高考物理一轮复习 第二章 相互作用综合检测

权掇市安稳阳光实验学校相互作用综合检测

(时间:90分钟 满分:100分)

一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得

0分)

1.减速带是交叉路口常见的一种交通设施,用以使车辆以较慢速度通过路口,车辆驶过减速带时会进一步减速.当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,下图中弹力F画法正确且分解合理的是( B )

解析:减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面,指向受力物体,故A,C错误;按照力的作用效果,力F应该分解为水平方向和竖直方向的两个分力,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直方向上的分力产生向上运动的作用效果,故B正确,D错误.

2.大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上,使物体能沿不同粗糙程度的水平面匀速运动,则物体与水平面间的摩擦力最大的是( A )

解析:根据物体的平衡条件有fA=F,fB=Fcos 30°,fC=Fcos 30°,

fD=Fcos 60°,知物体与水平面间的摩擦力最大的是A选项.

3.如图所示,用一根轻绳晾晒重量为G的衣服,衣服是通过一个光滑的小圆环穿过细绳后悬挂起来的,此时两段绳间的夹角为120°,绳中张力为F1;若在环上加一水平拉力使细绳的一部分处在竖直线上,此时晾衣绳中的张力大小为F2,不计小圆环的重力,则下列关系正确的是( B )

A.F1=F2=G B.F2F1>G D.F2

解析:分别对两种情况下的环进行受力分析,如图.由图可知,开始时三个力的方向之间的夹角都是120°,所以F1=G;若在环上加一水平拉力使细绳的一部分处在竖直线上,则在竖直方向上有F2+F2sin θ=G,得F2

4.如图所示,OA,OB为竖直平面内的两根固定光滑杆,OA竖直,OB与OA间的夹角为45°,两杆上套有可以自由移动的轻质环E和F,通过不可伸长的轻绳在结点D处悬挂一个质量为m的物体,当物体静止时,环E与杆OA间的作用力大小为F1,环F与杆OB间的作用力大小为F2,则( B )

A.F1=mg,F2=mg B.F1=mg,F2=√2mg

C.F1=√2mg,F2=mg D.F1=√2mg,F2=√2mg

解析:由于OA,OB均为光滑杆,对套在杆上的轻质环的作用力的方向只能垂直于杆.由此可知,当物体静止时,DE轻绳水平,DF轻绳与竖直方向的夹角为45°,由平衡条件可知,DE轻绳中的拉力等于mg,DF轻绳中的拉力等于√2mg,所以环E与杆OA之间的作用力大小F1=mg,环F与杆OB之间的作用力大小F2=√2mg,选项B正确.

5.如图所示,倾角为45°的斜面B放置在水平面上,物块A放在斜面B上,A,B接触面光滑,水平力F作用在物块A上,A,B一起沿水平面向左匀速滑动,若B与水平面间的动摩擦因数为μ,则A与B的质量之比为( A )

A.𝜇1-𝜇 B.𝜇1+𝜇

C.1-𝜇𝜇 D.1+𝜇𝜇

解析:把A,B看成一个整体,根据平衡条件得F=μ(mA+mB)g.A物体在三个力的作用下受力平衡,因为斜面的倾角为45°,可知F=mAg,联立解得𝑚𝐴𝑚𝐵=𝜇1-𝜇,选项A正确.

6.如图所示,一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上,一人用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起使绳与竖直方向的夹角为θ=30°.且绳绷紧,则人对沙袋施加的作用力大小为( A )

A.𝑚𝑔2 B.√32mg

C.√33mg D.√3mg

解析:建立如图所示直角坐标系,对沙袋进行受力分析.

由平衡条件有

Fcos 30°-FTsin 30°=0,

FTcos 30°+Fsin 30°-mg=0,

联立可解得F=𝑚𝑔2,故选项A正确.

7.如图所示,光滑的半圆柱固定在水平地面上,在其圆心O1的正上方O2处有一光滑小滑轮.质量分别为√3m,m的A,B两小球通过光滑的小滑轮用细线相连.当O2A间细线的长度与圆柱半径相等时,两小球处于静止状态,且半圆柱对小球B的作用力恰好为零,则O2A与竖直方向的夹角θ为( C )

A.60° B.45° C.30° D.15°

解析:以小球B为研究对象,细线的拉力FT=mg.以小球A为研究对象,受力分析如图所示.

由几何关系可知,𝐹2=FTcos θ,又因为FT=mg,F=mAg=√3mg,所以cos θ=√32,即θ=30°,故选项C正确.

8.如图所示,一倾角为α的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是( BC ) A.球一定受墙的弹力且水平向左

B.球可能受墙的弹力且水平向左

C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上

D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上

解析:F大小合适时,球可以静止在靠墙的斜面上,且与墙面间无挤压,F再增大时墙才对球有水平向左的弹力,故A错误,B正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球静止,故C正确,D错误.

9.两个中间有孔的质量为M的小球A,B用一轻弹簧相连,套在一根光滑水平杆上.两个小球下面分别连有一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一小球C上,如图所示.已知小球C的质量为m,三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一个等边三角形.则( CD )

A.水平杆对质量为M的小球的支持力为(M+m)g

B.连接质量为m的小球的轻弹簧的弹力为𝑚𝑔3

C.连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量为√3mg3𝑘

D.套在光滑水平杆上的轻弹簧的形变量为√3mg6𝑘

解析:以三个小球和三根弹簧组成的整体为研究对象,由平衡条件可得水平杆对质量为M的小球的支持力F=（M+𝑚2）g,选项A错误;单独研究质量为m的小球C,由平衡条件可得连接质量为m的小球的轻弹簧的弹力 F=√3mg3,再由胡克定律可得连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量x=𝐹𝑘=√3mg3𝑘,选项B错误,C正确;单独研究质量为M的小球,由平衡条件可得套在水平杆上的弹簧的弹力F′=√3mg6,由胡克定律可得该弹簧的形变量 x′=√3mg6𝑘,故选项D正确.

10.我国很多地方在节日期间有挂红灯笼的习俗.如图,质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA,OB悬挂在水平天花板上,OA比OB长,O为结点.重力加速度大小为g.设OA,OB对O点的拉力分别为FA,FB,轻绳能够承受足够大的拉力,则( ACD )

A.FA小于FB

B.FA,FB的合力大于mg

C.调节悬点A的位置,可使FA,FB都大于mg

D.换质量更大的灯笼,FB的增加量比FA的增加量大

解析:以结点O为研究对象,受力如图所示,

FA,FB的合力与分力大小相等,根据正弦定理有𝐹𝐴sin𝛽=𝐹𝐵sin𝛼=𝑚𝑔sin(𝛼+𝛽),因为α>β,故FA

=kBm,而kB>kA,可知ΔFB>ΔFA,故选项D正确.

11.如图所示,一竖直挡板固定在水平地面上,图(甲)用一斜面将一质量为M的光滑球顶起,图(乙)用一14圆柱体将同一光滑球顶起;当斜面或14圆柱体缓慢向右推动的过程中,关于两种情况下挡板所受的压力,下列说法正确的是( CD )

A.两种情况下挡板所受的压力都不变

B.两种情况下挡板所受的压力都增大

C.图(甲)中挡板所受的压力不变

D.图(乙)中挡板所受的压力减小

解析:图(甲)中,球受重力、挡板的弹力、斜面的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,各力的方向不变,重力不变,所以挡板的弹力、斜面的支持力大小均不变,由牛顿第三定律知挡板所受压力也不变;图(乙)中球受重力、挡板的弹力、14圆柱体的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,14圆柱体支持力与竖直方向的夹角减小(示意图如图),挡板的弹力方向不变,重力不变,因此挡板的弹力减小,由牛顿第三定律知,挡板所受的压力也减小,选项C,D正确,A,B错误.

12.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑定滑轮与沙漏A连接,连接B的一段细绳与斜面平行,在A中的沙子缓慢流出的过程中,A,B,C都处于静止状态,则下列说法正确的是( AD )

A.B对C的摩擦力可能始终增大

B.地面对C的支持力可能不变

C.C对地面的摩擦力方向始终向左,且逐渐减小

D.滑轮对绳的作用力方向始终不变

解析:若一开始C对B的摩擦力就沿斜面向上,则在A中的沙子缓慢流出的过程中,C对B的摩擦力逐渐增大,根据牛顿第三定律可知,此时B对C的摩擦力也始终增大,选项A正确;在A中的沙子缓慢流出的过程中,细绳的张力逐渐减小,以B,C为整体,在竖直方向根据平衡条件可知,地面对C的支持力逐渐变大;在水平方向根据平衡条件可得,地面对C的摩擦力方向向左,始终减小,根据牛顿第三定律可知C对地面的摩擦力方向始终向右,且逐渐减小,选项B,C均错误;绳的张力大小处处相等,且方向不变,根据平行四边形定则可知,它们的合力的方向也不变,因此滑轮对绳的作用力方向也始终不变,选项D正确.

二、非选择题(共52分)

13.(6分)在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时,小张同学用如图(甲)所示的实验装置进行实验.将该弹簧竖直悬挂,在自由端挂上钩码,通过改变钩码的个数,记录钩码的质量m和弹簧上指针在刻度尺上的读数x.

(1)小张同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图像如图(乙)所示,由图像可求得该弹簧的劲度系数k= N/m(当地的重力加速度g=9.8 m/s2,结果保留三位有效数字).

(2)在本次实验中,考虑到弹簧自身有重量,测得弹簧劲度系数k的值与真实值相比较 (选填“偏大”“偏小”或“没有影响”).

解析:(1)由胡克定律mg=k(x-x0),变化为x=𝑔𝑘m+x0.图(乙)所示的x-m图像的斜率等于𝑔𝑘,由x-m图像可得k=73.5 N/m.

(2)弹簧自身重力不影响x-m图像的斜率,对弹簧劲度系数的测量没有影响.

答案:(1)73.5 (2)没有影响

评分:每空3分.

14.(5分)请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容.

(1)如图(甲)所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套.

(2)如图(乙)所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及 .

(3)如图(丙)所示,用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点拉到O点,记下此时弹簧测力计的示数 F= N和细绳的方向.

(4)如图(丁)所示,已按一定比例作出了F1,F2和F的图示,请用作图法作出F1和F2的合力. (5)合力与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1的大小比真实值偏 、F1与F2的夹角比真实夹角偏 .(均选填“大”或“小”)

解析:(2)要记下两分力F1和F2的方向.

(3)弹簧测力计的示数要估读一位,即F=3.00 N.

(4)由力的图示作出F1和F2的合力F′,如图所示.

(5)由图,将F1减小或减小F1与F的夹角,合力F′与F更接近重合,则原因是F1的大小比真实值偏大、F1与F2的夹角比真实夹角偏大.