相互作用（2010年高考物理试题分类汇编）

VCM仿真实验 2010年高考物理试题分类汇编——互相作用

2010年高考物理试题分类汇编——相互作用

（以下试题均来自VCM仿真实验配套试题）

（全国卷2）17. 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为10V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/s,水的密度为10kg/m。这雨滴携带的电荷量的最小值约为

-9-9-9-9

A．2?10C B. 4?10C C. 6?10C D. 810?C

4233

【答案】B

【解析】带电雨滴在电场力和重力最用下保持静止，根据平衡条件电场力和重力必然等大反向q?mg=Eq，则

mgE??43E?r310??343?3.14?10104?9?4?10C。

?9（新课标卷）15.一根轻质弹簧一端固定，用大小为改用大小为数为

F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为

l1；

F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系

F2?F1F2?F1F2?F1F2?F1

A、l2?l1 B、l2?l1 C、l2?l1 D、l2?l1答案：C

F2?F1解析：根据胡克定律有：

（新课标卷）18.如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60角的力时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力若

00F1?k(l0?l1)，

F2?k(l2?l0)，解得：k=

l2?l1。

F1拉物块

F2推物块时，物块仍做匀速直线运动.

F1和

F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为

3 A、3?1 B、2?3 C、2?132 D、1-2

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答案：B

解析：物体受重力mg、支持力N、摩擦力f、已知力F处于平衡，根据平衡条件，有

F1cos600??(mg?F1sin60)，F2cos3000??(mg?F2sin30)，联立解得：

0??2?

3。

（上海理综）7．如图，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出（ ）。

A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小 B．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小 C．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大 D．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大 答案：A

（上海物理）25.如图，固定于竖直面内的粗糙斜杆，在水平方向夹角为30，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a=____，拉力大小F=_____。

0

?Fsin??mgcos30?Fcos??mgsin30【解析】?拉力做功最小。

000，??60，F?3mg，W?mgh。因为没有摩擦力，

（上海物理）31.（12分）倾角??37，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止（sin37?0.6,cos37?0.8,g取10m/s），求：

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（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向； （2）地面对斜面的支持力大小

（3）通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。 【解析】（1）隔离法： 对木块：

mgsin??f1?ma12，

mgcos??N1?0

s?因为所以，

at2，得a?2m/s ，

f1?8NN1?16N

对斜面：设摩擦力f向左，则（如果设摩擦力f向右，则

f?N1sin??f1cos??3.2N，方向向左。 ，同样方向向左。）

f??N1sin??f1cos???3.2N（2）地面对斜面的支持力大小（3）木块受两个力做功。 重力做功：

N?f?N1cos??f1sin??67.6NWG?mgh?mgssin??48JWf??fs??32J

摩擦力做功：

W?WG?Wf?16J合力做功或外力对木块做的总功：

动能的变化?Ek?12mv?212m?(at)?16J

2所以，合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化（增加），证毕。

（天津卷）11.（18分）如图所示，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s.

2

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（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；

（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。

解析：（1）ab对框架的压力

F1?m1g ①

框架受水平面的支持力

FN?m2g?F1 ②

依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力

F2??FN ③ ab中的感应电动势

E?Blv

④

MN中电流

I?

ER1?R2

⑤

MN受到的安培力

F安?IlB ⑥

框架开始运动时

F安?F2 ⑦

由上述各式代入数据解得

v?6m/s

⑧

（2）闭合回路中产生的总热量

Q总?

R1?R2R2Q

⑨

由能量守恒定律，得

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Fx?12m1v?Q总2 ⑩

代入数据解得

（江苏卷）3、如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30?角，则每根支架中承受的压力大小为

x?1.1m

⑾

1（A）3mg2（B）3mg3（C）6mg（D）239mg 3.D 难度：中等 本题考查力的平衡或力的合成。 3Fcos30?mg,F?【解析】

0239mg。选D （福建卷）16．质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0．2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10m/s，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为

A．18m B．54m

C．72m

D．198m

2

【解析】拉力只有大于最大静摩擦力时，物体才会由静止开始运动 0-3s时：F=fmax，物体保持静止，s1=0；

3-6s时：F>fmax，物体由静止开始做匀加速直线运动

a?

F?fm12?8?4212?2m/s2

v=at=6m/s

s2?at2??2?3?9m

26-9s时：F=f，物体做匀速直线运动 s3=vt=6×3=18m

9-12s时：F>f，物体以6m/s为初速度，以2m/s为加速度继续做匀加速直线运动

2

s4?vt?12at2?6?3?12?2?3?27m

2上网做实验，理化老师在线答疑，实验分数轻松拿 www.vcmedu.com

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所以0-12s内物体的位移为：s=s1+s2+s3+s4=54m，B正确 【答案】B

（广东卷）13. 图2为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA 、FB，灯笼受到的重力为 G．下列表述正确的是

A．FA一定小于G B．FA与FB大小相等

C．FA与FB是一对平衡力 D．FA与FB大小之和等于G 答案：B

解析：三力平衡问题，用正交分解法，设∠AOB=2θ，O点受到FA、ＦＢ、F三力作用，其中F=G，建立如图所示的坐标系，列平衡方程得： ?FAsin??FBsin??Fcos??FBcos??G ?A FA?FB?G2cos? 当θ=1200时：FA?FB?G；当θ<1200时：FA?FB?G；

解出：

0

当θ>120时：FA?FB?G故选B。

（广东卷）20.下列关于力的说法正确的是 A.作用力和反作用力作用在同一物体上 B.太阳系中的行星均受到太阳的引力作用 C 运行的人造地球卫星所受引力的方向不变

D.伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因 答案：BD

解析：A.作用力和反作用力受力物体不同，要明确和一对平衡力区别，不要混淆；C.人造地球卫星绕地做匀速圆周运动有万有引力提供向心力，因而方向始终指向地心一直在变，选BD。

（山东卷）16．如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。图乙中v、?、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是

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答案：C

解析：在斜面上，f??mgcos?；在水平面上，f??mg。

（山东卷）17．如图所示，质量分别为下一起沿水平方向做匀速直线运动（受支持力N和摩擦力f正确的是

m1、

m2m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用在空中），力F与水平方向成?角。则m1在地面，

m1所

A．B．

N?m1g?m2g?Fsin?N?m1g?m2g?Fcos?

C．f?Fcos? D．f?Fsin?

17.AC【解析】整体法，分析受力，选AC.

（重庆卷）25.（19分）某兴趣小组用如题25所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面上

2固定一内径为d的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为3d,质量为m的匀质薄原板，板上放一质量为2m的小物体。板中心、物块均在杯的轴线上，物块与板间动摩擦因数为?，不计板与杯口之间的摩擦力，重力加速度为g，不考虑板翻转。

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f（1）对板施加指向圆心的水平外力F，设物块与板间最大静摩擦力为max，若物块能在板上滑动，求F应满足的条件。

（2）如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为I，

①I应满足什么条件才能使物块从板上掉下？ ②物块从开始运动到掉下时的位移s为多少？

③根据s与I的关系式说明要使s更小，冲量应如何改变。 解析：

（1）设圆板与物块相对静止时，它们之间的静摩擦力为f。共同加速度为a 由牛顿运动定律，有

对物块 f=2ma 对圆板 F-f=ma 两物相对静止，有 f≤

fmax 3得 F≤2fmax 3相对滑动的条件F＞2fmax

（2）设冲击刚结束时圆板获得的速度大小为和

v0，物块掉下时，圆板和物块速度大小分别为

v1v2。

由动量定理，有 由动能定理，有

I?mv0

?2?mg(s?对圆板

34d)?12mv1?212mv02

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2?mgs?对物块

由动量守恒定律，有

12(2m)v2?02

mv0?mv1?2mv2

要使物块落下，必须由以上各式得

v1＞

v2

3I＞2m2?gd 2??I?1?2?g???s＝

分子有理化得 ?22I??mgd?2?3m??? 9??1?g?2??I??s＝?3md?2?9?22I??mgd?2? 2根据上式结果知：I越大，s越小。

（浙江卷）23. （20分）如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L1，垂直的为L2。在膜的下端（图中A处）挂有一科行于转轴，质量为m，长为L3的导体棒使膜*成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将沟通转化成电能。光电池板可等效为一个一电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入身光单位面积上的光功率保持恒定）。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。

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（1）再有一束平等光水平入射，当反射膜与竖直方向成?＝60?时，导体棒牌受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。

（2）当?变成45?时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒国学平衡外，不能输出多少额外电功率？

解析：

（1）导体棒所受安培力 导体棒有静力平衡关系

FA?IBL2 ① ②

mgtan(?)?FAI?解得

mgtan(?)BL2 ③

所以当?=60°时，

I60?mgtan(60?)BL2?3mgBL2 P60?UI60?光电池输出功率为 03mgUBL2 （2）当??45时，根据③式可知维持静力平衡需要的电流为 L45?

mg.tan(45)BL2?0?mgBL200 P45根据几何关系可知 L1L2cos(45)L1L2cos(60)P60?2 P45?可得 2P60?6mgUBL2

（安徽卷）19．L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P 的受力个数为

A． 3 B．4 C．5 D．6 答案：C

解析：P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力

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和弹簧沿斜面向上的弹力。木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，所以选项C正确。

（四川卷）20.如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金 属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动。若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能

A．变为0 B．先减小后不变 C．等于F D．先增大再减小 答案：AB

【解析】对a棒所受合力为Fa=F—Ff—mgsin?—BIl说明a做加速度减小的加速运动，当加速度为0后匀速运动，所以a所受安培力先增大后不变。

如果F=Ff+2mgsin?，则最大安培力为mgsin?，则b所受摩擦力最后为0，A正确。 如果F＜Ff+2mgsin?，则最大安培力小于mgsin?，则b所受摩擦力一直减小最后不变，B正确。

如果Ff+3mgsin?＞F＞Ff+2mgsin?，则最大安培力大于mgsin?小于2mgsin?，则b所受摩擦力先减小后增大最后不变。

可以看出b所受摩擦力先变化后不变，CD错误。

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和弹簧沿斜面向上的弹力。木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，所以选项C正确。

（四川卷）20.如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金 属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动。若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能

A．变为0 B．先减小后不变 C．等于F D．先增大再减小 答案：AB

【解析】对a棒所受合力为Fa=F—Ff—mgsin?—BIl说明a做加速度减小的加速运动，当加速度为0后匀速运动，所以a所受安培力先增大后不变。

如果F=Ff+2mgsin?，则最大安培力为mgsin?，则b所受摩擦力最后为0，A正确。 如果F＜Ff+2mgsin?，则最大安培力小于mgsin?，则b所受摩擦力一直减小最后不变，B正确。

如果Ff+3mgsin?＞F＞Ff+2mgsin?，则最大安培力大于mgsin?小于2mgsin?，则b所受摩擦力先减小后增大最后不变。

可以看出b所受摩擦力先变化后不变，CD错误。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/umjx.html