高考物理备考之百所名校组合卷系列专题2_相互作用

高考物理备考之百所名校组合卷系列专题2 相互作用【试题1】如图1所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上．关于物体之所以能静止在斜面上的原因，同学之间有不同的看法，你认为正确的是( )图1A．物体所受的重力小于物体所受的摩擦力B．物体所受的下滑力小于物体所受的摩擦力C．物体所受的重力和弹力的合力小于或等于物体与斜面间的最大静摩擦力D．物体所受的弹力和最大静摩擦力的合力等于物体所受的重力【试题出处】2011·广东调研【解析】物体受重力、弹力、摩擦力这三个力，故B错；这三个力合力为零，所以摩擦力等于重力沿斜面方向的分力，故A错；但摩擦力不一定就是最大静摩擦力，故D错．【答案】C【试题2】如图2所示，在水平力作用下，木块A、B保持静止．若木块A与B的接触面是水平的，且F≠0.则关于木块B的受力个数可能是( )图2A．3个或4个B．3个或5个C．4个或5个D．4个或6个【试题出处】2011·石家庄一中模拟【解析】木块B静止，必受到重力、斜面的支持力、A给的压力和水平向左的摩擦力这4个力，斜面给的摩擦力可有可无，故C正确．【答案】C【试题3】如图3所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q 上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是( )图3A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态B．台秤P的读数等于mg－FC．台秤Q的读数为mg－2FD．两台秤的读数之和为2mg【试题出处】2011·长沙一中模拟【解析】甲、乙均静止(无加速度)，故A错；对甲、乙分别受力分析可知，台秤P的读数等于mg＋F，台秤Q的读数为mg－F，故BC错，D对．【答案】D【试题4】如图4所示，倾角为30°，重为80 N的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是( )图4A．斜面有向左运动的趋势B．地面对斜面的支持力为80 NC．球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下D．弹性轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上【试题出处】2011·徐州一中模拟【解析】把小球、杆和斜面作为整体受力分析可知，仅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故A、B错；对小球受力分析知，只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆)，故C对D错．【答案】C【试题5】如图5所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计，且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，设该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，则( ) A．F1增大，F2减小B．F1增大，F2增大C．F1减小，F2减小D．F1减小，F2增大【试题6】如图7所示，水平地面上固定着一竖直立柱，某人通过柱顶的定滑轮将200 N 的重物拉住不动，已知人拉着绳的一端，绳与水平地面夹角为30°，则定滑轮所受的压力大小为( )图7A．400 N B．200 3 NC．300 N D．200 N【试题出处】2011·河北衡水中学模拟【解析】两绳对定滑轮作用力如图8，图8F＝mg＝200 N由几何关系F合＝2F cos30°＝200 3 N滑轮受的压力F N＝F合＝200 3 N.【答案】B【试题7】如图9中弹簧测力计、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的重力都是G，在图(甲)、(乙)、(丙)三种情况下，弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3，则以下判断正确的是 ( )图9A．F3>F1＝F2B．F3＝F1>F2C．F1＝F2＝F3D．F1>F2＝F3【试题出处】2011·山东菏泽一中模拟【解析】弹簧测力计的示数即为与其挂钩相连的细线的拉力大小，对三种情况下的物体各自进行受力分析，由平衡条件得题图(甲)中F1＝G，题图(乙)中F2＝G cos30°，题图(丙)中F3＝G，故B正确．【答案】B【试题8】如图10所示，一个重为30 N的物体，放在倾角θ＝30°的斜面上静止不动，若用F＝5 N的竖直向上的力提物体，物体仍静止，下述结论正确的是( )图10A．物体受到的摩擦力减小2.5 NB．物体对斜面的作用力减小5 NC．斜面受到的压力减小5 ND．物体受到的合外力减小5 N【试题出处】2011·重庆一中模拟【试题9】如图11所示，横截面为直角三角形斜劈A，放在粗糙的水平地面上，在劈与竖直墙壁之间放置一光滑球B，系统处于静止状态．在球B上施一通过球心的力F，系统仍保持静止，下列说法正确的是( )图11A．B所受合外力增大B．B对竖直墙壁的压力增大C．地面对A的摩擦力减小D．A对地面的摩擦力将小于B对墙壁的压力【试题出处】2011·河南实验中学模拟【解析】球B始终静止，则其所受合外力始终为0，故A错；以A、B为整体受力分析可知，墙给B的压力始终等于地面对A的摩擦力，故D错；对B受力分析易得墙对B的压力变大，结合牛顿第三定律可知B对C错．【答案】B【试题10】如图12所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则 ( )图12A．将滑块由静止释放，如果μ>tanθ，滑块将下滑B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ<tanθ，滑块将减速下滑C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ＝tanθ，拉力大小应是2mg sinθD．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ＝tanθ，拉力大小应是mg sinθ【试题出处】2011·北京师大附中模拟【解析】由μ＝tanθ条件可知μmg cosθ＝mg sinθ，即滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑，滑块沿斜面方向合力为零，即拉力F拉＝mg sinθ＋μmg cosθ＝2mg sinθ.【答案】C【试题11】一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图12，现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，当小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，系统(包括容器和水)的重心位置( ) A．慢慢下降B．慢慢上升C．先下降后上升D．先上升后下降图12【试题出处】2011·鸡西一中模拟【解析】当水流出时水的重心不断下降，当容器中水即将流尽时，两者的重心位置接近于容器的重心位置，故重心先下降后上升，故答案C正确．【答案】C【试题12】如图13所示，将两个相同的条形磁铁吸在一起，置于水平桌面上，下面说法正确的是( )图13A．B对桌面的压力的大小等于A、B的重力之和B．A对B的压力大于A的重力C．A对B的压力的大小等于A的重力D．B对桌面的压力小于A、B的重力之和【试题出处】2011·哈尔滨一中模拟【解析】把条形磁铁A和B视为一个系统，在竖直方向上合外力为零，选项A对，D错．隔离A，A受到三个力，即A的重力，B对A的支持力(方向向上)，B对A的吸引力(方向向下)，三个力的合力为零；支持力大于重力，A对B的压力大小等于B对A的支持力，大于A的重力，选项B对，C错．【答案】AB【试题13】如图14所示，物块M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v，则传送带启动后( )图14A．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【试题出处】2011·北京东城区模拟【解析】本题考查的知识点为滑动摩擦力，由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，故C、D正确。

【答案】CD【试题14】如图24所示，有五个力作用于一点P，构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线，设F3＝10 N，则这五个力的合力大小为( )图24A．10(2＋2) N B．20 NC．30 N D．0【试题出处】2011·大同一中模拟【解析】由正六边形顶点在同一个圆周上，F3为圆的直径，我们先求出F1、F4的合力与F3大小相等方向相同，再求出F2、F5的合力与F3大小相等方向相同，所以合外力等于3倍的F3.【答案】C【试题15】如图25所示，结点O在三个力作用下平衡，保持θ不变，将B点向上移，则BO绳的拉力将( )图25A．逐渐减小B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小【试题出处】2011·武汉二中模拟【试题16】如图21所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来的位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是( )图21A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1保持不变，F2逐渐减小【试题出处】2011·唐山一中模拟【解析】把物体A和圆环看成一个整体，水平方向F2＝F，竖直方向F1＝G A＋G环，可见F1始终不变．图22隔离结点O分析，受力如图22所示，F＝G A tanα，由F2＝F得F2＝G A tanα，即F2随绳与杆MN夹角的减小而减小，故D项正确．【答案】D【试题17】如图24所示，质量为m1的木块在质量为m2的长木板上，在力F的作用下向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则( )图24A ．木板受到地面的摩擦力大小一定为μ1m 1gB ．木板受到地面的摩擦力一定是μ2(m 1＋m 2)gC ．当F >μ2(m 1＋m 2)g 时，木板便会开始滑动D ．无论怎样改变F 的大小，木板都不可能滑动 【试题出处】2011·保定一中模拟【解析】木块相对木板向右运动，它要受到木板向左的滑动摩擦力μ1m 1g .由牛顿第三定律可知，木板受到木块向右的滑动摩擦力μ1m 1g .因木板处于静止状态，由平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力大小一定等于μ1m 1g ，故A 对B 错．力F 的大小只影响木块的加速度，而不影响m 1、m 2之间的滑动摩擦力μ1m 1g ，所以无论F 大小如何，只要m 1在m 2上滑动，木板都不可能滑动，故C 错D 对，正确选项为A 、D.【答案】AD【试题18】如图30所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 是球心，碗的内表面光滑．轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m 1、m 2.当它们静止时，m 1、m 2与球心的连线跟水平面分别成60°、30°角，则碗对两小球的弹力F 1、F 2大小之比是( )图30A ．1∶2 B.3∶1 C ．1∶ 3 D.3∶2 【试题出处】2011·宁夏质量检测图31【解析】选m 1、m 2组成的整体作为研究对象进行分析，则三力平衡必共点，故F 1∶F 2＝tan60°＝3，选项B 正确．【答案】B【试题19】如图33，滑板运动是一项非常刺激的水上运动．研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力F N 垂直于板面，大小为kv 2，其中v 为滑板速率(水可视为静止)．某次运动中，在水平引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时，滑板做匀速直线运动，相应的k ＝54 kg/m.人和滑板的总质量为108 kg ，试求(重力加速度g 取10 m/s 2，sin37°取35，忽略空气阻力)：图33(1)水平牵引力的大小； (2)滑板的速率．【试题出处】2011·湖北调研图34【解析】(1)以滑板和运动员为研究对象，其受力如图34所示 由共点力平衡条件可得 F N cos θ＝mg ① F N sin θ＝F ②由①、②联立，得F ＝810 N (2)F N ＝mg /cos θ F N ＝kv 2 得v ＝mg k cos θ＝5 m/s【答案】(1)810 N (2)5 m/s 【试题20】登山运动员有时需要使用在两竖直岩石墙间爬上去的技术，如图36所示．假定鞋与岩石间的动摩擦因数为0.9，运动员腿长为0.9 m.图36(1)求运动员可以像图中所示那样站立的两端之间的距离．(2)如果遇到的是两竖直岩石间距离较小的情况，应怎样应付，请提出建议． 【试题出处】2011·华东师大附中模拟 【解析】设运动员腿长为a ，墙间距离为d .(1)运动员在两墙之间“挂”着时，墙的反作用力的方向一定是沿着运动员的腿，受力的几何图如图37甲所示．给出下列关系式，μ为动摩擦因数，有：F N (μF N )2＋F 2N ＝d 2a ，即d ＝2a1＋μ2因为μ的最大可能值为0.9，故1.3 m≤d <1.8 m.图37(2)当d 较小时，图乙给出了可采取的方法(乙图可取，丙图否定)． 【答案】(1)1.3 m≤d <1.8 m (2)采取的方法如图乙所示【试题21】做“验证力的平行四边形定则”实验时，其中的三个实验步骤是：(1)在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O ，在白纸上记下O 点和两弹簧测力计的读数F 1和F 2.(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.(3)只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，记下此时弹簧测力计的读数F′及细绳的方向．以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里？在(1)中是_________________________在(2)中是______________________________在(3)中是___________________________________【试题出处】2011·兰州一中模拟【解析】本题主要考查该实验的重要步骤，(1)中读取F1和F2时，还应描绘F1、F2的方向；(2)中在“大小”后面加“方向”；(3)中“使它的……相同”改为“把橡皮条与细线的结点拉至O点”．【答案】(1)中读取F1和F2时，还应描绘F1、F2的方向；(2)中在“大小”后面加“方向”；(3)中“使它的……相同”改为“把橡皮条与细线的结点拉至O点”．【试题22】如图14所示，位于竖直侧面的物体A的质量m A＝0.2 kg，放在水平面上的物体B的质量m B＝1.0 kg，绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平，OA部分竖直，A和B恰好一起匀速运动，取g＝10 m/s2.图14(1)求物体B与桌面间的动摩擦因数；(2)如果用水平力F向左拉物体B，使物体A和B做匀速运动需多大的拉力？【试题出处】2011·上海中学模拟【解析】(1)因物体A和B恰好一起匀速运动，所以物体B受到的水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小相等，且等于物体A的重力m A g.物体B对桌面的压力F N等于物体B的重力m B g.所以有F1＝μF N，F N＝m B g，解得μ＝0.2.T＝F1＝m A g.(2)如果用水平力F向左拉物体B，使物体A和B做匀速运动，此时水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小均不变，根据物体B水平方向受力平衡有F＝T＋F1＝2m A g＝4 N.【答案】(1)0.2 (2)4 N【试题23】如图15所示，倾角α＝60°的斜面上，放一质量为1 kg的物体，用k＝100 N/m的轻质弹簧平行于斜面拉着，物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体就会沿斜面滑动．若AP＝22 cm，AQ＝8 cm，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小．(取g＝10 m/s2)图15【试题出处】2011·广州学军中学模拟【解析】P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置，在P点弹簧处于伸长状态，受力分析如图16(1)所示．图16F f ＝F 1－mg sin α①在Q 点弹簧处于压缩状态，受力分析如图16(2)所示． F f ＝F 2＋mg sin α②设弹簧原长x ，则有F 1＝k (0.22－x )③F 2＝k (x －0.08)④由①②得⎩⎪⎨⎪⎧ F f ＝F 1－mg sin αF f ＝F 2＋mg sin α所以2F f ＝F 1＋F 2＝k (0.22－0.08)F f ＝12×100×0.14 N＝7 N. 【答案】7 N。