2020年高考物理一轮复习专题2.6相互作用精品测试卷(含解析)

专题2.6 相互作用精品测试卷【满分：100分 时间：90分钟】一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1. (2019·石家庄一中模拟) 假期里，一位同学在厨房里帮助妈妈做菜，对菜刀产生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图所示，他先后做出过几个猜想，其中合理的是( )A ．刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B ．在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C ．在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D ．在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大【答案】D【解析】 把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角形劈，设顶角为2θ，背宽为d ，侧面长为l ，如图所示．当在刀背施加压力F 后，产生垂直侧面的两个分力F 1、F 2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体．由对称性知，这两个分力大小相等(F 1＝F 2)，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图所示，在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑(图中阴影部分)．根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，有关系式F 1F 2＝l d 2＝1sin θ，得F 1＝F 2＝F 2sin θ.由此可见，刀背上加上一定的压力F 时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin θ 的值越小，F 1和F 2的值越大，故D 正确．2.(2019·蚌埠质量检查)如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F ，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为f ，则该过程中()A ．f 变小，F 变大B ．f 变小，F 变小C ．f 变大，F 变小D ．f 变大，F 变大【答案】D【解析】对小球受力分析，受拉力F ，绳的拉力T ，重力mg ，绳与竖直方向的夹角为α，由平衡条件得F ＝mg tan α，向右拉动时，α增大，tan α增大，F 增大；绳的拉力T ＝mg cos α，对物体甲受力分析，水平方向受力平衡，得f ＝T cos θ＝mg cos θcos α，α增大，cos α减小，mg cos θcos α增大，故f 增大，D 正确．3．(2019·海南海口一中模拟)如图所示的容器内盛有水，器壁AB 部分是一个平面且呈倾斜状，有一个小物块P 处于图示位置并保持静止状态，则该物体( )A ．可能受三个力作用B ．可能受四个力作用C ．一定受三个力作用D ．一定受四个力作用【答案】B【解析】物体一定受到地球的吸引而产生的重力，同时因为排开一定质量的液体，故一定受浮力，若浮力大小等于重力，则二者可以平衡，物体与AB 间没有相互作用，故可能受两个力作用；若浮力大于重力，则物体一定会受AB 对P 的弹力，由于弹力垂直于接触面向下，物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡，故物体可能受四个力；故只有B 项正确，A 、C 、D 错误．4. (2019·郑州一中模拟)如图所示，直角三角形框架ABC (角C 为直角)固定在水平地面上，已知AC 与水平方向的夹角为α＝30°.小环P 、Q 分别套在光滑臂AC 、BC 上，用一根不可伸长的细绳连接两小环，静止时细绳恰好处于水平方向，小环P 、Q 的质量分别为m 1、m 2，则小环P 、Q 的质量的比值为( )A ．m 1m 2＝ 3B ．m 1m 2＝3C ．m 1m 2＝33 D ．m 1m 2＝13 【答案】B【解析】对小环P 进行受力分析如图，设绳子拉力大小为T ，由几何关系有T 1＝m 1g tan α，对小环Q 进行受力分析，由几何关系有T 2＝m 2g cot α，T 1＝T 2，联立解得m 1m 2＝cot 2α＝3，选项B 正确．5. (2019·长沙一直模拟)如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m 的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F 和环对小球的弹力F N 的大小变化情况是( )A ．F 减小，F N 不变B ．F 不变，F N 减小C ．F 不变，F N 增大D ．F 增大，F N 减小 【答案】A【解析】 对小球受力分析，其所受的三个力组成一个闭合三角形，如图所示，力三角形与圆内的三角形相似，由几何关系可知mg R ＝F N R ＝F L，小球缓慢上移时mg 不变，R 不变，L 减小，F 大小减小，F N 大小不变，A 正确．6．(2019·山东菏泽一中模拟)匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触．关于小球的受力，说法正确的是( )A ．重力和细线对它的拉力B ．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力C ．重力和斜面对它的支持力D ．细线对它的拉力和斜面对它的支持力【答案】 A 【解析】小球必定受到重力和细线的拉力．小球和光滑斜面接触，但斜面对小球没有弹力，假设有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，与题设条件矛盾，故A正确．7．(2019·四川绵阳一中模拟)有三个力：F1＝2 N，F2＝5 N，F3＝8 N，则( )A．F2和F3可能是F1的两个分力 B．F1和F3可能是F2的两个分力C．F1和F2可能是F3的两个分力 D．上述结果都不对【答案】D【解析】F2和F3合力范围为：|F2－F3|≤F合≤F2＋F3，即3≤F合≤13 N，而F1＝2 N，不在此范围内，故A错误；F1和F3合力范围为：|F1－F3|≤F合≤F1＋F3，即6 N≤F合≤10 N，而F2＝5 N不在此范围内，故B错误；F1和F2合力范围为：|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，即3 N≤F合≤7 N，而F3＝8 N不在此范围内，故C错误；由以上可知D说法正确，ABC错误．8．(2019·河南重点中学联考)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面体上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是( )A．F N保持不变，F T不断增大 B．F N不断增大，F T不断减小C．F N保持不变，F T先增大后减小 D．F N不断增大，F T先减小后增大【答案】D【解析】对小球受力分析如图所示(重力mg、斜面对小球的支持力F N、绳对小球的拉力F T)．画出一簇平行四边形如图所示，当F T方向与斜面平行时，F T最小，所以F T先减小后增大，F N一直增大，只有选项D正确．9．(2019·辽宁沈阳重点中学联考)如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37° 的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则( )A．小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B ．弹簧弹力不可能为34mg C ．小球可能受三个力作用D ．木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg【答案】C【解析】小球的受力分析如图，当mg sin 37° >F cos 37°，小球受到沿斜面向上的摩擦力，当mg sin 37° <F cos 37°，小球受到沿斜面向下的摩擦力，当mg sin 37° ＝F cos 37°，斜面对小球不受摩擦力，且F＝mg tan 37° ＝34mg ，所以A 、B 错误，C 正确；木板对小球的作用力的竖直分量等于mg ，所以不可能小于mg ，D 错误．10．(2019·山东济南一中模拟)如图所示，半圆形线框竖直放置在粗糙的水平地面上，质量为m 的光滑小球P 在水平外力F 的作用下处于静止状态，P 与圆心O 的连线与水平面的夹角为θ，将力F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°，框架与小球始终保持静止状态，在此过程中下列说法正确的是( )A ．拉力F 一直增大B ．拉力F 的最小值为mg sin θC ．地面对框架的摩擦力先增大后减小D ．框架对地面的压力始终在减小【答案】D【解析】对球受力分析，如图所示，从图看出，将力F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°，拉力先减小后增加，当拉力与支持力垂直时最小，为mg cos θ，故A 、B 错误；再分析球和框整体，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如果将图中的拉力F 沿着水平和竖直方向正交分解，将力F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢转过90°过程中，其水平分力减小、而竖直分力增加，根据平衡条件可知，支持力减小、摩擦力也减小，根据牛顿第三定律，对地面的压力减小，故C 错误，D 正确．二、多项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)11．(2019·哈尔滨三中模拟)将力传感器A 固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上．如图甲所示，力传感器A 与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律曲线．一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于静止状态．在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂，力传感器采集的F －t 图象如图乙所示．则下列分析正确的是( )A ．2.5 s 前小车做变加速运动B ．2.5 s 后小车做变加速运动C ．2.5 s 前小车所受摩擦力不变D ．2.5 s 后小车所受摩擦力不变【答案】BD【解析】由题图乙可知，在F 变化的阶段，砂桶质量由小变大，滑块与小车之间没有相对滑动，属于静摩擦力，所以2.5 s 前，小车、滑块均处于静止状态，A 错误；2.5 s 后小车受恒定摩擦力，但是外力增加，因此小车做变加速直线运动，B 正确；根据上述分析，2.5 s 前滑块受静摩擦力，且静摩擦力在变化，2.5 s 后受滑动摩擦力，且大小不变，C 错误，D 正确．12. (2019·北京101中学模拟)光滑水平地面上放有截面为14圆周的柱状物体A ，A 与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B .对A 施加一水平向左的力F ，整个装置保持静止．若将A 的位置向右移动少许，整个装置仍保持平衡，则( )A ．水平外力F 增大B ．墙对B 的作用力减小C ．地面对A 的支持力减小D ．B 对A 的作用力增大【答案】AD【解析】 A 、B 之间的弹力方向沿A 、B 圆心连线方向．以B 为研究对象，如图所示，B 受重力G B 、墙壁对B 的弹力F 1、A 对B 的弹力F 2，根据共点力平衡条件有，F 2cos α＝G B ，F 2sin α＝F 1，解得F 1＝G B tan α，F 2＝G Bcos α.若将A 向右移动少许，α变大，可见F 1、F 2都变大，B 错误，D 正确；以A 和B 整体为研究对象，有F ＝F 1＝G B tan α，则F 随α的增大而变大，地面对A 的支持力始终等于A 、B 的总重力，保持不变，A正确，C 错误．13. (2019·上海格致中学模拟)如图所示，一条细线一端与地板上的物体B 相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A 相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O ′点，细线与竖直方向所成角度为α，则( )A ．如果将物体B 在地板上向右移动一点，α角将增大B ．无论物体B 在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变C ．增大小球A 的质量，α角一定减小D ．悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A 的重力【答案】AD【解析】 O 、A 之间的细线一定沿竖直方向，如果物体B 在地板上向右移动一点，O 、B 间的细线将向右偏转，OA 与OB 间的夹角将增大．OA 与OB 两段细线上的弹力都等于小球A 的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO ′→的方向)与∠AOB 的角平分线在一条直线上，显然物体B 在地板上向右移动时α角将增大，A 正确，B 错误；增大小球A 的质量，只要物体B 的位置不变，α角也不变，C 错误；因物体B 无论在地板上移动多远，∠AOB 也不可能达到120°，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A 的重力，D 正确．14．(2019·福建双十中学模拟)如图所示，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，则( )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，若G a＝G b sinθ，b受到c的摩擦力为零；若G a≠G b sinθ，b受到c 的摩擦力不为零；若G a<G b sinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故A错误，B正确；以bc整体为研究对象，分析受力如图，由平衡条件得，水平面对c的摩擦力F f＝F T cosθ＝G a cosθ，方向水平向左，在a中的沙子缓慢流出的过程中，则摩擦力在减小，故C错误，D正确．15．(2019·安徽合肥一中三模)一直角V形槽固定在水平面上，其横截面如图所示，BC面与水平面间夹角为60°，有一质量为m的正方体木块放在槽内，木块与AB面间的动摩擦因数为μ，与BC面间无摩擦．现用平行于槽的水平力F推木块，使之沿槽向里匀速运动，重力加速度为g.下列说法正确的是( )A．木块受到5个力的作用B．木块对V形槽的作用力大小为mgC．推力F大小为32μmg D．木块对BC面的压力大小为32mg【答案】AC【解析】木块受重力、斜面AB的支持力、斜面BC的支持力、斜面AB的摩擦力以及推力F的作用，选项A正确；水平推力F＝f＝μmg cos 30°＝32μmg，选项C正确；木块对V形槽的作用力大小等于力F与重力mg的合力，其大小大于mg，选项B错误；木块对BC面的压力大小为mg cos 60°＝0.5mg，选项D错误．16．(2019·湖北仙桃、天门、潜江三市联考)如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F 作用在该物块上．在保证物块不相对木板滑动和情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度．在此过程中下面说法正确的是( )A．物块所受支持力一定变大 B．物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变C．物块所受摩擦力可能变小 D．物块所受摩擦力一定变大【答案】BD【解析】设木板与水平面的夹角为θ，对物块进行受力分析可知物块受竖直向下的重力mg、恒力F和垂直木板向上的支持力N以及沿木板向上的静摩擦力F f，由于物块始终处于静止状态，故垂直木板方向合力为零，则物块所受支持力与摩擦力的合力与重力和F的合力相平衡，故物块所受支持力与摩擦力的合力不变．根据平衡条件有，在垂直木板方向有N＋F sin θ＝mg cos θ，在沿木板方向有F f＝mg sin θ＋F cos θ，由题意可知θ逐渐增大，故N逐渐减小，结合题意可知摩擦力一定变大．故A、C错误，B、D正确．17. (2019·河南新乡一中模拟)如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α，则( )A.如果将物体B在地板上向右移动一点，α角将增大B.无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变C.增大小球A的质量，α角一定减小D.悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力【答案】AD【解析】O、A之间的细线一定沿竖直方向，如果物体B在地板上向右移动一点，O、B间的细线将向右上偏转，OA与OB间的夹角将增大。