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2021屆高考一輪（人教版）物理：相互作用Word含答案
復習：相互作用
1、下列說法正確的是(　　)
A．書放在水平桌面上受到支持力，是因為書發生了微小形變
B．一個質量一定的物體放在地球表面任何位置所受的重力大小都相同
C．摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同
D．靜止的物體不可能受到滑動摩擦力作用
2、如圖所示，有一輕圓環和插栓，在甲、乙、丙三個力作用下平衡時，圓環緊壓著插栓。不計圓環與插栓間的摩擦，若只調整兩個力的大小，欲移動圓環使插栓位于圓環中心，下列說法中正確的是
(　　)
A.增大甲、乙兩力，且甲力增大較多
B.增大乙、丙兩力，且乙力增大較多
C.增大乙、丙兩力，且丙力增大較多
D.增大甲、丙兩力，且甲力增大較多
3、在研究彈簧彈力時，通常忽略彈簧本身的質量，把這樣理想化的彈簧稱為輕質彈簧或輕彈簧。彈簧測力計中的彈簧可以認為是輕質彈簧。下列說法中正確的有(　　)
A．輕彈簧兩端所受的拉力大小一定相等
B．輕彈簧兩端所受的拉力大小可能不等
C．彈簧測力計的示數等于彈簧測力計中彈簧某一端所受力的2倍
D．根據胡克定律，在彈性限度內，輕彈簧受到的拉力或壓力與彈簧的長度成正比
4、如圖所示，a、b兩個小球穿在一根光滑的固定桿上，并且通過一條細繩跨過定滑輪連接。已知b球質量為m，桿與水平面的夾角為30°，不計所有摩擦。當兩球靜止時，Oa段繩與桿的夾角也為30°，Ob段繩沿豎直方向，則a球的質量為(　　)
A．m
B．m
C．m
D．2m
5、如圖所示，A、B兩個物塊的重力分別是GA＝3
N，GB＝4
N，彈簧的重力不計，整個裝置沿豎直方向處于靜止狀態，這時彈簧的彈力F＝2
N，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力，有可能是(　　)
A．3
N和4
N
B．5
N和6
N
C．1
N和2
N
D．5
N和2
N
6、如圖所示，在水平地面上放置一傾角為θ的斜面體，斜面體的頂端有一光滑的定滑輪，一根跨過定滑輪的細繩將質量為M的盒子A與質量為m的物體B相連，現向A中緩慢加入沙子，整個系統始終保持靜止．在加入沙子的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．繩子的拉力逐漸增大
B．A所受的摩擦力逐漸增大
C．A對斜面的壓力逐漸增大
D．地面對斜面體的摩擦力逐漸增加
7、如圖所示，水平橫梁的一端A插在墻壁內，另一端裝有一個小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質量m＝10
kg的重物，∠CBA＝30°，則滑輪受到繩子的作用力為(g取10
N/kg)(　　)
A．50
N
B．100
N
C．20
N
D．100
N
8、2019年6月24日消息，大連市首屆“工匠杯”職工技能競賽決賽開賽，現場20名砌筑工展現出較高的技術水準．如圖所示，競賽工地上的建筑工人用磚夾搬運5塊相同的磚(圖中陰影部分相當于磚夾)，當磚處于平衡狀態時，下列說法正確的是(　　)
A．磚夾對磚塊的水平壓力越大，1、5兩塊磚受到的摩擦力越大
B．3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半
C．4對3的摩擦力方向豎直向下
D．1受到2施加的摩擦力與4受到5施加的摩擦力完全相同
9、如圖所示，傾角為θ的斜面體c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通過跨過光滑定滑輪的細繩與物體a連接，連接b的一段細繩與斜面平行，連接a的一段細繩豎直，a連接在豎直固定在地面的彈簧上，現向b盒內緩慢加入適量砂粒，a、b、c始終處于靜止狀態，下列說法中正確的是(　　)
A.b對c的摩擦力可能先減小后增大
B.地面對c的支持力可能不變
C.c對地面的摩擦力方向始終向左
D.彈簧的彈力可能增大
10、在半球形光滑碗內，斜放一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點分別為A、B，則碗對筷子A、B兩點處的作用力方向分別為(　　)
A．均豎直向上
B．均指向球心O
C．A點處指向球心O，B點處豎直向上
D．A點處指向球心O，B點處垂直于筷子斜向上
11、如圖所示，質量為m的小球置于傾角為30°的光滑斜面上，勁度系數為k的輕質彈簧一端系在小球上，另一端固定在墻上的P點。小球靜止時，彈簧與豎直墻壁間的夾角為30°，則彈簧的伸長量為(　　)
A．
B．
C．
D．
12、如圖所示，一物塊放在傾斜的木板上，當木板的傾角θ分別為30°和45°時，物塊所受摩擦力的大小相等，則物塊與木板間的動摩擦因數為(　　)
A．　　　　B.　　　　C.　　　　D.
13、如圖所示，力F1、F2、F3、F4是同一平面內的共點力，其中F1＝20
N，F2＝20
N，F3＝20
N，F4＝20
N，各力之間的夾角如圖所示。求這四個共點力的合力的大小和方向。
14、如圖所示，兩根長度相同間距為R的直木棍AB和CD相互平行，斜靠在豎直墻壁上固定不動．一個重力為G、半徑為R的圓柱工件架于兩木棍之間，工件與木棍之間滑動摩擦因數為(最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力)，求：
(1)若木棍與水平方向夾角為30°，試分析該工件的運動情況．
(2)若該工件做勻速直線運動，木棍與水平方向夾角為多少？
復習：相互作用
1、下列說法正確的是(　　)
A．書放在水平桌面上受到支持力，是因為書發生了微小形變
B．一個質量一定的物體放在地球表面任何位置所受的重力大小都相同
C．摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同
D．靜止的物體不可能受到滑動摩擦力作用
【答案】C　書放在水平桌面上受到支持力，是因為桌面發生了微小形變，選項A錯誤；根據地球表面的重力加速度隨地球緯度的增大而增大可知，一個質量一定的物體放在地球赤道上所受重力最小，放在地球兩極時所受重力最大，所以一個質量一定的物體放在地球表面任何位置所受的重力大小不一定相同，選項B錯誤；摩擦力可以是動力，也可以是阻力，即摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同，也可能與物體的運動方向相反，選項C正確；靜止的物體也可能受到滑動摩擦力作用，例如拉著一個物體在長木板上滑動，長木板靜止，但是長木板受到物體的滑動摩擦力，選項D錯誤．
2、如圖所示，有一輕圓環和插栓，在甲、乙、丙三個力作用下平衡時，圓環緊壓著插栓。不計圓環與插栓間的摩擦，若只調整兩個力的大小，欲移動圓環使插栓位于圓環中心，下列說法中正確的是
(　　)
A.增大甲、乙兩力，且甲力增大較多
B.增大乙、丙兩力，且乙力增大較多
C.增大乙、丙兩力，且丙力增大較多
D.增大甲、丙兩力，且甲力增大較多
【解析】選D。根據題意可知，輕圓環受甲、乙、丙三個力及插栓的彈力作用，處于平衡狀態，根據共點力平衡條件的推論可知，甲、乙、丙三個力的合力必與插栓對輕圓環的彈力等大、反向，該彈力方向為沿輕圓環半徑方向向外，要通過移動圓環使插栓位于圓環中心，則甲、乙、丙三個力的合力需變為零，此時可同時增大甲、丙兩力且增加量的合力應與消失的彈力等大、同向，或同時減小乙、丙兩力，且減小量的合力應與消失的彈力等大、反向，且甲力增加得多或乙力減小得多，故選項A、B、C錯誤，選項D正確。
3、在研究彈簧彈力時，通常忽略彈簧本身的質量，把這樣理想化的彈簧稱為輕質彈簧或輕彈簧。彈簧測力計中的彈簧可以認為是輕質彈簧。下列說法中正確的有(　　)
A．輕彈簧兩端所受的拉力大小一定相等
B．輕彈簧兩端所受的拉力大小可能不等
C．彈簧測力計的示數等于彈簧測力計中彈簧某一端所受力的2倍
D．根據胡克定律，在彈性限度內，輕彈簧受到的拉力或壓力與彈簧的長度成正比
A　[以輕彈簧為研究對象，由于不計其質量，因此兩端拉力一定等大反向；彈簧測力計的示數等于彈簧一端受到的力的大小；輕彈簧受到的拉力或壓力與彈簧的形變量成正比，而不是與彈簧長度成正比，故A正確，B、C、D錯誤。]
4、如圖所示，a、b兩個小球穿在一根光滑的固定桿上，并且通過一條細繩跨過定滑輪連接。已知b球質量為m，桿與水平面的夾角為30°，不計所有摩擦。當兩球靜止時，Oa段繩與桿的夾角也為30°，Ob段繩沿豎直方向，則a球的質量為(　　)
A．m
B．m
C．m
D．2m
A　[分別對a、b兩球受力分析，運用合成法，如圖所示根據共點力的平衡條件，得：T′＝mbg；＝(根據正弦定理列式)，T＝T′。故mb∶ma＝tan
30°∶1，則ma＝m，故B、C、D均錯誤，A正確。]
5、如圖所示，A、B兩個物塊的重力分別是GA＝3
N，GB＝4
N，彈簧的重力不計，整個裝置沿豎直方向處于靜止狀態，這時彈簧的彈力F＝2
N，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力，有可能是(　　)
A．3
N和4
N
B．5
N和6
N
C．1
N和2
N
D．5
N和2
N
【答案】D　[當彈簧由于被壓縮而產生2
N的彈力時，由受力平衡及牛頓第三定律知識：天花板受到的拉力為1
N，地板受到的壓力為6
N；當彈簧由于被拉伸而產生2
N的彈力時，可得天花板受到的拉力為5
N，地板受到的壓力為2
N，D正確。]
6、如圖所示，在水平地面上放置一傾角為θ的斜面體，斜面體的頂端有一光滑的定滑輪，一根跨過定滑輪的細繩將質量為M的盒子A與質量為m的物體B相連，現向A中緩慢加入沙子，整個系統始終保持靜止．在加入沙子的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．繩子的拉力逐漸增大
B．A所受的摩擦力逐漸增大
C．A對斜面的壓力逐漸增大
D．地面對斜面體的摩擦力逐漸增加
【答案】C　系統始終處于靜止狀態，繩子拉力等于物體B的重力，恒定不變，A選項錯誤；分析物體A的受力情況，重力沿斜面向下的分力、繩子拉力和靜摩擦力之和為零，開始時，不能確定靜摩擦力的方向，故加入沙子的過程中，物體A受到的摩擦力不一定增大，B選項錯誤；物體A對斜面的壓力等于A及沙子的總重力沿垂直于斜面的分力，加入沙子，則壓力增大，C選項正確；系統始終保持靜止，合力為零，地面對斜面體沒有摩擦力作用，D選項錯誤．
7、如圖所示，水平橫梁的一端A插在墻壁內，另一端裝有一個小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質量m＝10
kg的重物，∠CBA＝30°，則滑輪受到繩子的作用力為(g取10
N/kg)(　　)
A．50
N
B．100
N
C．20
N
D．100
N
B　[由題意可得，對滑輪B點受力分析如圖所示，滑輪受到繩子的作用力應為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力F，因同一根繩子張力處處相等，都等于重物的重力，即F1＝F2＝G＝mg＝100
N。用平行四邊形定則作圖，由于拉力F1和F2的夾角為120°，由幾何關系可得F＝100
N，所以滑輪受繩子的作用力大小為100
N，方向與水平方向成30°斜向下。故選項B正確。]
8、2019年6月24日消息，大連市首屆“工匠杯”職工技能競賽決賽開賽，現場20名砌筑工展現出較高的技術水準．如圖所示，競賽工地上的建筑工人用磚夾搬運5塊相同的磚(圖中陰影部分相當于磚夾)，當磚處于平衡狀態時，下列說法正確的是(　　)
A．磚夾對磚塊的水平壓力越大，1、5兩塊磚受到的摩擦力越大
B．3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半
C．4對3的摩擦力方向豎直向下
D．1受到2施加的摩擦力與4受到5施加的摩擦力完全相同
【答案】B
【解析】先對5塊磚整體受力分析，受重力5G和兩側磚夾對磚向上的靜摩擦力2f，根據平衡條件，有2f＝5G，解得f＝G，即磚夾對磚1、5的靜摩擦力為G.對磚5分析，受重力G，磚夾對其向上的靜摩擦力f＝G，所以磚4對磚5有向下的摩擦力f2＝G.再對磚4分析，受重力G，磚5對磚4有向上的摩擦力f′2＝G，所以磚3對磚4有向下的摩擦力f3＝G.磚4對磚3有向上的摩擦力f′3＝G，故A、C錯誤，B正確；1受到2施加的摩擦力與4受到5施加的摩擦力大小相等，方向相反，故D錯誤．
9、如圖所示，傾角為θ的斜面體c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通過跨過光滑定滑輪的細繩與物體a連接，連接b的一段細繩與斜面平行，連接a的一段細繩豎直，a連接在豎直固定在地面的彈簧上，現向b盒內緩慢加入適量砂粒，a、b、c始終處于靜止狀態，下列說法中正確的是(　　)
A.b對c的摩擦力可能先減小后增大
B.地面對c的支持力可能不變
C.c對地面的摩擦力方向始終向左
D.彈簧的彈力可能增大
【解析】選A。當向b盒內緩慢加入砂粒的過程中，a、b、c一直處于靜止狀態，對a分析，彈簧彈力不變，a的重力不變，則細繩拉力不變；對b、c整體分析知，其受方向始終向左的摩擦力，故c對地面的摩擦力方向始終向右，由于b、c整體質量增大，則地面對c的支持力增大，B、C、D錯。如果開始時，b所受c的摩擦力沿斜面向下，則對b分析可知，隨著砂粒的加入，c對b的摩擦力可能先減小后增大，則b對c的摩擦力可能先減小后增大，A對。
10、在半球形光滑碗內，斜放一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點分別為A、B，則碗對筷子A、B兩點處的作用力方向分別為(　　)
A．均豎直向上
B．均指向球心O
C．A點處指向球心O，B點處豎直向上
D．A點處指向球心O，B點處垂直于筷子斜向上
D　[碗對筷子A、B點處都有支持力作用。在A處：筷子與碗的接觸面是接觸點所在切面，碗對筷子的支持力垂直切面指向筷子，根據幾何知識得知，此方向指向球心O。在B處：筷子與碗的接觸面就是筷子的下表面，所以B點處碗對筷子的支持力垂直于筷子斜向上，D正確。]
11、如圖所示，質量為m的小球置于傾角為30°的光滑斜面上，勁度系數為k的輕質彈簧一端系在小球上，另一端固定在墻上的P點。小球靜止時，彈簧與豎直墻壁間的夾角為30°，則彈簧的伸長量為(　　)
A．
B．
C．
D．
C　[如圖為小球的受力情況，其中的F彈為彈簧對它的彈力，由幾何關系判斷可知，F彈與斜面之間的夾角為30°。
將小球所受的重力mg與F彈分別沿斜面和與斜面垂直的方向進行正交分解，由共點力的平衡條件知，F彈沿斜面向上的分力與重力mg沿斜面向下的分力大小相等，即F彈cos
30°＝mgsin
30°，由胡克定律得F彈＝kx，聯立兩式解得彈簧的伸長量x＝，故C正確。]
12、如圖所示，一物塊放在傾斜的木板上，當木板的傾角θ分別為30°和45°時，物塊所受摩擦力的大小相等，則物塊與木板間的動摩擦因數為(　　)
A．　　　　B.　　　　C.　　　　D.
【答案】B　[當木板傾角是30°時，物塊受到靜摩擦力，其大小等于mgsin
30°，當木板傾角是45°時，物塊受到的是滑動摩擦力，其大小等于μmgcos
45°，由題意可得μmgcos
45°＝mgsin
30°，解得μ＝，選項B正確。]
13、如圖所示，力F1、F2、F3、F4是同一平面內的共點力，其中F1＝20
N，F2＝20
N，F3＝20
N，F4＝20
N，各力之間的夾角如圖所示。求這四個共點力的合力的大小和方向。
[解析]　以F2的方向為x軸的正方向，建立如圖所示的直角坐標系。
將F1、F3、F4向兩坐標軸上分解得
F1x＝F1cos
60°＝20×
N＝10
N
F1y＝F1sin
60°＝20×
N＝10
N
F3x＝F3cos
45°＝20×
N＝20
N
F3y＝－F3sin
45°＝－20×
N＝－20
N
F4x＝－F4sin
60°＝－20×
N＝－30
N
F4y＝－F4cos
60°＝－20×
N＝－10
N
則x軸上各分力的合力為Fx＝F1x＋F2＋F3x＋F4x＝20
N
y軸上各分力的合力為Fy＝F1y＋F3y＋F4y＝－20
N
故四個共點力的合力為F＝＝20
N，合力的方向與F3的方向一致。
[答案]　20
N　方向與F3的方向一致
14、如圖所示，兩根長度相同間距為R的直木棍AB和CD相互平行，斜靠在豎直墻壁上固定不動．一個重力為G、半徑為R的圓柱工件架于兩木棍之間，工件與木棍之間滑動摩擦因數為(最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力)，求：
(1)若木棍與水平方向夾角為30°，試分析該工件的運動情況．
(2)若該工件做勻速直線運動，木棍與水平方向夾角為多少？
【答案】
(1)處于靜止狀態　(2)45°
解析：(1)圓柱工件受到重力和棍的彈力、摩擦力作用，根據幾何關系可知，兩棍對工件彈力的方向夾角為60°.
重力沿棍方向的分力G1＝Gsin30°＝G，重力垂直棍方向的分力G2＝Gcos30°＝G，棍對工件的彈力FN＝G2＝G，最大靜摩擦力2f＝2μFN＝G，大于重力沿棍方向的分力，故工件處于靜止狀態．
(2)工件做勻速直線運動，受力平衡，根據平衡條件可知，
垂直棍方向上FN′＝Gcosθ.
沿棍方向上2μFN′＝Gsinθ.
聯立解得tanθ＝1，即θ＝45°.

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