高考物理力学知识点之相互作用经典测试题(5)
高考物理力学知识点之相互作用经典测试题(5)
一、选择题
1．把一个重为G的物体，用一个水平力F=kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如下图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是（）
A．B．
C．D．
2．如图所示，5月28日央视新闻报道：格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的直立“小塔”。网球A位于“小塔”顶层，下面各层均有3个网球，网球B位于“小塔”的第6层，已知每个网球质量均为m。下列说法正确的是（）
A．其他网球对B球的作用力大于B球的重力
B．将A球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡
C．第8层的三个网球与A球间的弹力大小各为mg/3
D．最底层的3个网球受到地板的支持力均为25mg/3
3．某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是
A．细绳受到拉力逐渐减小
B ．砖块受到的摩擦力可能为零
C ．砖块一定不可能被绳子拉离地面
D ．砖块受到的摩擦力一直不变
4．一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G ，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为'G ，则 （ ） A ．G G >'
B ．G G <'
C ．G G ='
D ．无法判定
5．一轻质弹簧原长为8 cm ，在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为( ) A ．40 m/N B ．40 N/m C ．200 m/N
D ．200 N/m
6．如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞NO ，则在不断增加重物G 的重力过程中（绳OC 不会断）（ ）
A ．绳ON 先被拉断
B ．绳OM 先被拉断
C ．绳ON 和绳OM 同时被拉断
D ．条件不足，无法判断
7．如图所示，用三根轻绳将A 、B 两小球以及水平天花板上的固定点O 之间两两连接．然后用一水平方向的力F 作用于A 球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB 绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态．已知三根轻绳的长度之比为OA ∶AB ∶OB ＝3∶4∶5，两球质量关系为m A ＝2m B ＝2m ，则下列说法正确的是
A ．O
B 绳的拉力大小为2mg B ．OA 绳的拉力大小为103
mg
C ．F 的大小为
43
mg
D ．AB 绳的拉力大小为mg
8．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a 、b 将灯
笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（）
A．
B．
C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力
D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力
9．如图，水平地面上有一固定斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v0匀速下滑，下列说法正确的是（）
A．物块受到沿斜面向下的下滑力，大小等于摩擦力
B．匀速下滑的v越大，物块受到的摩擦力越大
C．换一个质量更大的同种材料制成的物块，不可能在斜劈上匀速滑动
D．物块一共受到重力、弹力和摩擦力三个力
10．倾角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体，细绳跨过光滑的滑轮，一端与物体相连且平行于斜面，另一端与弹簧秤相连，如图所示。已知物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为5N，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）
A．斜面对物体的摩擦力大小为零
B．斜面对物体的摩擦力大小为5N，方向沿斜面向下
C．斜面对物体的支持力大小为53N，方向竖直向上
D．斜面对物体的支持力大小为5N，方向垂直斜面向上
11．如图所示，物块A放在木板上处于静止状态，现将木块B略向右移动一些使倾角 减小，则下列结论正确的是（）
A ．木板对A 的作用力不变
B ．木板对A 的作用力减小
C ．物块A 与木板间的正压力减小
D ．物块A 所受的摩擦力不变
12．如图所示，一质量为m 的木块靠在竖直粗糙墙壁上，受到水平力F 的作用，保持静止，下列说法正确的是（重力加速度为g ）（ ）
A ．木块受到的摩擦力大于mg ，方向竖直向上
B ．若F 减小，木块一定向下滑动
C ．若F 增大，木块受到的摩擦力增大
D ．若F 增大，木块受到的摩擦力保持不变
13．如图所示，两物体A 和B 由绕过光滑定滑轮的轻绳连接，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A ．物体A 可能不受摩擦力
B ．物体A 可能不受支持力
C ．物体B 受到的重力小于轻绳对B 的拉力
D ．给物体A 施加一个竖直向下的外力，整个装置一定继续保持静止
14．如图所示，质量为M 的斜面体A 放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态。则（ ）
A ．水平面对斜面体没有摩擦力作用
B ．水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C ．斜面体对水平面的压力等于()M m g +
D ．斜面体对水平面的压力小于()M m g +
15．如图，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F 的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为( )
A．2－3B．
3
6
C．
3
D．
3
16．如图所示,水平面上固定一竖直平面的光滑大半圆环,中央有孔的小球A、B间由细绳连接套在环上,B球与环中心O处于同一水平面上,AB间的细绳呈伸直状态,与水平线成30°夹角,恰好保持静止状态．已知B球的质量为0.1kg,取g=l0m/s2，细绳对B球的拉力为F,A球的质量为m A，则
A．F=2N；m A=0.4kg B．F=2N；m A =0. 2kg
C．F=4；m A=0.2kg D．F=4N；m A=0.4kg
17．如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体均与桌面相对静止不动，则B物体受力个数为：( )
A．5个B．4个C．6个D．3个
18．如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°。则（）
A．滑块一定受到三个力作用
B．弹簧一定处于压缩状态
C．斜面对滑块的支持力大小可能为零
D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于1
2 mg
19．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（）
A．5N B．10N C．45N D．60N
20．如图所示，将足球用网兜挂在光滑的墙壁上，设绳对球的拉力为F 1，墙壁对球的支持力为F 2，当细绳长度变短时
A ．F 1、F 2均不变
B ．F 1、F 2均增大
C ．F 1减小，F 2增大
D ．F 1、F 2均减小
21．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止P 点。设滑块所受支持力为F N ，OF 与水平方向的夹角为θ, 下列关系正确的是
A ．tan mg
F θ
= B ．tan F mg θ=
C ．=
tan N mg
F θ
D ．tan N F mg θ=
22．一质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力F ，如图所示.则物块( )
A ．沿斜面加速下滑
B ．仍处于静止状态
C ．受到的摩擦力不变
D ．受到的合外力增大
23．如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A 端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A 点正上方，B 端吊一重物G ，现将绳的一端拴在杆的B 端，用拉力F 将B 端缓缦上拉，在AB 杆达到竖直前（均未断），关于绳子的拉力F 和杆受的弹力F N 的变化，判断正确的是（ ）
A．F变大B．F变小C．F N变大D．F N变小
24．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如图甲所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时所受摩擦力大小为F2，如图乙所示．则F1， F2的大小关系满足（）
A．F1=F2
B．F1＜F2
C．F1＞F2
D．上述三种情况都有可能
25．如图甲中小明用50N的水平力推木箱，没推动，此时木箱受到的摩擦力为F1；图乙中小明用78N的水平力恰好能推动木箱，此时木箱受到的摩擦力为F2；图丙中小明用100N 的水平力把木箱推动了，此时木箱受到的摩擦力为F3。已知木箱对地面的压力为300N，木箱与地面间的动摩擦因数为0.25，则F1、F2、F3的大小分别为（）
A．0N，78N，100N
B．0N，78N，75N
C．50N，78N，100N
D．50N，78N，75N
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
由于物体所受的水平推力为F kt =，由二力平衡得，墙与物体间的压力 N F kt =。当F 比较小时，物体受的摩擦力F f 小于物体的重力G ，物体将沿墙壁下滑，此时物体间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为
F kt μ=
当摩擦力F 等于重力G 时，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力，随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡，故ACD 错误，B 正确。 故选B 。
2．D
解析：D 【解析】 【详解】
A.以球为研究对象，受到重力和其他网球对球的作用力，根据二力平衡可知其他网球对球的作用力等于球的重力，故选项A 错误；
B.拿走球后，每个小球的受力就将不均衡，合力不为零，故不能保持直立平衡，故选项B 错误；
C. 球与第8层的三个网球的球心连线构成了正四面体，设球与第8层的三个网球的球心连线与水平面的夹角为，根据几何关系则有，以球为对象，根据力的平衡条
件可知
，则第8层的三个网球对球的支持力为
，故C 错误； D.设地面对最底层的每个网球的支持力为，根据整体法则有
，解得
，故选项D 正确。
3．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图
根据共点力平衡条件，有：
Tsin F θ=
Tcos mg F θ+=浮
解得：
22()T F F mg =+-浮当风力增大时，绳子的拉力T 也增大，故A 错误；
BCD ．再对气球和木块整体受力分析，平衡时，受总重力、地面支持力、浮力、风的推力和地面对物块的摩擦力，根据共点力平衡条件，有：
N F M m g +=+浮（）
f F =
当风力增大时，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面；木块滑动前受到地面施加的摩擦力与风力平衡，故其随风力的增大而逐渐增大，但滑动后受滑动摩擦力，而支持力不变，故滑动摩擦力不变，故摩擦力先增加后不变，故C 正确，BD 错误． 故选C 。
4．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
对人受力分析，在两种状态下，人一直处于受力平衡状态，对体重计的压力始终等于人的重力，C 正确．
5．D
解析：D 【解析】
试题分析：由题意知，弹簧的弹力为4N 时，弹簧伸长2cm ，根据胡克定律F=kx ，代入数据可得弹簧的劲度系数k="200" N/m ，所以A 、B 、C 错误；D 正确． 【学科网考点定位】考查胡可定律
【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx ，并注意各物理量的单位．
6．A
解析：A
【解析】
【详解】
物体对O点拉力等于物体重力，此力有两个效果：一是使NO绳拉紧，二是使OM绳拉紧。按效果把物体对O点的拉力分解，如图所示：
由此可知NO绳受的力大于MO绳受的力。当重力逐渐增大，NO绳先达到最大拉力，NO 绳先断。A正确，BCD错误。
故选A。
7．B
解析：B
【解析】
试题分析：对球B受力分析，受到重力、OB的拉力，二力方向相反，假设AB绳子有拉力，则拉力的方向一定是沿着绳子由B指向A的，球B会偏离竖直方向，与题目矛盾，故AB绳子的拉力为零，故OB绳子的拉力等于球B的重力为mg，故A错误；对球A受力分析，受拉力F、重力mg和AO绳子的拉力T，如图
根据几何关系，有
48
2
33
F mg mg
=?=；
510
2
33
T mg mg
=?=，故B正确，C D错误；故
选B．
考点：物体的平衡
【名师点睛】本题关键先对B球受力分析，得到AB绳子的拉力为零，然后对A球受力分析，根据平衡条件并运用相似三角形法求解未知力．
8．A
解析：A
【解析】
【详解】
对结点O： G= F1sinθ；F2=F1cosθ，解得；，选项A正确，B错误；
F 1和F 2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C 错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D 错误；故选A.
9．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
ABD ．对物体进行受力分析可以知道，物体一共受到重力、沿斜面向上的滑动摩擦力和斜面的支持力。由于物体做匀速直线运动，因此合力为零，则摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，与速度的大小无关，故AB 错误，D 正确； C ．开始时摩擦力与沿斜面向下的分力大小相等，方向相反，则
sin cos mg mg θμθ=
换一个质量更大的同种材料制成的物块，则
sin cos Mg Mg θμθ=
可以知道能否匀速滑动与质量无关，即物体仍能在斜面上匀速滑动，故C 错误。 故选D 。
10．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．物体重力沿斜面向下的分力代入数据计算得
sin 305N x G mg =?=
与弹簧的弹力相等，根据共点力平衡可知，物体不受摩擦力作用，故A 正确，B 错误； CD ．物体处于静止状态，受力平衡，在垂直于斜面方向有
cos30N mg =?=
方向垂直于斜面向上，故CD 错误。 故选A 。
11．A
解析：A 【解析】 【详解】
物块A 放在木板上处于静止状态，将木块B 略向右移动一些使倾角α减小， A 仍保持静止，所以木板对A 的作用力仍与A 的重力等大反向，故A 正确，B 错误；物块A 与木板间的正压力cos N mg α=，a 减小，所以正压力增大，故C 错误；物块A 所受的摩擦力
sin f mg α=，α减小，所以摩擦力减小，故D 错误. 12．D
解析：D
【解析】
【详解】
A．木块处于静止状态，受力平衡，重力等于静摩擦力大小，摩擦力方向竖直向上，故A 错误；
B．若F减小，则墙壁的支持力减小，最大静摩擦力减小，木块受到的静摩擦力可能仍与重力平衡，木块仍静止不动，故B错误；
CD．根据共点力平衡条件
=
F N
=，G f
当F增大时，最大静摩擦力增大，物体仍然保持静止，故静摩擦力的大小不变，始终与重力平衡，故C错误，D正确。
故选D。
13．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．B物体要能静止，绳子的拉力必须等于B的重力，绳子对A的拉力为斜向上，所以A必须受到摩擦力及地面的支持力作用。故ABC错误；
D．给A施加一竖直向下的力，相当于增大了地面对A的最大静摩擦力，但原本整个系统就是静止状态，加这个力后，装置还是保持静止状态。故D正确。
故选D。
14．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．对斜面体A受力分析，如图所示
水平面对斜面体有向右的摩擦力，AB错误；
CD．把斜面体A和小球B看成一个系统，它们受力分析，如图所示
由图分析和牛顿第三定律，可得
()N M m g '<+
C 错误，
D 正确。 故选D 。
15．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：F mg μ=，当拉力倾斜时，物体受力分析如图
由平衡条件得：N F mg Fsin θ=-，cos60f F =，又N f F μ=，得摩擦力为：
()cos60f mg Fsin F μθ=-=，联立解得：3μ=，故选C.
16．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
对B 球，受力分析如图所示
分解拉力F ，可知竖直方向
30B Fsin m g ?=
解得细线对B 球的拉力
22B F m g N ==
对A 球，受力分析如图所示，在水平方向
3030A Fcos N sin ?=?
在竖直方向
3030A A N cos m g Fsin ?=+?
联立可解得：0.2A m kg =，故选项B 正确，选项ACD 错误。 故选Ｂ。
17．A
解析：A 【解析】
由受力分析可知B 受重力、地面的支持力和A 对B 的压力；对AB 整体进行受力分析可知整体水平方向受向右的拉力，故地面一定对B 有向左的摩擦力； 对A 受力分析，A 受向右的拉力，要使A 平衡一定受向左的摩擦力，由牛顿第三定律可知B 一定受A 对其向右的摩擦力，所以B 受重力、支持力、压力、地面的摩擦力、A 对B 的摩擦力共五个力，故A 正确，BCD 错误．
18．D
解析：D 【解析】 【详解】
A ．弹簧与竖直方向的夹角为30°，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，也可能有弹簧的弹力，A 错误；
B ．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，B 错误；
C ．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于1
2
mg ），不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，C 错误；
D ．静摩擦力一定等于重力的下滑分力，故为1 2
mg ，D 正确。 故选D 。
19．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
两力合成时，合力满足关系式：1212F F F F F -≤≤+,所以大小分别为10N 和15N 的两个力合力满足525N F N ≤≤,所以D 不可能，
20．B
解析：B 【解析】
【详解】
分析足球的受力情况：重力G 、悬线的拉力F 1和墙的支持力F 2，作出受力示意图：
由平衡条件得：F 1、F 2的合力F 与G 大小相等、方向相反，即有 F =G ．由平衡条件得：F 2=F tan α=G tan α，1cos G
F F α
== ;当悬线变短时，α增大，cosα减小，sinα增大，则得F 2
增大，F 1增大，B 正确。 故选B.
21．A
解析：A 【解析】 【详解】
物体处于平衡状态，对物体受力分析，根据共点力平衡条件，可求出支持力和水平推力．
对小滑块受力分析，受水平推力F 、重力G 、支持力F N 、根据三力平衡条件，将受水平推力F 和重力G 合成，如图所示，由几何关系可得tan mg F θ=，sin N mg
F θ
=，A 正确． 【点睛】
本题受力分析时应该注意，支持力的方向垂直于接触面，即指向圆心．本题也可用正交分解列式求解！
22．B
解析：B 【解析】
试题分析：质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，对其受力分析，可求出动摩擦因数，加力F 后，根据共点力平衡条件，可以得到压力与最大静摩擦力同时变大，物体依然平衡．
解：由于质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，说明斜面对物块的摩擦力等于最大静摩擦力， 对物体受力分析，如图
根据共点力平衡条件，有
f=mgsinθ
N=mgcosθ
f=μN
解得μ=tanθ
对物块施加一个竖直向下的恒力F，再次对物体受力分析，如图
根据共点力平衡条件，有
与斜面垂直方向依然平衡：N=（mg+F）cosθ
因而最大静摩擦力为：f=μN=μ（mg+F）cosθ=（mg+F）sinθ，
故在斜面平行方向的合力为零，故合力仍然为零，物块仍处于静止状态，A正确，B、D错误，摩擦力由mgsinθ增大到（F+mg）sinθ，C错误；
故选A．
【点评】本题要善用等效的思想，可以设想将力F撤去，而换成用一个重力的大小等于F 的物体叠放在原来的物块上！
23．B
解析：B
【解析】
试题分析：以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力F N和绳子的拉力F，作出受力图如图：
由平衡条件得知，F N 和F 的合力与T （G ）大小相等，方向相反，根据三角形相似可得
，解得：F N =
G ，F=
G ；使∠BAO 缓慢变小时，AB 、AO 保持不变，
BO 变小，则F N 保持不变，F 变小，故B 正确，ACD 错误．故选B 。 考点：共点力的平衡条件
24．A
解析：A 【解析】
水平传送带静止时和向左匀速传动时，物块m 由传送带的左端匀速拉动到右端的过程中，受到的都是滑动摩擦力，物块与传送带间的动摩擦因数μ和物块对传送带的压力大小都不变，由滑动摩擦力公式N f F μ=，得知12F F =，A 正确．
25．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
甲图木箱受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力50N ，乙图木箱受到的摩擦力为最大静摩擦力，大小等于78N ，丙图木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为
0.25300N 75N f N μ==?=
故D 正确，ABC 错误。 故选D 。