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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用章末檢測
一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分,多選題已在題號后標(biāo)出)
1.(xx·武漢部分學(xué)校調(diào)研)(多選)已知兩個共點力F1和F2不共線,若F1的大小和方向保持不變,F(xiàn)2的方向也保持不變,僅增大F2的大?。贔2逐漸增大的過程中,關(guān)于合力F的大小,下列說法正確的是 ( )
A.若F1和F2的夾角為銳角,F(xiàn)一定不斷變大
B.若F1和F2的夾角為銳角,F(xiàn)有可能先變小后變大
C.若F1和F2的夾角為鈍角,F(xiàn)有可能先變小后變大
D.若F1和F2的夾角為鈍角,F(xiàn)有可能一直變大
解析:選ACD.當(dāng)共點力F1和F2的夾角為銳角
2、或直角時,F(xiàn)2逐漸增大的過程中,合力F不斷變大,選項A正確;當(dāng)共點力F1和F2的夾角為鈍角時,F(xiàn)2逐漸增大的過程中,合力F有可能先變小后變大,也可能不斷變大,選項C、D正確.
2. 如圖所示是人們短途出行、購物的簡便雙輪小車,若小車在勻速行駛的過程中支架與水平方向的夾角保持不變,不計貨物與小車間的摩擦力,則貨物對桿A、B的壓力大小之比FA∶FB為 ( )
A.1∶ B.∶1
C.2∶1 D.1∶2
解析:選B.以貨物為研究對象進(jìn)行受力分析,如圖所示,利用力的合成法可得tan 30°=,根據(jù)牛頓第三定律可知FB=NB、FA=NA,解得FA∶
3、FB=∶1,選項B正確.
3. (xx·唐山統(tǒng)考)如圖所示,物塊A放在直角三角形斜面體B上面,B放在彈簧上面并緊挨著豎直粗糙墻壁,處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用力F沿斜面向上推A,A、B仍處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是 ( )
A.A、B之間的摩擦力大小可能不變
B.A、B之間的摩擦力一定變小
C.B受到的彈簧彈力一定變小
D.B與墻之間可能沒有摩擦力
解析:選A.對物塊A,開始受重力、B對A的支持力和靜摩擦力作用而平衡,當(dāng)施加F后,仍然處于靜止,開始A所受的靜摩擦力大小為mAgsin θ,若F=2mAgsin θ,則A、B之間的摩擦力大小可能不變,選項A正確,B錯誤;對整
4、體分析,由于A、B不動,彈簧的形變量不變,則彈簧的彈力不變,開始彈簧的彈力等于A、B的總重力,施加F后,彈簧的彈力不變,總重力不變,根據(jù)平衡條件知,B與墻之間一定有摩擦力,故選項C、D錯誤.
4. 如圖所示,水平固定且傾角為30°的光滑斜面上有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B,它們用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接,現(xiàn)對B施加一水平向左的推力F使A、B均靜止在斜面上,此時彈簧的長度為l,則彈簧原長和推力F的大小分別為 ( )
A.l+,mg
B.l-,mg
C.l+,2mg
D.l-,2mg
解析:選B.以A、B整體為研究對象,則Fcos 30°=2mgsin 30
5、°,得F=mg;隔離A有kx=mgsin 30°,得彈簧原長為l-x=l-.故選項B正確.
5. (xx·河北石家莊質(zhì)檢)(多選)如圖所示,固定的半球面右側(cè)是光滑的,左側(cè)是粗糙的,O點為球心,A、B為兩個完全相同的小物塊(可視為質(zhì)點),小物塊A靜止在球面的左側(cè),受到的摩擦力大小為F1,對球面的壓力大小為N1;小物塊B在水平力F2作用下靜止在球面的右側(cè),對球面的壓力大小為N2,已知兩小物塊與球心連線和豎直方向的夾角均為θ,則 ( )
A.F1∶F2=cos θ∶1 B.F1∶F2=sin θ∶1
C.N1∶N2=cos2θ∶1 D.N1∶N=si
6、n2θ∶1
解析:選AC.對A、B分別受力分析如圖,根據(jù)力的平衡得F1=mgsin θ,F(xiàn)2=mgtan θ,得F1∶F2=cos θ∶1,N1′=mgcos θ,N2′=,結(jié)合牛頓第三定律得N1∶N2=cos2θ∶1,所以A、C項正確,B、D項錯誤.
6. (多選)如圖所示,一條細(xì)線一端與地板上的物體B相連,另一端繞過質(zhì)量不計的定滑輪與小球A相連,定滑輪用另一條細(xì)線懸掛在天花板上的O′點,細(xì)線與豎直方向所成角度為α,則 ( )
A.如果將物體B在地板上向右移動一點,α角將增
大
B.無論物體B在地板上左移還是右移,只要距離足夠小,α角將不變
C.增大小球A的質(zhì)量,α
7、角一定減小
D.懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力不可能等于小球A的重力
解析:選AD.O、A之間的細(xì)線一定沿豎直方向,如果物體B在地板上向右移動一點,O、B間的細(xì)線將向右偏轉(zhuǎn),OA與OB間的夾角將增大.OA與OB兩段細(xì)線上的彈力都等于小球A的重力,其合力與懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力大小相等、方向相反,懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力方向(即OO′的方向)與∠AOB的角平分線在一條直線上,顯然物體B在地板上向右移動時α角將增大,選項A正確,B錯誤;增大小球A的質(zhì)量,只要物體B的位置不變,則α角也不變,選項C錯誤;因物體B無論在地板上移動多遠(yuǎn),∠AOB都不可能達(dá)到120°,故懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力不可能等于小球A的重
8、力,選項D正確.
7. 如右圖所示,質(zhì)量為1 kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,從t=0開始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同時受到一個水平向左的恒力F=1 N的作用,取g=10 m/s2,向右為正方向,該物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力) ( )
解析:選A.
8. (多選)如圖所示,水平細(xì)桿上套一環(huán)A,環(huán)A與球B間用一輕質(zhì)繩相連,質(zhì)量分別為mA、mB,由于B球受到風(fēng)力作用,環(huán)A與B球一起向右勻速運(yùn)動.已知繩與豎直方向的夾角為θ,則下列說法中正確的是 ( )
A.B球受到的風(fēng)力F為mBgtan θ
9、B.風(fēng)力增大時,輕質(zhì)繩對B球的拉力保持不變
C.風(fēng)力增大時,桿對環(huán)A的支持力保持不變
D.環(huán)A與水平細(xì)桿間的動摩擦因數(shù)為
解析:選AC.對球B受力分析可知A正確;當(dāng)風(fēng)力增大時,由于F拉=mBg/cos θ,θ增大,F(xiàn)拉增大,所以B錯誤;以整體為研究對象,豎直方向桿對環(huán)A的支持力與環(huán)A和B球整體受到的重力平衡,C正確;水平方向上,mBgtan θ=μ(mA+mB)g,所以D錯誤.
二、實驗題(本題共2小題,共20分)
9.(10分)(xx·云南統(tǒng)一檢測)在探究彈簧的彈力與伸長量之間關(guān)系的實驗中,所用裝置如圖所示.將輕彈簧的一端固定,另一端與力傳感器連接,其伸長量通過刻度尺測得,某同學(xué)的
10、實驗數(shù)據(jù)列于下表中.
伸長量x/10-2m
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
彈力F/N
1.50
2.93
4.55
5.98
7.50
(1)以x為橫坐標(biāo),F(xiàn)為縱坐標(biāo),在下圖所示坐標(biāo)系中描繪出能正確反映這一彈簧的彈力與伸長量間關(guān)系的圖線.
(2)由圖線求得這一彈簧的勁度系數(shù)為________.(保留三位有效數(shù)字)
解析:作圖時,注意測量數(shù)據(jù)的范圍與圖的大小,盡量使實驗測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、清晰地把圖展現(xiàn)出來.由胡克定律可知,彈簧的勁度系數(shù)k==75.0 N/m.
答案:(1)如圖所示 (2)75.0 N/m
10.(10分)在“探究
11、合力與分力關(guān)系”實驗過程中,老師拍下了某同學(xué)用一個彈簧秤拉橡皮筋到位置O穩(wěn)定時的照片.
(1)請指出該同學(xué)在進(jìn)行該項實驗操作上的不恰當(dāng)之處:________.
(2)在同學(xué)的幫助下該同學(xué)進(jìn)行了正確操作,并記錄下力的方向如圖所示,由圖中兩彈簧秤示數(shù)可得知力的大?。渲蠥處彈簧秤的示數(shù)為________N.請你根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)作出這兩個力的合力,并求出合力的大小為________N.
解析:(1)施加拉力的時候拉力的方向沒有與板保持水平.
(2)彈簧秤需估讀.A處彈簧秤的示數(shù)FA=2.60 N,B處彈簧秤的示數(shù)FB=1.10 N.以1 cm為1 N的標(biāo)度作出FA、FB的圖示并以其為鄰邊作平
12、行四邊形,其對角線F即表示合力的大小和方向.對照標(biāo)度即可量出合力的大小,F(xiàn)=3.30 N.
答案:(1)施加拉力的時候拉力的方向沒有與板保持水平 (2)2.60 圖見解析 3.30(3.20~3.40均可)
三、計算題(本題共2小題,共32分)
11.(16分)(xx·邯鄲模擬)一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套著兩個小球A和B(中央有孔),A、B間由細(xì)繩連接著,它們處于如圖所示位置時恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài).此情況下,B球與環(huán)中心O處于同一水平面上,A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài),且與水平線成30°角.已知B球的質(zhì)量為3 kg,求:
(1)細(xì)繩對B球的拉力大??;
(2)A球的質(zhì)量.(g取10
13、 m/s2)
解析:(1)對B球受力分析如圖所示,B球處于平衡狀態(tài)有:
Tsin 30°=mBg
T=2mBg=2×3×10 N=60 N
(2)球A處于平衡狀態(tài)有:
在水平方向:
Tcos 30°=NAsin 30°
在豎直方向:
NAcos 30°=mAg+Tsin 30°
由以上兩式解得:mA=6 kg
答案:(1)60 N (2)6 kg
12.(16分)拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如右圖所示).設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m,拖桿質(zhì)量可以忽略;拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)μ,重力加速度為g.某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時,沿拖桿方向推拖把,拖桿與豎直方向的夾
14、角為θ.
(1)若拖把頭在地板上勻速移動,求推拖把的力的大??;
(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為λ.已知存在一臨界角θ0,若θ≤θ0,則不管沿拖桿方向的推力多大,都不可能使拖把從靜止開始運(yùn)動.求這一臨界角的正切值tan θ.
解析:(1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把.將推拖把的力沿豎直和水平方向分解,由平衡條件得
Fcos θ+mg-FN=0 ①
Fsin θ-Ff=0 ②
式中FN和Ff分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力,則
Ff=μFN
15、 ③
聯(lián)立①②③式得F= ④
(2)使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動的水平推力等于拖把與地板間的最大靜摩擦力,設(shè)為Ffm,則依題意有
=λ ⑤
若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運(yùn)動,應(yīng)滿足
Fcos θ+mg=FN ⑥
Fsin θ≤Ffm ⑦
聯(lián)立⑤⑥⑦式得F(sin θ-λcos θ)≤λmg ⑧
因為上式右邊λmg總是大于零,要使得F為任意值時上式總是成立,只要滿足sin θ-λcos θ≤0 ⑨
即有tan θ≤λ ⑩
上式取等號即為臨界狀態(tài),則tan θ0=λ ?
答案:(1) (2)λ