2021届高考物理三轮冲刺：力的相互作用练习一

2020-2021学年度高高考物理冲刺练习力的相互作用练习一

一、多选题

1.某悬挂在大厅天花板上的吊灯如图所示，上、下两层的圆环上各均匀分布着6盏电

灯，各用6条相同的轻绳悬挂在质量不计的吊杆上，上层的圆环较大，下层的轻绳较长。

若两个圆环（包括灯座）受到的重力大小均为Gi,每盏电灯受到的重力大小均为G,

上层每条轻绳所受的拉力大小均为下层每条轻绳所受的拉力大小均为T2,则下列

说法正确的是（）

A.岂

B.7;＜笃

C.天花板受到的拉力大小为12G2

D.天花板受到的拉力大小为2Q+12G2

2.如图所示，一质量为机的物块恰好静止在倾角为质量为例的斜劈上。物块与斜

劈和斜劈与地面间的动摩擦因数均为〃。现对物块施加一个水平向右的恒力尸，如果物

块和斜劈都仍处于静止状态，则（）

A.物块受到的摩擦力一定增大

B.地面对斜劈的摩擦力一定增大

mg（sin。+〃cos。）

C.水平恒力F不可能大于、八~八）

cos9一〃sin，

D.水平恒力F不可能大于+

二、单选题

3.灯笼是中国古老的传统工艺品，每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起象征

团圆意义的红灯笼，来营造喜庆的气氛，如图所示，一直角支架固定在竖直面内，一轻

质细绳。的一端A点挂一灯笼，另一端固定于支架竖直部分的8点，另一轻质细绳6

一端固定于支架水平部分的C点，另一端连接一轻质光滑滑钩，滑钩钩住轻质细绳a

中间部分的。点，系统处于平衡状态，细绳人与竖直方向的夹角为a,不计空气对灯笼

的影响，在细绳〃的端点从B点缓慢移动到。点过程中，下列说法正确的是（）

A.细绳。上的弹力逐渐变小

B.细绳〃上的弹力逐渐变大

C.夹角a逐渐变大

D.细绳匕上的弹力逐渐变大

4.无人机经常应用于应急救援物资的输送。在一次救援物资输送的过程中，无人机与

下方用轻绳悬挂的救援物资一起在空中沿水平方向做匀速运动，救援物资受到与运动方

向相反的空气阻力作用，当无人机改变速度大小仍然沿水平方向匀速运动时，绳子与竖

直方向的夹角变大，则无人机速度改变后比改变前（）

A.绳子的张力变小

B.救援物资受到的空气阻力变小

C.无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大

试卷第2页，总6页

D.无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小不变

5.如图所示，一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯

处于静止状态，其情景可以抽象成图乙模型，梯子和竖直墙的夹角为心则下面说法正

确的是（）

甲

A.直梯可能只受3个力作用

B.直梯受4个力作用

C.a角增大，直梯仍能静止，则地面对梯子的支持力增大

D.a角减小，直梯仍能静止，则地面对梯子的支持力减小

三、填空题

6.用手竖直握着一个圆柱形玻璃瓶使其保持静止，如果用更大的力握住玻璃瓶，则玻

璃瓶受到的摩擦力大小将（选填“变大”“不变”或"变小”），现改为使玻璃瓶随手

一起竖直向上匀速运动，则玻璃瓶受到的摩擦力方向为。

7.如图有一个表面光滑、截面是等腰三角形的轻质尖劈，其倾角为6,插在缝A与B

之间，若在尖劈上加一个大小不变方向竖直向下的力F,尖劈对缝的左侧压力大小为

o当。变小时，则对A与B两侧的作用力会增大,请分析说理o

8.如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力/推静止于水平地面上质量为5kg的木

箱，木箱所受的摩擦力/与尸的关系如图乙所示，g取IOm/s2,木箱所受的最大静摩擦

力为N,木箱与地面间的动摩擦因数〃为o

9.某同学在单杠上做引体向上时,处于如图测所示的平衡状态，已知该同学质量为60kg,

则该同学两手臂的拉力分别为N和No(gm10m/s2)

10.拱桥是古代能工巧匠的杰作，以赵州桥最为有名。如图是拱桥模型，将四块相同的

石块砌成圆弧形结构，每块石块的重力为G,对应的圆心角均为45。，第2、3块石块间

的接触面是竖直的，第1、4块石块在水平地面上，两侧被P、。挡住。假定不考虑各

接触面间的摩擦力，则第1块石块对第2块石块的作用力和第2块石块对第3块石块的

作用力大小之比为;第1块石块对地面的作用力大小为o

四、解答题

11.摩擦传动装置结构简单，容易制造，在生产生活中得到广泛应用。如图所示为打印

机送纸装置。搓纸辑旋转带动纸张前进走纸，摩擦片在纸张下方贴紧，施加阻力分离纸

张，以保证只有一张纸前移且避免两张纸同时送入。送纸过程中，假设搓纸辑和纸张之

间的摩擦因数为〃I，纸张之间的动摩擦因数为〃2,纸张和摩擦片之间的动摩擦因数为

〃3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计纸张质量及空气阻力。

a.假设现有10张相同的打印纸，最上面的为第1张，请问第2张纸受到第1张纸的摩

擦力方向与纸张前进方向是否相同？

b.为保证送纸装置正常工作，说明从、出和〃3的大小关系。

试卷第4页，总6页

12.质量均为机的10块相同的木板叠放在水平面上，如图所示，水平力P施加在某木

板上能使木板以共同速度在水平面上匀速运动。从上到下木板编号依次是1至U10,木

板间动摩擦因数为〃，木板与水平面间动摩擦因数为0.6〃，最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，重力加速度为g。求水平力尸可以作用在哪块木板上。

13.如图所示，弹簧a和弹簧6为两根相同的弹簧，与可视为质点的小球相连，另外两

端固定，小球处于静止状态时两弹簧均处于伸长状态且伸长量为xo,弹簧的劲度系数为

k,质量不计，小球的质量为相，整个装置处于光滑的水平面上。现将小球向右缓慢推

动一段距离x(xao),释放后小球将做简谐运动，试求此刻小球的回复力大小。

ba

14.质量分别为1kg、2kg、3kg的木块a、b、c,与两个原长均为10cm、劲度系数均为

500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示，其中。放在光滑水平桌面上。开始时

2弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到。木

块刚好离开水平地面为止，取g=10m/s2求

(1)c木块刚好离开水平地面时绳子对b的拉力大小；

(2)该过程p弹簧的左端向左移动的距离。

4

V/////7////7////

15.如图所示，一质量为，〃物块置于水平地面上，当用与水平方向成60。角的力大拉

物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30。角的力工推物块时，物块仍做

匀速直线运动。重力加速度为g。

（1）求物块在可作用下受到的支持力大小凡|、摩擦力大小力；

（2）求物块在居作用下受到的支持力大小”2、摩擦力大小人；

（3）若耳和外的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数具体数值是多大？（计算

结果可以带有根号）

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参考答案

1.AD

【详解】

AB.设绳子与竖直方向夹角为。，则

6Tcos6=G+6G2

由于上层的圆环较大，因此绳子与竖直方向夹角较大，故

Tt>T2

A正确，B错误；

CD.将上、下两层作为一个整体，可知天花板受到的拉力大小

/=2g+6G2)=2GI+12G2

C错误，D正确。

故选ADo

2.BCD

【详解】

A.物块恰好静止在倾角为e,质量为M的斜劈上，可知此时物块受到的摩擦力为最大静摩

擦力，方向沿斜面向上，大小等于mgsin。，现对物块施加一个水平向右的恒力F,如果物

块和斜劈都仍处于静止状态，尸有沿斜面向上的分量，所以物块受到的摩擦力可能减小，可

能反向增大，也可能反向大小不变，故A错误；

BD.对整体受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据平衡条件，有

F=f\

其中

fv,

摩擦力随着推力的增加而增加，但不超过故BD正确；

C.当物块恰好不上滑时，推力最大，此时，对物块，〃受力分析，受重力、支持力、推力和

最大静摩擦力，如图所示

答案第1页，总9页

N

M

fV

mg

根据共点力平衡条件，合力为零，故有平行斜面方向

EnaxCOSe-mgsine_/=0

垂直斜面方向

N-mgcos。-工1axsin6=0

其中

联立解得

F_mg(sin6+4cos。)

m；，xcos。一〃sin。

故C正确。

故选BCD。

3.D

【详解】

AB.以灯笼为研究对象，设灯笼的质量为，力根据平衡条件，细绳。对灯笼的弹力

工=mg

在绳a的端点从B点缓慢移动到D点过程中灯笼始终处于平衡状态，则绳a上的弹力大小

不变，故AB错误；

CD.以。点为研究对象，沿细绳。方向和垂直于细绳。建立坐标系，正交分解，根据物体

的平衡条件可得，绳匕上弹力

LCLb

F=2Fcos—

ba2

方向应该在NAOB角平分线的反向延长线上，设NA0B为夕，即

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b

a--

2

绳〃的端点从8点缓慢移动到。点过程中角月逐渐变小，则夹角a逐渐变小，又因为细绳

“上的弹力且大小不变，角£逐渐变小，绳b上的弹力居逐渐变大，故C错误，D正确。

故选D。

4.C

【详解】

AB.设细绳与竖直方向夹角为0,则水平方向

f=TsmO

竖直方向

Tcos0-mg

则当绳子与竖直方向的夹角变大时，绳子的拉力T变大，救援物资受到的空气阻力/变大，

选项AB错误；

CD.由三力平衡可知，无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小等于受到的阻力大小，则

无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大，选项C正确，D错误。

故选C。

5.B

【详解】

AB.直梯受竖直向下的重力、地面竖直向上的的支持力、墙壁水平方向的支持力、地面水

平方向的静摩擦力共四个力，故A错误，B正确；

CD.地面对梯子的支持力与重力平衡，与夹角无关，故CD错误。

故选Bo

6.不变竖直向上

【详解】

口］［2］手竖直握着一个圆柱形玻璃瓶使其保持静止,则重力和手对瓶子的摩擦力平衡,即户mg,

如果用更大的力握住玻璃瓶，则玻璃瓶受到的摩擦力大小不变，仍为mg;现改为使玻璃瓶

随手一起竖直向上匀速运动，则玻璃瓶受力仍平衡，则受到的摩擦力方向为竖直向上。

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FF

...........-9

7.0.。当。变小时，sin一减小，尸一定时,2si/增大

2sin—2

22

【详解】

如图所示，将力尸按实际作用效果分解为与侧面垂直的大小相等的两个分力Q、F2,

由平行四边形法则和几何关系可得

F

当6变小时，sin2减小，尸一定时，°.6增大

22sin

2

8.210.4

【详解】

口］由图可知，木箱所受的最大静摩擦力为21N；

⑵木箱与地面间的滑动摩擦力为20N,则动摩擦因数

9.3007230072

【详解】

mg

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口］［2］对人受力分析如图，两手臂的拉力相等

mg

T=-2—=300V2N

sin45°

10.y/2:l2G

【详解】

川如上图对第2块石块受力分析，受重力G,1石块对2石块的作用力62,3石块对2石

块的作用力工2,由儿何关系得

耳2=居

G=G

由牛顿第三定律知，第1块石块对第2块石块的作用力和第2块石块对第3块石块的作用力

大小之比为J5：i。

/或

⑵对第1块石块受力分析如上图

6=F2lsin450+G

答案第5页，总9页

故

/=2G

由牛顿第三定律知，第1块石块对地面的作用力大小为2G。

11.a.相同；b.Ai>外>外

【详解】

a.第1张纸相对第2张纸向沿纸张前进方向运动，第1张纸受到第2张纸的摩擦力与纸张前

进方向相反，则第2张纸受到第1张纸的摩擦力方向与纸张前进方向相同；

b.由题意，接触面间弹力大小相等，则当纸槽内有两张纸时，对于与搓纸相接触的纸张，搓

纸辑对它的最大静摩擦力应大于下面纸张对它的最大静摩擦力，有

>〃2

对于与摩擦片接触的纸张，摩擦片对它的最大静摩擦力应大于上面纸张对它的最大静摩擦力,

有

当纸槽内只有一张纸时，纸张仍能送入打印机，同理有

氏〉4

则

4>外>

12.水平力/可以作用在〃26的所有木板上

【详解】

设水平力厂作用在第〃块木板上，则对〃及以上木板

产一力=。，力加g

由于整体做匀速运动，因此有

F=0.6n-l0mg

解得

n>6

由此可知，水平力E可以作用在〃N6的所有木板上。

13.2kx

答案第6页，总9页

【详解】

两弹簧原来均处于伸长状态，现在将小球向右推动一小段距离X(X4o),可知两弹簧仍然处

于伸长状态，此时6弹簧的形变量为

Z=x()+x

a弹簧的形变量为

苞=97

则根据胡克定律可知人弹簧的弹力为

Fh=k(x0+x)

弹力方向向左；

a弹簧的弹力为

工=晨升7)

弹力方向向右；反〃两弹簧的弹力的合力提供做简谐运动的回复力，故此时的回复力

/=kCxQ+x)-k(x0-x)=2kx

故此时小球的回复力为2日。

14.(1)50N；(2)20cm

【详解】

(l)c木块刚好离开水平地面时绳子对b的拉力为

T-{mb+/%)g=50N

(2)刚开始弹簧q处于压缩状态，设其压缩量为M，则

依=相赭

解得

%!=4cm

最终