2024年高考物理二轮复习提升核心素养 相互作用综合练（解析版）.docx

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2.5相互作用综合练一、单选题1．躺椅在生活中用途广泛，图甲中人双脚离地而坐，图乙中人双脚着地而坐。两图中位于水平地面上的人和椅子都保持静止状态，下列说法正确的是（　　）A．甲中人对躺椅的压力是由椅子发生形变产生的B．甲中人不同的躺姿会改变躺椅对人的合力C．乙中人脚用力蹬地时，躺椅对人背部摩擦力一定沿椅面向上D．乙中人脚用力蹬地时，脚对地的摩擦力大小与躺椅对地的摩擦力大小相等【答案】D【解析】A．甲中人对躺椅的压力是由人发生形变产生的，A错误；B．甲中人不同的躺姿，躺椅对人的作用力均与人的重力大小相等，方向相反，B错误；C．乙中人脚用力蹬地时，如果人的背部相对于躺椅有向上运动的趋势时，人背部所受摩擦力一定沿椅面向下，C错误；D．以人和躺椅整体为研究对象．乙中人脚用力蹬地时，地对脚的摩擦力和地对躺椅的摩擦力等大反向，由牛顿第三定律知：脚对地的摩擦力大小和地对脚的摩擦力大小相等，可得脚对地的摩擦力大小与躺椅对地的摩擦力大小相等，D正确。故选D。2．如图，笔斜放搁置在鼠标上，关于笔在水平桌面的支撑点和鼠标的支撑点处受力的方向，下列说法正确的是（　　）A．处受到的支持力方向竖直向上学科网（北京）股份有限公司 B．处受到的支持力方向竖直向上C．处受到的静摩擦力方向沿方向D．处受到的静摩擦力方向沿水平方向【答案】B【解析】AD．处受到的支持力方向垂直于钢笔与鼠标的接触面斜向右上；由于钢笔有沿接触面向下滑动的趋势，所以处受到的静摩擦力方向沿MN斜向左上，故AD错误；BC．处受到的支持力方向垂直于水平桌面向上，即竖直向上；由于钢笔有沿水平桌面向右滑动的趋势，所以处受到的静摩擦力方向水平向左，故B正确，C错误。故选B。3．如图为在班级拔河对抗赛中小明同学所在班级的比赛现场，对此时小明的受力，下列说法正确的是（　　）A．右脚受到的地面支持力沿着小腿斜向上B．右脚受到地面的摩擦力方向水平向前C．右手受到的绳子摩擦力方向沿着绳子向前D．右手对绳子的作用力沿着绳子向后【答案】C【解析】A．支持力垂直两物体接触面，为垂直向上，A错误；B．绳子对小明有向前的作用力，故小明相对地面的运动趋势向前，地面对其静摩擦力方向向后，B错误；C．绳子相对于小明有向前运动的趋势，故小明相对绳子的运动趋势向后，绳子对小明的摩擦力向前，C正确；学科网（北京）股份有限公司 D．右手对绳子的摩擦力沿着绳子向后，压力竖直向下，支持力竖直向上，故右手对绳子的作用力不一定沿着绳子向后，D错误。故选C。4．如图，桌子边缘用茶叶罐子压着一张纸，欲向外把纸拉走，而让茶叶罐子留在桌上，实验发现纸拉得越快，茶叶罐子越稳定，对此，以下说法正确的是（　　）A．纸拉得越快，纸对罐子的摩擦力越小B．由于罐子有惯性，所以纸拉得越快，罐子惯性越大，越稳定C．纸拉得越快，纸对罐子的摩擦力的冲量越小D．无论拉纸的力如何，罐子和纸总会有相对运动，最终罐子总可以留在桌上【答案】C【解析】A．拉纸的快慢，对纸对罐子的摩擦力没有影响，故A错误；B．罐子的质量不变，罐子惯性就不变，故B错误；C．纸拉得越快，纸对罐子摩擦力的作用时间就越短，则冲量越小，故C正确；D．如果拉纸的力小一些，罐子就会获得较大的速度或者与纸一起运动，罐子就可能离开桌面，故D错误。故选C。5．木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块B上。力F作用后木块所受摩擦力情况是（　　）A．木块A所受摩擦力大小是8N，木块B所受摩擦力大小是7NB．木块A所受摩擦力大小是8N，木块B所受摩擦力大小是9NC．木块A所受摩擦力大小是11.5N，木块B所受摩擦力大小是9ND．木块A所受摩擦力大小是11.5N，木块B所受摩擦力大小是7N【答案】B【解析】学科网（北京）股份有限公司 未加F时，木块A在水平方向上受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用，且FA=F1=kx=8N木块B在水平方向上受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用，且FB=F2=kx=8N在木块B上施加F=1N的向右的拉力后，由于F2+F＜μGB故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小FB′=F2+F=9N木块A的受力情况不变。故木块A所受摩擦力大小是8N，木块B所受摩擦力大小是9N，故B正确。故选B。6．如图所示，物体A、B的质量分别，，A与B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。当用水平力F＝80N向右拉轻滑轮时，B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力分别为（　　）A．30N，70NB．30N，80NC．30N，90ND．40N，80N【答案】A【解析】由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则AB之间的最大静摩擦力为B与地面间的最大静摩擦力为当用水平力向右拉轻滑轮时，对A分析有，绳子的拉力则A受滑动摩擦力，大小为，方向向左，对B分析有，向右的力学科网（北京）股份有限公司 则B仍然静止，则B受地面的静摩擦力，大小为，方向向左。故BCD错误A正确。故选A。7．如图所示，水平桌面上平放着一副扑克牌，每一张牌的质量都相等，牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数也都相等，用手指以竖直向下的力按压第一张牌，并以一定的速度水平移动手指，将第一张牌从牌摞中水平移出（牌与手指之间相对无滑动），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（   ）A．除第一张牌外其余牌之间不可能发生相对滑动B．除第一张牌外其余牌之间可能发生相对滑动C．第一张牌受到第二张牌的摩擦力方向与手指的运动方向相同D．最下面一张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相同【答案】A【解析】AB．设每张的质量为m，动摩擦因数为，对第2张分析，它对第3张牌的压力等于上面两张的重力加手指的压力，最大静摩擦力而受到的第1张牌的滑动摩擦力为则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动，同理，除第一张牌外其余牌之间不可能发生相对滑动，故A正确，B错误；C．第1张牌相对于第二张牌的运动方向与手指的运动方向相同，则第一张牌受到第二张牌的摩擦力方向与手指的运动方向相反，故C错误；D．对除第一张牌外53张牌研究，处于静止状态，水平方向受到第1张牌的滑动摩擦力，方向与手指的运动方向相同，则根据平衡条件可知，第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反，故D错误。故选A。学科网（北京）股份有限公司 8．如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则（　　）A．A、B间没有静摩擦力B．A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinθD．A与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ【答案】D【解析】AB．对物体B受力分析可知，B一定受重力、支持力，将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的静摩擦力；根据力的相互作用规律可知，A受到B的静摩擦力应沿斜面向下，故AB错误；C．对A、B整体分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsinθ，C错误；D．对A、B整体分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，由于匀速下滑，故重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力平衡，则有2mgsinθ=μ2mgcosθ解得μ=tanθD正确。故选D。二、多选题9．如图，家用小型起重机拉起重物的绳子一端固定在起重机斜臂顶端，另一端跨过动滑轮A和定滑轮B之后与电动机相连。起重机正将重为G的重物匀速竖直上拉，忽略绳子与滑轮的摩擦以及绳子和动滑轮A的重力，∠ABC=60°，则（　　）学科网（北京）股份有限公司 A．绳子对定滑轮B的作用力方向竖直向下B．绳子对定滑轮B的作用力方向与BA成30°斜向下C．绳子对定滑轮B的作用力大小等于GD．绳子对定滑轮B的作用力大小等于【答案】BD【解析】A．绳子对定滑轮的B的作用力为BA和BC两段绳子弹力的合力，方向斜向左下，故A错误；B．C．D．重物匀速运动，则任意段绳子的弹力等于重力的一半，即。由平行四边形可知，合力方向延∠ABC的角平分线，与BA夹角30°斜向下，大小为,故BD正确，C错误。故选BD。10．如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳子一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一个竖直平面内。为了使脚所受到的拉力增大，可采取的方法是（　　）A．只增加绳子的长度B．只增加重物的质量C．只将病人脚向左移动远离定滑轮D．只将病人脚向右移动靠近定滑轮【答案】BC学科网（北京）股份有限公司 【解析】A．设脚所受的拉力为F，绳子的拉力为T，则有F=2Tcosθ，只增加绳子的长度，重物质量不变，绳子的拉力T不变，由力的平衡条件可知θ角不变，拉力F不变，A错误；B．只增加重物的质量，绳子拉力T增大，脚所受拉力F增大，B正确；C．只将病人脚向左移动远离定滑轮，可知θ角变小，绳子的拉力T不变，则由F=2Tcosθ可知脚所受拉力F增大，C正确；D．只将病人脚向右移动靠近定滑轮，可知θ角变大，绳子的拉力T不变，则由F=2Tcosθ可知脚所受拉力F减小，D错误。故选BC。11．如图所示，一件重为G的行李被OA绳和OB绳吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，F是以F1、F2为邻边作出的平行四边形的对角线。则（　　）A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．行李对OA绳的拉力为F1D．OB绳对行李的拉力为F2【答案】BD【解析】AB．由题意可知F1、F2的合力是F，故A错误，B正确；C．F1为OA绳拉行李的力，故C错误；D．OB绳对行李的拉力为F2，故D正确。故选BD。12．一直角V形槽固定在水平面上，其横截面如图所示，面与水平面间夹角为，有一质量为的正方体木块放在槽内，木块与面间的动摩擦因数为，与面间无摩擦。现用平行于槽的水平力推木块，使之沿槽向里匀速运动，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）学科网（北京）股份有限公司 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C．木块对面的压力大小为D．推力大小为【答案】AD【解析】A．木块受重力mg、推力F、AB面的支持力N1、AB面的滑动摩擦力f1、BC面的支持力N2，共5个力作用，故A正确；B．根据平衡条件以及力的合成可知V形槽对木块的作用力大小为根据牛顿第三定律可知木块对V形槽的作用力大于，故B错误；C．木块对面的压力大小为故C错误；D．推力大小为故D正确。故选AD。13．如图所示，重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上，将重力为G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，那么（　　）A．F1就是物体对斜面的压力B．物体对斜面的压力方向与F1的方向相同，大小为学科网（北京）股份有限公司 C．F2就是物体受到的静摩擦力D．物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力三个力的作用【答案】BD【解析】AB．F1是物体重力的分力，只是方向与物体对斜面的压力方向相同，大小相等，均为，但两个力不是同一个力。A错误，B正确；C．F2是物体重力的分力，不是斜面施加给物体的摩擦力。C错误；D．物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力三个力的作用。D正确。故选BD。14．在表面粗糙、倾角为θ的倾斜台面上，一块长为L，重力为G的长木块由静止开始滑下。已知木块与台面间的动摩擦因数为μ。木块在滑离台面的过程中，到达如图所示位置时有L部分滑至台面外，则（　　）A．木块对台面的压力为GcosθB．木块对台面的压力为GcosθC．台面对木块的摩擦力为μGcosθD．台面对木块的摩擦力为Gcosθ【答案】AC【解析】对木块受力分析如图所示学科网（北京）股份有限公司 在垂直台面方向，有FN=Gcosθ因此木块对台面的压力为F压=FN=Gcosθ由滑动摩擦力公式可得Ff=μFN=μGcosθ故选AC。15．如图所示，质量为、带电量为+q的小球A，用长度为L的绝缘细线悬挂于天花板上的O点。在O点的正下方2L处，绝缘支架上固定有带电小球B。小球A静止时，细线与竖直方向的夹角为60°。已知两个带电小球都可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A．小球B与小球A的电性一定相同B．小球B与小球A的电性一定相反C．小球B所带电量的绝对值为D．小球B所带电量的绝对值为【答案】AC【解析】AB．由于小球A能够静止，因此AB之间的静电力表现为斥力，即AB电性一定相同，A正确，B错误；CD．根据几何关系，AB一定和OA垂直，因此对小球A来说，所受重力、静电力F、拉力T符合三角形根据受力示意图可知学科网（北京）股份有限公司 又解得C正确，D错误；故选AC。三、解答题16．科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图所示，是一款放在水平桌面上的手机支架，其与手机的接触面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整的硬性物体时，会牢牢地吸附住物体。已知手机支架斜面与水平面的夹角θ=53°，手机重力为G，手机与接触面之间的动摩擦因数为μ=0.8。若让手机静止于支架上，则手机与支架接触面之间的吸引力至少为多大？（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。sin53°=0.8，cos53°=0.6）【答案】0.4G【解析】对手机受力分析如图学科网（北京）股份有限公司 由平衡条件得：沿斜面方向垂直斜面方向又联立得所以手机与支架接触面间的吸引力至少为0.4G。17．质量为10kg的木块放在水平桌面上，如图（a）所示，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木块从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木块继续做匀速运动。求：（1）木块与桌面间的最大静摩擦力fmax；（2）木块与桌面间的动摩擦因数μ1；（3）若把木块放到倾斜角为30°的固定斜面上，木块恰好匀速下滑如图（b），则斜面和木块的动摩擦因数μ2。【答案】（1）35N；（2）0.3；（3）【解析】（1）根据题意得，木块与桌面间的最大静摩擦力为学科网（北京）股份有限公司 fmax＝35N（2）对木块受力分析，如图所示可得FN＝mg＝100N又F＝f＝μ1FN可得木块与桌面间的动摩擦因数为（3）对木块受力分析，如图所示根据平衡条件可得又解得斜面和木块的动摩擦因数为18．如图甲所示，倾角为的木楔放置在水平面上，质量为的木块在木楔斜面上正好能匀速下滑。已知木块在下列各种运动中，木楔始终保持静止。（已知，，取）。学科网（北京）股份有限公司 （1）求木块与木楔斜面间的动摩擦因数；（2）如图乙所示，若用水平恒力推着木块沿斜面匀速上升，求推力的大小；（3）如图丙所示，若用平行于木楔斜面的力拉着木块沿斜面匀速上升，求拉力的大小及地面对木楔的摩擦力大小。【答案】（1）；（2）；（3），【解析】（1）木块在木楔斜面上正好能匀速下滑，由平衡条件可得（2）用水平恒力推着木块沿斜面匀速上升，木块受力分析如图所示根据正交分解可得联立上式可得（3）用平行于木楔斜面的力拉着木块沿斜面匀速上升，假设木块的摩擦力与支持力的合力为，方向与垂直斜面方向夹角为，由受力分析可知学科网（北京）股份有限公司 利用平衡状态下受力对称性，可知假设木块对木楔反作用力为，地面对木楔的摩擦力为，如图受力分析由木楔水平方向平衡方程可得根据牛顿第三定律结合上述条件可得19．一均匀铁链，重为G，由n（n为偶数）个相同、粗细不计的圆形小铁环串联构成，铁链左右两端的小铁环对称套在水平细杆上后恰好处于静止状态（如下图）。铁链与水平杆之间的动摩擦因数为μ，忽略铁环之间的摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：（1）在其中一个悬挂点，水平杆对小铁环的弹力大小；（2）如下图，A和B之间的弹力大小（A为最低位置的两个环中的一个）；学科网（北京）股份有限公司 （3）若n为奇数，则最低处的小环与相邻小环的弹力大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）根据对称性可知，水平杆对两小铁环的弹力大小相等、摩擦力大小相等。假设水平杆对每个小铁环的弹力大小为，则有解得（2）A左边与之相邻的环与A环之间的弹力大小为，以右半侧的铁链为分析对象，受力分析如图所示则有A和B之间的弹力大小为对A受力分析如图所示可知学科网（北京）股份有限公司 解得（3）若为奇数，设最低处的小环D与相邻环的弹力大小为，弹力与水平方向的夹角为，对小环D受力分析如图所示根据平衡条件可得对D右侧的铁链受力分析如图所示根据平衡条件可得解得20．如图所示，质量为M的木楔倾角为，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角的力F拉着木块，木块能匀速上升，已知木楔在整个过程中始终静止。（1）当为多大时，F有最小值，求此时的大小及F的最小值；（2）当＝时，木楔对水平面的摩擦力是多大？学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1），；（2）【解析】木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有解得（1）木块在F作用下沿斜面向上匀速运动，有又解得则当时，F有最小值，为（2）因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即当，即F取最小值时，学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司