2020版物理新增分大一輪人教通用版講義：第二章 相互作用 本章綜合能力提升練

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精本章綜合能力提升練一、單項(xiàng)選擇題1．（2018·河北省唐山市質(zhì)檢)光滑斜面上固定著一根剛性圓弧形細(xì)桿，小球通過輕繩與細(xì)桿相連，此時(shí)輕繩處于水平方向,球心恰位于圓弧形細(xì)桿的圓心處，如圖1所示．將懸點(diǎn)A緩慢沿桿向上移動(dòng)，直到輕繩處于豎直方向，在這個(gè)過程中，輕繩的拉力()圖1A．逐漸增大 B．大小不變C．先減小后增大 D．先增大后減小答案C解析當(dāng)懸點(diǎn)A緩慢向上移動(dòng)過程中，小球始終處于平衡狀態(tài)，小球所受重力mg的大小和方向都不變，支持力FN的方向不變，對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示,由圖可知,拉力FT先減小后增大，C項(xiàng)正確．2．（2018·陜西省渭南市調(diào)研）如圖2所示，物塊M在靜止的傳送帶上勻速下滑時(shí)，傳送帶突然順時(shí)針(圖中箭頭所示）轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)后，下列說法正確的是(）圖2A．M受到的摩擦力不變B．M受到的摩擦力變大C．M可能減速下滑D．M可能減速上滑答案A變．3．(2019·遼寧省沈陽市模擬)a、b兩個(gè)質(zhì)量相同的球用線相連接，a球用線掛在天花板上，b球放在光滑斜面上，系統(tǒng)保持靜止（線的質(zhì)量不計(jì)），則下列圖中正確的是()答案B解析對(duì)a、b球整體受力分析，受重力、斜面的支持力和線的拉力，如圖甲所示，同理，對(duì)b球受力分析如圖乙,可知B項(xiàng)正確．4．(2018·山西省太原市調(diào)研）如圖3所示,輕繩OA一端固定在天花板上,另一端系一光滑的圓環(huán)，一根系著物體的輕繩穿過圓環(huán)后,另一端固定在墻上B點(diǎn)，且OB處于水平．現(xiàn)將A點(diǎn)緩慢沿天花板水平向右移動(dòng)，且OB段的輕繩始終保持水平，則OA、OB段輕繩所受拉力的大小FTA、FTB的變化情況是（)圖3A．FTA增大，F(xiàn)TB不變 B．FTA、FTB均不變C．FTA不變,FTB增大 D．FTA、FTB均減小答案B解析因?yàn)閳A環(huán)光滑，則OC、OB段輕繩所受拉力的大小FTC、FTB始終相等，且等于物體的重力．又因?yàn)镺B段輕繩始終保持水平，OC段輕繩始終保持豎直,所以A點(diǎn)緩慢右移時(shí)，圓環(huán)也隨之右移，角θ不變,由平衡條件可知OA段繩上所受的拉力不變．故B項(xiàng)正確．5．(2017·全國卷Ⅲ·17)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上,彈性繩的原長也為80cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn),平衡時(shí)彈性繩的總長度為100cm;再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)，則彈性繩的總長度變?yōu)椋◤椥岳K的伸長始終處于彈性限度內(nèi)）（）A．86cmB．92cmC．98cmD．104cm答案B解析設(shè)彈性繩的勁度系數(shù)為k.掛鉤碼后，彈性繩兩端點(diǎn)移動(dòng)前，繩的伸長量ΔL＝100cm－80cm＝20cm，兩段繩的彈力F＝kΔL，對(duì)鉤碼受力分析，如圖甲所示,sinα＝eq\f（4,5)，cosα＝eq\f（3,5）。根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得，鉤碼的重力為G＝2kΔLcosα。將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)時(shí),受力圖如圖乙所示．設(shè)彈性繩伸長量為ΔL′，彈力為F′＝kΔL′，鉤碼的重力為G＝2kΔL′，聯(lián)立解得ΔL′＝eq\f（3,5）ΔL＝12cm.彈性繩的總長度變?yōu)長0＋ΔL′＝92cm,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.甲乙6.如圖4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墻壁，初始時(shí)A、B靜止,現(xiàn)用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未動(dòng)．則施力F后,下列說法正確的是()圖4A．A、B之間的摩擦力一定變大B．B與墻面間的彈力可能不變C．B與墻面間可能沒有摩擦力D．彈簧彈力一定不變答案D解析對(duì)A分析，開始時(shí)受重力、B對(duì)A的支持力和靜摩擦力平衡，當(dāng)施加F后，仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，開始時(shí)A所受的靜摩擦力大小為mAgsinθ,若F＝2mAgsinθ，則A、B之間的摩擦力大小不變，故A錯(cuò)誤；以A、B整體為研究對(duì)象，開始時(shí)B與墻面間的彈力為零,后來施加F后,彈力等于Fcosθ，B錯(cuò)誤；對(duì)A、B整體分析，由于A、B不動(dòng)，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)平衡知，B與墻面間一定有摩擦力，故C錯(cuò)誤，D正確．7.(2018·河北省冀州市模擬)如圖5所示,質(zhì)量為m的小球P（可以看成質(zhì)點(diǎn)），用兩根輕繩OP和O′P在P點(diǎn)拴結(jié)后再分別系于豎直墻上相距0.4m的O、O′兩點(diǎn)上，繩OP長0.5m，繩O′P長0.3m，今在小球上施加一與水平方向成θ＝37°角的拉力F，將小球緩慢拉起．繩O′P剛拉直時(shí)，OP繩拉力為FT1,繩OP剛松弛時(shí)，O′P繩拉力為FT2，則FT1∶FT2為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)（）圖5A．3∶4B．4∶3C．3∶5D．4∶5答案C解析繩O′P剛拉直時(shí)，由幾何關(guān)系可知此時(shí)OP繩與豎直方向夾角為37°，小球受力如圖甲，則FT1＝eq\f(4，5）mg.繩OP剛松弛時(shí)，小球受力如圖乙,則FT2＝eq\f（4，3）mg。則FT1∶FT2＝3∶5，C選項(xiàng)正確．二、多項(xiàng)選擇題8。如圖6所示，在固定好的水平和豎直的框架上，A、B兩點(diǎn)連接著一根繞過光滑的輕小滑輪的不可伸長的細(xì)繩，重物懸掛于滑輪下，處于靜止?fàn)顟B(tài)．若按照以下的方式緩慢移動(dòng)細(xì)繩的端點(diǎn)，則下列判斷正確的是（）圖6A．只將繩的左端移向A′點(diǎn)，拉力變小B．只將繩的左端移向A′點(diǎn),拉力不變C．只將繩的右端移向B′點(diǎn)，拉力變小D．只將繩的右端移向B′點(diǎn)，拉力變大答案BD解析設(shè)滑輪兩側(cè)繩子與豎直方向的夾角為α，繩子的總長度為L，B點(diǎn)到豎直框架的距離為s，根據(jù)幾何知識(shí)和對(duì)稱性，得：sinα＝eq\f（s，L)①以滑輪為研究對(duì)象，設(shè)繩子拉力大小為FT,根據(jù)平衡條件得：2FTcosα＝mg，得FT＝eq\f（mg，2cosα）②當(dāng)只將繩的左端移向A′點(diǎn)，s和L均不變，則由②式知，F(xiàn)T不變，故A錯(cuò)誤，B正確．當(dāng)只將繩的右端移向B′點(diǎn)，s增加，而L不變,則由①式知，α增大，cosα減小,則由②式知，F(xiàn)T增大，故C錯(cuò)誤，D正確．9。（2018·四川省雅安市第三次診斷)如圖7所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一滑塊A放在物體B上,除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余摩擦忽略不計(jì)．已知物體B的質(zhì)量為M，滑塊A的質(zhì)量為m，重力加速度為g。當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為θ,下列選項(xiàng)正確的是()圖7A．物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M＋m)gB．物體B受到水平面的摩擦力大小為mgtanθC．將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A對(duì)物體B的壓力將變小D．將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離,滑塊A與豎直擋板之間的彈力將變大答案AD解析首先對(duì)物體A受力分析，如圖甲所示：根據(jù)平衡條件，有：F1＝eq\f(mg，sinθ），F(xiàn)2＝eq\f(mg,tanθ），將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，θ變小，根據(jù)牛頓第三定律，A對(duì)B的壓力大小F1′＝F1＝eq\f（mg，sinθ）變大，滑塊A與豎直擋板之間的彈力F2＝eq\f（mg,tanθ）將變大，故C錯(cuò)誤，D正確；再對(duì)AB整體受力分析，受重力、水平面的支持力、豎直擋板的支持力、水平面的靜摩擦力，如圖乙所示根據(jù)平衡條件，水平面的支持力大小FN＝（M＋m）g，水平面對(duì)物體B的摩擦力大小Ff＝F2＝eq\f(mg,tanθ)，再根據(jù)牛頓第三定律,物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M＋m）g,故B錯(cuò)誤,A正確．10.(2018·江西省南昌市第二次模擬）如圖8所示，帶有光滑豎直桿的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接，開始時(shí)輕繩與斜劈平行．現(xiàn)給小滑塊施加一豎直向上的拉力F，使小滑塊沿桿緩慢上升,整個(gè)過程中小球始終未脫離斜劈，則有(）圖8A．輕繩對(duì)小球的拉力逐漸增大B．小球?qū)π迸膲毫ο葴p小后增大C．豎直桿對(duì)小滑塊的彈力先增大后減小D．對(duì)小滑塊施加的豎直向上的拉力逐漸增大答案AD解析對(duì)小球受力分析，受重力、支持力和輕繩的拉力，如圖甲所示：根據(jù)平衡條件可知，滑塊緩慢上升的過程中，輕繩的拉力FT增加，支持力FN減小，根據(jù)牛頓第三定律,球?qū)π迸膲毫p小，A正確，B錯(cuò)誤;對(duì)球和滑塊整體分析，受重力、斜面的支持力FN，桿的彈力FN′,拉力F，如圖乙所示，根據(jù)平衡條件，有：水平方向FN′＝FNsinθ，豎直方向F＋FNcosθ＝G，由于FN減小，故桿的彈力FN′減小，對(duì)滑塊的拉力F增加，C錯(cuò)誤，D正確．三、非選擇題11．某學(xué)生做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼,每增加一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的彈簧的長度x，數(shù)據(jù)記錄如下表所示.鉤碼個(gè)數(shù)01234567彈力F/N01。02.03。04。05。06。07.0彈簧伸長的長度x/cm02。003.986。027。979.9511.8013。50(1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖9中作出F－x圖線．圖9(2)根據(jù)F－x圖線可以求得彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(3）估測(cè)彈簧彈力為5N時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為________J。答案(1)如圖所示(2）50（3)0。2512．(2018·內(nèi)蒙古赤峰二中月考）傾角30°的斜面體放在水平地面上，小車與斜面之間光滑，斜面體與地面之間粗糙，用兩根輕繩跨過兩個(gè)固定的定滑輪一端接在小車上（滑輪與斜面沒有連接),另一端分別懸掛質(zhì)量為2m和m的物體A、B，當(dāng)小車靜止時(shí)兩繩分別平行、垂直于斜面，如圖10所示，不計(jì)滑輪摩擦．（重力加速度為g）圖10(1)求小車的質(zhì)量；(2)現(xiàn)使A、B位置互換，當(dāng)系統(tǒng)再次靜止時(shí)（斜面體始終未動(dòng)），地面與斜面體之間的摩擦力大小．答案(1）4m（2）eq\f(\r（3）,2)mg解析（1）小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡,對(duì)小車受力分析,沿斜面方向有：Mgsin30°＝2mg,得M＝4m.（2)當(dāng)A和B互換位置后，設(shè)A連接的繩子與垂直于斜面方向的夾角為θ，沿斜面方向有：Mgsin30°＝mg＋2mgsinθ,解得θ＝30°,即A連接的繩子豎直向上拉小車，對(duì)小車和斜面體整體受力分析,水平方向有：Ff＝mgcos30°解得Ff＝eq\f(\r(3)，2)mg。13．（2018·河北省衡水中學(xué)第一次調(diào)研）如圖11所示,放在粗糙的固定斜面上的物塊A和懸掛的物塊B均處于靜止?fàn)顟B(tài)．輕繩AO繞過光滑的定滑輪與輕彈簧的右端及輕繩BO的上端連接于O點(diǎn),輕彈簧中軸線沿水平方向，輕繩的OC段與豎直方向的夾角θ＝53°，斜面傾角α＝37°，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA＝5kg,mB＝1.5kg，彈簧的勁度系數(shù)k＝500N/m，(sin37°＝0。6，cos37°＝0。8，重力加速度g＝10m/s2)求：圖11（1）彈簧的伸長量x；(2）物塊A受到的摩擦力．答案(1)4cm(2）5N，方向沿斜面向上解析（1）對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析如圖甲所示:根據(jù)平衡條件，