析】对小球A和B进行受力分析根据共点力平衡得出A求得质量和半圆柱体对A球的支持力，结合牛顿第二定律得出AB的加速度大小。
13．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】对活塞受力分析，受汽缸中高压气体对活塞的作用力 ，AB杆对其的推力 ，汽缸对活塞的作用力 ，如图所示
根据平衡条件，有
故答案为：C。
【分析】对活塞受力分析，根据共点力平衡得出汽缸壁对活塞的作用力。
14．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；牛顿第二定律
【解析】【解答】AB．由题意得，当框架对地面的压力为零的瞬间，对框架受力分析知，框架所受重力等于弹簧对框架的弹力，且弹簧弹力竖直向上，弹簧处于压缩状态，且
则轻弹簧的压缩量
AB不符合题意；
CD．小球受弹簧向下的弹力，大小为
则小球加速度的大小为
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】，对框架受力分析，根据共点力平衡得出弹簧的形变量，利用牛顿第二定律得出夏秋的加速度。
15．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；动能
【解析】【解答】A．小球在顶端时，绳的拉力FT与重力沿斜面向下的分力的合力提供小球做圆周运动所需的向心力，有FT＋mg sinθ＝m
可知绳的拉力越小，小球的速度越小，当绳的拉力为零时，小球恰好在斜面上做圆周运动，在顶端时的速度为vmin＝ ＝
A不符合题意；
B．小球由顶端向底端运动时，只有重力对小球做功，根据动能定理mg·2l sin θ＝ mv2－ mvmin2
代入数据可得v＝
B符合题意；
CD．小球在斜面上受重力、支持力和绳的拉力作用做变速圆周运动，其所受重力与斜面的支持力大小和方向均保持不变，绳的拉力大小和方向均不断变化，根据牛顿第三定律，以斜劈为研究对象，斜劈在小球恒定的压力、绳沿斜面方向不断变化的拉力、地面的支持力、摩擦力和自身的重力作用下保持平衡，绳的拉力沿斜面方向不断变化，故其在水平和竖直方向上的分量也在不断变化，根据斜劈的平衡条件可知，它受到的水平方向上的摩擦力大小是变化的，地面对斜劈支持力的大小不一定等于小球和斜劈重力之和，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对小球进行受力分析，根据合力提供向心力得出小球在顶端的速度，小球由顶端向底端运动时根据动能定理得出小球的速度，通过受力分析及共点力平衡进行分析判断。
16．【答案】D
【知识点】力的合成；万有引力定律的应用
【解析】【解答】由题意可得，挖去的小球的半径为 、质量为 。挖出小球前，大球对球外小球的万有引力为F=G
将挖出的小球填回原位置，则填入左侧原位置的小球对球外小球的万有引力为F1=G
填入右侧原位置的小球对球外小球的万有引力为F2=G
则大球中剩余部分对球外小球的万有引力为F3=F-F1-F2≈0.04
故答案为：D。
【分析】根据万有引力的表达式以及力的合成得出大球中剩余部分对球外小球的万有引力。
17．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】在A、B、D三个力图中，合力不可能为零，不能处于平衡状态，只有C图，在三个力的作用下能处于平衡。
故答案为：C。
【分析】根据受力分析以及共点力平衡进行分析判断。
18．【答案】C
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡
【解析】【解答】轻绳右端从B点移到直杆最上端过程，如图1所示，设两绳夹角为2θ，由平衡知：mg=2Fcosθ
轻绳右端从B点移到C点过程，如图2所示，设绳子总长为L，绳子两端点间水平距离为s，由数学知识知
由题可得，当绳子在圆弧上移动时，s变大，即 变大，当绳子在直杆上时，则L、s不变，则 保持不变。故 先变大后不变，则cosθ先变小后不变，F先变大后保持不变。
故答案为：C。
【分析】绳右端从B点移到直杆最上端过程根据受力分析以及共点力平衡得出绳中的拉力。
19．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】A．设每侧砧板架对砧板的支持力均为 ， 垂直接触面指向砧板圆心， 与竖直方向夹角为 ，根据平衡条件有
根据牛顿第三定律可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力大小为
所以可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力不一定小于Mg，A不符合题意；
BD．若增大横梁的间距d， 变大，可知 变大；同理，若换一个质量相同直径更大的砧板可知 变小， 变小，B符合题意，D不符合题意；
C．若增大横梁的间距d，对砧板和砧板架整体分析可得地面对砧板架的支持力等于砧板和砧板架的总重力，根据牛顿第三定律可得砧板架对地面的压力不变，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对砧板进行受力分析，根据力的分解和共点力平衡以及牛顿第三定律得出砧板对砧板架一侧横梁的作用力；增大横梁的间距时根据共点力平衡的出 砧板对两侧横梁的作用力的变化情况。
20．【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．工人受到重力、拉力 和支持力 ，如图
根据共点力平衡条件，有
即墙壁对工人的弹力和悬绳对工人的拉力的大小分别为 ，AB不符合题意；
CD．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则 减小，即 和 都减小，而 与 的合力始终与工人的重力平衡，大小不变，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用人的平衡方程可以求出墙壁对人的弹力及悬绳对人的拉力的大小，结合角度的变化可以判别拉力和弹力的大小变化；利用平衡条件可以判别弹力与拉力的合力与重力等大方向，保持不变。
21．【答案】C,D
【知识点】共点力的平衡；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】当A、B间的摩擦力为最大静摩擦力时，拉力F取最大值，将B、C、D看成一个整体，A是单独的一个整体，根据力的分配规律有
可得 ，
解得
A不符合题意；
C对D的摩擦力为 时，对D进行受力分析，根据牛顿第二定律有
设A对B的摩擦力为 ，对B、C、D根据牛顿第二定律有
解得
B不符合题意；
将A、B看成一个整体，C、D看成另一个整体，根据力的分配规律有
解得
C符合题意；
将A、B、C看成一个整体，D是另一个整体，根据力的分配规律有
解得
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】对ABC进行受力分析，根据牛顿第二定律和共点力平衡得出拉力的最大值和CD和AB的摩擦力，以AB和CD为研究进行受力分析，利用共点力平衡得出轻绳上的弹力以及CD间的摩擦力。
22．【答案】B,D
【知识点】受力分析的应用；牛顿第二定律；功的计算；动能
【解析】【解答】A．设人对物体的拉力F，由牛顿第二定律得F-mg=ma
即F=m(g+a)
提高过程中人对物体做功为m(a+g)h，A不符合题意；
B．提高过程中合外力对物体做功W合=mah
则动能增加mah，B符合题意；
CD．提高过程中物体克服重力做功mgh，重力势能增加mgh，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得出提高过程中人对物体做功，结合恒力做功以及动能定理得出动能的增加量。
23．【答案】C,D
【知识点】受力分析的应用；匀速圆周运动
【解析】【解答】A．发生相对滑动前，静摩擦力和弹簧的弹力充当向心力，当刚好要滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力kr＋μmg=mω2r
得
故随着转台转速增大，质量大的物体先达到临界角速度，会先发生相对滑动，B先发生相对滑动，A不符合题意；
B当a受到的摩擦力为0时，弹簧弹力充当a的向心力，根据公式
得b质量较大，需要更大的向心力，所以弹簧弹力与静摩擦力的合力充当b的向心力，所以b受到的摩擦力指向圆心，B不符合题意；
C．根据B选项的分析知，当b受到的摩擦力为0时，弹簧弹力充当b的向心力，弹簧弹力与静摩擦力的合力充当a的向心力，a质量较小，故需要的向心力小，所以a受到的摩擦力背离圆心，C符合题意；
D．由A的分析可知，从静止开始缓慢地增大转台的转速，b先发生相对滑动，b刚要发生相对滑动时的角速度为ω=
D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】 物体a和b 相对转动时根据合力提供向心力得出角速度的表达式，对a利用向心力的表达式以及受力分析进行分析判断。
24．【答案】A,D
【知识点】功能关系；受力分析的应用；动能
【解析】【解答】A．受力分析知，B对A的摩擦力等于A物体所受合外力，根据动能定理可知，B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能的增量，A符合题意；
B．选择A和B作为研究对象，运用动能定理研究：B受外力F做功，A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，根据功能关系可知
其中 为A、B的相对位移，所以外力F做的功不等于A和B的动能的增量，B不符合题意；
C．A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，所以二者做功不等，C不符合题意；
D．对B物体应用动能定理，有
其中 为B克服摩擦力所做的功，即
即外力F对B做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据受力分析以及动能定理得出B对A的摩擦力所做的功和A的动能的增量之间的关系，结合功能关系得出外力F做的功和A和B的动能的增量之间的关系。
25．【答案】质量；几何中心；悬挂
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布。
②质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心。
③不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法。
【分析】（1）影响重心的因素是物体的质量分布；
（2）质量分布均匀的规则的物体的重心在几何中心处；
（3）判断不规则薄板的重心时用悬挂法。
26．【答案】（1）小滑块过B点时，对小滑块受力分析，根据牛顿第二定律有
代入数据解得，小滑块过B点时所受圆弧轨道的支持力大小为
（2）小滑块从A运动到B的过程中，根据动能定理可得
代入数据解得，小滑块从A运动到B的过程中，克服阻力做功为
【知识点】受力分析的应用；牛顿运动定律的应用—板块模型；动能
【解析】【分析】（1） 小滑块过B点时，对小滑块受力分析 ，根据牛顿第二定律得出小滑块过B点时所受圆弧轨道的支持力；
（2）小滑块从A运动到B的过程中，根据动能定理 得出克服阻力做的功。
27．【答案】（1）小球处于静止状态，则受重力、绳子拉力、电场力三力平衡，而电场力与场强方向必然相同或相反，分析可知电场力必然水平向右，故小球所受电场力F的示意图如图
（2）由前面分析可知，小球所受电场力与场强方向相同，则小球带正电。
（3）由
解得
【知识点】受力分析的应用；电场及电场力
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，根据共点力平衡得出电场力的方向；
（2）根据正的点电荷所受电场力的方向得出小球的电性；
（3）根据电场力的表达式得出小球的电荷量 。
28．【答案】（1）滑动摩擦力为
（2）由牛顿第二定律得
代入数据解得
（3）前 内的位移为
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；滑动摩擦力与动摩擦因数；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）根据滑动摩擦力的表达式得出 物体所受滑动摩擦力 的大小；
（2）对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得出 物体的加速度 ；
（3）结合匀变速直线运动的位移与时间的关系得出前2s内的位移。
29．【答案】（1）控制B从图中位置水平向右缓慢移动，设AB的最远距离为 ，则有
以A为对象，有
又
联立解得AB的最远距离为
（2）控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，设AB连线与竖直方向夹角为 ，则有
又
以A为对象，有 ，
联立解得
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；共点力的平衡
【解析】【分析】（1） 控制B从图中位置水平向右缓慢移动时以A为研究对象，根据共点力平衡以及滑动摩擦力的表达式得出 AB的最远距离 ；
（2） 控制B从图中位置竖直向上缓慢移动 时根据几何关系以及共点力平衡得出AB连线与竖直方向夹角。
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