新高考人教物理一輪作業(yè)章末檢測卷（二）相互作用

章末檢測卷(二)相互作用(滿分：100分時間：60分鐘)一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分。1～5題只有一個選項正確，6～8題有多個選項正確，全選對得6分，選對但不全得3分)1．圖甲是某同學寫字時的握筆姿勢，圖乙是他在握筆時把拇指和食指松開時的狀態(tài)，筆尖仍然斜向下且筆保持靜止狀態(tài)。關于兩幅圖中筆的受力，下列說法正確的是()A．圖甲中筆可能不受摩擦力B．圖乙中筆可能不受摩擦力C．圖甲和圖乙中手對筆的作用力方向都為豎直向上D．圖甲中手的握力越大，筆所受的摩擦力越大解析：對圖甲中的筆受力分析，其受到重力、手指的壓力和摩擦力，如果沒有受到摩擦力，筆就會順著手指滑下來，故A錯誤；對圖乙中的筆受力分析，其受到重力、手的支持力和摩擦力，如果沒有受到摩擦力，筆就會順著手指滑下來，故B錯誤；因為圖甲和圖乙中的筆都是靜止狀態(tài)，所以手對筆的作用力方向應與重力大小相等，方向相反，故C正確；圖甲中的筆受到的是靜摩擦力，和握力無關，故D錯誤。答案：C2．如圖所示，三個形狀不規(guī)則的石塊a、b、c在水平桌面上成功地疊放在一起，則石塊()A．c受到水平桌面向左的摩擦力B．c對b的作用力一定豎直向上C．b對a的支持力一定豎直向上D．b對a的支持力一定等于a所受重力解析：以三個石塊作為整體研究，根據(jù)平衡條件可知，石塊c不會受到水平桌面的摩擦力，故A錯誤；選a、b作為整體研究，根據(jù)平衡條件可知，石塊c對a、b整體的作用力與其總重力平衡，則石塊c對b的作用力一定豎直向上，故B正確；石塊b對a的支持力與其對a的靜摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，則b對a的支持力和靜摩擦力的合力方向豎直向上，支持力的方向不是豎直向上的，也不等于a的重力，故C、D錯誤。答案：B3.(2021·適應性測試廣東卷)某同學參加“筷子夾玻璃珠”游戲。如圖所示，夾起玻璃珠后，左側(cè)筷子與豎直方向的夾角θ為銳角，右側(cè)筷子豎直，且兩筷子始終在同一豎直平面內(nèi)。保持玻璃珠靜止，忽略筷子與玻璃珠間的摩擦。下列說法正確的是()A．兩側(cè)筷子對玻璃珠的合力比重力大B．兩側(cè)筷子對玻璃珠的合力比重力小C．左側(cè)筷子對玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大D．右側(cè)筷子對玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大解析：對玻璃珠受力分析如圖，其受重力G、左側(cè)筷子對玻璃珠的彈力F1和右側(cè)筷子對玻璃珠的彈力F2，在三個力的作用下處于平衡狀態(tài)。根據(jù)力的平衡可知，兩側(cè)筷子對玻璃珠的合力與重力等大反向，故A、B錯誤；根據(jù)力的平衡條件，豎直方向有F1sinθ＝G水平方向有F2＝F1cosθ聯(lián)立得F1＝eq\f(G,sinθ)，F(xiàn)2＝Gcotθ由于θ小于90°，則一定有F1＞G，而F2不一定大于G，故C正確，D錯誤。答案：C4．(2020·高考浙江卷)如圖是“中國天眼”500m口徑球面射電望遠鏡維護時的照片。為不損傷望遠鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當他在離底部有一定高度的望遠鏡球面上緩慢移動時，氦氣球?qū)ζ溆写笮閑q\f(5,6)mg、方向豎直向上的拉力作用，使其有“人類在月球上行走”的感覺。若將人視為質(zhì)點，此時工作人員()A．受到的重力大小為eq\f(1,6)mgB．受到的合力大小為eq\f(1,6)mgC．對球面的壓力大小為eq\f(1,6)mgD．對球面的作用力大小為eq\f(1,6)mg解析：對人受力分析，如圖所示，人受自身重力mg、氦氣球向上的拉力F拉＝eq\f(5,6)mg和望遠鏡球面對人的作用力F，人在球面上緩慢移動時，人處于平衡狀態(tài)，所受合力為0，所以望遠鏡球面對人有向上的作用力，大小為F＝eq\f(1,6)mg，根據(jù)牛頓第三定律，人對球面的作用力大小為eq\f(1,6)mg，方向豎直向下。綜上分析可知D正確。答案：D5．(2021·山東省臨沂高三上學期月考)如圖所示，左側(cè)是傾角為60°的斜面，右側(cè)是eq\f(1,4)圓弧面的物體，固定在水平地面上，圓弧面底端切線水平。一根輕繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球，跨過置于物體頂點的小定滑輪。當它們處于平衡狀態(tài)時，連接小球m2的輕繩與水平線的夾角為60°，不計一切摩擦，兩小球可視為質(zhì)點，則兩小球的質(zhì)量之比m1∶m2等于()A.eq\r(3)∶3 B．1∶3C．3∶4 D．2∶3解析：先以m1球為研究對象，由平衡條件得知，繩的拉力大小T＝m1gsin60°，再以m2球為研究對象，分析受力情況，如圖所示，由平衡條件得知，繩的拉力T與支持力N的合力與重力大小相等、方向相反，作出兩個力的合力，由對稱性可知，T＝N,2Tcos30°＝m2g，聯(lián)立解得m1∶m2＝2∶3，故選D。答案：D6．(2021·北京海淀人大附中高三模擬)在教室門與地面間縫隙處塞緊一個木楔(側(cè)面如圖所示)，能把門卡住不易被風吹動。下列分析正確的是()A．門不易被風吹動是因為風力太小B．門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面給木楔的摩擦力大小C．門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小D．塞在門下縫隙處的木楔，其頂角θ滿足μ≥tanθ才能將門卡住解析：對木楔受力分析，其受重力、地面的支持力、門的壓力和地面的摩擦力，如圖所示，在豎直方向有FN＝Fcosθ＋mg，水平方向有Ff＝Fsinθ，即門被卡住時，不是因為風太小，而是門對木楔的力的水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小，故A、B錯誤，C正確；最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力，為Ffmax＝μFN＝μ(Fcosθ＋mg)，考慮摩擦自鎖情況，不管多大的力F均滿足Ffmax≥Ff，即μ(Fcosθ＋mg)≥Fsinθ，由于m很小，故只要滿足μ≥tanθ即可，題中由于θ很小，故很容易滿足自鎖條件，即頂角θ滿足μ≥tanθ才能將門卡住，故D正確。答案：CD7．(2021·貴州安順高三調(diào)研)如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ、動摩擦因數(shù)為μ的斜面上恰好靜止?，F(xiàn)對滑塊施加一豎直向下的力F，則下列說法正確的是()A．滑塊仍然保持靜止B．斜面對滑塊的摩擦力變大C．斜面體對地面的壓力變大D．地面對斜面體的摩擦力變大解析：對小滑塊受力分析，其受重力mg、斜面的支持力FN和靜摩擦力Ff，由題目可得，未對滑塊施加F時，μmgcosθ＝mgsinθ，現(xiàn)對滑塊施加豎直向下的F，可等效看為增加滑塊的質(zhì)量，仍然滿足μm′gcosθ＝m′gsinθ，故滑塊仍然保持靜止，故A正確；施加F后，相當于增大滑塊的質(zhì)量，故斜面對滑塊的摩擦力變大，故B正確；施加F后，把滑塊及斜面看作一個整體，相當于整體質(zhì)量變大，故斜面對地面的壓力變大，故C正確；整體在水平方向上不受力的作用，故施加F前后，地面對斜面均無摩擦力作用，故D錯誤。答案：ABC8．如圖所示，帶有孔的小球A套在粗糙的傾斜直桿上，與正下方的小球B通過輕繩連接，處于靜止狀態(tài)。給小球B施加水平力F使其緩慢上升，直到小球A剛要滑動。在此過程中()A．水平力F的大小不變B．桿對小球A的支持力逐漸增大C．輕繩對小球B的拉力先變大后變小D．桿對小球A的摩擦力先變小后變大解析：對球B受力分析，受拉力F、重力和細線的拉力FT，根據(jù)平衡條件，三個力可以構成首尾相連的矢量三角形，如圖甲所示，隨著θ的增加，拉力F和細線張力FT均增加，故A、C錯誤。再對A、B球整體分析，受重力、拉力F、直桿的支持力FN和靜摩擦力Ff，如圖乙所示，設桿與水平方向的夾角為α，根據(jù)平衡條件，在垂直桿方向，有FN＝(M＋m)gcosα＋Fsinα，隨著F的增加，支持力FN增加；在平行桿方向，有Fcosα＋Ff＝(M＋m)gsinα，故Ff＝(M＋m)gsinα－Fcosα，隨著F的增加，靜摩擦力逐漸減小，當(M＋m)gsinα＝Fcosα時，摩擦力為零，此后靜摩擦力反向增加，故B、D正確。答案：BD二、非選擇題(共4小題，52分)9．(6分)(2021·高三上學期第二次月考)某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5N的彈簧測力計兩個，橡皮條(帶兩個較長的細繩套)，刻度尺，圖釘(若干個)。(1)具體操作前，同學們提出了如下關于實驗操作的建議，下列說法正確的有________。A．橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B．重復實驗再次進行驗證時，結點O的位置可以與前一次不同C．使用測力計時，施力方向應沿測力計軸線，讀數(shù)時視線應正對測力計刻度D．用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力(2)該小組的同學用同一套器材做了四次實驗，白紙上留下的標注信息有結點位置O，力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點，如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是________。解析：(1)F1、F2方向間夾角大小適當即可，不一定要橡皮條和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上，故A錯誤；合力與分力的關系為等效替代的關系，效果是相同的，所以在同一次實驗時，需要讓兩個力拉橡皮條和一個力拉橡皮條產(chǎn)生的作用效果相同，則結點O的位置要相同，而在重復實驗再次進行驗證時，結點O的位置可以與前一次不同，故B正確；使用測力計時，施力方向應沿測力計軸線，可以減小因摩擦產(chǎn)生的誤差，讀數(shù)時視線應正對測力計刻度，可以減小偶然誤差，故C正確；用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力不需要都小于只用一個測力計時的拉力，故D錯誤。(2)為了便于確定拉力的方向，拉橡皮條的細繩要稍長一些，同時在紙上描點時，所描的點不要太靠近結點，A圖中所描的點太靠近結點，故A錯誤；B圖中所描的點到結點的距離適中，力的大小適中，而且兩個力的角度的大小也適中，故B正確；實驗要方便、準確，兩分力適當大點，讀數(shù)時相對誤差小，但不宜太大，C圖中的讀數(shù)都太小，故C錯誤；D圖中兩個分力之間的夾角太小，這樣誤差較大，故D錯誤。答案：(1)BC(2)B10．(10分)把兩根輕質(zhì)彈簧串聯(lián)起來測量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示。(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，其示數(shù)為________cm；(2)將質(zhì)量為50g的鉤碼逐個掛在彈簧Ⅰ的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量；所掛鉤碼的質(zhì)量m與每根彈簧的伸長量x可描繪出如圖丙所示的圖象，由圖象可計算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)kⅡ＝________N/m；(取重力加速度g＝9.8m/s2)(3)圖丙中，當彈簧Ⅰ的伸長量超過17cm時其圖線為曲線，由此可知，掛上第________個鉤碼時，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對測量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)________(選填“有”或“沒有”)影響(彈簧Ⅱ的彈性限度足夠大)。解析：(1)毫米刻度尺讀數(shù)需估讀到最小分度的下一位，指針B示數(shù)為11.50cm。(2)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，彈簧Ⅱ的形變量為Δx＝7.00cm時，拉力F＝mg＝4×50×10－3×9.8N＝1.96N，根據(jù)胡克定律可知kⅡ＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(1.96N,×10－2m)＝28N/m。(3)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，當彈簧Ⅰ的伸長量為14cm時，對應的拉力F′是1.96N，所以其勁度系數(shù)kⅠ＝eq\f(F′,Δx′)＝eq\f(1.96N,×10－2m)＝14N/m；彈簧Ⅰ的伸長量為17cm時，對應的拉力F″＝kⅠΔx″＝14×0.17N＝2.38N，n＝eq\,×9.8)≈。由此可知，掛上第5個鉤碼時，拉力已經(jīng)超過彈簧Ⅰ的彈性限度，這時彈簧Ⅱ的圖線仍然是直線，說明對測量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)沒有影響。答案：(2)28(3)5沒有11．(16分)(2021·河南洛陽質(zhì)檢)如圖所示，eq\f(1,4)圓弧面AB與傾角為θ的斜面BC固定在水平面上，質(zhì)量為m的物塊與大球O通過繞過定滑輪的輕繩和與斜面平行的輕彈簧連接，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時，滑輪左側(cè)的輕繩恰好沿水平方向，OO′與水平面夾角為α，彈簧伸長了x。重力加速度為g，不計一切摩擦。求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)大球O的質(zhì)量M。解析：大球及物塊的受力如圖所示。(1)對物塊，根據(jù)平衡條件得，彈簧彈力F1＝mgsinθ，根據(jù)胡克定律得F1＝kx，聯(lián)立解得k＝eq\f(mgsinθ,x)。(2)由題意知F2＝F1，Mg＝F2tanα，聯(lián)立解得M＝msinθtanα。答案：(1)eq\f(mgsinθ,x)(2)msinθtanα12．(20分)如圖所示，在質(zhì)量為m＝1kg的重物上系著一條長為30cm的細繩，細繩的另一端連著一個輕質(zhì)圓環(huán)，圓環(huán)套在水平的棒上可以滑動，環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)μ＝，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。另有一條細繩一端固定在重物上，另一端跨過定滑輪，定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm處。當細繩的端點掛上重力為G的重物，而圓環(huán)將要開始滑動時，(g取10m/s2)試求：(1)φ角的大?。?2)長為30cm的細繩的張力大??；(3)重物G的質(zhì)量。解析：(1)因為圓環(huán)將要開始滑動，所