2021年高考物理试题专题5 相互作用（B）

2021年高考物理精品试题专题5 相互作用（B）

一、选择题

1. 如图所示吊环动作，某运动员先双手撑住吊环（设开始时两绳与肩同宽），然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手之间的距离增大的过程中，吊环的两根绳子拉力 （两个拉力大小相等）及它们的合力 的大小变化情况为   

 A． 增大， 不变 B． 增大， 增大

 C． 减小， 减小 D． 减小， 增大

2. 如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上 点，跨过滑轮的细绳连接物块 、 ， 、 都处于静止状态。现将物块 移至 点后， 、 仍保持静止，下列说法中正确的是   

 A． 与水平面间的摩擦力减小

 B．地面对 的弹力减小

 C．悬于墙上的绳所受拉力不变

 D． 、 静止时，图中 、 、 三角相等

3. 如图所示，轻绳一端连接放置在水平地面上的物体 ，另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球 连接， 、 始终处于静止状态，则   

 A． 可能受到两个力的作用

 B． 可能受到三个力的作用

 C． 受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左

 D． 受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左下方

4. 如图所示，水平面上的 、 两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于 上的水平恒定拉力 的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力 后，二者仍能不发生相对滑动。关于撤去 前后 的受力个数的说法正确的是   

 A．撤去 前 个，撤去 后瞬间 个

 B．撤去 前 个，撤去 后瞬间 个

 C．撤去 前 个，撤去 后瞬间 个

 D．撤去 前 个，撤去 后瞬间 个

5. 如图所示，横截面积为直角三角形的斜劈 ，靠在粗糙的竖直墙面上，力 通过球心水平作用在光滑球 上，系统处于静止状态，当力 增大时，系统仍保持静止，下列说法正确的是   

 A．斜劈 所受合外力增大 B．斜劈 对竖直墙壁的压力不变

 C．球 对地面的压力不变 D．墙面对斜劈 的摩擦力可能增大

二、双选题

6. 甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所示，设当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后工件运送至乙所在位置，完成工件的运送，设两绳端始终在同一水平面上，绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中   

 A．甲手中绳子上的拉力不断减小

 B．楼顶对甲的支持力不断增大

 C．楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力

 D．乙手中绳子上的拉力不断增大

7. 如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于 点。一条绳一端跨过定滑轮平行于斜面连接物块 ，另一端连接小球 ， 、 两物体处于静止状态，另一条绳 受外力 的作用， 与 间的夹角为 ，图示 。现缓慢使 角增大，直到 水平，且保持结点 位置不变，整个装置始终处于静止状态。下列说法正确的是   

 A．绳 的拉力一直减小 B．绳 的拉力一直增大

 C．地面对斜面体有向右的摩擦力 D．地面对斜面体的支持力不断增大

8. 能够从物理的视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景，其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下，乙图是自行车靠惯性冲上斜坡，丙图是“托球”动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程（虚线表示水平方向），丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球，各图中的 角均相等，忽略空气阻力和一切摩擦，对四个情景的物理规律分析正确的是   

 A．甲图和乙图中自行车的加速度一定相同

 B．甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相等

 C．丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动

 D．丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等

三、多选题

9. 如图所示，带有长方体盒子的斜劈 放在固定的斜面体 的斜面上，在盒子内放有光滑球 ， 恰与盒子前、后壁 、 点相接触。若使斜劈 在斜面体 上静止不动，则 、 对球 无压力。以下说法正确的是   

 A．若 的斜面光滑，斜劈 由静止释放，则 点对球 有压力

 B．若 的斜面光滑，斜劈 以一定的初速度沿斜面向上滑行，则 、 对 均无压力

 C．若 的斜面粗糙，斜劈 沿斜面匀速下滑，则 、 对 均无压力

 D．若 的斜面粗糙，斜劈 沿斜面以一定的初速度减速下滑，则 点对球 有压力

四、填空题

10. 如图所示，半径为 的半圆柱体 放置在水平面上，上表面光滑。半圆柱体的圆心 恰位于悬点 的正下方，质量为 的小球 用细线悬挂于 点，小球离地面高 ，悬线与竖直方向成 ，此时线的拉力大小为    ，小球所受支持力大小为    。（小球大小忽略不计，重力加速度为 ）

五、解答题

11. 如图所示，光滑轨道的左端为半径为 的圆弧形，右端为水平面，二者相切，水平面比水平地面高 ，一质量为 的小球 从距离水平面高 处由静止开始滑下，与静止于水平面上的质量为 的小球 发生弹性正碰，碰后小球 做平抛运动，落地时发生的水平位移为 ，重力加速度 。求：

(1)   球刚滑到圆弧最低点时受到轨道支持力的大小；

(2)  碰后瞬间 球的速度大小；

(3)   球的质量。

12. 如图，质量为 的小车 静止在光滑水平面上，车的左端固定着一根轻弹簧，另一端位于小车上的 点位置， 点以左部分光滑， 点以右部分粗糙， 点到小车右端长度为 。一质量为 的小物块 （可视为质点），以速度 从小车右端向左滑动，与弹簧相碰，最后刚好未从小车右端滑出。求：

(1)  物块与小车的动摩擦因数 ；

(2)  碰撞时弹簧的最大弹性势能。

六、选择题

13. 如图所示，有 块完全相同的长方体木板叠放在一起，每块木板的质量为 ，用手掌在这叠木板的两侧同时施加大小为 的水平压力，使木板悬空水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为 ，木板与木板之间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 取 ，则 至少为   

 A．  B．  C．  D．

14. 如图所示，重力均为 的两小球用等长的细绳 、 悬挂在 点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静止状态，两细绳 、 与轻弹簧 恰好构成正三角形。现用水平力 缓慢拉动右侧小球，使细绳 最终竖直，并保持两小球处于静止状态。下列说法正确的是   

 A．最终状态时，水平拉力 等于

 B．最终状态与初态相比，轻弹簧 的弹性势能保持不变

 C．最终状态与初态相比，右侧小球机被能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力 做的功

 D．最终状态与初态相比，系统的机械能增加

七、双选题

15. 如图，一光滑的轻滑轮用轻绳 悬挂于 点，另一轻绳跨过滑轮，一端连着斜面上的物体 ，另一端悬挂物体 ，整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面，直到轻绳平行于斜面，这个过程中物块 与斜面始终保持相对静止。则下列说法正确的是   

 A．物块 受到的摩擦力一定减小

 B．物块 对斜面的压力一定增大

 C．轻绳 的拉力一定减小

 D．轻绳 与竖直方向的夹角一定减小

16. 如图甲所示，一物块 在平行斜面向上的外力 作用下静止在粗糙斜面上，当外力 按照图乙所示规律变化时，斜面和物块始终处于静止状态。下列说法正确的是   

 A．地面对斜面的摩擦力逐渐增大

 B．地面对斜面的摩擦力逐渐减小

 C．物块对斜面的摩擦力可能一直增大

 D．物块对斜面的摩擦力可能一直减小

答案

一、选择题

1.  【答案】A

【解析】对运动员受力分析，受到重力、两个拉力，如图 

由平衡条件可知，两绳拉力的合力 与人的重力大小相等，方向相反，所以两个拉力的合力 不变；在两手之间的距离增大的过程中，两绳之间的夹角变大，故两个拉力 不断增大，故A正确，B、C、D错误。

2.  【答案】D

【解析】对物体 受力分析，受到重力和细线的拉力，根据平衡条件，拉力等于物体 的重力，当把物体 移至 点后，绳子 与水平方向的夹角 变小，但细线的拉力不变；再对物体 受力分析，受重力、支持力、拉力和向右的静摩擦力，如图

根据共点力平衡条件，有 ，，由于角 变小，故 与水平面间的静摩擦力变大，支持力 变大，故A、B均错误；对滑轮受力分析，受物体 的拉力（等于其重力）， 绳子的拉力 以及悬于墙上的绳子的拉力 ，由于重力和 绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故墙上的绳的拉力 也变小，故C错误；对滑轮受力分析，受物体 的拉力（等于重力）， 绳子的拉力 以及悬于墙上的绳子的拉力 ，由于重力和 绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故 ,又由于三力平衡，故 绳子的拉力也沿着前面提到的角平分线，绳子拉力沿着绳子方向，故 。

3.  【答案】D

4.  【答案】C

【解析】撤去 前，整体做匀速运动，故 受地面的摩擦力与 平衡，而 水平方向不受外力，故 不受 的摩擦力作用，故 受重力、支持力、压力、拉力和地面的摩擦力共 个力作用；撤去拉力 后，由于整体做减速运动， 有加速度，即水平方向受外力，故 间存在摩擦力，因此 受重力、支持力、压力、地面的摩擦力以及 间的摩擦力共 个力作用，故C正确，ABD错误。

5.  【答案】D

【解析】当力 增大时，系统仍保持静止，则斜劈 所受合外力为 ，故A错误；

以整体为研究对象，受力分析，根据平衡条件，水平方向：， 为竖直墙壁对 的弹力， 增大，则 增大，所以斜劈 对竖直墙壁的压力变大，故B错误；

对 力分析，如图：

根据平衡条件：， 增大，则 增大，

 ， 增大，则 增大，根据牛顿第三定律得，球对地面的压力增大，故C错误；

以整体为研究对象，若竖直方向：，故随支持力的增大，摩擦力增大，故D正确。

二、双选题

6.  【答案】C；D

【解析】开始的时候绳子上的拉力大小是物体重力，后来就是重力和拉力的合力大小，如图所示，

由于三角形斜边大于任意直角边，所以绳子上的拉力增大了，对甲的拉力也增大了，A 、B错误；

可用极端法，先分析乙在图上位置 ，再分析乙在甲位置 ，所以在移动的过程中，楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力，C正确；

绳子与滑轮夹角为 ，则有 ，当 角减小，则 增大，根据平衡条件可知乙手中绳子上的拉力不断增大，D正确。

7.  【答案】B；D

【解析】A.绳 的拉力先减小后增大；B.绳 的拉力一直增大；C.斜面受地面摩擦力与 水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左；D. 的拉力一直增大，竖直向下的分力直增大，地面对斜面体的支持力不断增大。

8.  【答案】A；D

【解析】根据牛顿第二定律可知，甲图和乙图中自行车的加速度均为 ，故A正确；丙图中，乒乓球只受重力和支持力，竖直方向平衡 ，，故加速度 不可能一起匀速运动，故BC错误；丁图中乒乓球受重力，竖直挡板的弹力，斜面的支持力，根据平衡有 ，故丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等，故D正确，故选AD。

三、多选题

9.  【答案】A；C；D

【解析】A、B.当斜面光滑，无论斜劈是静止释放还是以一定的初速度沿斜面上滑，斜劈和球具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知 球的合力方向沿斜面向下。所以 球受重力、底部的支持力以及 对球的弹力。知 点对球无压力， 点对球有压力。故A正确，B错误。C.斜劈 沿斜面匀速下滑，知 球处于平衡状态，受重力和底部的支持力平衡。所以 、 对球均无压力，故C正确。D.斜劈 沿斜面加速下滑，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知 球的合力方向沿斜面向下。所以 球受重力、底部的支持力以及 对球的弹力。故D正确。

四、填空题

10.  【答案】 ；

【解析】过 点做 的垂线，交点为 ，因为 ，根据几何知识可得 ，，而 ，所以 为直角三角形，，故小球受到的支持力，拉力，重力三力形成的矢量三角形为也为直角三角形，两个三角形相似，故 ，。

五、解答题

11.  【答案】

(1)  

(2)  

(3)  

【解析】

(1)  对小球下滑到最低点的过程中，运用动能定理得：

在最低点，根据牛顿第二定律得：

由①②并代入数据得：

(2)  碰撞后 做平抛运动，则有：

由④⑤并代入数据得：

(3)   发生弹性碰撞，碰撞过程中，动量和机械能守恒，以向右为正，则有：

由①⑥⑦⑧并代入数据得：

12.  【答案】

(1)  

(2)  

【解析】

(1)  小物块 恰好未从右端滑出，即 到右端刚好与 有相同的速度 ，

联立上式，解得

(2)  全过程弹簧出现最大弹性势能 时， 在左端和 具有相同的速度 ，

由能量转化可知

最大弹性势能 。

六、选择题

13.  【答案】B

【解析】先将所有的书当作整体，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有 ，再以除最外侧两本书为研究对象，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有 ，联立解得 ，选项B正确，ACD错误，故选B。

14.  【答案】D

【解析】以左边小球为研究对象，初状态受到重力、弹簧弹力和细绳拉力，如图所示

根据平衡条件可得细绳拉力 ，其中 ，则 ，根据对称性可知，初状态细绳 的拉力大小为 ，末状态以右边的小球为研究对象，受到重力、细绳 的拉力和水平方向拉力而平衡，根据图中几何关系可得 ，其中 ，则 ，根据平衡条件可得 ，由于弹簧的长度发生变化，轻弹簧 的弹性势能改变，后来三边构成的角形不是等边三角形，故 ，则 ，故AB错误；最终状态与初态相比，根据能量守恒可知，两球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力 做的功，而左侧小球机械能减小，故右侧小球增加量大于弹簧弹性势能的减小量加上力 做的功，故C错误；两球和弹簧组成的系统机械能的增加量等于外力 做的功，由于 做正功，故系统机械能增加，故D正确，故选D。

七、双选题

15.  【答案】B；D

【解析】A.物块 受到的是静摩擦力，运动趋势不确定，所以物块 受到的摩擦力大小变化情况不能确定，故A错误；B.拉物块 的绳子拉力在垂直斜面方向向上分力减小为 ，所以物块 对斜面的压力一定增大，故B正确；C、D.轻绳与竖直方向夹角变小且连接 、 的绳拉力大小始终等于 的重力大小。根据平行四边形定则可知两个分力大小不变，夹角变小，合力变大且合力始终在两个分力的夹角的角平分线上（如图）。又因为连接 的绳子方向始终在竖直方向上，所以两绳子拉力之和增大且合力与竖直方向夹角变小，故C错误，D正确。

16.  【答案】B；C

【解析】本题易错点是不能灵活选择研究对象和不会判断静摩擦力的方向。对整体分析，地面对斜面的摩擦力等于外力 在水平方向的分力，所以摩擦力逐渐减小，选项A错，B对；当外力 为 时，假如物块受的摩擦力方向沿斜面向上，则随着外力 减小，物块对斜面的摩擦力就会一直增大，C项正确；当外力 为 时，假如物块受的摩擦力方向沿斜面向下，则随着外力 减小，物块对斜面的摩擦力就会先减小后增大，D项错误。