专题2 相互作用-2021年高考物理二轮复习(解析版)

专题2 相互作用

一、单选题

1．（2020·北京高考真题）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F t -图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A ．实验中必须让木板保持匀速运动

B ．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线

C ．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7

D ．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数

【答案】C

【解析】AB ．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB 错误；

C ．由图可知，最大静摩擦力约为10N ，滑动摩擦力约为7N ，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C 正确；

D ．根据

f N F F μ=，N F m

g =

可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D 错误。

故选C 。

2．（2019·江苏高考真题）如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T ，则风对气球作用力的大小为（ ）

A ．sin T α

B ．cos T α

C ．T sin α

D ．T cos α

【答案】C

【解析】对气球受力分析，由水平方向平衡条件可得：sin F T 风α=，故C 正确．

3．（2019·天津高考真题）2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是（ ）

A ．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力

B ．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度

C ．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下

D ．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布

【答案】C

【解析】A ．以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔的向下

的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变，故A 错误； B ．由图甲可知2cos T Mg α=，当索塔高度降低后，α变大，cos α 变小，故T 变大，故B 错误； C ．由B 的分析可知，当钢索对称分布时，2cos T Mg α=，钢索对索塔的合力竖直向下，故C 正确；

D ．受力分析如图乙，只要sin sin AC AB F F αβ

= ，钢索AC 、AB 的拉力F AC 、F AB 进行合成，合力竖直向下，钢索不一定要对称分布，故D 错误；

故选C 。

4．（2019·全国高考真题）用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示．两斜面I 、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°．重力加速度为g ．当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I 、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2，则（ ）

A ．12F F ，

B ．12F F ，

C ．121=2F mg F ，

D ．121=2F F mg ， 【答案】D

【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，

1cos30F mg '=︒，2sin30F mg '=︒ ．解得1F '=，212F mg '= 由牛顿第三定律知

121,22

F mg F mg ==，故D 正确

5．（2019·全国高考真题）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

10m/s 2．若轻绳能承受的最大张力为1 500 N ，则物块的质量最大为

A ．150kg

B ．

C ．200 kg

D ．【答案】A 【解析】

T =f +mg sin θ，f =μN ，N =mg cosθ，代入数据解得：m =150kg ，故A 选项符合题意

6．（2018·浙江高考真题）小明在观察如图所示的沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的．小明测出这堆沙子的底部周长为31.4m ，利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为0.5，估算出这堆沙子的体积最接近（ ）

A ．60m 2

B ．200m 2

C ．250m 2

D ．500m 2

【答案】A

【解析】沙堆底部周长为31.4m ，故圆锥体的底部圆半径为31.452 3.14

r m m ==⨯，对锥面上的一粒沙粒分析，当满足cos sin mg mg μθθ=（θ为锥体的底角）时沙粒刚好静止，故tan r h μθ==

，解得圆锥体高 2.5h m =，故圆锥体的体积约为2311 3.145 2.56033

V Sh m ==⨯⨯⨯≈，A 正确． 7．（2018·浙江高考真题）叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m ，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：

A ．上方球与下方3个球间均没有弹力

B ．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C ．水平地面对下方三个球的支持力均为43mg

D ．水平地面对下方三个球的摩擦力均为43

mg μ 【答案】C

【解析】对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A 错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球