2022届高中物理一轮复习 第二单元 相互作用 训练卷 B卷 学生版

    2022届高三一轮单元训练卷

第二单元 相互作用（B）

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．如图所示为乘客在进入车站乘车时，将携带的物品放在以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景。当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后，关于物品受到的摩擦力，下列说法正确的是(　　)

A．当物品与传送带相对静止时，物品受到静摩擦力

B．当物品受到摩擦力作用时，摩擦力方向与物品运动方向相同

C．当物品受到摩擦力作用时，物品不一定受到弹力作用

D．由于物品相对于地面是运动的，物品一直受到滑动摩擦力

2．农运会的挑担子比赛中，甲、乙两位选手用同样的扁担（竹竿）挑起同样的重物沿水平方向匀速向前跑动。图中扁担始终保持水平，且与重物处于同一竖直平面内，甲用水平方向的力控制扁担，而乙两手用大小相等的力平行扁担水平反向拉绳保持扁担稳定。下列说法正确的是(　　)

A．两位选手受到扁担的压力值相等

B．甲受到扁担的压力值大于乙受到扁担的压力值

C．若乙仅增大手对绳的拉力值，扁担对他的压力值将会增大

D．若乙仅将手对绳的拉力改为斜向上方向，扁担对他的压力值将会增大

3．如图所示，半圆形容器固定在地面上，容器内壁光滑，球A和球B放在容器内，用水平力作用在球A上，使球A的球心与半圆形容器的球心在同一竖直线上，容器半径、球A半径、球B半径之比为6∶1∶2，球B的质量为m，两球质量分布均匀，重力加速度为g，整个系统始终静止。则推力F的大小为(　　)

A．     B．     C．mg     D．mg

4．水上滑翔伞是一项很受青年人喜爱的水上活动。如图甲所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，稳定时做匀速直线运动，游客可以在空中体验迎风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将悬挂座椅的结点作为研究对象，简化为如图乙所示的模型，结点受到牵引绳、滑翔伞和座椅施加的三个作用力F1、F2和F3，其中F1斜向左下方，F2斜向右上方。若滑翔伞在水平方向受到的空气阻力与水平速度成正比，在竖直方向上受到的空气作用力保持不变。现提高游艇速度，稳定时则(　　)

A．F1一定变小

B．F2一定变大

C．F2可能小于F3

D．F2和F3的合力方向可能沿水平向右

5．如图所示，静止在水平地面上的台秤上有一铁架台，小球用弹性轻绳固定在铁架台的横杆上，现用始终与竖直方向成45°、斜向上的拉力F将小球由最低点缓慢拉至轻绳水平。已知在拉动过程中铁架台与台秤始终静止，下列说法正确的是(　　)

A．拉力F先增大后减小

B．轻绳的拉力先增大后减小

C．台秤的示数先减小后增大

D．台秤所受地面的摩擦力一直增大

6．如图，在水平桌面上叠放着两个物块M和m，M与桌面间的动摩擦因数为μ1，m与M之间的动摩擦因数为μ2，一根轻绳一端与M相连，另一端绕过光滑的定滑轮A系在竖直杆上的B点，现将另一个物体G用光滑轻质挂钩挂在轻绳上AB之间的O点，已知整个装置处于静止状态时，竖直杆与绳OB的夹角为α，则(　　)

A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力变小

B．将竖直杆缓慢向右移动一小段距离时绳的张力增大

C．M所受的摩擦力为μ1(M＋m)g

D．剪断A处轻绳瞬间，m的加速度为μ2g

7．如图所示，将一个质量为m的小物块放在水平地面上，当用一水平推力F向右推小物块时，小物块恰好以一较大的速度匀速运动，某一时刻保持推力的大小不变，并立即使推力反向变为拉力，则推力反向的瞬间(　　)

A．小物块受到的合力大小为2F，方向水平向右

B．小物块受到的合力大小为2F，方向水平向左

C．地面对小物块的作用力大小为mg

D．地面对小物块的作用力大小为

8．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，A、B两个质量均为m的滑块用轻质弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，水平力F作用在滑块B上，此时弹簧长度为l，且在弹性限度内，则下列说法正确的是(　　)

A．弹簧原长为l＋

B．弹簧原长为l＋

C．力F的大小为mg

D．力F的大小为mg

9．如图所示，粗糙地面上有一斜面体，倾角为θ。不可伸长的细绳跨过斜面顶端光滑定滑轮，左端连接静止的大物块，质量为M，右端连着一根光滑轻杆，轻杆铰接在斜面右侧，轻杆顶端用另一根细绳挂着质量为m的小物块。一开始整个装置静止，细绳垂直于轻杆。用手将大物块从A点移动到B点后松手，系统仍然保持静止，且在A点和B点大物块受到的摩擦力大小相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法中正确的是(　　)

A．绳子的张力减小

B．在A处时绳子的张力比B处时一定大2Msin θ

C．地面给斜面体的作用力一定不变

D．若大物块再向下移动一点距离，则系统一定失去平衡

10．如图所示，质量为m的匀质细绳，一端系在天花板上的A点，另一端系在竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是CB段绳长的n倍，且绳子A端的切线与竖直方向的夹角为β，绳子B端的切线与墙壁的夹角为α，重力加速度为g，则(　　)

A．绳子在C处弹力大小

B．绳子在A处的弹力大小

C．绳子在B处的弹力大小

D．tan α∶tan β＝n∶1

二、(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

11．(6分)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验，安装好的实验器材如图甲所示，图中A为固定橡皮条图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是某次实验时OC细绳所连接的弹簧测力计的指针指示情况，请回答下列问题：

(1)图乙中弹簧测力计的读数为______N；

(2)关于实验操作的说法正确的是______；

A.用两把弹簧测力计拉橡皮条时，与用一把弹簧测力计拉橡皮条时O点的位置可以不同

B.用铅笔挨着细绳画出直线，即为拉力的方向

C.用测力计拉细绳时细绳要与白纸平行

D.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等

(3)用图甲装置得到了如图丙所示的两分力F1、F2及合力F的图示，关于合力与分力的关系：用虚线连接F1与F的末端A、C，则AOC如图丁构成一个三角形，若满足__________________________________________，则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。

12．(10分)某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与弹簧测力计和放置在木板上的木块相连。

(1)下列关于实验操作的说法正确的是______；

A．实验前，应先对弹簧测力计调零

B．与木块相连的细线应保持水平

C．实验时，需将木板匀速向左拉出

D．实验时，拉木板的速度越大越好

(2)从静止开始拉动木板，可观察到弹簧秤的示数变化情况为______（木块和砝码始终保持相对静止，整个过程弹簧秤均未超出量程）；

(3)图乙是某次实验中弹簧测力计稳定时的示数，则此时木块受到的滑动摩擦力为______N；

(4)若木块质量为M，砝码的质量、动摩擦因数和重力加速度分别用m、μ和g来表示，则木块受到木板的滑动摩擦力Ff＝______（用题中给出的字母表示），测得多组数据后，该同学描绘的Ff-m图线如图丙所示，则他测得的动摩擦因数μ＝______（重力加速度g＝10m/s2）。

13．(8分)用一轻弹簧竖直悬挂一质量为m的物体，静止时弹簧的伸长量为x。现用该弹簧沿倾角为30°的斜面向上拉住质量为3m的物体匀速向下运动时，弹簧的伸长量也为x，如图所示，已知当地的重力加速度为g，求：

(1)质量为3m的物体沿斜面运动时受到的摩擦力大小。

(2)当用该弹簧沿该斜面向上拉住质量为3m的物体匀速向上运动时，弹簧的伸长量。

14．(10分)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。

15．(12分)如图所示，质量为M上表面光滑的半圆柱体P放置于水平面上，一根轻质细线跨过大小可忽略的光滑定滑轮O1，一端和置于P上的小球A（可视为质点）连结，另一端系在天花板上的O2点，光滑的质量不计的小动滑轮O3置于O1、O2之间的细线上，下面通过轻质细绳挂着质量为m的小球B。已知半圆柱体P及两小球A、B均处于静止状态，定滑轮O1在半圆柱体圆心O的正上方，O1A与竖直方向成30°。O1A长度与半圆柱体半径相等，细线与天花板之间的夹角为37°，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，求：

(1)小球A的质量；

(2)圆柱体P对水平面的摩擦力和压力大小。

16．(14分)如图，在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个边长为a、质量M＝4 kg的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置半径R＝0.5 m、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止。球的球心为O，OC与竖直方向的夹角为θ，正方体的边长a＞R，正方体与水平地面的动摩擦因数μ＝0.5。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

(1)若θ＝37°、m＝2 kg，求正方体M受到地面的摩擦力大小；

(2)若θ＝37°，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求光滑球质量的最大值；

(3)改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体的右侧面BC到墙壁的距离小于某个值L时，无论球的质量是多少，球和正方体始终处于静止状态，且球没有落到地面，求L的值。

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第二单元（B）答案

一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．【答案】B

【解析】当物品与传送带相对静止时，物品不受摩擦力作用，A错误；当把物品放上传送带时，物品相对传送带有向后运动的趋势，受到向前的摩擦力，B正确；有摩擦力，一定有弹力，C错误；物品虽然相对地面是运动的，但相对传送带静止时，物品不受摩擦力作用，D错误。

2．【答案】A

【解析】因甲、乙两选手都是以水平方向的力作用于扁担或绳子，所以扁担、绳子和重物这个整体在竖直方向上只受到重力和选手对扁担的支持力，所以两位选手对扁担在竖直方向上的支持力大小相等，由牛顿第三定律可知，两位选手受到扁担的压力值相等，A正确，B错误；由以上分析可知，若乙仅增大手对绳的拉力值，其在竖直方向受力情况不变，C错误；当乙以水平方向拉绳子时，选手乙对扁担的支持力大小是重物的重力，若乙仅将手对绳的拉力改为斜向上方向时，此拉力在竖直向上方向有分力，这个分力作用，减小了选手对扁担的支持力，所以扁担对他的压力值将会减小，D错误。

3．【答案】A

【解析】受力分析如图所示，设A球的半径为r，则有OA＝5r，OB＝4r，AB＝3r，即△OAB是直角三角形，根据力的平衡可知，球B对球A的压力F2＝mgsin 37°＝mg，由于A球受力平衡，则有F＝F2cos 37°＝，故选A。

4．【答案】B

【解析】设F1和F2与竖直方向的夹角分别为α、β，水平方向F1sin α＝F2sin β，因当速度变大时，空气阻力变大，即F2的水平分量变大，则F2变大，F1也一定变大；竖直方向F1cos α＋F3＝F2cos β，则F2一定大于F3；AC错误，B正确；由于三力平衡，则F1和F2的合力等于F3，F2和F3的合力方向与F1等大反向，不可能沿水平向右，D错误。

5．【答案】D

【解析】如图甲，由平行四边形定则和平衡条件可知，小球在上升的过程中，拉力F一直增大，轻绳的拉力先减小后增大，AB错误；对铁架台和小球组成的系统受力分析如图乙所示，由平衡条件可知，F增大时，铁架台受台秤的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐增大，由牛顿第三定律可知，台秤的示数逐渐减小，台秤所受地面的摩擦力一直增大，C错误，D正确。

6．【答案】B

【解析】设滑轮A和竖直杆之间的绳长为L，距离为d，则根据晾衣绳模型可知，而2Tsin α＝G，解得绳子上的张力，所以将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时，d不变，L不变，故α不变，所以绳子的张力不变，A正确；将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，则d变大，L不变，故α变大，因此绳子的张力增大，B正确；由于有整个装置处于静止状态，所以M和m都受力平衡，M和m之间没有摩擦力，因此M所受的摩擦力等于绳子的张力。但由于是静摩擦力，所以，C错误；剪断A处轻绳瞬间，m的加速度为零，D错误。

7．【答案】BD

【解析】小物块原来匀速运动，合力为0，则小物块受到的摩擦力大小f＝F，当推力反向的瞬间，小物块还在向右运动，摩擦力向左，拉力也向左，合力为2F，方向水平向左，A错、B对；地面对小物块的作用力有支持力和摩擦力，其合力大小为，C错、D对。

8．【答案】BC

【解析】对滑块A，据平衡条件得mgsin 30°＝kx，其中x＝l0－l，解得l0＝l＋，A错误，B正确；对A、B构成的整体，据平衡条件得Fcos 30°＝2mgsin 30°，解得F＝mg，C正确，D错误。

9．【答案】AC

【解析】以绳子结点为研究对象进行受力分析，如图所示，根据力的三角形和边的三角形相似可得，由于mg和H不变，OP减小，则拉力F减小，故A正确；在A点和B点大物块受到的摩擦力大小相等，但B点绳子拉力小，所以A点摩擦力方向向下、B点摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件可得，在A处FA＝Mgsin θ＋f，在B处FB＝Mgsin θ－f，解得FA－FB＝2f，而f≤Mgsin θ，在A处时绳子的张力比B处时不一定大2Mgsin θ，故B错误；地面给斜面体的作用力等于总重，所以地面给斜面体的作用力一定不变，故C正确；在A点和B点大物块受到的摩擦力大小相等，但在B点摩擦力是否达到最大不确定，所以若将大物块再向下移动一点距离，则系统不一定失去平衡，故D错误。

10．【答案】BD

【解析】对CB段受力分析，受重力，墙壁的拉力FB、AC段绳子对其向左的拉力FC，如图甲所示。根据平衡条件有，，联立解得，，故A、C均错误；再对AC段绳子受力分析，受重力，BC段绳子对其向右的拉力FC′，天花板对其的拉力FA′，如图所示。根据平衡条件有，，，联立解得，故B正确；又由于，，因此tan α∶tan β＝n∶1，故D正确。

二、(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

11．(6分)

【答案】(1)2.4   (2)C    (3) AC与OB长度相等，方向平行     (每空2分)

【解析】(1)由图可知，弹簧测力计的量程为0～5 N，分度值为0.2 N ，指针在2 N以下第2个小格处，故弹簧测力计的读数为2.4 N。

(2)实验操作时，每次拉橡皮条时，绳子结点位置必须保持不变，以保证橡皮条形变相同，合力相同，A错误；靠近轻绳取两个相距较远的位置点，将两点连线，即为拉力的方向，B错误；若细绳倾斜，则绳子拉力倾斜，拉力的水平分力的合力与橡皮条弹力相平衡，因此细绳应平行于白纸拉动，C正确；两细绳拉力不一定相等，D错误。

(3)AC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行。

12．(10分)

【答案】(1)AB   (2)先增大后突然减小最后稳定不变   (3)2.35   (4)μ(M＋m)g   0.213   (每空2分)

【解析】(1)实验前，应先对弹簧测力计调零，减小读数误差，A正确；与木块相连的细线应保持水平，使绳上拉力等于摩擦力，B正确；实验时，只需将木板向左拉出，木块在拉力及滑动摩擦力作用下处于静止状态即可，由于滑动摩擦力与相对运动快慢无关，故无需刻意匀速拉出，但过快拉出不便于弹簧秤的读数，CD错误。

(2)弹簧秤的示数始终等于木块受到的摩擦力，刚开始拉木板时，木块与木板相对静止，随着拉力的增大，木块所受的静摩擦力增大，达到最大静摩擦力后，木块与木板发生相对滑动，之后木块受到的滑动摩擦力不变，由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故从静止开始拉动木板，可观察到弹簧秤的示数先增大后突然减小最后稳定不变。

(3)由于弹簧秤的最小分度为0.1 N，应估读到下一位，故读数为2.35 N，即此时木块受到的滑动摩擦力为2.35 N。

(4)由滑动摩擦力的定义可得，木块受到木板的滑动摩擦力大小为Ff＝μ(M＋m)g，整理得Ff＝μg(M＋m)，对比丙图可得，图线的斜率为，解得动摩擦因数为μ＝0.213。

13．(8分)

【解析】(1)对竖直悬挂的物体，处于静止状态，故有kx＝mg　 (2分)

对斜面上的物体进行受力分析，当物体沿斜面下滑时，摩擦力方向沿斜面向上，由平衡条件得：

3mgsin 30°＝kx＋f　 (2分)

解得：f＝0.5mg。　(1分)

(2)当物体沿斜面上滑时，摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得：

3mgsin 30°＋f＝kx'　 (2分)

解得：x'＝2x。　(1分)

14．(10分)

【解析】(1)绳套到达B点时，对质量为3m的绳套，有：F1＝3mgtan 30°＝mg (2分)

对滑轮m：

FN－F1sin 30°－mgcos 30°＝0   (2分)

f＋mgsin 30°－F1cos 30°＝0  (2分)

解得：FN＝mg，f＝mg。(2分)

(2)在绳套的动态平衡过程中，当F与mg垂直时软绳中的弹力最大，则有：

。(2分)

15．(12分)

【解析】(1)同一根细线上的拉力大小相等，设细线拉力大小为T，对小动滑轮O3和小球B整体进行受力分析，如图甲所示，根据平衡条件得

2Tsin 37°＝mg  (1分)

解得  (1分)

对小球 A，受力分析如图乙所示，根据平衡条件得

FNA＝T  (1分)

(FNA＋T)cos 30°＝mAg  (1分)

解得。  (2分)

(2)对小球 A和半圆柱体P整体受力分析，如图丙所示，设P受到摩擦力为f，支持力为FN，根据平衡条件得：

f＝Tsin 30°  (1分)

FN＋Tcos 30°＝(M＋mA)g  (1分)

解得：，  (2分)

由牛顿第三定律可得，P对水平面的摩擦力和压力大小分别为f′＝，FN′＝Mg＋。  (2分)

16．(14分)

【解析】(1)以球为研究对象，受力如图所示，小球受力平衡可知

N2＝mgtan θ＝15 N  (2分)

以正方体和球整体为研究对象，水平方向受墙壁的弹力N2和地面的摩擦力Ff，根据平衡条件有

Ff＝N2＝15 N。  (2分)

(2)由Ff＝μ(M＋m)g  (2分)

得m＝8 kg。  (2分)

(3)根据无论mg多大，只要N1sin θ≤μN1cos θ就不可能动起来

即tan θ≤μ＝0.5  (2分)

通过几何关系解得L＝R＋Rsin θ  (2分)

代入数据得。  (2分)