高考物理二轮复习专项突破题03相互作用（2份打包，解析版+原卷版，可预览）

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(二轮复习 名师经验)03相互作用-2021高考备考绝密题型专项突破题集1．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上（上部为半圆形， 左右竖直）一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。现将轻绳的一端固定于支架上的点，另一端从点（点是穹形支架的最高点）沿支架缓慢地向点（点与点等高）靠近。则绳中拉力大小变化的情况是（　　）A．先变小后变大 B．先不变后变大 C．先不变后变小 D．先变大后不变【答案】：D【解析】：当轻绳的右端从点缓慢移到直杆最上端时，设两绳的夹角为。以滑轮为研究对象，受力分析，根据平衡条件得得到绳子的拉力所以在轻绳的右端从点移到直杆最上端的过程中，最大，减小，则变大。当轻绳的右端从直杆最上端移到点时，设两绳的夹角为，绳子总长为，两直杆间的距离为，由数学知识得到不变，则保持不变。再根据平衡条件可知，两绳的拉力保持不变，所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变，故选项D正确；ABC错误，故选D。2．一名同学把箱子从圆弧形的坡底缓慢地推到坡顶,该同学作用在箱子上的推力方向和箱子的运动方向始终相同.箱子可视为质点，且箱子和坡面之间的动摩擦因数不变，该同学在推动箱子的过程中，下列说法正确的是（　　）A．推力一直减小 B．推力一直增大C．坡对箱子的作用力一直减小 D．坡对箱子的作用力一直在增大【答案】：D【解析】：AB．对箱子受力分析，箱子受到重力、支持力、推力和摩擦力，如图所示，因为箱子移动缓慢，所以受力平衡，有令根据数学知识可得当箱子向上移动时，箱子所处位置的切线方向与水平方向的夹角θ不断减小，当θ减小时，有可能不断减小，也有可能先增大后减小，故AB错误；CD．坡对箱子的作用力箱子所处位置的切线方向与水平方向的夹角θ不断减小，当θ减小时，cosθ增大，故坡对箱子的作用力一直在增大，故D正确，C错误，故选D。3．如图所示；竖直挡板与地面通过铰链连接，一小球通过轻绳悬挂于挡板，不计一切擦。现将挡板逆时针缓慢转动，直到挡板水平，此过程中（　　）
 A．轻绳拉力先减小后增大B．轻绳拉力先增大后减少C．挡板对小球的支持力先减小后增大D．挡板对小球的支持力先增大后减小【答案】：D【解析】：受力分析如图
 根据拉密定理得支持力与绳子的夹角不变，绳子与重力的夹角由钝角逐渐减小到直角再到锐角，重力与支持力的夹角由钝角逐渐增大到平角，则有支持力先逐渐增大再减小，拉力逐渐减小到零，故选D。4．如图所示，质量为m的小物块B叠放在质量为3m的正三角形模块A上，三角形模块A的一边恰好竖直，AB恰好一起沿斜面匀速向下运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）A．A与B间的摩擦因数为B．A对B的摩擦力大小为mgC．斜面体对A的作用力大小为4mgD．若对B施加一垂直于AB接触面的压力，斜面体将受到地面的水平向右的摩擦力【答案】：C【解析】：AB．由几何关系可知，斜面体与水平面的夹角为30°，则B受到的摩擦力为因为A与B相对静止，其摩擦力为静摩擦力，所以摩擦因数无法求解，AB错误；C．将AB看作一个整体，受到重力和斜面的作用力，二力平衡，有斜面体对A的作用力大小为4mg，C正确；D．对B施加力之前，AB及斜面均处于平衡状态，所以地面对斜面没有摩擦力，设A对斜面的压力为N，摩擦因数为，对斜面水平方向受力分析则有对B施加一垂直于AB接触面的压力，B受到A的支持力增大，则AB之间的最大静摩擦力增大，故AB不会发生相对滑动，将AB看作一个整体，则该整体对斜面的压力增大，整体对斜面的摩擦力也增大，对斜面水平方向受力分析依然有所以地面没有摩擦力，D错误，故选C。5．如图所示，四个完全相同的排球a、b、c、d叠放在水平地面上静止，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
 A．球a、b、c均只受重力，地面支持力、球d的压力B．球a、b、c对球d的支持力大小均为mgC．球a、b、c均受到水平地面的摩擦力D．球a、b、c受水平地面的支持力大小均为2mg【答案】：C【解析】：AC．对下方的一个小球受力分析，如图所示，其受到地面的摩擦力
 所以A错误；C正确；B．对球d受力分析，受重力与球a、b、c对球d的支持力F，设支持力与竖直方向的夹角为 ，由几何关系及对称性可得，，由平衡条件可得解得所以B错误；D．对四个球整体分析可得，每个球受到地面的支持力为，所以D错误；故选C。6．如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线O1O2与轻绳之间的夹角为，则、应满足（　　）A．B．C．D．【答案】：C【解析】：设绳子拉力为T，墙壁支持力为N，两球之间的压力为F，将两个球作为一个整体进行受力分析，可得对小球进行受力分析，可得联立得故选C。7．如图所示，滑块放在水平地面上，左边受一个弹簧拉力作用，弹簧原长小于h，水平向右的拉力F拉动滑块，使滑块向右缓慢移动，并且滑块始终没有离开地面，则在上述过程中，下列说法正确的是（　　）
 A．弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力不变B．弹簧弹力在竖直方向的分量不变，滑块受到的摩擦力变小C．弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力变小D．弹簧弹力在竖直方向的分量增大，滑块受到的摩擦力不变【答案】：C【解析】：设弹簧的原长为l0，劲度系数为k，弹簧弹力在竖直方向的分量故当滑块向右移动时弹簧与水平方向的夹角减小，可知弹簧弹力的竖直分量在增大，故滑块与地面间的弹力减小，滑块与地面间的摩擦力减小，C正确，故选C。8．如图，将两个质量均为 m 的小球 a、b 用细线相连后，再用细线悬挂于 O 点。用力 F 拉小球 b，使两个小球都处于静止状态，且细线 Oa 与竖直方向的夹角始终保持 60°，拉力 F 大小可能为（　　）A． B． C． D．【答案】：D【解析】：如图所示，取整体为研究对象，拉力F与细线 Oa垂直时有最小值，其最小值为因为ABC都小于mg，都错误，故选D。9．如图所示，光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，A原来靠墙放置，在推力F作用下处于静止状态，现缓慢地向右移动一小段距离L至图示位置，在这一过程中（　　）
 A．F的大小不变B．A对B的弹力增大C．A受到地面的支持力增大D．墙面对B的弹力先减小后增大【答案】：B【解析】：
 AD．对B球受力分析，受到重力mg、A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N，如图当A球向右移动后，A球对B球的支持力N′的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可以知道A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N都在不断增大，B对A的弹力也增大，故AD错误；CB．再对A和B整体受力分析，受到总重力G。地面支持力FN，推力F和墙壁的弹力N，如图根据平衡条件，有F=N；FN=G；故地面的支持力不变，推力F随着壁对B球的支持力N的不断增大而不断增大，故C错误，B正确，故选B。
10．如图所示，一光滑半圆环竖直固定于粗糙的木板上，圆心为O1，小球A套在半圆环左侧最低点，并由轻绳通过光滑的小滑轮O与小球B相连，B右侧细线水平，O点在环心O1的正上方，OA与竖直方向成θ＝30°，OA⊥OB，两球均处于静止状态，且小球A恰好对木板没有力的作用。若对B施加一外力F，使小球A缓慢运动到O点正下方的过程中，木板始终静止，则下列说法正确的是（　　）A．A、B两球的质量之比为：1B．轻绳OA的拉力逐渐增大C．地面对木板的摩擦力逐渐减小D．地面对木板的摩擦力逐渐增大【答案】：AC【解析】：A．对A、B进行受力分析如图所示，由几何关系和平衡条件可得Tcos30°=mAg，T′cos60°=mBg且T＝T′联立可得mA＝mB即A正确；B．当小球A沿光滑半圆环缓慢向上移动时，小球A处于动态平衡状态，由力的矢量三角形与几何三角形OO1A相似可得其中h为OO1的长度，R为圆环半径，NA为圆环对小球A的支持力，mAg、h、R均不变，故NA大小不变，OA段绳长l逐渐减小，故绳的拉力T逐渐减小，B错误；CD．NA的大小不变，与水平面的夹角逐渐变大，故其在水平方向上的分力逐渐减小，则A对圆环的反作用力N′A在水平方向上的分力也逐渐减小，与分力平衡的地面对木板的摩擦力随之变小，C正确；D错误，故选AC。11．如图所示，轻质光滑小滑轮两侧用细绳连着两个物体A和B，物体B放在水平地面上，A、B均静止，已知A和B的质量分别为mA，mB。B与地面间动摩擦因数为μ，拉B的绳与水平方向的夹角为，则（　　）A．物体B对地面的压力可能为mBgB．物体B受到的摩擦力为mAgcosθC．物体B受到的摩擦力为μ(mBg-mAgsinθ)D．天花板通过斜绳对小滑轮的拉力等于【答案】：BD【解析】：A．由于物体B受到斜向上的拉力，所以物体B对地面的压力一定小于mBg，A错误；B．对B由平衡条件得对A由平衡条件得解得 ，B正确；C．物体B受到的摩擦力为静摩擦力，C错误；D．两绳之间的夹角为60°，天花板通过斜绳对小滑轮的拉力等于解得，D正确，故选BD。12．如图（a）所示，轻绳AD跨过固定在水平杆BC右端的定滑轮（重力不计）拴接了一个质量为M1的物体，∠ACB=30°；如图（b）所示，轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°角，一轻绳GF悬挂在轻绳的G端，并拉住一个质量为M2的物体，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）A．图（a）中BC杆对滑轮的作用力大小为B．图（b）中HG杆受到的作用力大小为M2gC．轻绳AC段的张力TAC与轻绳EG的张力TEG的大小之比为M1：M2D．轻绳AC段的张力TAC与轻绳EG的张力TEG的大小之比为M1：2M2【答案】：BD【解析】：A．图（a）中滑轮为“活结”，AC、CD两段绳的张力大小都是M1g，且两绳互成120°角，以滑轮为研究对象，根据共点力的平衡条件可知，BC杆对滑轮的作用力大小也是M1g（作用力方向与竖直方向成60°角斜向右上方），A错误；B．由题意知，图（b）中轻杆右端为“死结”，HG轻杆左端用铰链固定，杆对G点的作用力一定沿HG的方向，以G点为研究对象，根据共点力的平衡条件可知，轻绳EG上的张力HG杆对G点的作用力大小解得结合牛顿第三定律可知，B正确；CD．图（a）中轻绳AC段的拉力解得C错误，D正确，故选BD。13．华人诺贝尔奖得主李政道博士曾经说：“中华民族是一个优秀民族，中国人早在两汉时期就发明了筷子。如此简单的两根东西却高妙绝伦地应用了物理学上的原理。”如图所示，用力使筷子夹住小球静止不动，若小球所受力均在同一竖直平面内，每根筷子和竖直方向的夹角均为θ=30°，小球的质量m=0.2kg，重力加速度g取10m/s2。求：(1)若小球和筷子间没有摩擦力，则每根筷子对小球的压力大小是多少?(2)若小球与筷子之间的动摩擦因数为，为使筷子夹住小球静止不动，求每根筷子对小球压力N的取值范围。（假设筷子与小球间最大静摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】：(1)2N；(2)【解析】：(1)由受力分析可得(2)筷子对小球的压力最小时，在竖直方向，小球受力平衡最大静摩擦力代入数据得筷子对小球的压力最大时，摩擦力反向，由平衡条件得最大静摩擦力代入数据得则有14．如图所示，质量为m1=5kg的滑块置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30N的力F推滑块，滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m2=10kg，且始终静止，取g=10m/s2，求：(1)斜面对滑块的摩擦力；(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力。【答案】：(1)5N；方向斜面向下；(2) ，方向水平向左；135N，方向竖直向上【解析】：(1)对滑块，有解得方向沿斜面向下。(2)将滑块与斜面体看作一个整体，有解得方向水平向左。解得方向竖直向上。15．图为一种具有自动倾卸货物功能的自卸货车，能进行土方、砂石、散料等装载运输工作，它能极大地提高工作效率。质量均为m的相同的货物A、B静止叠放在倾角为α的车厢底板上，A、B间的动摩擦因数为μ1，B与车厢底板间的动摩擦因数为μ2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。(1)货物A受到的静摩擦力的大小和方向；(2)车厢底板倾角缓慢增大，求A、B将要一起滑动时，车厢底板与水平方向夹角的正切值；(3)为使货物A、B一起下滑，动摩擦因数μ1和μ2应满足什么关系。【答案】：(1) ，方向沿斜面向上；(2) ；(3) 【解析】：(1)根据平衡条件得方向沿斜面向上；(2) A、B将要一起滑动时，根据平衡条件得解得 (3)使货物A、B一起下滑的条件是， A、B之间不滑动，B与斜面之间恰好滑动解得解得