三年高考2016-2018物理分项解析--相互作用

2016年—2018年高考试题精编版分项解析
专题02  相互作用
 
1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（        ）
 
A.      B. 
C.      D. 
【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）
【答案】  A
 
【点睛】牛顿运动 定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。

2．明朝谢肇淛《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之,曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则
 
A. 若F一定，θ大时 大
B. 若F一定，θ小时 大
C. 若θ一定，F大时 大
D. 若θ一定，F小时 大
【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）
【答案】  BC
 
 
则 ，  ，故解得 ，所以F一定时，  越小，  越大；  一定时，F越大，  越大，BC正确；
【点睛】由于木楔处在静止状态，故可将力F沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解，根据平行四边形定则，画出力F按效果分解的图示．并且可据此求出木楔对A两边产生的压力．对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．

 
1．【201 7•新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）
A．86 cm   B． 92 cm    C． 98 cm    D． 104 cm
【答案】B
 
【考点定位】胡克定律、物体的平衡
【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。

2．【2017•天津卷】如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是
 
A．绳的右端上移到 ，绳子拉力不变
B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移
【答案】AB
【解析】设两杆间距离为d，绳长为l，Oa、Ob段长度分别为la和lb，则 ，两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β，受力分析如图所示。绳子中各部分张力相等， ，则 。满足 ， ，即 ， ，d和l均不变，则sin α为定值，α为定值，cos α为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故A正确，CD错误；将杆N向右移一些，d增大，则sin α增大，cos α减小，绳子的拉力增大，故B正确。
 
【考点定位】受力分析，共点力的平衡
【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型，学生并不陌生，关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。

3．【2017•新课标Ⅰ卷】如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为 （ ）。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角 不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中
 
A．MN上的张力逐渐增大
B．MN上的张力先增大后减小
C．OM上的张力逐渐增大
D．OM上的张力先增大后减小
【答案】AD
 
 
【考点定位】共点力的平衡、动态平衡
【名师 点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求OM、MN两力的夹角不变，两力的大小、方向都在变。三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周角不变，难度较大。

4．【2017•新课标Ⅱ卷】如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为
 
A．    B．     C．     D．
【答案】C
【解析】F水平时： ；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，则 ，联立解得： ，故选C。
【考点 定位】物体的平衡
【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题；关键 是列出两种情况下水平方向的平衡方程，联立即可求解。

 
1．【2016•江苏卷】一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为
A．40 m/N   B．40 N/m   C．200 m/N   D．200 N/m
【答案】D
 
【考点定位】考查胡可定律
【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx，并注意各物理量的单位。

2．【2016•海南卷】如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则
 
A．f1=0，f2≠0，f3≠0                           B．f1≠0，f2=0，f3=0
C．f1≠0，f2≠0，f3=0                           D．f1≠0，f2≠0，f3≠0
【答案】C
【解析】对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f3=0；再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f2≠0；再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即f1≠0。选项C正确。
【考点定位】共点力的平衡、整体法、隔离法
【名师点睛】“整体隔离法”是力学中的重要方法，一定要熟练掌握，注意对于由多个物体组成的系统，不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象。

3．【2016•全国新课标Ⅲ卷】如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为
 
A．     B．     C．m    D．2m
【答案】C
 
【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用
【方法技巧】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。

4．【2016•全国新课标Ⅱ卷】质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T 表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中
 
A．F逐渐变大，T逐渐变大               B．F逐渐变大，T逐 渐变小
C．F逐渐变小，T逐渐变大            　 D．F逐渐变小，T逐渐变小
【答案】A
 
 
可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A。
【考点定位】动态平衡的图解法
【名师点睛】此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。

5．【2016•浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U， 则该同学身高和质量分别为
 
A．v(t0–t)，       B． v(t0–t)，
C． v(t0–t)，      D．  v(t0–t)，
【答案】D
【解析】当测重台没有站人时，2x=vt0；站人时，2（x–h）=vt；解得h= v（t0–t）；无人站立时：U0=KM0g；有人时，U=k(M0g+mg)，解得： ；故选D。
【考点定位】物体的平衡；传感器及速度的计算问题
【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景，考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的关键是搞清测量的原 理，然后联系物理知识列方程解答；此题难度不大，但是题目新颖，有创新，能较好地考查学生分析问题、处理问题的能力。

6．【2016•全国新课标Ⅰ卷】如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则
 
A．绳OO'的张力也在一定范围内变化
B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
【答案】BD
 
 
【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析
【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的动态分析。当有多个物体相互作用而平衡时，应 注意灵活选择研究对象，可以让题目变得更简洁明晰，此题的难点是对选项A的判断。

7．【2016•上海卷】如图，始终竖直向上的力F作用在三角板A端，使其绕B点在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度，力F对B点的力矩为M，则转动过程中
 
A．M减小，F增大  B．M减小，F减小  C．M增大，F增大  D．M增大，F减小
【答案】A
 
【考点定位】力矩、受力平衡条件
【方法技巧】通过物体受力平衡条件判断拉力F的变化情况，分析力矩时通过极端思维的方法进行判断。