高考物理一轮复习质量检测2（解析版）

专题02相互作用——力

质量检测卷

第I卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1〜8题

只有一项符合题目要求，第9〜12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全

的得2分，有选错的得0分）

1.（2020•四川部分中学第一次月考）下列说法正确的是（）

A.木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生了微小形变

B.由磁铁间存在相互作用可知：力可以离开物体而单独存在

C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

D.质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外

【答案】D

【解析】木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生了微小形变，选项A错误；力是

物体间的相互作用，不能离开物体而单独存在，选项B错误；因摩擦力方向总是与物体间相对运动趋势或

相对运动方向相反，则其可能与物体的运动方向相同，也可能与物体的运动方向相反，选项C错误；质量

均匀分布、形状规则的物体的重心在它的几何中心，即其重心可能在物体上，也可能在物体外，比如：质

量分布均匀的圆环，重心在圆心上，不在圆环上，选项D正确.

2.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30。的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动

摩擦因数为手，重力加速度取lOm浮。若轻绳能承受的最大张力为150（）N,则物块的质量最大为（）

A.150kgB.1006kgC.200kgD.20073kg

【答案】A

【解析】物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件

F=mgsin。①

8=〃心②

&=〃侬0S^@

由①②③式得

F="2gsin0+w〃gcos〃

所以加

gsin9+"gcosJ

故当尸max=1500N时,有机max=150kg,A正确。

3.（2021•浙江省之江教育评价）如图所示，某钢制工件上开有一个楔形凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形

ABC,乙C4B=3（）。,414。=9（）。，在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的相

边的压力大小为内，对8C边的压力大小为B，则X的值为（）

D.平

B.V3

【答案】B

【解析】金属球受到的重力产生两个作用效果，压力〃面和压8c面，如图所示，对力3面的压力大小Q

等于分力G],对6。面的压力大个代等于分力Gz，故胃=詈=tan60c=G，选项B正确.

4.（2020•南昌八一中学高三上学期期末）如图所示，在水平晾衣杆上晾晒床单时，为了使床单尽快晾干，可在

床单间支撑轻质小木棍。小木棍的位置不同，两侧床单间夹角。将不同。设床单重力为G,晾衣杆对床单

的作用力大小为凡下列说法正确的是（）

A.〃越大，尸越大

B.。越大，尸越小

C.无论夕取何值，都有尸=G

D.只有当。=120。时，才有b=G

【答案】C

【解析】以床单和小木棍整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力凡由平衡条件知/=G,

与0取何值无关，A、B、D错误：C正确。

5.（2021•浙江嘉兴市测试）如图所示，水平桌面上有一斜面体C,两物块力和4叠放在C上，6的上表面水

平.力和月一起沿斜面匀速下滑的过程中，。始终处于静止状态.若下滑过程中力与夙B与C、C与桌面

之何摩擦力大小分别用尸门、FQ、"f3表不，则（）

A.Fn=0，FC。，尸门=0B.Fn=0，尸c#0，尸13Ho

C./*n—0»Fn=0，Ff?=0D.FM^0,，尸^^0

【答案】A

【解析】对力进行受力分析，根据平衡条件知，力只受重力和支持力这一对平衡力，而摩擦力不存在，

即即=0,对48整体进行受力分析，有重力、支持力、摩擦力，如果没有摩擦力，则整体不能够平衡，即

徐戈），对48C整体进行受力分析，受重力、支持力，如果水平方向存在摩擦力，则整体不能够平衡，即有

Fo=0,故选A.

6.（2021•浙江杭州二中模拟）如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根等高的竖直杆的顶端，绳子的质

量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计，原来保持静止，一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发

生滑动，并在新的位置保持静止，下列说法中正确的是（）

A.在新位置时挂钩左右两边绳的拉力不再相等

B.有风和无风两种情况卜绳的拉力大小相等

C.有风和无风两种情况下，绳子的张角乙108保持不变

D.在有风的情况下，将绳子的右端从4点移到C点，则绳子的拉力变小

【答案】D

【解析】。点始终是活结点，活结两端的拉力大小相等，故A错误：衣服原来是受重力和两个拉力而平

衡，多个风力后是四力平衡，两个绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡，故两个绳子的拉力的合

力变大，有风时张角会变小，所以绳子的拉力可能增大，可能变小，也可能不变，故B、C错误；当在有风

的情况下将绳子的端点从片点移到。点，80与竖直方向的夹角增大，彳。与竖直方向的夹角减小，因为8。

和,40绳产生的拉力仍然相等，它们在水平方向的分力的差值刚好是风力，风力不变，则拉力产减小，故D

正确.

7J2021T月辽宁普高校招生适应性测试，7）如图所示，用轻绳系住一质量为2〃?的匀质大球，大球和墙壁

之间放置一质量为加的匀质小球：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OiQ与轻绳之间的夹角为6则。、夕应满足（）

A.tana=3cot/i8.2匕116(=女01夕

C.3tana=tan(a+y7)D.3tana=2tan(a+£)

【答案】C

【解析】以大球和小球为整体受力分析如图甲，

XT

有FTCOSa=3mg,

后sinC(=FNI，

解得FNi=3///gtana

再以小球为研究对象，进行受力分析如图乙所示

%

、一F.

mg

乙

FN2sin(a+/?)=FNp

尸N2cos伍+夕)=〃嘻，

解得：FN|=,7zgtan(a+^),

联立得；3tana=tan(a+^),选项C正确。

8.(2021•百师联盟山东模拟)如图所示，光滑的定滑轮固定在天花板的力点上，质量为”的物块〃静置在水

平地面上的C点，系在。上的细线跨过定滑轮后，固定在天花板上的8点，质量为用的物块。利用光滑小

挂钩挂在力、8间细线上的。点，当4C、力。与竖直方向的夹角均为30。时，如。两物块均保持静止，重

力加速度为g，下列说法正确的是()

B

/阴

）〃力〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃

A.纽线的拉力%=与〃唱

B.物块a对地面的压力Fz=（M—M）g

C.物块a对地面的摩擦力Ff=g"g

D.若将B端的细线向左缓慢移动至A处的过程中，物块。始终保持静止

【答案】D

【蟀析】由于挂钩光滑，故对〃物块由几何关系和平衡条件可得2叫os30。=〃唱，故细线的拉力j=

故A错误；对。物块，由平衡条件可知，竖直方向尸N+/COS30。=/这，解得/\=（屈一故B

•J4

错误；由平衡条件知，水平方向臼疝130。=居，解得居=建生，故C错误；若将8端的细线向左缓慢移动

至4处的过程中，细线40、80夹角减小，故细线中拉力减小，故物块。受到的拉力水平分量和竖直分量

均减小，。对地面的压力增大，与地面间的最大静摩擦力增加，拉力的水平分量不能克服最大静摩擦力，故

始终保持静止，故D正确。

9.（2021♦广东五华县上学期期末质检）如图所示，物块〃在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突

然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为口则传送带启动后（）

A.M静止在传送带上B.M可能沿传送带向上运动

C.M受到的摩擦力不变D.M下滑的速度不变

【答案】CD

【解析】由〃匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力和支持力作用，传送带启动以后对"受力

没有影响，不会影响其运动状态，C、D项正确。

10.（2021•浙江“七彩阳光”联考）如弱所示，光滑的横杆上穿着两个质量m=0.2kg的小球，在两个小球之间

夹一个劲度系数左=10N/m轻质弹簧，用两条等长的轻绳将小球。与力、8相连，此时弹簧的压缩量Ax=

10cm,两条线的夹角，=60。，取重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是（）

B

woc

A.弹簧的弹力为1N

B.小球C的重力大小是2N

C.直杆对小球力的支持力大小是退N

D.轻绳上的张力大小是2N

【答案】AD

【解析】根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为

F=Ax=10x0.1N=1N,A项正珑；

分析力球的受力情况，如图所示

利用正交分解法，根据平衡条件得斤cos60。=凡

FN=G+FTsin60°

解得鼠=2N,尸N=（2+J5）N

小球C的重力Gc=24cos30°=273N,

故B、C错误，D正确.

11.（2020•广东惠州一中质检）如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体4A

的左端紧靠竖直墙，4与竖直墙之间放一光滑圆球8,已知力的圆半径为球8的半径的3倍，球8所受的

重力为G,整个装置处于静止状态.设墙壁对4的支持力为Q,4对4的支持力为尸2,若把力向右移动少许

后，它们仍处于静止状态，则代、&的变化情况分别是（）

A,居减小B.Q增大

C.B增大D.22减小

【答案】AD

【解析】法一：解析法

以球8为研究对象，受力分析如图甲所示，可得出Q=Gtan。，&=­J,当力向右移动少许后，J减小,

cos0

则R减小，减小，故A、D正确.

甲乙

法二：图解法

先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量三角形，在。角减小的过程中，从图中可直观地

看出，尸1、尸2都减小，故A、D正确.

12.（2020・湖南益阳市高三期末）如图所示，竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为四的光滑半圆柱体紧

靠竖直墙壁置于水平地面上，Q为半圆柱体截面所在圆的圆心，质量为加2且可视为质点的均匀小球。2用

长度等于4、8两点间距离的细线悬挂于竖直墙壁上的4点，小球静置于半圆柱体上，当换用质量不变，而

半径不同的光滑半圆柱体时，细线与竖直墙壁的夹角0就会跟着发生改变。已知重力加速度为g,不计各接

触面间的摩擦，则下列说法正确的是（）

A.当0=60。时，半圆柱体对地面的压力大小为2g

B.当。=60。时，小球对半圆柱体的压力大小为6m2g

C.换用不同的半圆柱体时，半圆柱体对竖直墙壁的最大压力大小为掾〃名

D.换用半径更大的半圆柱体时，半圆柱体对地面的压力保持不变

【答案】AC

【解析】对小球进行受力分析如图甲所示，连接。28和由几何关系可知。=原小球受力平衡，

有FNI=〃，冲亩仇力=〃?次cos。，对小球和半圆柱体整体进行受力分析，整体受地面的支持力小、墙壁的

弹力八细线的拉力尸•「、重力（叫+/g）g，如图乙所示，整体受力平衡，则在竖直方向上有FN+F「cos6=（〃h

+用2）g，水平方向上有尸=尸丙11&当8=60。时，乐|=乎〃?火，由牛顿第三定律得小球对半圆柱体的压力

大小为坐〃?2g，B错误；尸=户2MO=f?2gsin2仇当。=45°时，"max=；/〃2g，C正确；公=（〃“+〃?2应一

3

〃?2gcos2仇当。=60。时，产N=〃“g+p绻，当换用半径更大的半圆柱体时，。改变，"N改变，由牛顿第三定

律可知A正确，D错误。

第n卷（非选择题,共62分）

二、实验题（本题共2小题，共14分）

13.（2020•广西梧州市联考）（6分）某活动小组利用如图所示的装置测定物块月与桌面间的最天静摩擦力,

步骤如卜

①左图组装好器材，使连接物块.4的细线与水平桌面平行；

②缓慢向矿泉水瓶内加水，直至物块/恰好开始运动：

③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量

④用天平测出物块力的质量M；

（1）该小组根据以上过程测得的物块力与桌面间的最大静摩擦力为,本小组采用注水法的好处是

___________________________o（当地重力加速度为g）

（2）若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块力与桌面间的动摩擦因数为o

【答案】（l>g可使物块/所受拉力连续增加，使测量更加准确（2玲

【解析】（1）根据平衡条件可知，最大静摩擦力F,=〃?g，好处是可以连续不断地注入水，即连续不断地改

变拉力。

（2）根据共点力平衡可知〃解得〃=9。

M

14.（2020•河北张家口高三上学期期末）（8分）某同学用如图中所示装置探究弹力和弹簧伸长最的关系，实验步

骤如下：

F/Nf

25-------------------

・u・・m3・7；：；；

・n-I444-

•H・•卜十，”

•；•斗丁

2.047

・>。事》岁一—*名:*:

-<->•><•'"H”•卜-K-M-

1•，・•，十个sees

J；：.：.

•；•：；•；・•；•；・、

0.5

<"«”・1・与十《・《・

2025〃[（）-2m

①测出不挂钩码时弹簧的自然长度；

②将1个钩码挂在弹簧的下端，测出弹簧总长度以

③将2、3、4个钩码逐个挂在弹簧的下端，重复②。

(I)该同学测量后把数据描点在坐标图乙中，请你帮助该同学作出F-L图线。

(2)由此图线可得出该弹簧的原长及=cm,劲度系数太=N/m。(结果保留一位小数)

【答案】⑴图见解析(2)5.025.0(24.9〜25.1均可)

【解析】作出F-L图线如图，由图象可知该弹簧的原长及=5.0cm,劲度系数,=/=「产

L_J1JJLJ1N/m

=25.0N/mo

A/X

2.5Y・

Y

<

A

2.0・

o・4

>>+)

十

>£•A

7->人

x・

・rA

一,

510152025〃],『m

三、计算论述题(本题共4小题，共48分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只

写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)

15.(2021•云南保山山市第一次调查研究)(10分)如图所示，质量M=3kg的木块套在固定的水平杆上，并

用轻绳与小球相连，轻绳与杆的夹角为30。.今用与水平方向成60。角的力尸=106N拉着小球并带动木块

一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g取10m/s2.求：

(1)小球的质量〃?；

(2)木块与水平杆间的动摩擦因数〃.

【答案】(1)1kg(2)Y

【解析】(1)小球受力平衡，合力为零，以小球为研究对象

水平方向：Feos60°=FTCOS300

竖直方向：Fsin600=FTsin300+wg

解得：m=lkg

(2)以木块和小球整体为研究对象，受力平衡，合力为零

水平方向：Feos60°—/瓜=0

竖直方向：FN4-Fsin60°—〃?g=0

解得:"=g.

16.(2020山东烟台市高三上学期期末)(12分)如图所示，小球力、B的质量分别为〃“=0.3kg和〃3=01kg,

用劲度系数为A=100N/m的轻质弹簧将两个小球拴接在一起，并用细线〃、6将小球力、8分别悬挂在两面

竖直墙上，细线。与竖直方向成60。夹角，细线人水平，两个小球均处于静止状态，g取ion/。求：

I)

(1)细线a、b分别对小球力、8的拉力大小；

(2)弹簧的伸长量。

【答案】(1)8N473N(2)0.07m

【解析】(1)对两个小球及弹簧构成的整体受力分析，如图:

根据平衡条件，

水平方向：入sin6(r=B

竖直方向：F(/cos600=mAg+mug

得：乙=8N,Fb=46No

(2)分析“球，月球受重力、。的拉力以及弹簧的弹力，设弹力为巴贝IJ："=］耳，+(〃?喀产

又：F=kM

联立可得：Ar=（）.07m。

17.（2020•安徽池州市高三上学期期末）（12分）如图甲所示，在倾角为37。的固定斜面上有一物体，质量为10

kgo当给它施加沿斜面向下大小为4