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2022新高考物理(江苏版)一轮复习训练:第二章相互作用章末过关检测(带解析)
ID:58463 2021-10-29 7页1111 531.22 KB
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章末过关检测(二)[学生用书P272(单独成册)](建议用时:45分钟)一、单项选择题1.如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁,若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,此时小车受力个数为(  )A.3           B.4C.5D.6解析:选B。M、m相对静止,对整体分析知,整体受总重力和地面给的支持力,处于静止状态;对物体m受力分析,则m受到重力、支持力和静摩擦力;最后对M受力分析,受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力,同时地面对M有向上的支持力,因墙壁对小车不会有力的作用,则M共受到4个力,故B正确,A、C、D错误。2.如图所示,内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上,碗口保持水平。A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接,当系统保持静止时,B球对碗壁刚好无压力,图中θ=30°,则A球、C球的质量之比为(  )A.1∶2B.2∶1C.1∶D.∶1解析:选C。设A球、C球的质量分别为mA、mC。由几何知识可知,两细线相互垂直。由A、C两球平衡得T1=mAg,T2=mCg。以B球为研究对象,分析受力情况:受自身重力G、两细线的拉力T1、T2。由平衡条件有T1=T2tAnθ得=tAnθ=,则得==。3. 把一重为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙面上,如图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中的哪一个(  )解析:选B。由于物体受的水平推力为F=kt,由二力平衡得,墙与物体间的压力N=kt。当F比较小时,物体受到的摩擦力f小于物体的重力G,物体将沿墙壁下滑,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力。由f=μN得,滑动摩擦力f=μkt,当摩擦力f大小等于重力G时,由于惯性作用,物体不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力。随着水平推力的增大,摩擦力将大于重力,物体做减速运动直至静止,摩擦力将变为静摩擦力,静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡。4.(2020·南京市模拟)如图所示,倾角为45°的粗糙斜面置于水平地面上,有一质量为2m的滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球相连(绳与斜面平行),滑块静止在斜面上,斜面也保持静止,则(  )A.斜面受到地面的摩擦力方向水平向右B.斜面受到地面的弹力等于滑块和斜面的重力之和C.斜面受到地面的弹力比滑块和斜面的重力之和小mgD.斜面受到地面的弹力比滑块和斜面的重力之和小mg解析:选D。以小球为研究对象,小球受到的重力与绳子的拉力是一对平衡力,所以绳子的拉力大小T等于小球的重力,即T=mg,以斜面和滑块组成的整体为研究对象,水平方向根据平衡条件可得:f=TCos45°=mg,方向水平向左,故A错误;设斜面的质量为M,地面对斜面的弹力大小为N,以斜面和滑块组成的整体为研究对象,竖直方向根据平衡条件可得:N=(M+2m)g-Tsin45°,所以斜面受到地面的弹力比滑块和斜面的重力之和小Tsin45°=mg,故B、C错误,D正确。5.如图所示的是一个简易起吊设施的示意图,AC是质量不计的撑竿,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A点正上方,C端吊一重物。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉, 在AC杆达到竖直前(  )A.BC绳中的拉力FT越来越大B.BC绳中的拉力FT越来越小C.AC杆中的支持力FN越来越大D.AC杆中的支持力FN越来越小解析:选B。作出C点的受力示意图,如图所示,由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC相似。根据相似三角形的性质得==,解得BC绳中的拉力为FT=G,AC杆中的支持力为FN=G。由于重物P向上运动时,AB、AC不变,BC变小,故FT减小,FN不变,B正确。6.(2020·泰州市模拟)如图,一细绳跨过光滑定滑轮,其一端悬挂物块B,另一端与地面上的物块A相连,系统处于静止状态。现用水平向右的拉力缓慢拉动B,直至悬挂B的细绳与竖直方向成60°。已知A始终保持静止,则在此过程中(  )A.A所受细绳的拉力一直减小B.A所受地面的支持力一直增大C.水平拉力大小可能减小D.A所受地面的摩擦力一直增大解析:选D。对B受力分析可知,设悬挂B的细绳与竖直方向成θ时,在竖直方向平衡有:TCosθ=mBg在水平方向有:F=mBgtAnθ 所以当θ逐渐增大过程中细绳的拉力逐渐增大,水平拉力逐渐增大,故A、C错误;对A受力分析如图:根据平衡关系有:mAg=TCosα+Nf=Tsinα因为A始终保持静止,α保持不变,T增大,所以N减小,f增大,故B错误,D正确。7.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,物体M的重力大小为20N,M、m均处于静止状态。则(  )A.绳OA对M的拉力为10NB.绳OB对M的拉力为10NC.m受到水平面的静摩擦力为10ND.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左解析:选D。如图所示,对O点分析,其受到轻绳的拉力分别为FA、FB、Mg,O点处于平衡状态,则有FA=Mgsin30°==10N,FB=Mgsin60°=Mg=10N,物体m受到轻绳向左的拉力为10N,向右的拉力为10N,处于静止状态,故水平面对物体m的静摩擦力水平向左,大小为(10-10)N,D正确。二、非选择题8.(2020·佛山市二模)小张同学为了“验证力的平行四边定则”,设计如下实验,其装置图如甲所示。实验步骤如下:(1)将3条完全相同的弹性橡皮条(满足胡克定律)的一端连接在一起形成一个结点O,先测 量出每根橡皮条的自然长度x0;(2)在竖直平面内固定一木板,在木板上固定一张白纸,用图钉将其中两条橡皮条的A、B端固定在木板上,在另一条橡皮条C端悬挂一小重锤,并确保橡皮条不超出弹性限度,且与纸面无摩擦;(3)待装置平衡后,分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3,并在白纸上记录__________________;(4)取下白纸,如图乙所示,在白纸上分别用长度(x1-x0)、(x2-x0)代表橡皮条OA和OB拉力的大小,作出力的图示OA′和OB′,并以OA′和OB′为两邻边作一平行四边形OA′C′B′,测量出OC′长度x4,如果近似可得x4=______  ,且OC′的方向__________,则实验验证了力的平行四边形定则;(5)改变A、B的位置,重复(2)到(4)的步骤进行多次验证。解析:(3)待装置平衡后,分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3,并在白纸上记录O、A、B三点的位置以及OC的方向(或①结点O的位置、OA、OB和OC的方向;②结点O的位置和三力的方向)。(4)如果近似可得x4=x3-x0,且OC′的方向与OC的方向相反(或在OC的反向延长线上,或竖直向上),则实验验证了力的平行四边形定则。答案:(3)O、A、B三点的位置以及OC的方向(4)x3-x0 与OC的方向相反9.(2020·烟台市高考诊断一模)某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h=1.25m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球水平飞行距离s;并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后,记录如表所示; (1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移s=____x,与________无关;(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能Ep与弹簧形变量x的关系式为Ep=______(用m、h、x和重力加速度g表示);12345x/m0.010.020.030.040.05s/m0.510.991.501.982.50t/ms505.3505.1504.8504.9505.2(3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间:t==s=0.5s=500ms,由表中数据可知,发现测量值t均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是_______________________________________________________________。解析:(1)由表中数据可知,在h一定时,在误差允许范围内,可以看出运动时间大体不变,小球水平位移s=50x①与小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t无关;(2)由功能关系可知,弹簧弹性势能Ep=mv②小球做平抛运动的初速度v0=s③由①②③式得弹簧弹性势能Ep=x2;(3)该同学按物体平抛运动规律计算小球在空中的飞行时间时,使用了重力加速度的近似值10m/s2,故计算值t偏小,测量值t均偏大。答案:(1)50 t (2)x2 (3)重力加速度g取值不准确,g取10m/s2偏大10.(2020·青岛市5月统一质量检测)图甲中滑索巧妙地利用了景区的自然落差,为滑行提供了原动力。游客借助绳套保护,在高空领略祖国大好河山的壮美。其装置简化如图乙所示,倾角为30°的轨道上套一个质量为m的滑轮P,质量为3m的绳套和滑轮之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时,工人对绳套施加一个拉力F,使绳套从滑轮正下方的A点缓慢移动,运动过程中F与轻绳的夹角始终保持120°,直到轻绳水平,绳套到达B点,如 图所示。整个过程滑轮保持静止,重力加速度为g,求: (1)绳套到达B点时,轨道对滑轮的摩擦力大小和弹力大小;(2)绳套从A缓慢移动到B的过程中,轻绳上拉力的最大值。解析:(1)绳套到达B点时,设绳套对滑轮P的水平拉力为F1,对质量为3m的绳套,有F1=3mgtAn30°=mg对滑轮m:FN-F1sin30°-mgCos30°=0f+mgsin30°-F1Cos30°=0解得FN=mg,f=mg。(2)在绳套的动态平衡过程中,当F与mg垂直时轻绳中的弹力最大,则有Fm==2mg。答案:(1)mg mg (2)2mg
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