相互作用典型例题与跟踪训练（有解析）-2025年高考物理一轮复习

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相互作用典型例题与跟踪训练-2025年高考物理一轮复习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，半球a固定在水平面上，光滑球b由不可伸长的轻质细线系着靠在半球上，细线的另一端拴在半球上的最高点P。开始时细线水平，保持固定点P不变，缓慢缩短细线长度，使球b在半球a上的位置逐渐升高。此过程中半球对小球的支持力N、细线的拉力F的变化情况是（　　）
A．N变大、F变大 B．N变大、F变小
C．N不变、F变小 D．N变小、F不变
2．如图甲，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，A、B两个运动员背夹篮球完成各种动作。其过程可以简化为图乙，假设两运动员背部给篮球的压力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A背部竖直，B背部倾斜且其与竖直方向的夹角α缓慢增大，而篮球保持静止，在此过程中（ ）
A．A对篮球的压力大于篮球对A的压力 B．A、B对篮球的合力增大
C．A对篮球的压力减小 D．B对篮球的压力增大
3．如图所示，用三根相同细线a、b、c将重力均为G的两个灯笼1和2悬挂起来。两灯笼静止时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。则（ ）
A．a中的拉力大小为
B．c中的拉力大小为
C．b中的拉力小于c中的拉力
D．只增加灯笼2的质量，b最先断
4．2023年10月2日，杭州第十九届亚运会田径项目，中国运动员熊诗麒夺得女子跳远的第一枚亚运会金牌。跳远可拆分为助跑、起跳、腾空、落地这四个过程，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在腾空的最高点，运动员的速度为0
B．在腾空上升阶段，运动员处于超重状态
C．在起跳时，运动员对地面的压力大于重力
D．在助跑过程中，地面给人脚滑动摩擦力作用，使运动员加速向前运动
5．如图所示，一根光滑轻绳穿过质量为m的小环A，轻绳的两端分别固定在B、C两点，给小环施加一个水平向左的拉力，小环静止时，AB段轻绳竖直，AC段轻绳与水平方向的夹角为．已知重力加速度为g，，，则施加的拉力F等于（ ）
A．mg B． C． D．
6．如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平向右的力F作用于C物体，使A、B、C以相同的速度向右匀速运动，则关于摩擦力的说法正确的是（ ）
A．B受到的摩擦力向右
B．C受到的摩擦力向右
C．A受到两个摩擦力作用
D．不知A与水平桌面之间是否光滑，无法判断A与水平桌面间是否存在摩擦力
7．一个截面是直角三角形的木块放在水平面上，在斜面上放一个光滑球，球的一侧靠在竖直墙上，木块处于静止，如图所示。若在光滑球的最高点施加一个竖直向下的力F，球仍处于静止，则木块对地面的压力N和摩擦力f的变化情况是（　　）
A．N增大、f不变 B．N增大、f增大
C．N不变、f增大 D．N不变、f不变
8．《争分夺秒》是东方卫视推出的一档大型游戏节目.在一期节目中，节目组设置了用筷子夹玻璃球的挑战比赛——“筷”乐玻璃球。如图所示，用筷子夹住质量为m的玻璃球静止，两筷子在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角均为。已知玻璃球与筷子之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则（　　）
A．增大筷子与玻璃球间的弹力，玻璃球一定会向上运动
B．增大筷子与玻璃球间的弹力，玻璃球受到的摩擦力一定增大
C．若，玻璃球一定不能静止
D．若且玻璃球恰好不下滑，则每根筷子与玻璃球间的弹力大小为
9．中国传统木工的榫卯工艺，外形唯美且遵循力学原理。如图甲所示为榫眼的凿削操作，图乙为截面图，凿子尖端夹角为。在凿子顶部施加竖直向下的力时，其竖直面和侧面对两侧木头的压力分别为和，不计凿子的重力及摩擦力，下列判断正确的是（　　）

A．力一定大于 B．
C． D．夹角越大，凿子越容易凿入木头
10．如图所示，P、Q两物体叠放在一起，在竖直向上的恒力F作用下，沿竖直粗糙墙面一起向上做匀加速直线运动，则P物体除受重力和恒力F外，还受到（　　）
A．2个弹力和2个摩擦力 B．2个弹力和1个摩擦力
C．1个弹力和2个摩擦力 D．1个弹力和1个摩擦力
二、实验题
11．如图甲所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。
(1)该实验用到的研究方法是__________（填正确选项前的字母，单选）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
(2)如图乙所示，当小球B静止时，两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为，若小球B的质量为，重力加速度为，则库仑力与夹角之间的关系式= 。
(3)如图乙所示，接着该同学增大（或减少）小球所带的电荷量，并在竖直方向上缓慢移动小球A的位置，保持A球在悬点的正下方并与B在同一水平线上，悬挂在点的不可伸长的绝缘细线下端的小球B的带电量不变，比较小球B所受库仑力大小的变化。在两次实验中，B处于受力平衡时，细线偏离竖直方向的角度分别为和，两次实验中A的电荷量分别为和，则 。
三、解答题
12．如图甲所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处A点自由下落，在B点与弹簧接触后开始压缩弹簧，铁球下落到的最低点为C点。以A点为坐标原点，沿竖直向下建立x轴，铁球从A到C过程中的加速度a—位移x图像如图乙所示，图像与x轴的交点坐标为。已知，不计空气阻力，重力加速度的大小为g，求
(1)轻弹簧的劲度系数；
(2)铁球下落过程中的最大速度；
(3)铁球下落过程中的最大加速度。
13．如图，重力为5N的木块，恰好能沿倾角为30°的斜面匀速下滑；将此木块置于水平面上，用与水平方向成60°角斜向上的拉力F拉着，木块恰好做匀速直线运动。已知木块与斜面间和木块与水平面间的动摩擦因数相等。求：
(1)木块与水平面间的动摩擦因数μ；
(2)拉力F的大小；
(3)若拉力角度可以任意改变，使木块做匀速直线运动拉力的最小值。
14．景区内的高空滑索运动可简化为如图所示的物理模型。质量为的游客通过轻质滑环可以的速度沿倾角的倾斜钢索匀速下滑，为消除安全隐患，须在倾斜钢索末端加装一段相同材质的水平钢索，使滑环和人向左到达水平钢索末端时速度刚好为0，若进入水平钢索时滑环和人的速度大小不变，不计轻绳重力，重力加速度，，，则：
(1)滑环与钢索间的动摩擦因数为多大？
(2)水平钢索有多长？
15．如图所示，在倾角为的斜面上，用沿斜面向上的拉力拉着一质量为6kg的物体向上做匀速直线运动，取，求：
(1)斜面对物体的支持力的大小；
(2)斜面和物体间的摩擦因数。
(3)若拉力的方向变为水平向右，此时想让物体保持沿斜面向上的匀速直线运动，需要将拉力的大小变为多少？
16．如图所示，工人用小推车运送光滑的石球，车的上表面前端固定有挡板，，到达目的地后工人缓慢抬起小推车的把手，由上表面水平转至挡板水平，已知石球的质量为，重力加速度为。
(1)当处于水平位置时，求和分别对石球的作用力大小；
(2)当由水平位置转过时，求和分别对石球的作用力大小。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C A C B C B D C D
1．C
【详解】对球b受力分析，逐渐升高过程，处于静态平衡状态，如图
设半球a的半径为R，光滑球b的半径为r，细线的长度为L，由相似三角形关系，可得
，
当细线长度逐渐减小时，半球对小球的支持力N保持不变，细线的拉力F的大小逐渐减小。
故选C。
2．C
【详解】A．对篮球的压力和篮球对的压力是作用力与反作用力的关系，大小相等，A项错误；
B．根据平衡条件可得，A、B对篮球的合力始终等于篮球的重力，B项错误；
CD．根据篮球受到的三个力对应的矢量三角形，如图
可得在角增大的过程中，A、B对篮球的压力均减少，C项正确，D项错误。
故选C。
3．A
【详解】AB．将两小球看作一个整体，对整体受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
，
解得
，
故A正确，B错误；
C．对2小球隔离分析，利用平衡条件可得
故C错误；
D．三根相同细线a、b、c的拉力大小关系为
因三根相同细线所能承受的最大拉力相同，故只增加灯笼2的质量，由上可知，a最先断，故D错误。
故选A。
4．C
【详解】A．运动员腾空做斜抛运动，所以在腾空的最高点，竖直方向速度为零，但水平速度不为零，故A错误；
B．在腾空上升阶段，运动员只受重力作用，具有向下的加速度，运动员处于失重状态，故B错误；
C．在起跳时，运动员具有向上的加速度，地面对运动员的支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知运动员对地面的压力大于重力，故C正确；
D．在助跑过程中，地面给人脚静摩擦力作用，使运动员加速向前运动，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】设轻绳上的拉力大小等于T，则
解得
故选B。
6．C
【详解】A．由于B做匀速运动，根据受力平衡可知，水平方向B不可能受到摩擦力作用，故A错误；
B．以C为对象，根据受力平衡可知，C受到的摩擦力方向水平向左，与力F平衡，故B错误；
CD．以A、B、C为整体，根据受力平衡可知，地面对A一定有水平向左的摩擦力作用，与力F平衡；则A受到C的摩擦力和地面的摩擦力，共2个摩擦力作用，故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【详解】以整体为研究对象受力分析如图甲
施加F以后很明显地面对木块的支持力由(M＋m)g变为(M＋m)g＋F，则木块对地面的压力N变大。水平方向
f=FN
隔离球受力如图乙
竖直方向
水平方向
由竖直方向知加F后F1变大，则由水平方向知FN变大，联系整体知木块对地面的摩擦力 f变大。
故选B。
8．D
【详解】A．筷子对小球的压力最大时，小球恰好不上滑，小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向下，如图所示
由平衡条件得
由以上两式解得
由于，动摩擦力因素未知大小，所以支持力可能取无穷大，即增大筷子与小球间的弹力，小球不一定会向上运动，故A错误；
B．筷子对小球的压力最小时，小球恰好不下滑，小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向上，如图所示
由平衡条件得
此时，增大筷子与小球间的弹力，则筷子与小球的摩擦力减小，故B错误；
C．若将两筷子与竖直方向夹角减为，两根筷子对小球的摩擦力之和等于小球的重力时，小球能平衡，故C错误；
D．若，玻璃球恰好不下滑，小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向上，如图所示
由平衡条件得
由以上两式解得
故D正确。
故选D。
9．C
【详解】ABC．作出力F与F1和F2的关系图，如图所示

由图可知
，
根据几何关系有
，
故AB错误，C正确；
D．由以上分析可知，力F一定时，夹角越大，F1和F2均变小，所以凿子越不容易凿入木头，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】P、Q两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对P、Q整体进行受力分析，受到重力、外力F，墙对P没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力，对Q进行受力分析，Q受到重力，P对Q的支持力，而这两个力的合力不能向上，所以Q还受到P对Q沿斜面向上的静摩擦力，所以对P受力分析，P受重力、外力F、Q对P的压力以及Q对P沿斜面向下的静摩擦力，共4个力。
故选D。
11．(1)D
(2)
(3)
【详解】（1）在研究电荷之间作用力大小与两小球的电荷量和以及距离的关系时，采用控制变量的方法进行，根据小球的摆角变化可以看出小球所受作用力随电量或距离变化情况。
故选D。
（2）根据小球B受力平衡，由几何关系可得
（3）对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有
解得
可得两次实验中A的电量之比为
12．(1)
(2)，方向竖直向下
(3)，方向竖直向上
【详解】（1）处为平衡位置，则有
解得
（2）在平衡位置处速度最大，设为；从A到平衡位置处，根据动能定理可得
解得
方向竖直向下。
（3）铁球在C点时的加速度最大，设为，此时铁球的坐标为；则从A到C处，根据动能定理可得
解得
在C处，根据牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向上。
13．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）木块沿斜面匀速下滑，则有
解得
（2）木块沿水平面做匀速直线运动，根据平衡条件，则有
解得
（3）木块沿水平面做匀速直线运动，设拉力与水平方向的角度为，根据平衡条件，则有
整理得
所以，当时，拉力F最小，最小值为
14．(1)0.75
(2)0.6m
【详解】（1）对滑环与游客整体受力分析，由平衡条件
解得滑环与钢索间的动摩擦因数为
（2）游客在水平钢索上，由牛顿第二定律
可得游客在水平钢索上的加速度大小为
由运动学公式得水平钢索的长度为
15．(1)48N
(2)0.5
(3)120N
【详解】（1）对物体受力分析，如图所示
根据平衡条件，在垂直斜面方向可得
（2）在沿斜面方向有
解得
根据
解得
（3）若拉力的方向变为水平向右，则物体的受力分析，如图所示
根据平衡条件，在沿斜面方向上有
在垂直斜面方向上有
又根据
联立解得
16．(1)，
(2)，
【详解】（1）当处于水平位置时，由于石球光滑，则
根据平衡条件，可得
（2）由水平位置转过时，、与水平方向的夹角均为，受力分析如图所示
根据正交分解可得
解得
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