2024年高考物理二轮专题复习：相互作用（优生加练）

更新时间：2024-02-25 浏览次数：26 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2019高一上·哈尔滨月考) 如图，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，弹簧固定在竖直板上．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．已知球B质量为m，O点在半圆柱体圆心O₁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，现将轻质细线剪断的瞬间（重力加速度为g）（　　）

A . 弹簧弹力大小 $\text{[math]}$ mg B . 球B的加速度为g C . 球A受到的支持力为 $\text{[math]}$ mg D . 球A的加速度为 $\text{[math]}$ g

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2. (2019高三上·吉林月考) 如图甲所示，一轻质弹簧的下端，固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为m的物体A、B（物体B与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v﹣t图象如图乙所示（重力加速度为g），则（）

A . 施加外力的瞬间，F的大小为2m（g﹣a） B . A，B在t₁时刻分离，此时弹簧的弹力大小m（g+a） C . 弹簧弹力等于0时，物体B的速度达到最大值 D . B与弹簧组成的系统的机械能先增大，后保持不变

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3. (2019·陕西模拟) 圆心为O、半径为R的半圆直径两端，各固定一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为3I₀和I₀且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁感应强度B=k $\text{[math]}$ ，其中k为常数、I为导线中电流强度、r为点到导线的距离。在半圆周上D点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，则下列说法正确的是（）

A . D点和圆心O连线与水平直径之间夹角α=30° B . D点和圆心O连线与水平直径之间夹角α=45 C . D点磁感应强度为 D . D点磁感应强度为

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4. (2023高一上·吉林期中) 如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N₁ ，球对木板的压力大小为N₂ ．以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中（）

A . N₁始终减小，N₂始终增大 B . N₁始终减小，N₂始终减小 C . N₁先增大后减小，N₂始终减小 D . N₁先增大后减小，N₂先减小后增大

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5. (2022高一下·沈阳期中) 如图所示，由绝缘材料制成的光滑的半圆轨道固定在水平面上， $\text{[math]}$ 点为圆心，带电荷量为 $\text{[math]}$ 、质量为 $\text{[math]}$ 的a小球固定在半圆轨道底端的 $\text{[math]}$ 点，带电荷量为 $\text{[math]}$ 、质量为 $\text{[math]}$ 的b小球静止于半圆轨道内的 $\text{[math]}$ 点，此时 $\text{[math]}$ 。现由于某小球的电荷量发生变化使得b小球沿半圆轨道缓慢下滑，恰好静止于 $\text{[math]}$ 点， $\text{[math]}$ ，此时A，B两小球的电荷量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，已知A，B两小球均可视为带电质点， $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（）

A . 一定是b小球的电量减少了 B . b小球受到的支持力一定大于其重力 C . 可能仅是b小球的电荷量 $\text{[math]}$ 减少至 $\text{[math]}$ D . 可能仅是b小球的电荷量 $\text{[math]}$ 减小至 $\text{[math]}$

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二、多项选择题

6. (2020高一上·华容期末) 如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m。现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则（）

A . 物体从A到B先加速后减速 B . 物体从A到O加速运动，从O到B减速运动 C . 物体运动到O点时所受合力为0 D . 物体从A到O的过程加速度先减小后逐渐增大

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7. (2023高一上·长沙月考) 如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。现用大小为22N的恒力竖直向上拉物体A。已知物体A的质量 $\text{[math]}$ ，物体B的质量 $\text{[math]}$ ，弹簧的劲度系数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

A . 恒力作用瞬间，A、B即分离 B . 物块A上升 $\text{[math]}$ 时，A、B开始分离 C . 恒力作用瞬间，A的加速度大小为 $\text{[math]}$ D . 物块A、B分离前，物块B的最大加速度大小为 $\text{[math]}$

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8. (2024高三上·邢台月考) 在如图所示的水平转盘上，沿半径方向放着质量分别为m、2m的两物块A和B（均视为质点），它们用不可伸长的轻质细线相连，与圆心的距离分别为2r、3r ， A、B两物块与转盘之间的动摩擦因数分别为 $\text{[math]}$ 、μ ，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。现缓慢加快转盘的转速，当两物块相对转盘将要发生滑动时，保持转盘的转速不变，下列说法正确的是（）

A . 此时转盘的角速度大小为 $\text{[math]}$ B . 随转速的增加A先达到最大静摩擦力 C . 随转速的增加A的摩擦力先增加后不变 D . 随转速的增加B的摩擦力先增加后不变

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9. (2020高二上·普宁期中) 真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场，一质量为m的带电小球恰好能沿如图所示虚线（与水平方向成 $\text{[math]}$ 角），由A向B做直线运动，小球的初速度为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，则（）

A . 小球可以带正电 B . 电场力对小球做正功 C . 小球向上运动过程中动能和重力势能之和在减小 D . 可求出小球运动到最高点所用的时间

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10. (2022高三上·湖南月考) 瓦特利用飞球调速器来调控蒸汽机运动的速度，如图甲所示，其工作原理是两个飞球被蒸汽机带动旋转起来，蒸汽量越多旋转越快，飞球再带动下方的套筒运动，通过杠杆再把套筒的运动传递到蒸汽阀，控制进入蒸汽机的蒸汽量，达到自动稳定蒸汽机运行速度的目的。调速器飞球及套筒的运动可简化为如图乙所示模型，它由两个质量为m的钢球（可视为质点）通过4根长为l的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接，上方套筒固定，下方套筒质量为M，可沿轴上下滑动不计一切摩擦，重力加速度为g，飞球调速器的转速和蒸汽机的转速相同，则下列说法中正确的是（　　）

A . 蒸汽机转速增大或减小，上方轻杆对飞球的作用力都不变 B . 若蒸汽机转速过快，则调速器套筒会下移，控制蒸汽阀减少进入蒸汽机的蒸汽量 C . 若蒸汽机转速过慢，则调速器套筒会下移，控制蒸汽阀增加进入蒸汽机的蒸汽量 D . 若蒸汽机稳定工作时调速器轻杆与竖直杆夹角为θ，则此时蒸汽机的转速 $\text{[math]}$

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11. (2023高一上·罗定月考) 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

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三、非选择题

12. (2023高一上·阜新月考) 如图所示，倾角 $\text{[math]}$ 的固定斜面上放有物块A和B，A、B之间拴接有劲度系数k=4N/cm的轻弹簧，物块B和小桶C由跨过光滑的定滑轮的轻绳连接。开始时弹簧处于原长，A、B、C均处静止状态，且B刚好不受摩擦力，轻弹簧、轻绳平行于斜面。已知A、B的质量m_A=m_B=2kg，A、B与斜面间的动摩擦因数均为0.875，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8．
1. （1）求C的质量m_c；
2. （2）求开始时A受到的摩擦力大小；
3. （3）若向C中缓慢加入沙子，当B刚要向上运动时，加入沙子的总质量记为m₁ ，继续缓慢加入沙子，B缓慢向上运动，当A刚要向上运动时（C未触地，弹簧处于弹性限度范围内），加入沙子的总质量记为m₂ ，求：
  ① $\text{[math]}$
  ②A刚要向上运动时，B已经向上运动的距离．
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13. (2023高一上·泰兴期中) 如图所示，倾角为30°、质量M=2kg的斜面体C置于粗糙水平地面上，质量m_B=3kg的小物块B置于粗糙斜面上，通过不可伸长的细绳跨过光滑轻质定滑轮与质量为 $\text{[math]}$ 的物块A相连接。开始A静止在滑轮的正下方，连接B的一段细绳与斜面平行，B、C始终保持静止状态，细绳的质量不计。现对A施加一个拉力F使A缓慢移动，移动过程中F与连接A的轻绳的夹角始终保持120°，直至轻绳水平，g取10m/s^2.求：
1. （1） A静止时地面对C支持力的大小；
2. （2）轻绳水平时，B受到的摩擦力；
3. （3） A缓慢移动过程中，地面对C摩擦力的最大值。
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14. (2022高一下·海门期末) 如图所示，一水平轻杆一端固定在竖直细杆上的O点。一轻质弹性绳下端固定在杆底端A点，另一端穿过一固定在B点的光滑小环与套在水平杆上的小球连接，OB间距离为l。弹性绳满足胡克定律，原长等于AB距离，劲度系数为 $\text{[math]}$ ，且始终不超过弹性限度。小球质量为m，与水平杆间的动摩擦因数为µ=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P为水平杆上的一点，OP距离为l。已知弹性绳的弹性势能表达式为 $\text{[math]}$ ，其中x为弹性绳的形变量。不计其它阻力，重力加速度为g。
1. （1）若小球静止在P点，求小球受到的摩擦力大小；
2. （2）若整个装置以竖直杆为轴匀速转动，小球始终位于P点，求转动角速度的最大值；
3. （3）若装置绕竖直杆由静止缓慢加速转动，使小球由O点缓慢移动到P点，求该过程中外力对装置所做的功。
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15. (2023高一上·南开月考) 如图所示，倾角为60°、质量为M的斜面体 A 置于水平面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B，斜面体受到水平向右的外力，系统始终处于静止状态。已知重力加速度为 g。
1. （1）求球B受到斜面体的弹力大小 N₁和墙面的弹力大小 F₁；
2. （2）若斜面体受到水平向右的外力大小为mg，求此时斜面体受到水平面的摩擦力；
3. （3）若斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了使系统处于静止状态，求水平向右的外力大小 F 的范围。
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16. (2022高二上·浙江月考) 如图所示，质量为m、带电量为＋q的小球用长度为L的绝缘细线悬挂于O点，当施加水平向右的匀强电场后，小球由A处静止开始向右摆动的最大角度为θ = 53°，空气阻力不计，已知重力加速度为g，sin53° = 0.8，cos53° = 0.6，求：
1. （1）匀强电场E的大小。
2. （2）若小球在电场中从A处以初速度v₀开始向右摆动，恰能在竖直平面内做圆周运动（悬挂点O处不影响小球在竖直平面内做圆周运动），求初速度v₀的大小。
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17. (2023高三上·永寿月考) 如图所示为工业生产中用于定速传输工件的装置模型，两根半径均为 $\text{[math]}$ 的相同圆柱水平平行放置，一质量 $\text{[math]}$ 的“T”形钢件对称地架在两圆柱上，钢件处于静止状态，与圆柱间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，两圆柱绕各自的轴线以相同的角速度 $\text{[math]}$ 反方向转动．对钢件施加一个过其重心且平行于圆柱轴线、大小为 $\text{[math]}$ 的拉力．g取 $\text{[math]}$ ．求：
1. （1）刚施加外力F时，左侧圆柱对钢件的摩擦力 $\text{[math]}$ 及钢件的加速度大小a；
2. （2）当 $\text{[math]}$ 时，钢件可以获得的最大速度 $\text{[math]}$ ；
3. （3）为满足不同速度的“定速传输”，可改变角速度 $\text{[math]}$ 的大小，试写出 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 变化的关系式；
4. （4）钢件稳定运动时，每秒因摩擦产生的热量Q和由于传送工件电机多输出的功率P（角速度 $\text{[math]}$ 为某一定值）．
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18. (2023高二上·怀仁月考) 如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，倾角 $\text{[math]}$ ，相距 $\text{[math]}$ ，在导轨的虚线 $\text{[math]}$ 和虚线 $\text{[math]}$ 间存在与导轨平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ ，磁场区域 $\text{[math]}$ 的长度 $\text{[math]}$ ．现有两根相同的导体棒 $\text{[math]}$ 分别从图中 $\text{[math]}$ 处同时由静止释放．导体棒 $\text{[math]}$ 恰好匀速穿过磁场区域，且当导体棒 $\text{[math]}$ 刚穿出磁场时，导体棒 $\text{[math]}$ 恰好进入磁场．已知每根导体棒的质量 $\text{[math]}$ ，长度 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ．不计 $\text{[math]}$ 棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：
1. （1）导体棒 $\text{[math]}$ 穿过磁场区域的速度大小；
2. （2）导体棒 $\text{[math]}$ 穿过磁场区域的过程中，导体棒 $\text{[math]}$ 中产生的热量；
3. （3）导体棒 $\text{[math]}$ 刚进入磁场时，导体棒 $\text{[math]}$ 两端的电压．
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19. (2016·北区模拟)
如图为同轴的轻质圆盘，可以绕水平轴O转动，大轮与小轮半径之比为3：2．小轮边缘所绕的细线悬挂质量为3kg的物块A．大轮边缘所绕的细线与放在水平面上质量为2kg的物体B相连．将物体B从距离圆盘足够远处静止释放，运动中B受到的阻力f与位移s满足方程：f=2s．重力加速度取10m/s² ．求：
1. （1）运动过程中两物体A、B速度之比；
2. （2）物体A下降的最大高度；
3. （3）物体B运动的最大速度．
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20. (2024高二上·南宁期末)
如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g．
1. （1）判断小球带何种电荷．
2. （2）求电场强度E．
3. （3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v．
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