2021届高考一轮复习物理(经典版)检测：第2章相互作用2 3aWord版含解析

板块三限时标准特训
时间：45分钟总分值：100分
一、选择题(此题共10小题，每题7分，共70分。

其中1～5为单项选择，6～10为多项选择)
1．在微信、微博与QQ空间里曾经流传着这样一种说法：在电子秤下面垫上泡沫箱，电子秤稳定后示数会比物体的实重大，这是经商者欺诈消费者的手段。

请依据所学物理知识判断，以下说法中正确的选项是()
A．泡沫箱质地较软，电子秤称量时下陷，导致示数增大，因此此说法是真实的
B．称量物品时电子秤与物品处于稳定的超重状态，示数增大，因此此说法是真实的
C．与所称量物品以及泡沫厚度有关，示数可能会增大也可能减小，因此此说法是虚假的
D．根据平衡知识，示数表达的是真实的物重，因此此说法是虚假的
答案 D
解析当电子秤稳定后物体的重力大小等于对电子秤的压力大小，所以D正确。

2．如下图，水平地面上叠放着A、B两物体，B物体受力F作用，A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动，那么B物体的受力个数为()
A．4个B．5个
C．6个D．7个
答案 C
解析以A为研究对象，A向右匀减速，所以B给A的静摩擦
力向左，以B 为研究对象知，B 受到重力，A 对B 的压力，地面对B 的支持力，外力F ，A 对B 向右的静摩擦力，地面对B 向左的滑动摩擦力，共6个力，故C 正确。

3．[2021· 安阳二模]如下图，一质量为m 的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起，使绳与竖直方向的夹角为θ＝30°，且绳绷紧，那么练功队员对沙袋施加的作用力大小为( )
A.mg 2
B.32mg
C.33
mg D.3mg
答案 A
解析 如图，建立直角坐标系对沙袋进展受力分析，由平衡条件有： F cos30°－F T sin30°＝0，F T cos30°＋F sin30°－mg ＝0，联立可解
得：F ＝mg 2，应选A 。

4．[2021·淄博诊考]如下图，一质量均匀的实心圆球被直径AB 所在的平面一分为二，先后以AB 沿水平和竖直两种不同方向放置在
光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为F 和F ′，
支架间的距离为AB 长度的一半，那么F F ′等于( )
A. 3
B.32
C.233
D.33
答案 A
解析 设两半球的总质量为m ，当球以AB 沿水平方向放置，可知F ＝12
mg 。

当球以AB 沿竖直方向放置时，隔离右半球受力分析如下图，可得F ′＝mg 2tan θ，根据支架间的距离为AB 的一半，可得θ＝30°，那么F F ′＝1tan θ
＝3，那么A 正确。

5．[2021·湖南十二校联考]如下图，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A 相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。

物块A 的质量为m ，不计滑轮的质量，挂上物块B 后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A 、B 恰能保持静止，那么物块B 的质量为( )
A.
2
2m B.2m
C．m D．2m
答案 A
解析先以A为研究对象，由A物块受力及平衡条件可得，绳中张力F T＝mg sin30°。

再以动滑轮为研究对象，分析其受力并由平
衡条件有m B g＝2F T，解得m B＝
2
2m，A正确。

6．[2021·河北衡水月考]如下图，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面体B上，现用大小不相等、方向相反的水平力F1、F2分别推A和B，它们均静止不动，且F1<F2，重力加速度为g，那么()
A．A受到四个力的作用
B．B对A的摩擦力方向一定沿斜面向下
C．地面对B的摩擦力方向水平向右，大小为F2－F1
D．地面对B的支持力大小一定等于(M＋m)g
答案CD
解析以A为研究对象进展受力分析，如下图。

沿斜面方向，F1的分力和重力的分力大小关系不确定，所以B和A之间有无摩擦也不确定，故A、B错误；以整体为研究对象，水平方向：F f＝F2－F1，方向向右，竖直方向：F N＝(M＋m)g，故C、D正确。

7．[2021·福建福州模拟]截面为直角三角形的木块A质量为m0，放在倾角为θ的斜面上，当θ＝37°时，木块恰能静止在斜面上。

现将θ改为30°，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，如图乙，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

那么()
A．A、B仍一定静止于斜面上
B．A、B可能静止于斜面上
C．假设m0＝2m，那么A受到的摩擦力为2
3mg
D．假设m0＝8m，那么A受到斜面的摩擦力为9
2mg 答案BD
解析由题意可知，当θ＝37°时，木块恰能静止在斜面上，那么有μm0g cos37°＝m0g sin37°，代入数据解得μ＝0.75。

现将θ改为30°，0.75>tan30°，木块A相对斜面不滑动，因此木块A、圆柱体B 是否静止在斜面上，由圆柱体B对木块A弹力决定，木块A、圆柱
体B 可能静止于斜面上，故A 错误，B 正确；假设m 0＝2m ，那么
mg sin30°＋m 0g sin30°＝32mg ，而F f ＝μF N ×m 0g cos30°＝334
mg ，因F f <mg sin30°＋m 0g sin30°，木块A 滑动，木块A 受到斜面的滑动摩擦力，大小为334
mg ，故C 错误；假设m 0＝8m ，那么mg sin30°＋m 0g sin30°＝92
mg ，而F f ′＝μF N ′×m 0g cos30°＝33mg >mg sin30°＋m 0g sin30°，木块A 不滑动，木块A 受到斜面的静摩擦力，大小为F f ″
＝mg sin30°＋m 0g sin30°＝92
mg ，故D 正确。

8．如下图，倾角为θ的斜面体c 置于水平地面上，小物块b 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a 连接，连接b 的一段细绳与斜面平行。

在a 中的沙子缓慢流出的过程中，a 、b 、c 都处于静止状态，那么( )
A ．b 对c 的摩擦力一定减小
B ．b 对c 的摩擦力方向可能平行斜面向上
C ．地面对c 的摩擦力方向一定向右
D ．地面对c 的摩擦力一定减小
答案 BD
解析 设a 、b 的重力分别为G a 、G b ，a 保持静止，故a 对细线的拉力等于a 的重力。

对b 受力分析可知，假设G a ＝G b sin θ，b 受到c 的摩擦力为零，a 的重力减小，那么b 受到c 的摩擦力沿斜面向上且增大；假设G a <G b sin θ，b 受到c 的摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件可得，F f1＝m b g sin θ－G a ，a 的重力减小，那么摩擦力F f1增大；
假设G a>G b sinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件得，F f2＝m b g sinθ＋G a，a的重力减小，那么b、c间的摩擦力可能一直减小，也可能先减小到零后反向增大，A错误，B正确；以b、c整体为研究对象，由平衡条件知，地面对c的摩擦力F f3＝G a cosθ，方向水平向左，C错误；在a中的沙子缓慢流出的过程中，那么摩擦力减小，D正确。

9．[2021·德州二模]如下图，三个重均为100 N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F＝20 N作用在物块2上，三条轻质绳结于O点，与物块3连接的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成45°角，竖直绳悬挂重为20 N的小球P。

整个装置处于静止状态。

那么()
A．物块1和2之间的摩擦力大小为20 N
B．与物块3相连的轻质绳的拉力大小为20 N
C．桌面对物块3的支持力大小为320 N
D．物块3受5个力的作用
答案BD
解析以结点O为研究对象，受力分析如下图，由平衡条件可求出与物块3相连的轻质绳的拉力大小为F1＝G P＝20 N，再以物块1、2、3为研究对象，由平衡条件可知，物块3与桌面之间的摩擦力为零，所以物块3受5个力的作用，且桌面对物块3的支持力F N＝300 N，故B、D正确，C错误；以物块1为研究对象，由平衡条件可知F f＝0，A错误。

10.如下图，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开场时轻绳与斜劈平行。

现给小滑块施加一竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，那么有()
A．轻绳对小球的拉力逐渐增大
B．小球对斜劈的压力先减小后增大
C．竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小
D．对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大
答案AD
解析设斜面倾角为θ，斜面对小球的支持力为F N1，绳对小球的拉力为F T，小球的重力大小为G1，小滑块的重力大小为G2，竖直杆对小滑块的弹力大小为F N2。

由于小滑块沿杆缓慢上升，所以小球沿斜面缓慢向上运动，小球处于动态平衡状态，受到的合力为零，作小球受力矢量三角形如图甲所示，绳对小球的拉力F T逐渐增大，所以A正确；斜面对小球的弹力F N1逐渐减小，故小球对斜面的压力逐渐减小，B错误；将小球和小滑块看成一个整体，对其进展受力分析如图乙所示，那么由力的平衡条件可得：F N2＝F N1sinθ，F＝G1＋G2－F N1cosθ，因F N1逐渐减小，所以F N2逐渐减小，F逐渐增大，故
C错误，D正确。

二、非选择题(此题共2小题，共30分)
11．[2021·德州模拟](14分)如下图，质量为M的直角三棱柱A 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。

质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，那么地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？
答案(M＋m)g mg tanθ
解析选取A和B整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g，地面支持力F N，墙壁的弹力F和地面的摩擦力F f的作用，处于平衡状
态，如下图，根据平衡条件有：F N －(M ＋m )g ＝0，
F ＝F f ，可得F N ＝(M ＋m )g 。

再以B 为研究对象，它受到重力mg ，三棱柱对它的支持力F AB ，墙壁对它的弹力F 的作用，处于平衡状态，
如下图，根据平衡条件有，竖直方向上：
F AB cos θ＝mg
水平方向上：F AB sin θ＝F
解得F ＝mg tan θ
所以F f ＝F ＝mg tan θ。

12. (16分)质量为M 的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m 的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。

如果用与木楔斜面成α角的力F 拉着木块匀速上升，如下图(木楔在整个过程中始终静止)。

(1)当α＝θ时，拉力F 有最小值，求此最小值；
(2)求此时木楔对水平面的摩擦力是多少？
答案 (1)mg sin2θ (2)12
mg sin4θ 解析 木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有
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mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ。

(1)因其在力F 作用下沿斜面向上匀速运动，那么有： F cos α＝mg sin θ＋f ①
F sin α＋N ＝mg cos θ②
f ＝μN ③
由①②③得
F ＝2mg sin θcos α＋μsin α＝2mg sin θcos θcos αcos θ＋sin αsin θ＝mg sin2θcos (θ－α)
那么当α＝θ时，F 有最小值，即F min ＝mg sin2θ。

(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面摩擦力等于F 的水平分力，即f m ＝F cos(α＋θ)
当F 取最小值mg sin2θ时，
f m ＝F min cos2θ＝m
g sin2θ·cos2θ＝12
mg sin4θ。