高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用綜合檢測（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

相互作用綜合檢測(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中,第1～7小題只有一個選項(xiàng)正確,第8～12小題有多個選項(xiàng)正確,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不選的得0分)1.減速帶是交叉路口常見的一種交通設(shè)施,用以使車輛以較慢速度通過路口,車輛駛過減速帶時會進(jìn)一步減速.當(dāng)汽車前輪剛爬上減速帶時,減速帶對車輪的彈力為F,下圖中彈力F畫法正確且分解合理的是(B)解析:減速帶對車輪的彈力方向垂直車輪和減速帶的接觸面,指向受力物體,故A,C錯誤;按照力的作用效果,力F應(yīng)該分解為水平方向和豎直方向的兩個分力,水平方向的分力產(chǎn)生的效果減慢汽車的速度,豎直方向上的分力產(chǎn)生向上運(yùn)動的作用效果,故B正確,D錯誤.2.大小相等的力F按如圖所示的四種方式作用在相同的物體上,使物體能沿不同粗糙程度的水平面勻速運(yùn)動,則物體與水平面間的摩擦力最大的是(A)解析:根據(jù)物體的平衡條件有fA=F,fB=Fcos30°,fC=Fcos30°,fD=Fcos60°,知物體與水平面間的摩擦力最大的是A選項(xiàng).3.如圖所示,用一根輕繩晾曬重量為G的衣服,衣服是通過一個光滑的小圓環(huán)穿過細(xì)繩后懸掛起來的,此時兩段繩間的夾角為120°,繩中張力為F1;若在環(huán)上加一水平拉力使細(xì)繩的一部分處在豎直線上,此時晾衣繩中的張力大小為F2,不計小圓環(huán)的重力,則下列關(guān)系正確的是(B)A.F1=F2=G B.F2<F1=GC.F2>F1>G D.F2<F1<G解析:分別對兩種情況下的環(huán)進(jìn)行受力分析,如圖.由圖可知,開始時三個力的方向之間的夾角都是120°,所以F1=G;若在環(huán)上加一水平拉力使細(xì)繩的一部分處在豎直線上,則在豎直方向上有F2+F2sinθ=G,得F2<G,所以三個力之間的關(guān)系為F2<F1=G.故選項(xiàng)B正確.4.如圖所示,OA,OB為豎直平面內(nèi)的兩根固定光滑桿,OA豎直,OB與OA間的夾角為45°,兩桿上套有可以自由移動的輕質(zhì)環(huán)E和F,通過不可伸長的輕繩在結(jié)點(diǎn)D處懸掛一個質(zhì)量為m的物體,當(dāng)物體靜止時,環(huán)E與桿OA間的作用力大小為F1,環(huán)F與桿OB間的作用力大小為F2,則(B)A.F1=mg,F2=mg B.F1=mg,F2=mgC.F1=mg,F2=mg D.F1=mg,F2=mg解析:由于OA,OB均為光滑桿,對套在桿上的輕質(zhì)環(huán)的作用力的方向只能垂直于桿.由此可知,當(dāng)物體靜止時,DE輕繩水平,DF輕繩與豎直方向的夾角為45°,由平衡條件可知,DE輕繩中的拉力等于mg,DF輕繩中的拉力等于mg,所以環(huán)E與桿OA之間的作用力大小F1=mg,環(huán)F與桿OB之間的作用力大小F2=mg,選項(xiàng)B正確.5.如圖所示,傾角為45°的斜面B放置在水平面上,物塊A放在斜面B上,A,B接觸面光滑,水平力F作用在物塊A上,A,B一起沿水平面向左勻速滑動,若B與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,則A與B的質(zhì)量之比為(A)A. B.C. D.解析:把A,B看成一個整體,根據(jù)平衡條件得F=μ(mA+mB)g.A物體在三個力的作用下受力平衡,因?yàn)樾泵娴膬A角為45°,可知F=mAg,聯(lián)立解得=,選項(xiàng)A正確.6.如圖所示,一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上,一人用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ=30°.且繩繃緊,則人對沙袋施加的作用力大小為(A)A. B.mgC.mg D.mg解析:建立如圖所示直角坐標(biāo)系,對沙袋進(jìn)行受力分析.由平衡條件有Fcos30°-FTsin30°=0,FTcos30°+Fsin30°-mg=0,聯(lián)立可解得F=,故選項(xiàng)A正確.7.如圖所示,光滑的半圓柱固定在水平地面上,在其圓心O1的正上方O2處有一光滑小滑輪.質(zhì)量分別為m,m的A,B兩小球通過光滑的小滑輪用細(xì)線相連.當(dāng)O2A間細(xì)線的長度與圓柱半徑相等時,兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且半圓柱對小球B的作用力恰好為零,則O2AA.60° B.45° C.30° D.15°解析:以小球B為研究對象,細(xì)線的拉力FT=mg.以小球A為研究對象,受力分析如圖所示.由幾何關(guān)系可知,=FTcosθ,又因?yàn)镕T=mg,F=mAg=mg,所以cosθ=,即θ=30°,故選項(xiàng)C正確.8.如圖所示,一傾角為α的斜面固定于豎直墻上,為使一光滑的鐵球靜止,需加一水平力F,且F通過球心,下列說法正確的是(BC)A.球一定受墻的彈力且水平向左B.球可能受墻的彈力且水平向左C.球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上D.球可能受斜面的彈力且垂直斜面向上解析:F大小合適時,球可以靜止在靠墻的斜面上,且與墻面間無擠壓,F再增大時墻才對球有水平向左的彈力,故A錯誤,B正確;而斜面對球必須有斜向上的彈力才能使球靜止,故C正確,D錯誤.9.兩個中間有孔的質(zhì)量為M的小球A,B用一輕彈簧相連,套在一根光滑水平桿上.兩個小球下面分別連有一輕彈簧.兩輕彈簧下端系在同一小球C上,如圖所示.已知小球C的質(zhì)量為m,三根輕彈簧的勁度系數(shù)都為k,三根輕彈簧剛好構(gòu)成一個等邊三角形.則(CD)A.水平桿對質(zhì)量為M的小球的支持力為(M+m)gB.連接質(zhì)量為m的小球的輕彈簧的彈力為C.連接質(zhì)量為m的小球的輕彈簧的伸長量為D.套在光滑水平桿上的輕彈簧的形變量為解析:以三個小球和三根彈簧組成的整體為研究對象,由平衡條件可得水平桿對質(zhì)量為M的小球的支持力F=（M+）g,選項(xiàng)A錯誤;單獨(dú)研究質(zhì)量為m的小球C,由平衡條件可得連接質(zhì)量為m的小球的輕彈簧的彈力F=,再由胡克定律可得連接質(zhì)量為m的小球的輕彈簧的伸長量x==,選項(xiàng)B錯誤,C正確;單獨(dú)研究質(zhì)量為M的小球,由平衡條件可得套在水平桿上的彈簧的彈力F′=,由胡克定律可得該彈簧的形變量x′=,故選項(xiàng)D正確.10.我國很多地方在節(jié)日期間有掛紅燈籠的習(xí)俗.如圖,質(zhì)量為m的燈籠用兩根不等長的輕繩OA,OB懸掛在水平天花板上,OA比OB長,O為結(jié)點(diǎn).重力加速度大小為g.設(shè)OA,OB對O點(diǎn)的拉力分別為FA,FB,輕繩能夠承受足夠大的拉力,則(ACD)A.FA小于FBB.FA,FB的合力大于mgC.調(diào)節(jié)懸點(diǎn)A的位置,可使FA,FB都大于mgD.換質(zhì)量更大的燈籠,FB的增加量比FA的增加量大解析:以結(jié)點(diǎn)O為研究對象,受力如圖所示,FA,FB的合力與分力大小相等,根據(jù)正弦定理有==,因?yàn)棣?gt;β,故FA<FB,故選項(xiàng)A正確;根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件知兩輕繩的拉力的合力大小等于燈籠受到的重力,故選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)力的三角形關(guān)系可知,當(dāng)α,β都比較大時,兩輕繩的拉力可能都大于mg,故選項(xiàng)C正確;保持角度不變,更換質(zhì)量更大的燈籠時,由于FA==kAm,FB==kBm,而kB>kA,可知ΔFB>ΔFA,故選項(xiàng)D正確.11.如圖所示,一豎直擋板固定在水平地面上,圖(甲)用一斜面將一質(zhì)量為M的光滑球頂起,圖(乙)用一圓柱體將同一光滑球頂起;當(dāng)斜面或圓柱體緩慢向右推動的過程中,關(guān)于兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫?下列說法正確的是(CD)A.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ疾蛔傿.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ荚龃驝.圖(甲)中擋板所受的壓力不變D.圖(乙)中擋板所受的壓力減小解析:圖(甲)中,球受重力、擋板的彈力、斜面的支持力,由于緩慢向右推動的過程中,各力的方向不變,重力不變,所以擋板的彈力、斜面的支持力大小均不變,由牛頓第三定律知擋板所受壓力也不變;圖(乙)中球受重力、擋板的彈力、圓柱體的支持力,由于緩慢向右推動的過程中,圓柱體支持力與豎直方向的夾角減小(示意圖如圖),擋板的彈力方向不變,重力不變,因此擋板的彈力減小,由牛頓第三定律知,擋板所受的壓力也減小,選項(xiàng)C,D正確,A,B錯誤.12.如圖所示,傾角為θ的斜面體C置于水平面上,物塊B置于斜面上,通過細(xì)繩跨過光滑定滑輪與沙漏A連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,在A中的沙子緩慢流出的過程中,A,B,C都處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是(AD)A.B對C的摩擦力可能始終增大B.地面對C的支持力可能不變C.C對地面的摩擦力方向始終向左,且逐漸減小D.滑輪對繩的作用力方向始終不變解析:若一開始C對B的摩擦力就沿斜面向上,則在A中的沙子緩慢流出的過程中,C對B的摩擦力逐漸增大,根據(jù)牛頓第三定律可知,此時B對C的摩擦力也始終增大,選項(xiàng)A正確;在A中的沙子緩慢流出的過程中,細(xì)繩的張力逐漸減小,以B,C為整體,在豎直方向根據(jù)平衡條件可知,地面對C的支持力逐漸變大;在水平方向根據(jù)平衡條件可得,地面對C的摩擦力方向向左,始終減小,根據(jù)牛頓第三定律可知C對地面的摩擦力方向始終向右,且逐漸減小,選項(xiàng)B,C均錯誤;繩的張力大小處處相等,且方向不變,根據(jù)平行四邊形定則可知,它們的合力的方向也不變,因此滑輪對繩的作用力方向也始終不變,選項(xiàng)D正確.二、非選擇題(共52分)13.(6分)在探究“彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時,小張同學(xué)用如圖(甲)所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).將該彈簧豎直懸掛,在自由端掛上鉤碼,通過改變鉤碼的個數(shù),記錄鉤碼的質(zhì)量m和彈簧上指針在刻度尺上的讀數(shù)x.(1)小張同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上用描點(diǎn)法畫出x-m圖像如圖(乙)所示,由圖像可求得該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

(2)在本次實(shí)驗(yàn)中,考慮到彈簧自身有重量,測得彈簧勁度系數(shù)k的值與真實(shí)值相比較(選填“偏大”“偏小”或“沒有影響”).

解析:(1)由胡克定律mg=k(x-x0),變化為x=m+x0.圖(乙)所示的x-m圖像的斜率等于,由x-m圖像可得k=73.5N/m.(2)彈簧自身重力不影響x-m圖像的斜率,對彈簧勁度系數(shù)的測量沒有影響.答案:(1)73.5(2)沒有影響評分標(biāo)準(zhǔn):每空3分.14.(5分)請完成“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容.(1)如圖(甲)所示,在鋪有白紙的水平木板上,橡皮條一端固定在A點(diǎn),另一端拴兩個細(xì)繩套.(2)如圖(乙)所示,用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮條,使繩與橡皮條的結(jié)點(diǎn)伸長到某位置并記為O點(diǎn),記下此時彈簧測力計的示數(shù)F1和F2及.

(3)如圖(丙)所示,用一個彈簧測力計拉橡皮條,使繩與橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn),記下此時彈簧測力計的示數(shù)F=N和細(xì)繩的方向.

(4)如圖(丁)所示,已按一定比例作出了F1,F2和F的圖示,請用作圖法作出F1和F2的合力.(5)合力與F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差僅由F1引起,則原因是F1的大小比真實(shí)值偏、F1與F2的夾角比真實(shí)夾角偏.(均選填“大”或“小”)

解析:(2)要記下兩分力F1和F2的方向.(3)彈簧測力計的示數(shù)要估讀一位,即F=3.00N.(4)由力的圖示作出F1和F2的合力F′,如圖所示.(5)由圖,將F1減小或減小F1與F的夾角,合力F′與F更接近重合,則原因是F1的大小比真實(shí)值偏大、F1與F2的夾角比真實(shí)夾角偏大.答案:(2)兩細(xì)繩的方向(3)3.00(4)見解析(5)大大評分標(biāo)準(zhǔn):每空1分,作圖1分.15.(8分)如圖所示,質(zhì)量M=2kg的木塊套在水平固定桿上,并用輕繩與質(zhì)量m=1kg的小球相連.今用跟水平方向成60°角的力F=10N拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運(yùn)動,運(yùn)動中M,m的相對位置保持不變,g取10m/s2.在運(yùn)動過程中,求:(1)輕繩與水平方向的夾角;(2)木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ.解析:(1)m處于平衡狀態(tài),其所受合力為零.以m為研究對象,由平衡條件得水平方向Fcos60°-FTcosθ=0(1分)豎直方向Fsin60°-FTsinθ-mg=0(1分)解得θ=30°.(1分)(2)M,m整體處于平衡狀態(tài),整體所受合力為零.以M,m整體為研究對象,由平衡條件得水平方向Fcos60°-Ff=0(1分)豎直方向FN+Fsin60°-Mg-mg=0(1分)解得FN=15N,Ff=5N.(2分)解得μ==.(1分)答案:(1)30°(2)16.(9分)質(zhì)量為m=0.8kg的物塊懸掛在輕繩PA和PB的結(jié)點(diǎn)上并處于靜止?fàn)顟B(tài),PA與豎直方向的夾角為37°,PB沿水平方向,質(zhì)量為M=10kg的木塊與PB相連,靜止于傾角為37°的斜面上,如圖所示.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)輕繩PB拉力的大小;(2)木塊所受斜面的摩擦力和彈力大小.解析:(1)對點(diǎn)P受力分析如圖(甲)所示,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件得FB-FAsin37°=0,(1分)FAcos37°-mg=0(1分)聯(lián)立解得FB==6N.(1分)(2)對木塊受力分析如圖(乙)所示,由共點(diǎn)力的平衡條件得Mgsin37°+FBcos37°-Ff=0,(2分)FN+FBsin37°-Mgcos37°=0,(2分)聯(lián)立解得Ff=Mgsin37°+FBcos37°=64.8N,(1分)FN=Mgcos37°-FBsin37°=76.4N.(1分)答案:(1)6N(2)64.8N76.4N17.(12分)質(zhì)量為M的木楔傾角為θ,在水平面上保持靜止,質(zhì)量為m的木塊剛好可以在木楔上表面上勻速下滑.現(xiàn)在用與木楔上表面成α角的力F拉著木塊勻速上滑,如圖所示.求:(1)當(dāng)α與θ有何關(guān)系時,拉力F有最小值,并求此最小值;(2)求拉力F最小時,木楔對水平面的摩擦力.解析:(1)木塊剛好可以沿木楔上表面勻速下滑,則mgsinθ=μmgcosθ,(1分)得μ=tanθ,(1分)用力F拉著木塊勻速上滑,受力分析如圖(甲)所示,Fcosα=mgsinθ+Ff,(2分)FN+Fsinα=mgcosθ,(2分)Ff=μFN,(1分)解得F=.(1分)當(dāng)α=θ時,F有最小值,Fmin=mgsin2θ.(1分)(2)對木塊和木楔整