考点二 :相互作用——五年(2018-2022)高考物理真题专项汇编卷 新高考版
1.【2022广东卷】如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时,连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点,F、和分别表示三根绳的拉力大小,且。下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
2.【2022湖南卷】2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边,有一根系有飘带的风力指示杆,教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳,其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时,飘带实际形态最接近的是( )
A. B. C. D.
3.【2021广东卷】唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和,如图所示。忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕型的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
2018广东高考D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
4.【2021河北卷】如图,矩形金属框竖直放置,其中足够长,且杆光滑。一根轻弹簧一端固定在M点,另一端连接一个质量为m的小球,小球穿过杆。金属框绕轴分别以角速度ω和匀速转动时,小球均相对杆静止。若,则与以ω匀速转动时相比,以匀速转动时( )
A.小球的高度一定降低 B.弹簧弹力的大小一定不变
C.小球对杆压力的大小一定变大 D.小球所受合外力的大小一定变大
5.【2021湖北卷】如图所示,一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中,悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷,电荷量大小均为q()。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍,两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.M带正电荷 B. N带正电荷 C. D.
6.【2020北京卷】在无风的环境,某人在高处释放静止的篮球,篮球竖直下落;如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动(如图)再释放,则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是,转动的篮球在运动过程中除受重力外,还受到空气施加的阻力和偏转力。这两个力与篮球速度v的关系大致为:,方向与篮球运动方向相反;,方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是( )
A.、是与篮球转动角速度无关的常量
B.篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C.人站得足够高,落地前篮球有可能向上运动
D.释放条件合适,篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
答案以及解析
1.答案:D
解析:本题考查共点力的平衡。对结点O受力分析,根据共点力的平衡和平行四边形定则可知,,则,D项正确。
2.答案:A
解析:本题考查共点力的平衡。将飘带视为两个质量相等的小球,每个小球受到的分力大小相等,方向水平向右。如图,对下边的小球有,将两个小球作为整体有,则,所以飘带将是一根直线,A项正确。
3.答案:B
解析:由牛拉耕索的力F大小相等和可知,,,即耕索对曲辕犁拉力的水平分力小于对直辕犁拉力的水平分力,耕索对曲辕犁拉力的竖直分力大于对直辕犁拉力的竖直分力,选项A错误,B正确;由牛顿第三定律可知,无论是曲辕犁匀速前进时还是直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力都等于犁对耕索的拉力,选项C、D均错误。
4.答案:BD
解析:对小球受力分析如图:
竖直方向:①
水平方向:②
对①式,若θ减小,则增大,弹簧弹力T增大,①式不成立:若θ增大,则减小,T减小,①式不成立,所以不管ω怎样变化,θ都不变,即小球的高度不变,弹簧的弹力大小一定不变,故A错误,B正确。
由②式得,由于没有给定的值,所以N的大小变化不能确定,由牛顿第三定律知C错误。
小球所受的合外力充当向心力,增大,增大,故D正确。
5.答案:BC
解析:本题考查库仑定律、受力分析以及共点力的平衡。由题图可知,对小球M受力分析如图a所示,对小球N受力分析如图b所示,由受力分析图可知小球M带负电,小球N带正电,B项正确,A项错误;由几何关系可知,两小球之间的距离为,当两小球的电荷量为q时,由力的平衡条件得,两小球的电荷量同时变为原来的2倍后,由力的平衡条件得,整理解得,C项正确,D项错误。
6.答案:C
解析:A项,篮球未转动时,篮球竖直下落,没有受到偏转力的作用,而篮球转动时,将受到偏转力的作用,所以偏转力中的与篮球转动角速度有关,故A错误;
B项,空气阻力一直对篮球做负功,篮球的机械能将减小,篮球的角速度也将减小,所以篮球没有足够的能量回到原高度,故B错误;
C项,篮球下落过程中,受力情况如下图所示:
篮球下落过程中,由受力分析可知,随着速度不断增大,篮球受到和的合力沿竖直方向的分力可能比重力大,可使篮球竖直方向的分速度减小为零或变成竖直向上,所以篮球可能向上运动,故C正确;
D项,如果篮球的速度变成水平方向,则空气阻力的作用会使篮球速度减小,则篮球受到的偏转力将变小,不能保持与重力持续等大反向,所以不可能在空中持续一段水平直线运动,故D错误。
综上所述,本题正确答案为C。
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