2021届高考物理三轮冲刺重难点训练：相互作用（解析版）

相互作用

1.（2021届广东省六校联盟高三联考）如图所示，滑块A和足够长的木板B叠

放在水平地面上，A和B之间的动摩擦因数是B和地面之间的动摩擦因数的4

倍，A和B的质量均为机。现对A施加一水平向右逐渐增大的力K当尸增大

到凡时A开始运动，之后力耳按图乙所示的规律继续增大，图乙中的x为A运

动的位移，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。对两物块的运动过程，以下说法

正确的是（）

A.当尸＞2尸（），木块A和木板B开始相对滑动

B.当厂＞居），木块A和木板B开始相对滑动

C.自x=0至木板x=xo木板B对A做功大小为子

D.户4时，木板B的速度大小为、孕

V2m

2.（2021届广东省汕头市金山中学高三期中）如图所示，两个截面半径均为r,

质量均为机的半圆柱体A、B放在粗糙水平面上，A、B截面圆心间的距离为

在A、8上放一个截面半径为r,质量为2机的光滑圆柱体C,A、B、。处于静

止状态，则（）

A.3对地面的压力大小为3机gB.地面对A的作用力沿4、。圆心连线方向

C./越小，A、C间的弹力越小D.，越小，地面对A、B的摩擦力越大

3.（2021届广东省汕头市金山中学高三期中）如图所示为水平匀速向右运动的

传送带，一个物块以某一速度从左边冲上传送带，则小物块运动的丫-，图象不可

能是（）

4.（2021届广东实验中学高三阶段测试）如图所示，三根轻细绳悬挂两个质量

相同的小球保持静止，A、。间细绳是水平的，现对3球施加一个水平向右的力

F,将3缓缓拉到图中虚线位置，4球保持不动，这时三根细绳中张力TAC、TAD.

的变化情况是（）

A.都变大

B.TAD和TAB变大，TAC不变

C.TAC和TAB变大，TAQ不变

D.TAC和北。变大，T.不变

5.（2021届河北衡水中学高三二调）身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在

同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛，企图迫使对方后退.设甲、乙两人对杆

的推力分别是Fi、F2,甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为3、

«2,倾角a越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，如下图所示，若甲获胜，则

()

甲乙

A./>a?

B.片>尸2,%=%

C.月=尸2,«|<«2

D.6>瑞，

6.（2021届河北衡水中学高三期中）如图所示，带正电的小球A用竖立在地面

上的绝缘杆支撑，带正电的小球B用绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着,

开始时A、3在同一水平线上并处于静止，不计两个小球的大小。现用手拉细线

使小球B缓慢向上移动，小球B在向上移动过程中A、B两球的带电量保持不变,

不计两球间的万有引力，则在B球缓慢移动一小段距离的过程中（）

A.A、B两球间的距离在减小

B.小球B的运动轨迹是一段圆弧

C.细线上的张力一直减小

D.细线上的张力可能先变小后变大

7.（2021届河北省唐山一中高三期中）如图在倾斜的滑杆上套一个质量为机的

圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程

中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向则（）

A.环可能受四个力作用，也可能受三个力作用

B.悬绳对物体的拉力小于物体的重力

C.物体一定做匀速直线运动

D.环受滑杆的摩擦力为加gsin8

8.（2021届重庆市第一中学高三月考）如图所示，两相同轻质硬杆OOi、OO2

可绕其两端垂直纸面的水平轴O、Oi、02转动，在O点悬挂一重物M,将两相

同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止.Ff表示木块与挡板间摩

擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,

系统仍静止且Oi、02始终等高，则（）

A.Ff变小B.Ff不变C.FN变小D.FN变大

9.（2021届福建省福州市协作校高三联考）“蹦极”是一项非常刺激的体育运动,

某人身系弹性良好的轻质柔软橡皮绳自高空尸点自由下落，不计空气阻力，图中

«点是橡皮绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬挂时的平衡

位置，人在从尸点落下到最低点C点的过程中（）

A.在G点时，人的速度最大

B.在8点时，人的加速度最大

C.在曲过程，人的机械能守恒

D.在从过程，人的速度不断变小，但加速度不断变大

10.（2021届福建省莆田一中高三期中）如图所示，用水平传送带将质量为机的

煤块从A端运送到3端，A3之间的距离为L,传送带始终保持以速率丫匀速运

动，煤块与传送带间的动摩擦因数为"，将煤块轻轻放在传送带上后，煤块在传

送带上留下一段长度为/（Z<D的痕迹。下列说法不正确的是（）

A.摩擦力对煤块做的功为"〃陪（£+/）B.摩擦力对煤块做的功为"〃陪/

C.煤块与传送带因摩擦产生的热量为"加奴D.煤块与传送带因摩擦产生的热量

为

11.（2021届福建省三明市一中高三期中）甲、乙两船在同一河流中同时开始渡

河，河水流速为了0,船在静水中的速率均为打甲、乙两船船头均与河岸成。角,

如图所示，已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点，乙船到达河对岸的3点，A、

B之间的距离为L,则下列判断正确的是（）

AB

------T------------------------•—

I

I

I

I

I

尿/____

甲乙

A.乙船先到达对岸

B.若仅是河水流速口）增大，则两船的渡河时间都不变

C.不论河水流速为如何改变，只要适当改变，角，甲船总能到达正对岸的A点

D.若仅是河水流速刖增大，则两船到达对岸时，两船之间的距离仍然为L

12.（2021届福建省三明市一中高三期中）倾角为。的斜面体M静止放在粗糙水

平地面上，其斜面也是粗糙的。已知质量为加的物块恰可沿其斜面匀速下滑。今

对下滑的物块加施加一个向左的水平拉力尸，物块仍沿斜面向下运动，斜面体M

始终保持静止。则此时（）

A.物块，”下滑的加速度等于小”

m

B.物块〃，下滑的加速度大于必空

C.水平面对斜面体”的静摩擦力方向水平向右

D.水平面对斜面体”的静摩擦力大小为零

13.（2021届广东省华南师大附中高三综合测试）如图所示，粗糙的斜面体A固

定于水平地面上，其倾角为出动摩擦因素为一物块B放在斜面上，现

对B施加一个沿斜面向上的力K使B保持静止不动，之后保持力耳的大小不

变，缓慢地减小力与水平方向夹角，直至力尸水平向右，整个过程中B始终静

止，但始终有沿斜面向下的运动趋势。下列说法正确的是（）

A.物块3受到的支持力逐渐增大

B.物块B受到的支持力逐渐减小

C.物块5受到的摩捧力逐渐减小

D.物块B受到的摩擦力先减小后增大

14.（2021届广东省华南师大附中高三综合测试）如图所示，竖直平面内固定一

根“L”形足够长的细杆。。球套在竖直杆上，方球套在水平杆上，“、方通过较链

用长度为L的刚性轻杆连接，。球向下滑且轻杆与竖直杆夹角为30。时，。球与方

球速度之比为（）

15.（2021届广东省华南师大附中高三综合测试）如图所示，在光滑的水平面上

叠放尸、N三个物体，质量均为机，N与尸和尸与M间动摩擦因数均为

系统处于静止状态，观在对尸施加一个水平向右的拉力B欲使?从M和N中

拉出来，则方应不小于（）

A.5"mgB.6"mgC."mgD.8/Jing

16.（2021届广东省六校联盟高三联考）如图，在粗糙水平面与竖直墙壁之间放

置木块A和光滑球B,A和B质量都为机，系统处于静止状态。。为B的球心,

C为A、B接触点，CO与竖直方向夹角为仇重力加速度大小为g。则（)

A.地面对木块A的作用力大小为2mg

B.若木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的支持力变小

C.若木块A右移少许，系统仍静止，木块A对球B的弹力变大

D.无论A位置在哪里，只要系统保持静止，墙壁对球B的作用力一定与地面对

A的摩擦力大小相等

17.（2021届福建省福州市协作校高三联考）如图所示，物块A放在直角三角形

斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力

厂沿斜面向上推A,但A、B仍未动。则下列说法正确的是（）

A.施加力厂前，B与墙面间的弹力一定为零

B.施加力厂后，B对A的摩擦力方向一定沿斜面向上

C.施加力尸后B与墙之间可能没有摩擦力

D.施加力耳后，弹簧弹力可能变化

相互作用

1.（2021届广东省六校联盟高三联考）如图所示，滑块A和足够长的木板B叠

放在水平地面上，A和B之间的动摩擦因数是B和地面之间的动摩擦因数的4

倍，A和B的质量均为机。现对A施加一水平向右逐渐增大的力死当厂增大

到凡时A开始运动，之后力b按图乙所示的规律继续增大，图乙中的x为A运

动的位移，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。对两物块的运动过程，以下说法

正确的是（）

A.当厂＞2姬，木块A和木板B开始相对滑动

B.当方＞为，木块A和木板B开始相对滑动

C.自x=0至木板x=xo木板B对A做功大小为号

D.x=xo时，木板B的速度大小为、悟

V2m

【答案】D

【解析】设A、B之间的最大摩擦力为人，B与地面之间的最大摩擦力为片，由

于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则7m=>4=〃・2机g=2Ringo当F增大到

月，A开始运动时，B也和A一起滑动。则

笈=£：=2〃〃吆，当A、B发生相对滑动时，A、B之间的摩擦力达到最大静摩擦

力，整体隔离法得

F一J九m二ma

F-几=2ma

联立解得尸=3与，故AB错误；木板自x=0至x=xo过程中，A、B没有发生相对

滑动，整体动能定理得

（2纥+4）1

—1一9-%—九毛=20,2mV2

对A用动能定理，得-％+”产飞=；，/

联立解得％=牛，v屋，故C错误，D正确。故选D。

4V2m

2.（2021届广东省汕头市金山中学高三期中）如图所示，两个截面半径均为r,

质量均为机的半圆柱体A、3放在粗糙水平面上，4、8截面圆心间的距离为

在4、3上放一个截面半径为r,质量为2机的光滑圆柱体C,A、B、。处于静

止状态，则（）

A.3对地面的压力大小为3机gB.地面对4的作用力沿4、C圆心连线方向

C./越小，A、C间的弹力越小D.，越小，地面对A、B的摩擦力越大

【答案】c

【解析】以三个物体组成的整体为研究对象，受到总重力和地面对A和3支持

力，两个支持力大小相等，则由平衡条件得知地面对3的支持力为2叫，由牛顿

第三定律得知3对地面的压力大小也为2叫，故A错误；地面对4有支持力和

摩擦力两个力作用，地面对A的作用力是它们的合力；A受到重力机g、地面的

支持力M、摩擦力八C球的压力如图所示

根据平衡条件知地面的支持力M和摩擦力f的合力与力mg和压力M的合力等

值、反向，。球对4的压力乂方向沿AC方向，则力〃密和压M的合力一定不沿

AC方向，故地面对A的作用力不沿AC方向，故B错误；以C为研究对象，分

析受力情况如图，由平衡条件有2N；cos6=2ag,得乂=鸟"越小，。越小，cos。

越大，则得A对C间的弹力M越小，故C正确；以4为研究对象，根据平衡条

件得知地面对A的摩擦力/=%25皿。，而C对4的压力则得/越小，a

越小，/越小，故D错误。故选C。

3.（2021届广东省汕头市金山中学高三期中）如图所示为水平匀速向右运动的

传送带，一个物块以某一速度从左边冲上传送带，则小物块运动的y-f图象不可

熊是（）

AB.

【答案】D

【解析】物块的运动性质取决于物块的初速度和传送带的速度大小，如果物块的

速度比传送带速度小，物块在传送带上一直加速，或先加速后匀速，A正确，不

符合题意；如果物块的速度与传送带的速度相等，物块在传送带上直接做匀速直

线运动，B正确；不符合题意；如果物块的速度较大，可以一直减速，减到3点

速度刚好能和传送带共速，C正确，不符合题意；如果物块速度较大，可以一直

减速，可以先减速后匀速，也可以减速到8点与传送带共速，但是不可能减速到

零，D错误，符合题意。故选D。

4.（2021届广东实验中学高三阶段测试）如图所示，三根轻细绳悬挂两个质量

相同的小球保持静止，A、。间细绳是水平的，现对3球施加一个水平向右的力

F,将3缓缓拉到图中虚线位置，A球保持不动，这时三根细绳中张力北c、TAD.

的变化情况是（）

A.都变大

B.TAD和TAB变大，TAC不变

C.T14c和TAB变大，不变

D.Ac和TAO变大，TAB不变

【答案】B

【解析】对小球3进行受力分析，受到重力、水平拉力耳和绳子的拉力三个

力作用，处于平衡状态，当区球向右缓慢运动过程中，由于A3与竖直方向夹角

越来越大，水平拉力F=mgtan0,绳子AB的拉力&=7,其中。为绳子A3

与竖直方向的夹角，因此水平拉力b越来越大，绳子A3的拉力越来越大；将小

球4、3作为一个整体进行受力分析，由于绳子AC与竖直方向夹角不变，绳子

AC中拉力的竖直分力等于两个小球的总重力，因此不变；由于拉力尸越来越大,

因此Tan越来越大，故选B。

5.(2021届河北衡水中学高三二调)身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在

同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛，企图迫使对方后退.设甲、乙两人对杆

的推力分别是Fi、F2,甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为a1、

«2,倾角a越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，如下图所示，若甲获胜，则

()

B.片>尸2,%=%

C.片=尸2,<«2

D.耳＞鸟，＞a2

【答案】A

【解析】杆的质量不计，可知Fi、F2为两人之间的相互作用力，故£=工，比赛

中决定胜负的是人受到的最大摩擦力的大小，甲获胜，则说明甲受到的摩擦力最

大,甲对地的正压力最大，所以4>%,A正确。

6.（2021届河北衡水中学高三期中）如图所示，带正电的小球A用竖立在地面

上的绝缘杆支撑，带正电的小球B用绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着,

开始时A、B在同一水平线上并处于静止，不计两个小球的大小。现用手拉细线

使小球B缓慢向上移动，小球B在向上移动过程中A、B两球的带电量保持不变,

不计两球间的万有引力，则在B球缓慢移动一小段距离的过程中（）

A.A、B两球间的距离在减小

B.小球B的运动轨迹是一段圆弧

C.细线上的张力一直减小

D.细线上的张力可能先变小后变大

【答案】BC

【解析】设小球6受到的重力为mg,A、B两球的带电量分别为切、q2,两球间

的距离为r,定滑轮距离A球为力，距离B球为d,对B球受力分析如图

kq4

根据相似三角形可知，即—

hdr

得/=誓，在小球移动过程中，「不变，因此小球的运动轨迹是一段圆弧，故

A错误，B正确；

又F=?,由于d在减小，因此厂在减小，故C正确，D错误。故选BC。

7.（2021届河北省唐山一中高三期中）如图在倾斜的滑杆上套一个质量为机的

圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程

中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向则（）

A.环可能受四个力作用，也可能受三个力作用

B.悬绳对物体的拉力小于物体的重力

C.物体一定做匀速直线运动

D.环受滑杆的摩擦力为，"gsind

【答案】c

【解析】分析物体M可知，其受两个力作用，重力和轻绳拉力，如果物体具有

沿滑杆方向的加速度，则物体需要水平方向的力；因为悬挂物体的轻绳始终处于

竖直方向，所以物体加速度为零；二力平衡，物体做匀速运动，再对环进行受力

分析可知，环受重力、轻绳拉力、滑杆支持力和摩擦力，故AB项错误，C项正

确；对环和物体整体分析，受重力、滑杆的支持力和摩擦力，根据平衡可得：

f=(M+m)gsin0,故D项错误。

8.(2021届重庆市第一中学高三月考)如图所示，两相同轻质硬杆OOi、OO2

可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、02转动，在O点悬挂一重物M,将两相

同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止.Ff表示木块与挡板间摩

擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,

系统仍静止且Oi、02始终等高，则()

A.Ff变小B.Ff不变C.FN变小D.FN变大

【答案】BD

【解析】先对三个物体以及支架整体受力分析，受重力(2m+A/)g,2个静摩擦

力，两侧墙壁对整体有一对支持力，根据平衡条件，有：2F/=(M+2扪g,解得

号=与“+2⑺g,故静摩擦力不变，故A错误B正确；将细线对O的拉力按照

效果正交分解，如图

设两个杆夹角为。，则有片=玛=黑,再将杆对滑块m的推力々按照效果分解,

如图

根据几何关系，有EW故工=悬.小驾吗若挡板间的距离稍

许增大后，角。变大，工变大，故滑块m对墙壁的压力变大，故C错误，D正

确。

9.（2021届福建省福州市协作校高三联考）“蹦极”是一项非常刺激的体育运动,

某人身系弹性良好的轻质柔软橡皮绳自高空尸点自由下落，不计空气阻力，图中

«点是橡皮绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬挂时的平衡

位置，人在从尸点落下到最低点C点的过程中（）

a

h

A.在a点时，人的速度最大

B.在8点时，人的加速度最大

C.在好过程，人的机械能守恒

D.在A过程，人的速度不断变小，但加速度不断变大

【答案】D

【解析】在时段绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度,

人做加速运动；在反段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的

加速度，所以在。点时，人的速度最大，所以A错误；。点是人静止悬挂时的平

衡位置，则下落过b点时加速度为零，且最小，所以B错误；在H段对人除了

重力做功外还有绳的拉力属于其它力做负功，则人的机械能要减少，所以C错

误；在。c段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上依-〃际=〃以，有向上的

加速度逐渐增大，而速度向下，则人做的是加速度逐渐增大的变减速直线运动，

故D正确；故选D。

10.(2021届福建省莆田一中高三期中)如图所示，用水平传送带将质量为机的

煤块从A端运送到〃端，A3之间的距离为L传送带始终保持以速率u匀速运

动，煤块与传送带间的动摩擦因数为"，将煤块轻轻放在传送带上后，煤块在传

送带上留下一段长度为/(/<£)的痕迹。下列说法不正确的是()

A.摩擦力对煤块做的功为"/ng(L+Z)B.摩擦力对煤块做的功为

C.煤块与传送带因摩擦产生的热量为〃mglD.煤块与传送带因摩擦产生的热量

为

【答案】A

【解析】设煤块与传送带的速度相等时，所用的时间为。且煤块相对于地面的

位移为*,贝隈=等，

由于煤块在传送带上留下一段长度为l（kL）的痕迹，则有/-%=/,联立解得％=/

则摩擦力对煤块做的功为W=w咫x=〃mg/,故A错误，符合题意；B正确，不符

合题意；

煤块与传送带因摩擦产生的热量为。=△相=〃色/,故C正确，不符合题意；煤块

在水平传送带上由于摩擦而产生的加速度为a="g,匀加速运动的位移为x=1,由

运动学公式2"=，可得2〃3=丫2,变形得到〃叫/=；,而，故煤块与传送带因摩擦

产生的热量为。=笈相=卬咫/二:相心故D正确，不符合题意。故选A。

11.（2021届福建省三明市一中高三期中）甲、乙两船在同一河流中同时开始渡

河，河水流速为以，船在静水中的速率均为打甲、乙两船船头均与河岸成。角，

如图所示，已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点，乙船到达河对岸的B点，A、

5之间的距离为L则下列判断正确的是（）

AB

------T------------------------•—

।

।

।

।

।

晶鼠____

甲乙

A.乙船先到达对岸

B.若仅是河水流速为增大，则两船的渡河时间都不变

C.不论河水流速为如何改变，只要适当改变。角，甲船总能到达正对岸的4点

D.若仅是河水流速为增大，则两船到达对岸时，两船之间的距离仍然为L

【答案】BD

【解析】将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，抓住分运动和

合运动具有等时性，知甲乙两船到达对岸的时间相等.渡河的时间t=$,故

vsinu

A错误；若仅是河水流速vo增大，渡河的时间t=g,则两船的渡河时间都不

变，故B错误；只有甲船速度大于水流速度时，不论水流速V。如何改变，甲船

都可能到达河的正对岸A点，故C错误；若仅是河水流速V。增大，则两船到达

对岸时间不变，根据速度的分解，船在水平方向的分速度仍不变，则两船之间的

距离仍然为L,故D正确。故选D。

12.（2021届福建省三明市一中高三期中）倾角为。的斜面体M静止放在粗糙水

平地面上，其斜面也是粗糙的。已知质量为"，的物块恰可沿其斜面匀速下滑。今

对下滑的物块施加一个向左的水平拉力小物块仍沿斜面向下运动，斜面体/

A.物块〃，下滑的加速度等于必”

m

B.物块机下滑的加速度大于公火

m

C.水平面对斜面体M的静摩擦力方向水平向右

D.水平面对斜面体M的静摩擦力大小为零

【答案】BD

【解析】AB.由题意知，物块自己能够沿斜面匀速下滑，得mgsing=〃机geos。

施加拉力F后mgsinG-^-Fcos0-cosO-Fsin0^=mci

解得a=/cos6+〃尸sin夕

m

所以A错误，B正确；以斜面体为研究对象，受物块的摩擦力沿斜面向下为

Ff-/z（mgcos^-Fsin^）

正压力E=wgcose-Fsine,又〃=tan明把摩擦力和压力求和，方向竖直向下，

所以斜面体在水平方向没有运动的趋势，故不受地面的摩擦力，所以D正确，C

错误。故选BD。

13.（2021届广东省华南师大附中高三综合测试）如图所示，粗糙的斜面体A固

定于水平地面上，其倾角为氏动摩擦因素为〃<3，，一物块B放在斜面上，现

对B施加一个沿斜面向上的力K使B保持静止不动，之后保持力耳的大小不

变，缓慢地减小力与水平方向夹角，直至力尸水平向右，整个过程中B始终静

止，但始终有沿斜面向下的运动趋势。下列说法正确的是（）

A.物块b受到的支持力逐渐增大

B.物块3受到的支持力逐渐减小

C.物块3受到的摩捧力逐渐减小

D.物块B受到的摩擦力先减小后增大

【答案】A

【解析】沿着斜面和垂直于斜面建立直角坐标系，对物块进行受力分析可得:

X

在y轴上Gcos8+Fsina=N

在X轴上Gsin®二Fcosa+/

其中a为尸与x轴之间的夹角，a增加，代入上式可得N增加，/增加。故选A。

14.（2021届广东省华南师大附中高三综合测试）如图所示，竖直平面内固定一

根“L”形足够长的细杆。。球套在竖直杆上，方球套在水平杆上，a、方通过较链

用长度为L的刚性轻杆连接，。球向下滑且轻杆与竖直杆夹角为30。时，a球与方

球速度之比为（）

A.百：3B.1：1C.

3：有D.1：2

【答案】A

【解析】a,6球沿链接杆的速度相同，可知匕cos30o=以sin30°

所以a球与。球速度之比£=鬻=故A正确'BCD错误。故选A。

15.（2021届广东省华南师大附中高三综合测试）如图所示，在光滑的水平面上

叠放M,尸、N三个物体，质量均为机，N与尸和尸与M间动摩擦因数均为〃，

系统处于静止状态，观在对尸施加一个水平向右的拉力后欲使尸从M和N中

拉出来，则产应不小于（）

d