2025屆高考物理一輪復習第二章相互作用章末質(zhì)量檢測含解析滬科版

PAGE9-章末質(zhì)量檢測(二)(時間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。1～5題為單項選擇題，6～8題為多項選擇題)1.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動，則物體與水平面間的摩擦力最大的是()解析依據(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。答案A2.(2024·山東淄博模擬)A、B是天花板上兩點，一根長為l的輕繩穿過帶有光滑孔的球，兩端分別系在A、B點，如圖1甲所示；現(xiàn)將長度也為l的勻稱鐵鏈懸掛于A、B點，如圖乙所示。球和鐵鏈的質(zhì)量相等，均處于平衡狀態(tài)，A點對輕繩和鐵鏈的拉力分別是F1和F2，球的重心和鐵鏈的重心到天花板的距離分別是h1和h2，則()圖1A.F1<F2，h1<h2 B.F1>F2，h1<h2C.F1>F2，h1>h2 D.F1＝F2，h1>h2解析輕繩的質(zhì)量不計，則題圖甲中的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而題圖乙中鐵鏈的質(zhì)量是勻稱分布的，故其重心肯定在鐵鏈最低點的上方，故h1>h2；對球和鐵鏈進行受力分析，如圖所示。A點對輕繩的拉力沿著輕繩的方向，A點對鐵鏈的拉力沿著A點處鐵鏈的切線方向，故題圖乙中A、B兩點對鐵鏈拉力的夾角比較小，由力的合成學問知F2較小，故選項C正確。答案C3.課堂上，老師打算了“L”形光滑木板和三個完全相同、外表面光滑的勻質(zhì)圓柱形積木，要將三個積木按圖示(截面圖)方式堆放在木板上，且三個圓柱形積木保持平衡狀態(tài)，則木板與水平面夾角θ的最大值為()圖2A.90° B.60°C.45° D.30°解析將三個積木按如圖所示疊放在一起，緩慢增大光滑木板與水平面的夾角θ，當頂端積木的重心恰好與左下角積木重心在同一條豎直線上時，頂端積木即將失去平衡，此時θ角最大，如圖所示：由幾何關(guān)系可知，最大的θ角為30°，故D正確。答案D4.如圖3所示，一個教學用的直角三角板的邊長分別為a、b、c，被沿兩直角邊的細繩A、B懸吊在天花板上，且斜邊c恰好平行天花板，過直角的豎直線為MN。設(shè)A、B兩繩對三角形薄板的拉力分別為Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力為在同一平面的共點力，則下列推斷正確的是()圖3A.薄板的重心不肯定在MN線上B.薄板的重心不在MN線上C.eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(b,a)D.eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(b,c)解析直角三角板受重力、兩個拉力處于平衡狀態(tài)，由于三個力是共點力，所以重心肯定在MN線上，選項A、B錯誤；如圖把三角板的重力G分解為拉A繩的力Fa和拉B繩的力Fb，由三角形相像，得eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(b,a)，故選項C正確，D錯誤。答案C5.如圖4，電機通過纜繩把物體(視為質(zhì)點)從樓下提升至樓頂，上升過程中樓下有人通過拉繩限制物體與墻壁的距離，避開與墻壁碰撞。假如在纜繩和拉繩的共同作用下物體勻速豎直上升，拉繩與豎直方向的夾角β保持不變，則在提升物體過程中，纜繩上的拉力大小F1和拉繩上的拉力大小F2的改變狀況是()圖4A.F1增大，F(xiàn)2增大 B.F1減小，F(xiàn)2增大C.F1增大，F(xiàn)2減小 D.F1減小，F(xiàn)2減小解析物體勻速上升，受力平衡，三個力構(gòu)成一閉合三角形如圖。β不變，G大小、方向不變，當α增大時，F(xiàn)1、F2都增大，A正確。答案A6.(2024河北保定檢測)如圖5所示，M、N兩物體疊放在一起，在恒力F作用下，一起向上做勻加速直線運動，則關(guān)于兩物體受力狀況的說法正確的是()圖5A.物體M肯定受到4個力B.物體N可能受到4個力C.物體M與墻之間肯定有彈力和摩擦力D.物體M與N之間肯定有摩擦力解析M、N兩物體一起向上做勻加速直線運動，合力向上，對M、N整體進行受力分析，受到重力和恒力F，墻對M沒有彈力，否則合力不能豎直向上，沒有彈力，也就不行能有摩擦力；對N進行受力分析，可知N受到重力，M對N的支持力，這兩個力的合力不能豎直向上，所以還受到M對N沿斜面對上的靜摩擦力，則N也給M一個沿斜面對下的靜摩擦力；再對M進行受力分析，可知M受到重力、恒力F、N對M的壓力以及N給M沿斜面對下的靜摩擦力，一共4個力，故A、D兩項正確，B、C兩項錯誤。答案AD7.(2024·山東濰坊質(zhì)檢)如圖6所示，在傾角為30°的光滑斜面上，A、B兩個質(zhì)量均為m的滑塊用輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，水平力F作用在滑塊B上，A、B靜止，此時彈簧長度為l，且在彈性限度內(nèi)，則下列說法正確的是()圖6A.彈簧原長為l＋eq\f(mg,2k) B.彈簧原長為l＋eq\f(mg,k)C.力F的大小為eq\f(\r(3),3)mg D.力F的大小為eq\f(2\r(3),3)mg解析對滑塊A，據(jù)平衡條件得mgsin30°＝kx，其中x＝l0－l，解得l0＝l＋eq\f(mg,2k)，選項A正確，B錯誤；對A、B構(gòu)成的整體，據(jù)平衡條件得Fcos30°＝2mgsin30°，解得F＝eq\f(2\r(3),3)mg，選項C錯誤，D正確。答案AD8.如圖7所示，在豎直平面內(nèi)，固定有半圓弧軌道，其兩端點M、N連線水平。將一輕質(zhì)小環(huán)套在軌道上，一細線穿過輕環(huán)A，一端系在M點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球恰好靜止在圖示位置。不計全部摩擦，重力加速度大小為g。下列說法正確的是()圖7A.軌道對輕環(huán)的支持力大小為eq\r(3)mgB.細線對M點的拉力大小為eq\f(\r(3),2)mgC.細線對輕環(huán)的作用力大小為eq\f(3,2)mgD.N點和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°解析輕環(huán)兩邊繩子的拉力大小相等，均為T＝mg，輕環(huán)兩側(cè)繩子的拉力與輕環(huán)對圓弧軌道的壓力的夾角相等，設(shè)為θ，由幾何關(guān)系可知∠OMA＝∠MAO＝θ，則3θ＝90°，θ＝30°，輕環(huán)受力平衡，則軌道對輕環(huán)的支持力大小FN＝2mgcos30°＝eq\r(3)mg，選項A正確；細線對M點的拉力大小為mg，選項B錯誤；細線對輕環(huán)的作用力大小為FN′＝FN＝eq\r(3)mg，選項C錯誤；由幾何關(guān)系可知，N點和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，選項D正確。答案AD二、非選擇題(本題共4小題，共52分)9.(8分)某同學用以下器材，驗證力的平行四邊形定則并測量橡皮筋的勁度系數(shù)：刻度尺、橡皮筋、裝有水的礦泉水瓶(總質(zhì)量為m)、量角器和細線若干條，試驗時始終沒有超過橡皮筋的彈性限度。a.將橡皮筋上端固定，下端系一段細線1，讓其自然下垂，用刻度尺測出橡皮筋的長度為l0；b.將礦泉水瓶通過細線連接在橡皮筋下端，待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測出此時橡皮筋的長度l1；c.如圖8所示，用另一根細線2的一端系在細線1與橡皮筋結(jié)點處，通過細線2的另一端將礦泉水瓶緩慢拉起，該過程中保持細線2與橡皮筋垂直，用量角器測得最終橡皮筋偏離豎直方向的夾角為60°，并用刻度尺測出此時橡皮筋的長度為l2。圖8(1)若當?shù)氐闹亓铀俣却笮間，則橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________。(2)若l0、l1、l2滿意________。則說明力的平行四邊形定則成立。解析(1)橡皮筋的原長l0，掛上質(zhì)量為m的礦泉水瓶后的長度為l1，依據(jù)胡克定律mg＝k(l1－l0)，解得k＝eq\f(mg,l1－l0)。(2)由平衡關(guān)系可知mgcos60°＝k(l2－l0)，即：l1＝2l2－l0。即若l0、l1、l2滿意l1＝2l2－l0，則說明力的平行四邊形定則成立。答案(1)eq\f(mg,l1－l0)(2)l1＝2l2－l010.(10分)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”試驗中。(1)某同學運用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖9所示。下列表述正確的是()圖9A.a的原長比b的長B.a的勁度系數(shù)比b的大C.a的勁度系數(shù)比b的小D.測得的彈力與彈簧的長度成正比(2)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的鉤碼。試驗測出了鉤碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖上標出。作出m－l的關(guān)系圖線。彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字，g＝10m/s2)。(3)若懸掛的鉤碼的質(zhì)量比所標數(shù)值偏小些，則試驗測得的彈簧的勁度系數(shù)比實際勁度系數(shù)偏________。解析(1)在F－l圖象中，圖線與l軸交點的橫坐標表示彈簧原長，故a的原長比b的小；題圖圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，所以a的勁度系數(shù)比b的大；由于圖象沒有通過原點，彈簧的長度等于原長加改變量，測得的彈力與彈簧的長度不成正比。(2)由胡克定律F＝kx得k＝eq\f(F,x)＝eq\f(Δmg,Δl)＝g·k斜＝0.255N/m。(3)若懸掛的鉤碼的質(zhì)量比所標數(shù)值偏小些，依據(jù)勁度系數(shù)的表達式可知，試驗所測得的勁度系數(shù)比實際數(shù)值偏大。答案(1)B(2)圖線如圖所示0.255(0.248～0.262均正確)(3)大11.(12分)(2024·全國卷Ⅱ，23)某同學用圖10所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊間的細線保持水平，在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板，當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在接著滑動時，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次試驗所得數(shù)據(jù)在表中給出，其中f4的值可從圖11中彈簧秤的示數(shù)讀出。圖10砝碼的質(zhì)量m/kg0.050.100.150.200.25滑動摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列問題：(1)f4＝________N；(2)在圖12的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f－m圖線；(3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f＝________，f－m圖線(直線)的斜率的表達式為k＝________；(4)取g＝9.80m/s2，由繪出的f－m圖線求得μ＝________。(保留2位有效數(shù)字)解析(1)對彈簧秤進行讀數(shù)得2.75N。(2)在圖象上添加(0.05kg，2.15N)、(0.20kg，2.75N)這兩個點，畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點大致勻稱分布在直線兩側(cè)，如答案圖所示。(3)由試驗原理可得f＝μ(M＋m)g，f－m圖線的斜率為k＝μg。(4)依據(jù)圖象求出k＝3.9N/kg，代入數(shù)據(jù)μ＝0.40。答案(1)2.75(2)如圖所示(3)μ(M＋m)gμg(4)0.4012.(9分)如圖13所示，半徑為R，重為G的勻稱球靠豎直墻放置，左下方有厚為h的木塊(h<R)，若不計摩擦，用至少多大的水平推力F推木塊才能使球離開地面。圖13解析以球為探討對象，球離開地面時受力如圖所示。有N1sinθ＝G，N1cosθ＝N2，sinθ＝eq\f(R－h(huán),R)，再以整體為探討對象得：N2＝F，F(xiàn)＝Geq\f(\r(h（2R－h(huán)）),R－h(huán))答案Geq\f(\r(h（2R－h(huán)）),R－h(huán))13.(13分)一般教室門上都會安裝一種暗鎖，這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾斜角θ＝45°)、鎖槽E，以及連桿、鎖頭等部件組成，如圖14甲所示。設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力fm由fm＝μFN(FN為正壓力)求得。有一次放學后，當某同學打算關(guān)門時，無論用多大的力，也不能將門關(guān)上(這種現(xiàn)象稱為自鎖)，此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示，P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點，彈簧由于被壓縮而縮短了x。圖14(1)試推斷自鎖狀態(tài)時，D的下表面所受摩擦力的方向；(2)求自鎖時鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大?。?3)無論用多大的力拉門，暗鎖仍舊能夠保持自鎖