专题03 相互作用-2022年高考真题和模拟题物理分类汇编(解析版)

专题03 相互作用

1、（2022·广东卷·T1）图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态。O 点是三根轻绳的结点，F 、1F 和2F 分别表示三根绳的拉力大小，12F F =且60AOB ∠=︒。下列关系式正确的是（ ）

A. 1F F =

B.

12F F =

C.

13F F =

D. 13F F =

【答案】D 【解析】

以O 点为研究对象，受力分析如图

由几何关系可知

30θ=︒

由平衡条件可得

12sin 30sin 30F F ︒=︒ 12cos30cos30F F F ︒+︒=

联立可得

13F F =

故D 正确，ABC 错误。 故选D 。

2、（2022·浙江6月卷·T10）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角60θ

=︒°

。一重为G 的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）

A. 作用力为

3

3G B. 作用力为

36

G C. 摩擦力为34

G D. 摩擦力为

38

G 【答案】B 【解析】

设斜杆的弹力大小为F ，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得

4cos30F G ︒=

解得

36

F G =

以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示

可知每根斜杆受到地面的作用力应与F 平衡，即大小为

3

6

，每根斜杆受到地面的摩擦力为 3si 12

n 30f F =︒=

B 正确，ACD 错误； 故选B 。

3、（2022·浙江6月卷·T3）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡

B. 鱼儿摆尾出水时浮力大于重力

C. 鱼儿摆尾击水时受到水的作用力

D. 研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点 【答案】C 【解析】

A ．鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A 错误；

BC ．鱼儿摆尾出水时浮力很小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的作用力大于重力，B 错误、C 正确；

D ．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D 错误。 故选C 。

4、（2022·浙江1月卷·T5）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m 的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为μ，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是（ ）

A. 轻绳的合拉力大小为

cos mg

μθ

B. 轻绳的合拉力大小为

cos sin mg

μθμθ

+

C. 减小夹角θ，轻绳的合拉力一定减小

D. 轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小 【答案】B 【解析】

AB ．对石墩受力分析，由平衡条件可知

cos T f θ=

f N μ=

cos T N mg θ+=

联立解得

cos sin μθμθ

=

+mg

T

故A 错误，B 正确； C ．拉力的大小为

2cos sin 1sin()

mg mg

T μμθμθμθϕ=

=+++

其中tan ϕμ=，可知当90θϕ+=︒时，拉力有最小值，即减小夹角θ，轻绳的合拉力不一定减小，故C 错误；

D ．摩擦力大小为

cos cos cos sin 1tan mg mg

f T μθμθθμθμθ

==

=++

可知增大夹角θ，摩擦力一直减小，当θ趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D 错误； 故选B 。

5、（2022·浙江1月卷·T4）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U 形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（ ）

A. 水桶自身重力的大小

B. 水管每秒出水量的大小

C. 水流对桶撞击力的大小

D. 水桶与水整体的重心高低

【答案】D 【解析】

水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，故选D 。 6.（2022·湖北·T5）如图所示，质量分别为m 和2m 的小物块Р和Q ，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P 的下表面光滑，Q 与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q 向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q 恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度大小为g 。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（ ）

A.

mg

k

μ B.

2mg

k

μ C.

4mg

k

μ D.

6mg

k

μ 【答案】C 【解析】

Q 恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为x ，满足

2kx mg μ=

若剪断轻绳后，物块P 与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大压缩量也为x ，因此Р相对于其初始位置的最大位移大小为

42mg

s x k

μ==

故选C 。

7.（2022·河北·T7）如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P 点，将木板以直线MN 为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）