第二章 相互作用章节测试（解析版）2022年高考一轮复习讲练测（新高考·江苏)

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第二章  相互作用章节测试（时间：75分钟  满分:100分）一、单选题（每题4分，共44分）1.（2021·南京市秦淮中学高三月考）如图所示，物体A、B叠放在物体C上，C置于水平地面上，水平力F作用于B，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间摩擦力的情况是（　　）A．B对C有向右的摩擦力B．C对A有向左的摩擦力C．物体C受到三个摩擦力作用D．C对地面有向左的摩擦力【答案】A【解析】A．三个物体都做匀速直线运动，合外力均为零。以B为研究对象，B水平方向受到向右的拉力F作用，根据平衡条件得知，C对B有向左的静摩擦力，而且此静摩擦力与F平衡，根据牛顿第三定律得知，B对C有向右的静摩擦力。故选项A正确；B．对A研究，由平衡条件得知：C对A没有摩擦力，否则A受力不平衡，不可能匀速直线运动。故选项B错误；CD．以整体为研究对象，由平衡条件得知：地面对C有向左的滑动摩擦力，则C对地面有向右的滑动摩擦力，故C受到两个摩擦力作用。故选项CD错误。故选A。2.（2020·江苏省板浦高级中学高三月考）如图所示，在水平桌面上静止叠放着两个物体、，关于两个物体的受力情况，下列说法正确的是（　　）A．物体对的作用力一定竖直向上B．物体对的支持力一定等于受到的重力C．物体受到水平桌面向左的摩擦力D．物体对的压力和对的支持力是一对平衡力【答案】A【解析】A．物体受到重力、对的支持力和摩擦力，其中对的支持力和摩擦力的合力与物体的重力是平衡力，所以物体对的作用力一定竖直向上，故A正确；B．物体对的支持力等于的重力在垂直于斜面方向的分力，一定小于受到的重力，故B错误；C．以整体为研究对象，整体水平方向不受外力作用，所以物体不受到水平桌面的摩擦力作用，故C错误；D．物体对的压力和对的支持力是二者之间的相互作用力，是作用力与反作用力，不是平衡力，故D错误。故选A。3.（2020·江苏南通市·高三三模）如图所示，水平地面上放置一斜面体，物体静止于斜面上。现对物体施加大小从零开始逐渐增大的水平推力F，直到物体即将上滑。此过程中斜面体保持静止，则（　　）A．斜面对物体的摩擦力逐渐增大 B．斜面对物体的作用力逐渐增大C．地面对斜面体的支持力逐渐增大 D．地面对斜面体的摩擦力先减小后增大【答案】B【解析】A．当水平推力等于0时，物体受斜面的摩擦力沿斜面向上，当水平推力F逐渐增大时，F沿斜面向上的分力逐渐增大，摩擦力逐渐减小，总有一时刻摩擦力会减小到零，再增大F，物体受摩擦力沿斜面向下又会逐渐增加，故A错误；B．斜面对物体的作用力与物体所受重力和水平推力F的合力等大反向，随着推力F逐渐增大，重力与推力的合力逐渐增大，因此斜面对物体的作用力逐渐增大，故B正确；CD．将物体与斜面体做为一个整体进行受力分析可知，随F逐渐增大，地面的支持力不变，地面对斜面体的摩擦力增大，故CD错误。故选B。4.（2021·江苏省滨海中学高三一模）戽斗[hu dou]是古代一种小型的人力提水灌田农具，是我国古代劳动人民智慧的结晶。如图所示，两人双手执绳牵斗取水，在绳子长度一定时（　　）A．两人站得越近越省力 B．两人站得越远越省力C．两边绳子与竖直方向夹角为60°时最省力 D．绳子拉力大小与两人距离远近无关【答案】A【解析】设绳长为l，两人间距为d，选O点为研究对象，因aOb为同一根绳子，故aO、bO对O点的拉力大小相等，因此平衡时aO、bO与水平方向的夹角相等，设为θ，对O点受力情况如图所示根据平衡条件得由几何关系，可得联立，可得从上式可知，当d减小时，T减小。故选A。 5.（2020·张家港高级中学高三月考）如图，粗糙的水平地面上有一倾角为θ的斜劈，斜劈上表面光滑，质量为m的物块在沿斜面向上的恒力F作用下，以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则（　　）
 A．斜劈受到4个力作用处于平衡状态B．斜劈受到地面的摩擦力等于零C．斜劈受到地面的摩擦力方向向右D．地面对斜劈的支持力等于斜劈与物块的重力之和【答案】A【解析】ABC．对斜面体受力分析，受压力、重力、支持力与地面的静摩擦力，因处于平衡，根据牛顿第三定律，滑块对斜面的压力向右下方，故斜劈相对地面的运动趋势向右，则斜劈受到地面的摩擦力方向向左，故A正确，BC错误；D．对两个物体的整体受力分析，如图所示
 根据共点力平衡条件，支持力的大小
 故D错误；故选A。6.（2020·张家港高级中学高三月考）如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是（　　）A．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向上C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用D．物体A与传送间的动摩擦因数一定满足µ=tanθ【答案】B【解析】ABC．无论物体是向上还是向下匀速，受力均平衡，则摩擦力均向上，AC错误，B正确；D．根据三力平衡有解得D错误。故选B。7.（2021·江苏高三专题练习）如图所示，轻杆A端用光滑水平铰链装在竖直墙面上，B端用轻绳吊一重物P，并用水平轻绳连接在墙C处，在水平向右的力F缓缓拉起重物P过程中，则（ ）
 A．吊重物的轻绳BP拉力一直变大B．水平向右的力F先变大再变小C．杆AB所受压力一直变大D．水平轻绳CB拉力先变小再变大【答案】A【解析】AB．对重物P做受力分析如下图
 根据共点力的平衡有TBsinθ = F，TBcosθ = mg整理有TB = ，F = mgtanθ由题知θ一直在增大，根据数学关系可知F、TB均一直在增大，A正确、B错误；C．把B端、竖直绳和重物P看成一个整体，由于F和BC绳的拉力都是水平的，所以AB杆的支持力的竖直分量一直等于重物P的重力，又由于杆的方向不变，所以杆的支持力的大小不变，则AB杆所受压力的大小不变，C错误；D．由于CB、BP为同一根绳则绳CB与绳BP的拉力相等，由选项AB知，绳CB拉力一直变大，D错误。故选A。8.（2020·江苏常州市·高三期中）如图为一个水平传感器的简易模型，截面为内壁光滑竖直放置的正三角形，内部有一个略小于三角形内切圆的小球，三角形各边有压力传感器，通过测出小球对三边压力的大小，信息处理单元可显示摆放处的倾角。图中BC边恰好处于水平状态，现将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到AB边处于上方的水平，则在转动过程中（　　）A．球对BC边的压力一直增大B．球对BC边的压力一直减小C．球对BC边的压力先增大后减小D．球对BC边的压力先减小后增大【答案】C【解析】对正三角形内部的小球受力分析，如图所示由几何关系可知，随着角度θ从0°到60°增大过程中，角α与角θ之和保持不变，且α+θ=120°，所以角β也保持不变，β=60°，由平衡条件和正弦定理得所以球对AC边的压力球对BC边的压力角度θ从0°到60°增大过程中， sin（120°-θ）是先增大后减小，所以球对BC边的压力是先增大后减小，故C正确ABD错误。故选C。9.（2020·江苏徐州市·高三月考）如图所示，空调安装工人用绳索把一台空调室外机从地面提升到安装架上。安装处的工人收绳索，同时地面处的工人放绳索，使室外机沿收绳索方向匀速运动到安装架处。设上面绳子的拉力大小为F1，下面绳子的拉力大小为F2。则空调室外机在升起过程中（　　）A．F1减小，F2减小 B．F1增大，F2减小C．F1减小，F2增大 D．F1增大，F2增大【答案】D【解析】ABCD. 空调受力情况如图所示设F1与竖直方向的夹角为，F2与水平夹角为，空调室外机在升起过程中，由共点力平衡条件可得由于不变、增大，减小，增大；由于不变、增大，；增大ABC错误，D正确；故选D。10.（2020·江苏苏州市·高三月考）截面为长方形的中空“方钢”固定在水平地面上，截面一边与水平面夹角为30°，如图所示。方钢内表面光滑，轻质细杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B，已知小球、轻杆与横截面共面，当轻质细杆与地面平行时两小球恰好静止，则A、B两小球质量之比为（　　）A．3 B． C． D．【答案】A【解析】受力分析如图所示，其中轻杆合力为零，所以根据小球A受力分析得根据小球B受力分析得所以故选A。11.（2021·江苏南京市·高三三模）挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平面所成的角分别和。关于和，下列关系式中正确的是（　　）A． B．C． D．【答案】D【解析】以左边两个灯笼为整体，设水平方向绳子拉力为T，则有由左边第二个灯笼为研究对象，则有联立解得：，D正确；故选D。 二、解答题（56分）12.（每空3分，共9分）某同学用“两把量程为的弹簧测力计、一个橡皮筋、平整木板一块、图钉若干枚、细线、白纸和笔”验证力的平行四边形定则，完成实验后，该同学进行拓展实验如下，请完成必要步骤：（1）在白纸上过橡皮筋固定点A画一直线如图甲中竖直虚线所示用一把弹簧测力计将橡皮筋拉至一定长度，橡皮筋始终保持沿着虚线的方向，记录橡皮筋结点位置O；测力计示数如图乙所示，读数为___________N。（2）如图甲所示，过结点O作两互相垂直的虚线，、与延长虚线夹角分别为60°和30°。（3）如图丙所示，用两把弹簧测力计a、b将橡皮筋结点拉至O点，a、b的方向分别与、重合，记录a、b两弹簧测力计的读数和。（4）现保持结点O的位置不变，缓慢将两弹簧测力计同时逆时针转动30°，并保持互相垂直，在转动过程中，弹簧测力计a的示数___________（填“变大”“变小”或“不变”）。（5）当转过30°时，弹簧测力计b的读数为。若平行四边形定则成立，则与的比值为___________。【答案】4.0    变大        【解析】（1）[1] 根据弹簧测力计的读数规则可知，精度值为0.2N，则示数为4.0N，即重物的重力大小为4.0N（2）[2]画力的示意图如图则弹簧测力计同时逆时针转动30°过程中， 变小，变大，可知弹簧测力计a的示数变大。（3）[3] 当转过30°时，则则与的比值为13.（8分）（2020·东台创新高级中学高三月考）如图所示,质量为的木板B放在水平地面上,质量为的货箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面绳绷紧时与水平面的夹角为．已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数，木板B与地面之间的动摩擦因数．重力加速度g取．现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出，试求：（，）（1）绳上张力T的大小；             （2）拉力F的大小．【答案】（1）100N  （2）200N【解析】(1)对物体A受力分析如图所示：A静止，受力平衡，则在x轴上：Tcosθ=f1在y轴上：N1=Tsinθ+mAg又f1=μ1 N1联立解得：T=100 Nf=80N即绳上张力T的大小为100N．(2)对物体B受力分析如图所示：B处于静止，根据平衡条件可得：在x轴上：F=f1+f2
在y轴上：N2=N1+mBg
又有：f2=μ2N2联立解得：F=200 N即拉力F的大小为200N．14.（12分）（2020·赣榆智贤中学高三月考）倾角θ=37°的斜面固定在水平面上，一质量m=2kg的物体A在推力F的作用下静止在斜面上，取重力加速度g=10m/s2。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）(1)若斜面光滑，水平推力F为多大？(2)若斜面光滑，改变推力的方向，物体A仍保持静止，F的最小值为多大？(3)若斜面不光滑，水平推力F=10N，此时物体A受到的静摩擦力为多大？【答案】(1)15N；(2)12N；(3)4N【解析】(1)若斜面光滑，物体受到重力、推力和支持力而平衡，如图所示沿水平、竖直方向正交分解得Nsinθ=FNcosθ=mg所以F=mgtanθ= 15N(2)若斜面光滑，改变推力的方向，物体A仍保持静止，则当F平行于斜面向上时有最小值。根据平衡条件可得Fmin = mgsinθ=12N(3)重力沿斜面方向mgsinθ=12N因为Fcosθ= 8N<12N所以物体有相对斜面向下的运动趋势，受力分析如图所示沿斜面和垂直斜面方向正交分解，在斜面方向上有mgsinθ=Fcosθ+f解得f=4N 15.（12分）（2021·江苏苏州市·高三月考）如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物体B均处于静止状态。轻绳 AO 绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点， 轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=53°，斜面倾角α=37°，物块A和B的质量分别为mA=5kg，mB=1.5kg，弹簧的劲度系数 k=500N/m，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度 g=10m/s2），求：（1）弹簧的伸长量 x；（2）物块 A 受到的摩擦力。【答案】（1）；（2），方向沿斜面向上【解析】（1）对结点O受力分析如图所示： 
根据平衡条件，有：Tcosθ-mBg=0
Tsinθ-F=0且：F=kx解得：x=4cm（2）设物体A所受摩擦力沿斜面向下，对物体A做受力分析如图所示：
根据平衡条件，有：T-f-mAgsinα=0解得：f=-5N即物体A所受摩擦力大小为5N，方向沿斜面向上．16.（15分）（2020·江苏盐城市·盐城中学高三月考）如图所示，对称、相同粗糙程度的斜面与竖直方向夹角，硬质轻杆通过光滑铰链与两个相同且质量为的物块P、Q相连，P、Q对称放在斜面上，一质量的物体通过轻绳悬挂在铰链A上，对称调节P、Q的位置，使杆与斜面垂直，整个装置处于平衡状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，，可能用到的数学公式(1)求杆对物块P的作用力大小 (2)求物块与斜面间动摩擦因数的最小值 (3)若斜面光滑，对称调节P、Q的位置，使整个装置仍处于平衡状态，求此时杆与水平方向夹角的正切值。【答案】(1)10N；(2)；(3)【解析】(1)对A点进行受力分析，受绳子的拉力和两个轻杆的弹力而处于平衡状态，对绳子的拉力沿杆的方向进行分解，如图1所示由平衡条件得所以杆对P的作用力为10N (2)对P进行受力分析，受重力m1g，支持力N，杆的压力，大小为F1，和摩擦力f作用，如图2所示。当最大静摩擦力与重力在斜面上的分力相等时，动摩擦因数有最小值，设为μ 沿杆的方向上有沿斜面方向有联立并代入数据解得(3)斜面光滑，对称调节P、Q的位置，使整个装置仍处于平衡状态，对滑块P进行受力分析，受重力受重力m1g，斜面的支持力N＇＇，杆的压力N＇，处于静止状态，如图3所示。把重力m1g与杆的压力N＇分别沿斜面方向上分解，由物体P处于静止状态可知这两个力的分力大小相等，设杆与水平方向夹角为α，结合几何关系，在沿斜面方向上有由牛顿第三定律可知，杆的压力N＇等于质量为m2的物体受到的重力沿杆的方向上的分量，所以有联立以上两式解得