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2025 高考复习100 考点最新模拟题千题精练
二、相互作用
专题2.6 死结和活结模型
1. (2024 安徽芜湖重点高中二模)如图所示,光滑圆环竖直固定,ac 为水平直径,bd 为竖直直径,一根轻绳
P 端固定在竖直墙面上,轻绳跨过圆环后另一端Q 与重物B 相连,轻质动滑轮挂在轻绳上,动滑轮下吊着
重物A,Pbd 所在平面与圆环所在平面垂直,A、B 均处于静止状态,不计一切摩擦,下列说法正确的是(
)
A. 若将竖直圆环向右平移,则PQ 绳中拉力变大
B. 若将竖直圆环向右平移,则PQ 绳对圆环拉力不变
C. 若将轻绳Q 端悬系在竖直圆环上,则悬点从a 到b 移动的过程中绳中拉力保持不变
D. 若将轻绳Q 端悬系在竖直圆环上,则悬点从a 到b 移动的过程中绳中拉力一直增加
【参考答案】B
【名师解析】
重物A、B 均处于静止状态,对B,根据平衡条件可得
对A,设绳子间的夹角为
,根据平衡条件可得
可知拉力T 和绳子间夹角均保持不变,故A 错误,B 正确;
若将轻绳Q 端固定在竖直圆环上,则悬点a 到b 移动的过程中,悬点之间的水平距离变小,绳间夹角逐渐
减小,绳中拉力逐渐减小,故CD 错误。
1
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2. (2024 湖北武汉江岸区调考)如图所示,质量为
的均质细直杆AB 竖直立于光滑水平面上,一根不可
伸长的轻绳一端固定于
点,另一端跨过光滑定滑轮连接质量为
的物体E,轻绳AD 部分始终保持水平。
另一弹性轻绳AC 两端分别固定于
点和地面上的
点。整个系统处于静止状态,此时AC 绳与AB 杆夹角
,已知重力加速度为
。则( )
A. 此时弹性绳AC 中的拉力大小等于
B. 此时地面对AB 杆的支持力大小等于
C. 将
点向左平移一小段距离,系统仍保持静止,则地面对AB 杆的支持力大小不变
D. 将
点向右平移一小段距离,系统仍保持静止,则弹性绳AC 拉力大小增大
【参考答案】D
【名师解析】
.对点A,水平方向受力平衡
解得
A 错误;
对杆受力分析,如图
可得
2
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B 错误;
C.将C 点向左平移一小段距离,系统仍保持静止,则
变大,由上述分析,地面对杆的支持力
变小,C 错误;
将C 点向右平移一小段距离,系统仍保持静止,则
变小,弹性绳AC 拉力
增大,D 正确。
。
3. (2024 宁夏银川一中第六次月考)工地上甲、乙两人用如图所示的方法将带挂钩的重物抬起。不可伸
长的轻绳两端分别固定于刚性直杆上的A、B 两点,轻绳长度大于A、B 两点间的距离。现将挂钩挂在轻绳
上,乙站直后将杆的一端搭在肩上并保持不动,甲蹲下后将杆的另一端搭在肩上,此时物体刚要离开地面,
然后甲缓慢站起至站直。已知甲的身高比乙高,不计挂钩与绳之间的摩擦。在甲缓慢站起至站直的过程中,
下列说法正确的是( )
A. 轻绳的张力大小一直不变
B. 轻绳的张力先变大后变小
C. 轻绳的张力先变小后变大
D. 轻绳对挂钩的作用力先变大后变小
【参考答案】B
【名师解析】
如图
3
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设轻绳的夹角为
,则轻绳上的拉力
当甲缓慢站起至站直的过程中轻绳间的夹角
先变大,当杆水平时轻绳间夹角最大,然后变小,轻绳的张
力先变大后变小,故B 正确,ACD 错误。
。
4. (2024 宁夏银川一中第六次月考)荡秋千是一项古老的休闲体育运动。郭亮同学的质量为m(视为质
点),他在荡秋千时,O 和A 分别为其运动过程中的最低点和最高点,如图所示。两根秋千绳均长为L,
郭亮同学运动到O 位置时的速度大小为v,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,不计秋千绳受到的重力,
下列说法正确的是( )
A. 在A 位置时,郭亮同学所受的合力为零
B. 在O 位置时,郭亮同学处于失重状态
C. 在O 位置时,每根秋千绳
拉力大小为
D. 在A 位置时,每根秋千绳的拉力大小为
【参考答案】D
【名师解析】.在A 位置时,该人受到重力和秋千绳的拉力,合力不为零,故A 错误;
B.在O 位置时,重力和秋千绳拉力的合力产生向上的向心加速度,该人处于超重状态,故B 错误;
C.在O 位置时,由牛顿第二定律可得
4
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可知每根秋千绳的拉力大小为
故C 错误;
D.在A 位置时,设绳子与竖直方向成
,从A 到O,由动能定理有
在A 位置,有
联立解得
故D 正确。
5. (2024 湖南名校联合体第四次联考)如图所示,两根直杆M、N 竖直固定,一根长度一定的轻绳绕过动
滑轮,一端固定在M 杆上,另一端连接在套在N 杆上的光滑圆环上,动滑轮上吊着一个重物,现给圆环施
加一个竖直向上的拉力F,使重物缓慢上移,则在重物上移的过程中( )
A. 轻绳上张力越来越小
B. 轻绳上张力越来越大
C. 拉力F 越来越小
D. 拉力F 大小不变
【参考答案】D
5
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【名师解析】
由于两杆间距离不变,绳长不变,根据几何关系可知,滑轮两边轻绳与竖直方向的夹角相等,
则夹角不变,根据力的平衡可知,绳上的拉力始终不变,对环研究可知,根据力的平衡,拉力F 不变。
故选D。
6. (2024 年1 月福建部分重点高中期末) 如图所示,长度为
的光滑轻质晾衣绳,两端分别固定在两根
竖直杆的A、B 两点,衣服通过衣架的挂钩悬挂在绳上并处于静止状态,此时两竖直杆间的距离为
,绳子张力为
。保持A、B 端在杆上位置不动,将杆平移到虚线位置时,此时两竖直杆间的距
离为
,绳子张力为
,下列判断正确的是( )
A
B.
C. 保持两竖直杆间的距离为
不变时,仅将B 端移到
位置,绳子张力变小
D. 保持两竖直杆间的距离为
不变时,仅将B 端移到
位置,绳子张力不变
【参考答案】AD
【名师解析】
6
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.设绳子和竖直杆的夹角为
,两竖直杆之间的距离为d,由几何关系可得
绳子张力为
,衣服的质量为
,对衣服由物体的平衡可得
当
时
当
时
联立得
故A 正确、B 错误;
CD.当两竖直杆的距离为
时
故C 错误,D 正确。
。
7. (2024 河南漯河高中期末质检)如图所示,两硬竹竿竖直插在水平地面的A、B 两点,竿间拴接一长度
大于两竿间距的轻绳,光滑的轻滑轮放在轻绳上,下端悬吊一物体,开始时绳与竹竿的悬点M、N 等高图
7
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中
,则下列说法正确的是( )
A. 图中左侧细绳的拉力小于右侧细绳的拉力
B. 仅将右侧的N 点沿竖直方向升高少许,两侧细绳的拉力大小不变
C. 仅将左侧竹竿以A 点为轴顺时针方向转过一个小角度,两侧细绳的拉力减小
D. 仅将两竹竿分别以A、B 为轴逆时针方向转过相同的小角度,两侧细绳的拉力增大
【参考答案】BC
【名师解析】
如图
设绳中拉力为
,由几何关系,可得
为绳长,
为杆间距离,则有
A.动滑轮对应为绳的活结,则其两端绳的拉力大小相等,故A 错误;
B.若仅将右侧的N 点沿竖直方向升高少许,,
均不变,则
不变,可知拉力大小保持不变,故B 正确;
C.若仅将左侧竹竿以A 点为轴顺时针方向转过一个小角度,不变,
减小,
减小,
增大,则两
侧细绳的拉力减小,故C 正确;
8
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D.若仅将两竹竿分别以A、B 为轴逆时针方向转过相同的小角度,则,
均不变,则
不变,两侧细绳
的拉力不变,故D 错误。
8. (2024 安徽安庆市二中第四次质检)如图所示,两竖直杆P、Q 相距L,把长为2L 的细绳两端系在P、Q
两杆上,结点分别为A、B,忽略打结对绳长的影响,用光滑轻质挂钩把质量为m 的重物挂在绳上,重物
可看作质点,对下列操作的判断正确的是( )
A. 仅缓慢下移结点B,重物的运动轨迹是直线
B. 仅缓慢向右移动Q 杆,重物的运动轨迹是直线
C. 仅将结点B 缓慢下移距离y,重力对重物做功为
D. 仅缓慢向右移动Q 杆过程中,细绳的张力始终为
【参考答案】A
【名师解析】
选项A.如图
由平衡关系可知
9
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可知
根据几何关系可知
可得
既AO 与竖直方向的夹角始终是30°,所以仅缓慢下移结点B,重物的运动轨迹是直线,故A 正确;
B.由几何关系可知
则
仅缓慢向右移动Q 杆,MN 变大,则α 变大,重物的运动轨迹是曲线,故B 错误;
C.仅缓慢把结点B 下移距离y,如图
由几何关系可知
重力对重物做功为
故C 错误;
D.由受力平衡可得
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又
可得
仅缓慢向右移动Q 杆过程中,
变大,则张力变大,故D 错误。
9. (2024 陕西咸阳一模)如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A 点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端
拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O 点,人所拉绳子与OA 的夹角为
,拉水桶的绳
子与OA 的夹角为
。人拉绳沿水平地面向左运动,把井中质量为m 的水桶缓慢提上来,人的质量为M,
重力加速度大小为g,在此过程中,以下说法正确的是( )
A.
不一定等于
B. 吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C. 地面对人的摩擦力逐渐变小
D. 地面对人的支持力逐渐变大
【参考答案】D
【名师解析】
水桶慢慢上升,绳子拉力始终等于水桶的重力,对滑轮受力分析可得
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垂直于
方向有
可得
沿
方向有
故
始终等于
,吊装滑轮的绳子上的拉力不变,故AB 错误;
C.对人受力分析可得
水平方向有
其中
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人拉绳沿水平地面向左运动,
逐渐增大,故地面对人的摩擦力逐渐变大,故C 错误;
D.竖直方向有
地面对人的支持力为
故地面对人的支持力逐渐增大,故D 正确。
10. (2024 山东泰安期末)在建筑工地上经常使用吊车起吊货物。为了研究问题方便,把吊车简化成如图
所示的模型,支撑硬杆OP 的一端装有定滑轮,O 点为定滑轮的转轴,另一端固定在车体上,质量不计的钢
丝绳索绕过定滑轮吊起质量为m 的物件缓慢上升,滑轮两侧绳子的夹角为60°,不计定滑轮质量和滑轮与
绳索及轴承之间的摩擦,重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A. 转轴对定滑轮
作用力方向竖直向上
B. 转轴对定滑轮的作用力方向一定沿着PO 方向
C. 转轴对定滑轮的作用力大小等于
D. 转轴对定滑轮的作用力大小等于2mg
【参考答案】C
【名师解析】
以定滑轮为研究对象,钢丝绳索对定滑轮的作用力方向如图中所示,即为F 合的方向,两个力F 的夹角小
于120°,即
,即
即不沿竖直方向,也不沿OP 方向,根据定滑轮受力平衡,合力为零,转轴对
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定滑轮的作用力与
等大反向,故AB 错误;
CD.质量为m 的物件缓慢上升,可看成匀速运动,则F=mg,由菱形特点可得
则,转轴对定滑轮的作用力为
故C 正确,D 错误。
11.(2024 河北安平中学自我提升) 甲、乙两人用绳aO 和bO 通过装在P 楼和Q 楼楼顶
定滑轮,将质量
为m 的物块由O 点沿Oa 直线缓慢地向上提升,如图所示,
为锐角。则在物块由O 点沿Oa 直线缓
慢上升直至bO 处于水平的过程中,以下判断正确的是( )
A. aO 绳和bO 绳中的弹力逐渐减小
B. aO 绳和bO 绳中的弹力逐渐增大
C. aO 绳中的弹力一直增大,bO 绳中的弹力先减小后增大
D. aO 绳中的弹力先减小后增大,bO 绳中的弹力一直增大
【参考答案】C
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【名师解析】
以物块为研究对象,分析受力情况:重力G、bO 的拉力F 和绳子aO 的拉力T,由平衡条件得知,F 和T 的
合力与G 大小相等、方向相反,当将物体向上缓慢移动,aO 绳方向不变即T 方向不变,bO 绳绕O 点逆时
针转动到水平过程中,作出三个转动过程三个位置力的合成图,如图中由3 到2 到1 的过程,由图可以看
出aO 绳拉力T 一直变大,bO 绳弹力F 先减小后变大。故C 正确,ACD 错误。
12. .(2024 广东中山高一期末) 如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为 O ,
轻绳 OB 水平且 B 端与放在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳 OA 与竖直方向的夹角
,物
体甲、人均处于静止状态。已知
。 g 取10
。设最大静摩擦力等于
滑动摩擦力。则:
(1)轻绳 OA 、OB 受到的拉力分别是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量
,人与水平面之间的动摩擦因数
,欲使人在水平面上不滑动,则
物体甲的质量m1最大不能超过多少?
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【参考答案】(1)
、
;(2)
方向水平向左;(3)24kg
【名师解析】
(1)以结点O 为研究对象,如图所示
沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系,将
分解,由平衡条件有
联立解得
(2)人水平方向受到OB 绳的拉力和水平面的静摩擦力,受力如图所示
由平衡条件得
方向水平向左;
(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值。 当人刚要滑
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动时,静摩擦力达到最大值
由平衡条件得
FOBm=fm
又
联立解得
即物体甲的质量
最大不能超过 24kg。
13. (2024 陕西宝鸡期末)如图所示,质量为m1=10kg 的物体甲通过三段轻绳相连,三段轻绳的结点为O,轻
绳OB 水平且B 端与站在水平地面上的质盘为m2=50kg 的人相连,轻绳OA 与竖直方向的夹角θ=37°。物体
甲及人均处于静止状态(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取10m/s2,计算时可认为最大静摩擦力等于滑动
摩擦力),求:
(1)求OA 绳的拉力FA的大小和OB 绳的拉力FB的大小;
(2)要保证人不会相对于地面滑动,人与水平地面间的动摩擦因数
至少是多少?
【参考答案】(1)
,
;(2)
【名师解析】
(1)以物体甲为对象,根据受力平衡可知,
点与甲之间轻绳拉力大小为
;以
点为对象,根据受
力平衡可得
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,
解得
(2)以人为对象,根据受力平衡可得
,
要保证人不会相对于地面滑动,则有
可得
可知人与水平地面间的动摩擦因数
至少是
。
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