高考物理 专题二相互作用 专题检测

专题二相互作用

专题检测题组

1.（2022四川成都七中三诊,20）（多选）木块48的重力均为40N,它们与水平

地面间的动摩擦因数均为0.25,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，夹在48之间的

轻弹簧被压缩了AmNOcm,弹簧的劲度系数上400N/m,系统置于水平地面上

静止不动，重力加速度9=10m/s，现用F=9N的水平力推木块8如图所示力F

作用后（）

A.木块/所受静摩擦力大小为8N

B.弹簧的压缩量变为2.5cm

C.木块8所受静摩擦力为0

D.木块8所受静摩擦力大小为1.0N

答案AD木块48与地面间的最大静摩擦力启二〃九二〃6g=10N,加尸前

弹簧的弹力Fk=kbx=8N,加尸后,对木块8分析后+&=£得fB=lN,方向向右，

故8静止不动，则/也静止不动,对木块/分析，启=&=8N,久方向向右,A、D正

确,C错误;木块48静止不动，弹簧压缩量仍为2cm,B错误。

2.（2022内蒙古包头二模,18）如图,固定点48系着一根不可伸长的柔软轻绳,

绳上套有一质量为1.2kg的光滑小铁环。可视为质点）静止时90；现

用水平外力向纸外拉动小铁环，再次静止时与竖直平面的夹角为37取

10m/s2）则此时)

（）•

8、---

A.绳上的拉力为7.5N

B.绳上的拉力为7.5V2N

C.外力的大小为16N

D.外力的大小为16V2N

答案B谣星上的拉力为8,水平外力为F。对小铁环受力分析，竖直方向有

&斤cos37。=mg水平方向有企斤sin37。=£解得斤=7.5/N,F=9N,B正

确。

解题思路

本题中小铁环受到的四个力不在同一个平面上，力之间的关系不容易分析，所以可

先将小铁环两侧的绳上的拉力合成，其合力为四后即将小铁环受到的四个力转化

为同一平面内的三个力分析。

3.（2022陕西宝鸡模拟,4）如图所示,用轻绳拴着一质量为2.0kg的匀质大球，大

球与墙壁之间夹着一质量未知的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时洛龟子与

墙壁之间的夹角为a两球心连线QQ与轻绳之间的夹角为£已知的住30：

则匀质小球的质量为（）

A.0.5kgB.1.0kgC.1.5kgD.2.0kg

答案B对大球和小球整体受力分析如图,则国二（例+6）gtan30。

对小球受力分析如图旧几何关系可知尸与水平方向夹角为30测国二潦宗

两式联立可得/77=y=1.0kg,B正确。

4.（2022四川遂宁三诊,15）如图所示,四分之一光滑圆弧面与倾角为60的

光滑斜面顶部相接/处有一光滑的定滑轮，跨过定滑轮用轻质细绳连接质量

分别为利、利的两小球员&系统静止时连接d的绳子与水平方向的夹角为

60。。两小球及滑轮大小可忽略很U两小球质量的比值61：硕为（）

A.1:2

答案C系统静止,即小球a6均处于平衡状态。设圆弧对a的支持力为吊1,

绳子拉力为8,对a受力分析可得爪1sin60。十8sin60°=ng、8icos

60。二斤cos60:联立得斤二噂g设斜面对。的支持力为小乙对6受力分析可

得斤二m2gsin60］即斤斗顶,所以g:m3:2,C正确。

答案B对镇纸受力分析可知，镇纸不受摩擦力，宣纸也不会受到镇纸给它的摩

擦力,A选项错误;对宣纸受力分析可知，笔对宣纸的摩擦力与桌面对宣纸的摩擦

力等大反向，又桌面与宣纸之间相互作用的摩擦力等大反向方选项正确;增大镇纸

的质量，只能增大宣纸与桌面间的最大静摩擦力，而桌面对宣纸的摩擦力与笔对宣

纸的摩擦力是一对平衡力，与镇纸质量无关,C选项错误;对宣纸和镇纸整体受力

分析，可知在桌面光滑的情况下，书写的过程中宣纸不能静止,D选项错误。

7.（2023届扬州高邮一中阶段检测,3）在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中

展现〃金鸡独立〃绝技单脚支撑，又将姿势恢复为双脚着地稳定3秒，最终夺得

冠军，并打破奥运纪录。将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态。关于

此过程的表述正确的是（）

A.单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大

B.单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小

C.若李发彬握杠的两手间距离变大很I」其手臂受杠铃的作用力将变大

D.若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小

答案C根据受力平衡可知,单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持

力大小都等于运动员和杠铃的总重力,A、B错误;设手臂对杠铃的作用力大小为

。手臂与横杠之间的夹角为，杠铃的重力为G根据平衡条件可得2尸sin0=G,

由几何关系可知握杠的两手间距离变大,对应的8角变小，则尸变大，由牛顿第三

定律可知,手臂受杠铃的作用力变大（正确,D错误。

8.（2023届盐城响水中学开学考试,10）轻质细线上端固定，下端悬挂一小球，对小

球施加一个大小恒定且小于小球重力的拉力£开始时拉力方向竖直向上,如图所

示。现将拉力尸在同一竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90。。设细线中拉力

的大小为斤，细线与竖直方向的夹角为4则在拉力厂方向变化的过程中（）

A.斤一直增大,8一直增大

B.斤一直增大,6先增大后减小

C.斤先增大后减小后一直增大

D.斤先增大后减小,6先增大后减小

答案B设当细线与竖直方向的夹角为8时尸与竖直方向的夹角为Q对小球

受力分析，如图1所示。

图1

由图1可知，尸与斤的合力尸合方向竖直向上，故F、斤和尸合可以组成一个

闭合的矢量三角形。因尸的大小不变，所以当尸在同一竖直平面内沿顺时针方向

缓慢转过90的过程中,可以以尸的大小为半径画出一个动态圆进行分析，同时保

证合力的大小、方向都不变，如图2所示。

2

I01

图2

当尸的方向由竖直向上变到水平向右，即a不断增大的过程中，由图2可知，从位

置1至U位置2,再到位置3,斤的大小不断增大，而从位置1变到位置2,8增大;当

尸与耳垂直，即在位置2时,8最大;从位置2变到位置3,8减小，故6先增大后减

小。故选B。

9.(2022南通海门中学月考,6)如图所示,小圆环/吊着一个质量为位的物块并

套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细绳一端拴在小圆环力上,另一端跨过固

定在大圆环最高点8的一个小滑轮后吊着一个质量为61的物块。如果小园环

4滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子不可伸

长，平衡时弦所对的圆心角为a则两物块的质量之比利：利应为()

A.cos-B.sin-

22

C.2sin-D.2cos-

22

答案C对小圆环/受力分析，如图所示，斤2与凡的合力与斤1平衡，由矢量三

角形与几何三角形相似,可知拶=3,其中斤2=佗9F=斤1=619联立解得

KZKSlYl'z

也二2s呜C正确。

mo2

10.（2023届泰州中学月考,3）如图所示，装有细沙的木板在斜坡上匀速下滑。某

一时刻，一部分细沙从木板上漏出。则在细沙漏出前后，下列说法正确的是（）

A.木板始终做匀速运动

B.木板所受合外力变大

C.木板由匀速变为匀加速直线运动

D.木板所受斜坡的摩擦力不变

答案A在细沙漏出前，装有细沙的木板在斜坡上匀速下滑，对整体受力分析，设

木板质量为例细沙质量为由斜坡倾角为a则根据平衡条件有8（6+Mgsin

aN=（m+M）gcosa又止〃/V联立解得〃二tan久在细沙漏出后，细沙的质量

减少，设剩余细沙质量为加；木板的质量不变，对整体受力分析，在垂直斜坡方向仍

处于平衡状态，则有cosa又「二〃A/且〃=tan区解得

cosatana=（m'+M）gs\v\a而重力沿斜面向下的分力为

（m，+M）gsina即尸=（6'+Mgsina所以在细沙漏出后整体仍向下做匀速直

线运动,A正确,C错误;因为整体仍向下做匀速直线运动，所受合外力不变，仍为

零,B错误;因为细沙的质量减小，根据尸二（m'+Mgsina可知木板所受斜坡的摩

擦力变小,D错误。

IL（2022长沙市一中月考八,5）如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的

支持臂用光滑较链连接,转动手柄,通过水平螺纹轴减小M、N间的距离，以抬高

重物。保持重物不变,MP和PN夹角为120°时N

点受到螺纹轴的作用力为和PN夹角为60。时N点受到螺纹轴的作用力为

F2O不计支持臂和螺纹轴的重力，则3与F2大小之比为（）

A.1：1B.1：3C.V3：1D.3：1

答案D设重物重力为G。当夹角为120。时,可沿支持臂方向分解P点所受压

力,由几何关系易知分力大小为G,对N点受力分析知,螺纹轴对N点的作用力

FL^G;而当夹角为60。时，再次分解P点所受压九由几何关系易知分力大小为

yG,再次对N点受力分析可知,螺纹轴对N点的作用力Fz手；,故D正确。

12.（2022雅礼中学一模,5）如图所示，一个倾角为30。、底面粗糙、斜面光滑的

斜面体放在粗糙的水平面上,斜面体的质量为2m。轻绳的一端固定在天花板上，

另一端系住质量为m的小球,整个系统处于静止状态,轻绳与竖直方向的夹角也

为30%若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则斜面体与水平面间的动摩擦因数至

少为（）

1D6+V3「愿V3

-15.--------C.—n\).—

6331518

答案C由题意对小球受力分析，沿斜面方向由平衡条件得mgsin30°=Tsos

5

30。,解得T二mgtan30^mgo对小球和斜面体构成的整体受力分析，由平衡条

件得，水平方向满足Tsin300=f,竖直方向满足F、+Tcos300=3mg,当时，

斜面体与水平面间的动摩擦因数最小,解得最小为P邛，故选Co

JLO

13.（2022三湘名校大联盟3月联考,6）"V"形吊车在港口等地有重要的作用。

如图所示,底座支点记为0点,0A为"V”形吊车的左臂,0A上端A处固定有定滑

轮,0B为活杆且为"V”形吊车的右臂，一根钢索连接底座与B点，另一根钢索连

接B点后跨过定滑轮吊着一质量为M的重物,重物静止。已知左臂0A与水平面

的夹角为a,左臂0A与钢索AB段的夹角为0,且左臂0A与右臂0B相互垂直,左

臂0A、右臂0B总质量为明钢索质量忽略不计,不计一切摩擦,重力加速度为

go则下列说法正确的是（）

A.定滑轮对钢索的支持力为2Mg-cos（上萼型）

B.AB段钢索所受到的拉力为2Mg

C.右臂0B对钢索的支持力为卜馆组此

sina

D.底座对左臂0A、右臂0B、重物整体的支持力为（M+m）g

答案A如图1所示,设重物所在位置为C点，则钢索在A点夹角为/CAB=90。-

a+6二上等竺,定滑轮只改变钢索拉力的方向，不改变力的大小，则钢索对滑轮的

作用力方向沿着NCAB的角平分线，即F合二2Mg-cos（上竽竺），由牛顿第三定律可

知,滑轮对钢索的作用力F介'=2Mgcos（上竽竺），故A正确；由题意可知,重物静

止,钢索拉力F二Mg,故B错误；以B点为研究对象,受力分析如图2所示,可知Mg

cos（a-9）=FBsina,解得F广Mg咨空竺，故C错误；以整体为研究对象，钢索也与

sma

底座接触,竖直方向上的钢索对系统整体有向下的拉力,底座对整体的支持力大

于(M+m)g,故D选项错误。

14.(2022邵阳市一模,3)

如图所示,斜面置于粗糙水平面上,光滑小球被轻质细线系住放在斜面上,细线另

一端跨过光滑定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离,斜面

始终静止。则在小球移动过程中)

A.细线对小球的拉力变大B.斜面对小球的支持力变大

C.斜面对地面的压力变大D.地面对斜面的摩擦力变大

答案A对小球受力分析并合成矢量三角形如图1所示，重力大小方向不变，支

持力方向不变，绳子拉力方向由图中实线变为虚线,绳子拉力增大,斜面对小球的

支持力减小,A正确,B错误;

对斜面受力分析如图2所示,

图1图2

正交分解:

N'sinC（二f

N地二N'cosa+Mg

根据牛顿第三定律，小球对斜面的压力N'减小,所以斜面对地面的摩擦力减G,

地面对斜面的支持力减小,根据牛顿第三定律,斜面对地面的压力减小,C、D错

误。

15.（2022雅礼中学月考七,1）如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块

质量为m放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球质量为M放置在挡板与

弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块

均静止。现将滑块平行于斜面向上缓慢拉过一较小的距离,球仍在挡板与滑块上

且处于静止状态,则与原来相比（）

A.滑块对球的弹力增大B.挡板对球的弹力减小

C.斜面对滑块的弹力增大D.拉力F不变

答案B

对球进行受力分析，如图⑸，球只受三个力的作用，挡板对球的弹力R方向不

变，作出力的矢量图,滑块上移时,滑块对球的弹力F2与竖直方向夹角减小,艮垂

直于R时F2最小,可以知道件和F?都减小，故B正确,A错误;再对滑块和球整体

受力分析,如图（b）,其中由R=Gcos0可知斜面对滑块的支持力不变，由F+FFG

sin0以及艮减小，可知拉力F增大，故C、D错误。

16.（2022湖南师大附中二模,4）如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为0,半径

为R,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN间的夹角为0,一条不可伸长的轻

绳长为L,两端分别固定在圆环的机N两点,轻质滑轮连接一个质量为m的直

物,放置在轻绳上,不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心。顺

时针缓慢转过20角，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.轻绳与竖直方向间的夹角逐渐减小

B.图示位置时,轻绳的张力大小为目

2sin0

C.直径MN水平时,轻绳的张力大小为潦缁

VL2-4R2

D.圆环从图示位置顺时针缓慢转过20的过程中,轻绳的张力先增大再减小

答案D如图，重物位于B点时设轻绳与竖直方向夹角为a,MB、NB间夹角为

2a,则根据几何关系可得,2Rcos9:MA,MBsina+NBsina=MA,L=MB+NB,联立

可得sina二丝产，设轻绳上的张力大小为F,根据平衡条件可得2Fcosa=mg,

可得故B错误;直径MN水平时,轻绳的张力大小为

2VL2-4R2COS202〃2-4R2

故C错误；由sina二年则可知，圆环从图示位置绕圆心0顺时针缓慢转过29角

的过程中,轻绳与竖直方向的夹角先增大后减小,故A错误；由F二市普f可

2VI/-4RNcose

知，圆环从图示位置绕圆心0顺时针缓慢转过20角的过程中，轻绳的张力先增

大再减小，故D正确。

MA

B

17.（2022肇庆二模,8）（多选）如图所示,水平地面上静置一质量为"的斜面体，

斜面的倾角为心质量为/〃的玩具熊静止在斜面上,玩具熊与斜面间的动摩擦因

数为〃，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是

)

A.玩具熊对斜面的压力大小为mgsi

B.斜面对玩具熊的作用力竖直向上且大小等于侬

C.玩具熊与斜面间的动摩擦因数〃》tan。

D.地面对斜面体的摩擦力大小为〃（加勿）g

答案BC对玩具熊进行受力分析,斜面体对玩具熊的支持力大小为侬cos

，，由牛顿第二定律知，玩具熊对斜面体的压力大小也为mgcos6,A错误;玩具

熊静止在斜面上,斜面体对玩具熊的作用力是支持力和摩擦力的合力,与玩具熊

受到的重力等大反向,B正确;玩具熊处于静止状态则pmgcosO^mgsin

即氏C正确:对玩具熊与斜面体整体分析可知，水平方向无外力，则地

面与斜面体之间无摩擦力,D错误。故选B、C。

18.（2022汕头二模,9）（多选）图甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀速上行，图乙

为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行，下列说法正确的是

A.阶梯电梯对小张没有摩擦力作用

B.斜面电梯对小李没有摩擦力作用

C.阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上

D.斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上

答案ACD小张、小李均做匀速运动，受力分析如图所示，可知阶梯电梯对小张

没有摩擦力作用，斜面电梯对小李有摩擦力作用,A正确,B错误;根据受力平衡可

知阶梯电梯对小张的作用力与小张的重力平衡，故阶梯电梯对小张的作用力方向

竖直向上,C正确;根据受力平衡可知斜面电梯对个李的作用力与小李的重力平

衡，故斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上,D正确。故选A、C、Do

小泳小李

19.（2022汕头二模，2）如图所示,某健身者右手拉着抓把沿图示位置/水平

缓慢移动到位置发他始终保持静止,不计绳子质量，忽略绳子和重物与所有构件

间的摩擦，则重物下移过程（）

^16^

A.绳子的拉力逐渐增大

B.该健身者所受合力逐渐减小

C.该健身者对地面的压力逐渐增大

D.该健身者对地面的摩擦力逐渐减小

答案D对重物受力分析,重物缓慢移动，处于平衡状态,绳子的拉力大小等于

重物的重力大小，保持不变,A错误;健身者始终保持静止状态,则其所受合力始

终为零,B错误;对健身者受力分析，设绳子与水平方向的夹角为〃，根据平衡条

件可知K=/〃人夕加糊gsin〃，绳子与水平方向的夹角。不断变大，sin。变大,

该健身者受到地面的支持力逐渐减小，则该健身者对地面的压力逐渐减小,C错

误;健身者对地面的摩擦力六勿物gcos夕，故其对地面的摩擦力逐渐减小,D正

确；故选Do

20.[2023届佛山顺德一模热身卷（-）,8]一般教室门上都安装一种暗锁,这种喑

锁由外壳人骨架8、弹簧。（劲度系数为攵）、锁舌〃（倾角。=30°）、锁槽£以

及连杆、锁头等部件组成,如图甲所示。设锁舌。的侧面与外壳/I和锁槽后之间

的动摩擦因数均为〃，最大静摩擦力几由凡尸〃K（K为正压力）求得。有一次放

学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上（这种现象称为自

锁），此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示,〃为锁舌〃与锁槽月之间的接触

点,弹簧由于被压缩而缩短了x°下而说法正确的是）

Kc

A;

m—

H

0

甲乙

A.自锁状态时〃的下表面所受摩擦力的方向向左

B.锁舌〃受到锁槽少摩擦力的方向沿侧面向上

C.无论〃多大,暗锁仍然能够保持自锁状态

D.无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，〃存在最小值

答案D锁舌〃相对于外壳有向左运动的趋势，则锁舌〃的下表面所受到的最

大静摩擦力打的方向向右，锁舌〃相对于锁槽£有斜向上的运动趋势，则锁舌〃

受到锁槽后给的最大静摩擦力E的方向沿侧面向下,A、B错误。设锁舌〃受到

锁槽〃给的正压力为N,下表面受到外壳给的正压力为F,弹簧给的弹力为kx、对

锁舌〃受力分析，如图所示。

kx

由平衡条件得

k+cos0-Nsin，=0

F^Ncos0-f2sin。=0

且△=〃尸、〃N

联立上述方程得涉2kx

1-2痴一〃2

令力趋向于无穷大,则有1-2V32=o

解得〃尸2-百，〃2二-迎-唐（舍去）

〃存在最小值2-V3,能使无论用多大的力拉门，暗锁始终保持自锁状态,C错

误,D正确。故选D。

21.（2022广东一模,8）（多选）如图，家用小型起重机拉起重物的绳子一端固定在

起重机斜臂顶端，另一端跨过动滑轮A和定滑轮月之后与电动机相连。起重机正

将重为G的重物匀速竖直上拉，忽略绳子与滑轮的摩擦以及绳子和动滑轮A的重

力,4360。，则（）

A.绳子对定滑轮夕的作用力方向竖直向下

B.绳子对定滑轮6的作用力方向与砌成30°角,方向斜向下

C.绳子对定滑轮〃的作用力大小等于G

D.绳子对定滑轮片的作用力大小等于与6

答案BD绳子对定滑轮〃的作用力为刚和旗两段绳子弹力的合力，方向斜向

左下"错误;重物匀速运动，则三段绳子的弹力都等于重力的一半，即*由平行

四边形定则可知，合力方向沿//回的角平分线,与BA夹角30°斜向下，大小为

苧,C错误,B、D正确。故选B、Do

22.（2023届东莞四中8月月考,5）如图a所示，轻绳力〃跨过固定在水平杆比右

端的光滑定滑轮（重力不计）拴接一质量为〃的物体，/力。庐30。；如图b所示，轻

杆例一端用钱链固定在竖直墙上，另一端通过轻绳皮拉住，/EG+300,另一轻

绳G尸悬拄在轻杆的G端，也拉住一质量为"的物体,重力加速度为乩下列说