专题02 质量检测（解析版）

这是一份专题02 质量检测（解析版），共13页。试卷主要包含了 本试卷分第Ⅰ卷两部分，8倍，sin30°=0等内容，欢迎下载使用。
第二章 相互作用【单元检测】考试时间：60分钟  试卷总分：100分注意事项：1. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号填写在答题卡上。2. 回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。3. 答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题：(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。1．（2021·浙江绍兴市高三二模）如图所示一位登山者小王站在倾角为30°的斜坡上，正在通过平行于斜坡的绳索拉动朋友。已知小王总质量为65kg，最大静摩擦力为压力的0.8倍，sin30°=0.5、cos30°=0.87，若小王没有滑动，则（　　）A．小王受到的摩擦力可能沿斜坡向下B．小王对绳索的拉力最大值约为125NC．朋友丢掉背包后，小王受到的最大静摩擦力会减小D．小王受到绳索拉力与摩擦力的合力会随绳索拉力的变化而变化【答案】B【解析】A．对小王受力分析，重力竖直向下；支持力垂直于斜坡向上；绳索拉力沿斜坡向下。故小王有沿斜坡向下的运动趋势。所以他受到的摩擦力不可能沿斜坡向下,故A错误；B．依题意，小王所受摩擦力最大为，重力下滑分力为，小王未滑动，受力平衡，有小王对绳索的拉力最大值约为，故B正确；C．朋友丢掉背包后，小王受到的最大静摩擦力不会改变，故C错误；D．小王受到合力始终为零，故D错误。故选B。2．（2021·广东韶关市·始兴中学高三一模）一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦），如图所示。现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止。则下列说法正确的是（　　）A．在缓慢拉开B的过程中，水平力F不变      B．斜面体所受地面的支持力一定不变C．斜面对物体A作用力的合力变大            D．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大【答案】B【分析】先对物体B受力分析，根据共点力平衡条件求出绳子的拉力T；再对木块A受力分析，同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况。【解析】对木块B受力分析，如图根据共点力平衡条件，有，，在缓慢拉开B的过程中，θ变大，故F变大，A错误；B．对斜面体和木块A、B整体受力分析，由于一直平衡，故支持力等于系统的总重力，B正确；CD．物体A受重力、支持力、细线的拉力，可能没有静摩擦力，也可能有沿斜面向下的静摩擦力，还有可能受沿斜面向上的静摩擦力，故拉力T变大后，静摩擦力可能变小，也可能变大，支持力不变，故斜面对物体A作用力的合力可能变大，也可能变小，C错误，D也错误；故选B。3．（2021·福建莆田市高三模拟）如图是某建筑工地悬吊装置的示意图，图中是用轻钢制作的龙骨，为尼龙轻绳。可以绕通过M点且垂直于纸面的轴转动，尼龙绳的N端系在一辆天车上，尼龙绳和龙骨的重力及M处的摩擦力都可以忽略不计。若所挂的重物不变，保持与竖直墙面的夹角不变而将天车稍微向左开动一点距离，下列说法正确的是（　　）A．尼龙绳对O点的拉力不变 B．尼龙绳对O点的拉力增大C．龙骨对O点的支持力不变 D．龙骨对O点的支持力减小【答案】B【解析】以O点为研究对象进行受力分析，三个力合力为零，表示三个力的有向线段构成一个闭合三角形，若天车向左移动少许，重力G大小方向均不变，FN方向不变，由图可知，FN变为FN1，FN2，F变为F1，F2，所以FN变大，F变大，故B正确ACD错误。故选B。4．(2021·石家庄质检)飞艇常常用于执行扫雷、空中预警、电子干扰等多项作战任务。如图所示为飞艇拖曳扫雷具扫除水雷的模拟图。当飞艇匀速飞行时，绳子与竖直方向的夹角恒为θ角。已知扫雷具质量为m，重力加速度为g，扫雷具所受浮力不能忽略，下列说法正确的是(　　)A．扫雷具受3个力作用B．绳子拉力大小为C．水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力D．绳子拉力一定大于mg【答案】C【解析】扫雷具受到重力、绳子拉力、水的阻力、水的浮力共4个力作用，选项A错误；设扫雷具所受水的浮力为f，绳子的拉力为F，由Fcos θ＝mg－f，解得绳子拉力F＝，选项B错误；水对扫雷具的作用力包括竖直向上的浮力和水平向右的阻力，绳子拉力在水平方向的分力大小等于水的阻力(即水对扫雷具作用力的水平分力)，所以水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力，选项C正确；在竖直方向，重力竖直向下，浮力竖直向上，则由mg＝f＋Fcos θ可知，无法判断绳子拉力与重力mg的大小关系，选项D错误。5．（2021·浙江衢州市高三二模）如图是远距离输电的部分线路。A、B两点分别为铁塔与输电线的连接点，输电线质量分布均匀，下列说法正确的是（　　）A．输电线上电流相等时，输电线越粗，在输电线上消耗的电能越多B．若A点高于B点，输电线两端的切线与竖直方向的夹角C．若A、B两点等高，A、B两端点对输电线的弹力大小之和等于输电线的重力D．由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，输电线两端的弹力变大【答案】B【解析】A．输电线上电流相等时，输电线越粗，输电线的电阻越小，输电线上消耗的电能越少，故A错误；B．设输电线下垂的最低点为C，若A点高于B点，则A到C之间的输电线长度比B到C之间的输电线长度长，设A到C之间的输电线重力大小为GAC，B到C之间输电线的重力大小为GBC，A、B两端点对输电线的弹力大小分别为FA、FB，则根据平衡条件有FAcosθA=GAC ，FBcosθB=GBC，FAsinθA= FBsinθB，并且GAC＞GBC，联立以上各式可得θA＜θB，故B正确；C．若A、B两点等高，由于A、B两端点对输电线的弹力并不是竖直向上，所以A、B两端点对输电线的弹力大小之和大于输电线的重力，故C错误；D．由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小， 根据FAcosθA+FBcosθB=G，可知当θA和θB都减小时，FA和FB也减小，故D错误。故选B。6．(2021·安徽师大附中测考)如图所示，小车内固定着—个倾角为60°的斜面OA，挡板OB与水平面的夹角θ＝60°。可绕转轴O在竖直面内转动，现将一质量为m的光滑圆球放在斜面与挡板之间，下列说法正确的是 (　　)A．当小车与挡板均静止时，球对斜面OA的压力小于mgB．保持θ＝60°不变，使小车水平向右运动，则球对斜面OA的压力可能为零C．保持小车静止，在θ由60°缓慢减小至15°的过程中，球对挡板OB的压力先减小再增大D．保持小车静止，在θ由60°缓慢减小至15°的过程中，球对斜面OA的压力逐渐增大【答案】BC【解析】球处于静止状态时受力平衡，对球进行受力分析，如图所示，  FA、FB以及G之间的夹角两两都为120°，根据几何关系可知，FA＝FB＝mg，故A错误；若保持θ＝60°不变，使小车水平向右做匀加速直线运动，当由FB和重力G的合力提供加速度时，球对斜面OA的压力为零，故B正确；保持小车静止，在θ由60°缓慢减小至15°的过程中，根据图象可知，FA不断减小，FB先减小后增大，根据牛顿第三定律可知，球对挡板OB的压力先减小后增大，对斜面OA的压力不断减小，故C正确，D错误。7．(2021·沈阳外国语学校模拟)如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂砝码和托盘的总质量为0.6 kg，弹簧测力计读数为2 N，滑轮摩擦不计，若轻轻取走盘中部分砝码，使总质量减小到0.3 kg，将会出现的情况是(g取10 m/s2)(　　)A．弹簧测力计的读数将变小               B．A仍静止不动C．A对桌面的摩擦力变小                 D．A所受的合力变小【答案】BC【解析】初态时，对A受力分析有：得到摩擦力Ff＝F1－F2＝(6－2) N＝4 N，说明最大静摩擦力Fmax≥4 N，当将总质量减小到0.3 kg时，拉力变为3 N，物体仍静止，合力仍为零；弹簧测力计的示数不变，故摩擦力变为Ff′＝1 N，故A、D错误，B、C正确。8．（2021·河北高三一模）如图，物块A、B叠放在斜面上，物块B通过细绳跨过定滑轮与物块C相连，初始时系统处于静止状态。缓慢增大斜面倾角，仍保持物块A、B相对斜面静止，忽略绳与滑轮间摩擦。下列说法正确的是（　　）A．物块B对物块A的作用力一定增大 B．物块A对物块B的摩擦力一定增大C．绳对物块B的拉力的大小一定不变 D．斜面对物块B的摩擦力一定先变大后变小【答案】BC【解析】A．物块B对物块A的作用力与A的重力平衡，所以物块B对物块A的作用力不变。A错误；B．物块A受到的摩擦力为，随着倾角增大，物块A受到的摩擦力增大，所以物块A对物块B的摩擦力一定增大。B正确；C．系统处于平衡状态，所以绳子拉力与重物C的重力平衡。C正确；D．如果开始斜面对B的摩擦力方向向下，则对AB有，随着倾角增大，斜面对物块B的摩擦力先减小再增大。D错误。故选BC。第Ⅱ卷(非选择题，共52分)9.（4分）（2021·天津高三模拟）某同学用如图1所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。①实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是__________；②以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F－L图像，如图2所示。由图像可知：弹簧自由下垂时的长度L0=______________cm，弹簧的劲度系数k=________N/m；③实验中未考虑弹簧自身受到的重力，请你说明这对弹簧劲度系数的测量结果是否有影响。___________。【答案】根据平衡条件，钩码静止时其所受重力大小等于弹力大小    10.0    40    无影响，因为，与弹簧自重无关    【解析】①实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是根据平衡条件，钩码静止时其所受重力大小等于弹力。②由图可知，当弹簧没挂重物时，弹簧自由下垂的长度弹簧的劲度系数为③因为,与弹簧自重无关，故无影响。10．(3分)（2021·天津高三模拟）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。在橡皮条另一端拄上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。（1）判断力F单独作用与力F1、F2共同作用效果相同的依据是 ___________A．F的大小等于F1与F2的大小之和B．使橡皮条伸长相同的长度C．使橡皮条上的结点到达同一位置（2）实验中需要标记或者记录的信息有 ___________A．橡皮条的原长B．橡皮条原长时结点的位置C．力F的大小和方向D．力F1、F2的大小和方向（3）下列措施可以减小实验误差的是 ___________A．橡皮条应与两绳套夹角的平分线在同一直线上B．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两个绳套的夹角必须等于90°C．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，弹簧测力计尽量与木板平行D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些【答案】C    CD    CD    【解析】（1）判断力F单独作用与力F1、F2共同作用效果相同的依据是使橡皮条上的结点到达同一位置，表示力的大小与方向都是相同的，选项C正确；（2）实验中需要标记或者记录的信息有力F的大小和方向及力F1、F2的大小和方向，以便于画出它们的力的图示并加以比较，选项CD正确；（3）C．可以减小实验误差的是用两个弹簧测力计拉橡皮条时，弹簧测力计尽量与木板平行，选项C正确；D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，以便于标出拉力的方向来，选项D正确；A．而橡皮条不一定要与两绳套夹角的平分线在同一直线上，选项A错误；B．用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两个绳套的夹角不必要等于90°，选项B错误。故选CD。11.（8分）（2021·浙江衢州市高三二模）（1）图1中，“探究求合力的方法”、“研究平抛运动”两实验均需使用的器材是_______（填写器材名称）（2）在“探究求合力的方法”实验中，通过对拉的方法来选择两个弹簧秤，方案一∶两弹簧秤竖直悬挂在铁架台上对拉（图2），方案二∶两弹簧秤置于水平桌面对拉（如图3），下列说法正确的是_________（多选）A．弹簧秤使用前必须进行调零B．实验时，两个弹簧秤的量程需一致C．若方案一的两弹簧秤读数相等，则可正常使用D．若方案二的两弹簧秤读数相等，则可正常使用（3）在“探究求合力的方法”的实验中，某实验小组使用的弹簧秤量程为5.00N，将橡皮条一端固定，先用两只弹簧秤将橡皮条另一端拉到某一位置，标记为O点，紧靠细绳标记A、B两点，并记录弹簧秤读数∶然后用一只弹簧秤将其拉至O点，标记紧靠细绳的C点，并记录弹簧秤读数，该小组完成的部分实验数据记录在图4中。①按实验要求完成作图；（____）②结合图4，分析实验过程与结果，下列措施对减小实验误差有益的是____________（多选）A．适当增加橡皮筋的原长B．适当增大两细绳的夹角C．增大A、B两点到O点的距离D．增大弹簧秤的拉力【答案】刻度尺    AD    见解析    BC    【解析】（1）“探究求合力的方法”中，需要使用刻度尺做力的图示，“研究平抛运动”的实验中，需要使用刻度尺测量物体的位移，即两个实验中都要使用刻度尺；（2）弹簧秤在使用前必须进行调零；实验中使用的两个弹簧秤，其量程可以不同；方案一中竖直悬挂时，上面的弹簧由于自身重力作用而弹力偏大，下面的弹簧由于自身重力作用而弹力偏小，若两弹簧秤读数相等，则水平测量拉力时读数必然不同，所以不能使用；若方案二的两弹簧秤读数相等，则可正常使用；故选AD。（3）作图如下：（3）增加橡皮筋的原长对实验没有影响；图中两分力的夹角较小，根据平行四边形的特点，适当增大两细绳的夹角，可以使作图更精确，从而减小实验误差；绳子的作用是显示出力的方向，增大A、B两点到O点的距离，可以提高分力方向的精确度，从而减小实验误差；弹簧秤的量程为5.00N，图中合力已经达到了4.80N，所以不能再增大弹簧秤的拉力；故选BC。12．（10分）（2021九江市一模）质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图12所示（已知木楔在整个过程中始终静止）。（1）当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；（2）当α＝θ时，木楔对水平面的摩擦力是多大？【答案】　（1）mgsin 2θ　（2）mgsin 4θ【解析】　木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin θ＝μmgcos θ，即μ＝tan θ。（1）木楔在力F作用下沿斜面向上匀速运动，有Fcos α＝mgsin θ＋FfFsin α＋FN＝mgcos θFf＝μFN解得F＝＝＝则当α＝θ时，F有最小值，为Fmin＝mgsin 2θ。（2）因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即Ffm＝Fcos （α＋θ）当F取最小值mgsin 2θ时，Ffm＝Fmincos 2θ＝mg·sin 2θcos 2θ＝mgsin 4θ。13．（12分）(2021·东北育才学校模拟)如图所示，倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定挡板C。劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接，劲度系数为k2的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接，轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连，轻绳AQ段与斜面平行，A和B均静止。现缓慢地向小桶P内加入细砂，当k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时，求： (1)小桶P内所加入的细砂质量；(2)小桶下降的距离。【答案】(1)m砂＝2msin θ　(2)【解析】(1)当B与挡板C间挤压力恰好为零时，以A、B两个物体整体为研究对象，根据平衡条件得知，轻绳的拉力大小为T＝2mgsin θ，对小桶：T＝m砂g，故小桶P内加入的细砂质量为m砂＝2msin θ；(2)未向小桶内加入细砂时，弹簧k1的压缩量为x1＝。弹簧k2的压缩量为x2＝。当弹簧k1对挡板的弹力恰好为零时，弹簧k2的伸长量x2′＝＝所以小桶下降的距离为x＝x1＋x2＋x2′＝2mgsin θ＝。14．(15分)(2020·南京一模)如图所示，在质量为m＝1 kg的重物上系着一条长为30 cm的细绳，细绳的另一端连着一个轻质圆环，圆环套在水平的棒上可以滑动，环与棒间的动摩擦因数μ为0.75，另有一条细绳，在其一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环50 cm的地方，当细绳的端点挂上重力为G的重物，而圆环将要开始滑动时，(g取10 m/s2)求：(1)φ角的大小；(2)长为30 cm的细绳的张力；(3)重物G的质量。【答案】(1)90°　(2)8 N　(3)0.6 kg【解析】(1)因为圆环将要开始滑动，所受的静摩擦力刚好达到最大值，有f＝μN对环进行受力分析，则有μN－FTcos θ＝0，N－FTsin θ＝0，解得tan θ＝＝，得θ＝53°，又由于AO＝30 cm，AB＝50 cm，由数学知识求得φ＝90°。 (2)如图所示选取坐标轴，根据重物m处于平衡状态，则有Gcos θ＋FTsin θ＝mg，FTcos θ－Gsin θ＝0，解得FT＝8 N。(3)圆环将要滑动时，对重物进行受力分析可知：Gsin θ＝FTcos θ，又G＝m′g，解得m′＝0.6 kg。