专题02 相互作用(教师版)新高考物理模拟题分类汇编(第6套)

专题02 相互作用1．（2021·浙江绍兴市高三二模）有一种多功能“人”字形折叠梯，其顶部用活页连在一起，在两梯中间某相对的位置用一轻绳系住，如图所示，可以通过调节绳子的长度来改变两梯的夹角θ。

一质量为m 的人站在梯子顶部，若梯子的质量及梯子与水平地面间的摩擦不计，整个装置处于静止状态，则（ ）A ．θ角越大，梯子对水平地面的作用力越大B ．θ角越大，梯子对水平地面的作用力越小C ．θ角越大，绳子的拉力越大D ．θ角越大，人对梯子的压力越大【答案】C【解析】AB ．对人和梯子整体，进行分析，有N mg F =根据牛顿第三定律，可知梯子对水平地面的作用力与水平地面对梯子的支持力等大，与θ角无关。

故AB 错误；C ．对一侧的梯子，受力分析有人给的沿梯子向下的压力，地面给竖直向上的支持力，绳子给的水平方向的拉力，如图N tan 2T F θ=，可知θ角越大，绳子的拉力越大。

故C 正确；D ．把人的重力分解成沿梯子的两个分力，有12sin 2mg F θ=人可知，θ角越大，人对梯子的压力越小。

故D错误。

故选C 。

2．（2021·黑龙江大庆市高三二模）如图所示，质量均为m 的物块a 、b 之间用竖直轻弹簧相连，系在a 上的细线竖直悬挂于固定点O ，a 、b 与竖直粗糙墙壁接触，整个系统处于静止状态。

重力加速度大小为g ，则（ ）A ．弹簧弹力小于mgB ．细线的拉力可能等于mgC ．剪断细线瞬间物块b 的加速度大小为gD ．剪断细线瞬间物块a 的加速度大小为2g【答案】D【解析】A ．物块b 受力平衡，故弹簧弹力等于mg 。

故A 错误；B ．整个系统受力平衡，则细线的拉力等于2mg 。

故B 错误；C ．剪断细线瞬间物块b 的受力没有变化，加速度大小为零。

故C 错误；D ．剪断细线瞬间物块a 所受细线拉力消失，其他力没变化，则有2ma mg =，可得加速度大小为2g 。

故选D 。

3．（2021·河南洛阳市高三三模）如图所示，一同学推动木箱在水平地面上匀速运动，关于该同学的推力，下列判断正确的是（ ）A ．方向水平时推力最小B ．方向斜向下时可能比方向水平时推力小C ．方向斜向上时一定比方向水平时推力小D ．方向斜向上时可能比方向水平时推力小【答案】D【解析】对木箱受力分析，竖直方向，受重力和支持力作用，水平方向滑动摩擦力，根据N f F μ=， 当推力水平时，有1N F F mg μμ==当推力斜向下时，与水平夹角为θ，有()22cos sin F mg F θμθ=+当推力斜向上时，与水平夹角为θ，有()33cos sin F mg F θμθ=-联立可得()12131313()F F F F F F F F <<=>，或或，故选D 。

4．（2021·北京高三二模）如图所示，物块A 、B 均静止于倾角为θ的斜面上，它们的质量分别为M 和m ，已知Mg sin θ＞mg 。

若斜面倾角θ变大，B 仍保持静止，则（ ）A ．绳子的拉力变大B ．A 所受合力变大C ．斜面对A 的支持力变大D ．斜面对A 的静摩擦力变大【答案】D【解析】A ．根据题意可知，对A 进行受力分析如图所示x 轴方向T sin 0mg f F θ-++=y 轴方向N cos F mg θ=由于仍保持静止，则物体B 受力平衡，绳的拉力等于物体B 的重力，斜面倾角θ变大，绳的拉力不变。

A错误；B ．由题意可知，斜面倾角θ变大，物体A 仍静止，处于平衡状态，所受合力为零不改变。

B 错误；C ．由受力分析可知N cos F mg θ=，斜面倾角θ变大，余弦值减小，斜面对A 的支持力变小。

C 错误；D ．由A 可知T sin 0mg f F θ-++=，斜面倾角θ变大，正弦值增大，重力沿斜面的分力增大，拉力不变，斜面对A 的静摩擦力变大。

D 正确；故选D 。

5．（2021·山东日照市高三三模）如图所示，一小球放在倾斜的墙面与木板之间。

设小球对墙面的压力大小为1F ，小球对木板的压力大小为2F 。

以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置顺时针缓慢转到与墙面垂直的位置。

不计摩擦，在此过程中（ ）A ．1F 先减小后增大B ．1F 一直增大C ．2F 一直减小D ．2F 先减小后增大【答案】C 【解析】以小球为研究对象，分析受力情况：重力G 、墙面的支持力N 1和木板的支持力N 2，令木板与墙面的夹角为θ，根据平衡条件知N 1和N 2的合力与G 等大反向，且得N 1=Gcotθ、2sin G N θ= 根据牛顿第三定律知墙面对球的压力大小为F 1=N 1=Gcotθ，球对木板的压力大小为22sin G F N θ==，木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置θ增大，则知F 1始终减小，F 2始终减小，故选C 。

6．（2021·宁夏高三三模）如图所示，固定的斜面上叠放着A 、B 两木块，木块A 与B 的接触面是水平的，水平力F 作用于木块A ，木块A 、B 保持静止。

下列说法正确的是（ ）A ．木块B 可能受到4个力作用B ．木块A 对木块B 的摩擦力可能为0C ．木块B 对木块A 的作用力方向竖直向上D ．斜面对木块B 的摩擦力方向沿斜面向下【答案】A【解析】因为A 木块静止，所以其受力平衡，故A 木块一定受到向右的摩擦力，故B 选项错误；又因为B 木块对A 木块的支持力竖直向上，故B 木块对A 木块的作用力（支持力与摩擦力的合力）斜向右上方，故C 选项错误；对B 木块受力分析可知，其受到的力一定有重力、A 木块对其产生的压力和摩擦力、斜面对其产生的支持力，再对A 、B 整体受力分析可知，由于F 大小未知，故斜面对B 木块的摩擦力可能向上、可能向下、也可能为零，故D 选项错误、A 选项正确。

故选A 。

7．（2021·北京高三二模）如图所示，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O 的上方，横梁AO 水平，设横梁和斜梁对O 点的作用力大小分别为F AO 、F BO ，如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O 的位置不变，横梁仍然水平，则下列选项正确的是（ ）A ．F AO 变大，F BO 变小B ．F AO 变小，F BO 变大C ．F AO 和F BO 都变小D ．F AO 和F BO 都变大【答案】C【解析】设斜梁与水平方向成α角，根据平衡条件得tan AO mg F α= sin BO mg F α= 当把斜梁加长一点，α角增大，F AO 和F BO 都变小。

故选C 。

8．（2021·河北张家口市高三三模）长隆国际大马戏团的动物特技演员棕熊“玛尔塔”有一招绝活“走钢丝”。

当玛尔塔走到靠近中央的位置时，钢丝与水平方向所成夹角已经接近30°，则此时钢丝上的弹力是棕熊重力的（ ）A ．34倍B ．1倍C ．3倍D ．2倍【答案】B【解析】以玛尔塔为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，两绳子合力与重力等大反向，则有 2F sin30°=mg ，解得F=mg ，故选B 。

9．（2021·广东汕头市高三二模）某工厂把完全相同的光滑空油桶按下图所示方式存放在四个不同的箱子中，则油桶C 对A 的压力最大的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】D【解析】设AC 圆心连线与竖直方向的夹角为θ，则对C 由平衡知识可知2cos N F mg θ=，因为在图D 中θ最大，则F N 最大。

故选D 。

10．（2021·安徽马鞍山市高三三模）如图所示，轻杆通过铰链与重物（可看作质点）连接，静止靠在竖直墙壁上，墙壁光滑，水平地面粗糙。

则（ ）A ．地面对杆的支持力大于重物的重力B ．杆对重物的弹力等于重物的重力C ．若使重物缓慢向下移动一小段距离，则地面的摩擦力变大D ．若墙壁粗糙，地面光滑，重物仍可以在原位置静止靠在墙壁上【答案】C【解析】A ．对重物和杆的整体分析，地面对杆的支持力等于重物的重力，选项A 错误；B ．对重物受力分析可知，杆对重物的弹力等于重物的重力与墙壁对重物的弹力的合力，选项B 错误；C ．地面对杆的摩擦力f 等于墙面对物体的弹力N ，而tan N G θ=，若使重物缓慢向下移动一小段距离，则θ变大，则地面的摩擦力f 变大，选项C 正确；D ．若墙壁粗糙，地面光滑，地面对杆将无摩擦力，则墙壁也会对物块产生压力，则墙壁对物块无摩擦力，则重物不可以在原位置静止靠在墙壁上，选项D 错误。

故选C 。

11．（2021·北京师大附中高三二模）拆卸高楼旧空调外机时，常用电动机通过缆绳进行牵引，为避免其与竖直墙壁碰撞，地面上的工人（图中未画出）用一根拉绳拽着外机，如图所示。

设缆绳拉力的大小为F 1，方向与竖直方向成α角；拉绳拉力大小为F 2，与竖直方向的夹角为β。

工人拉绳使β保持不变，外机沿竖直方向缓慢下降过程中（ ）A ．α可能大于βB ．F 2不断减小C ．F 1不断增大D ．F 1可能等于F 2【答案】B 【解析】对空调主机受力分析如图，受到重力和两根绳子的拉力，由于空调主机是缓慢下降，故合力为零；在竖直方向：12cos cos F mg F αβ-=在水平方向：12sin sin F F αβ=解得12cos cot sin sin cot cos mg mg F F αβαβαβ==-⋅⋅-， 在下降过程中，β不变，α减小，则cos α增大、sin α减小、cot α增大，所以缆绳拉力F 1和拉绳拉力F 2都减小； 因12cos cos F mg F αβ-=所以F 1大于F 2，根据12sin sin F F αβ=可知缆绳与竖直方向的夹角α小于角β，故B 正确，ACD 错误。

12．（2021·海南高三三模）如图所示，一根直杆固定在水平地面上，与水平面成37θ=的倾角，杆上套着一个质量为m 的圆环A ，跨过定滑轮的细绳一端系在圆环A 上，另一端系一物块B 。

细绳对圆环A 的拉力方向是水平向左。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆环A 与直杆间动摩擦因数为0.5μ=，sin 370.6=，cos370.8=，要保证A 不向上滑动，所悬挂的物块B 质量不能超过（ ）A ．mB ．43mC ．53mD ．2m【答案】D 【解析】对圆环A 受力分析，如图对物体B ，由平衡条件可得B T m g =当圆环刚要上滑时，由平衡条件可得m cos sin T mg f θθ=+m (sin cos )B f m g mg μθθ=+联立解得2B m m =即悬挂的物块B 质量不能超过2m 。

故选D 。

13．（2021·河南高三三模）如图所示，一个质量为M 、倾角为θ的斜面体置于水平面上，斜面体的顶端固定一定滑轮A ，定滑轮B 用细线悬挂在天花板上，定滑轮B 高于定滑轮A 。