2021高考物理大一轮复习领航检测:第二章 相互作用 章末检测2 Word版含解析
展开一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,1~5题每小题只有一个选项正确,6~8小题有多个选项符合题目要求,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1.两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上,支架的夹角为120°,如图所示,用轻绳将两球与质量为m2的小球连接,绳与杆构成一个菱形,则m1∶m2为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶eq \r(3) D.eq \r(3)∶2
解析:选A.设轻绳中的拉力为F,隔离m1受力分析,由平衡条件得m1gcs 60°=Fcs 60°,解得F=m1g;隔离m2受力分析,由平衡条件得2Fcs 60°=m2g,所以 m1∶m2=1∶1,A正确.
2.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ.在m1左端施加水平拉力F,使m1、m2均处于静止状态,已知m1表面光滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.弹簧弹力的大小为eq \f(m1g,cs θ)
B.地面对m2的摩擦力大小为F
C.地面对m2的支持力可能为零
D.m1与m2一定相等
解析:选B.对整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力,要使整体处于平衡,则水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上,且大小与F相同,故B正确;因m2与地面间有摩擦力,则一定有支持力,故C错误;对m1受力分析可知,弹力水平方向的分力应等于F,故弹力为eq \f(F,sin θ),因竖直方向上的受力不明确,无法确定两物体的质量关系,也无法求出弹簧弹力与重力的关系,故A、D错误.
3.在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体,在它上面放有质量为m的木块,用一根平行于斜面的细线连接一个轻环,并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上,整个系统处于静止状态,如图所示,则杆对环的摩擦力大小为( )
A.mgsin θ B.mgcs θ
C.mgtan θ D.mgsin θcs θ
解析:选D.设细线的弹力为F,对斜面上的物块由共点力平衡条件有F-mgsin θ=0,对轻环由共点力平衡条件有Fcs θ-Ff=0,解得杆对环的摩擦力大小为Ff=mgsin θcs θ.
4.一轻绳一端系在竖直墙M上,另一端系一质量为m的物体A,用一轻质光滑圆环O穿过轻绳,并用力F拉住轻环上一点,如图所示.现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置.则在这一过程中,力F、绳中张力FT及力F与水平方向夹角θ的变化情况是( )
A.F保持不变,FT逐渐增大,夹角θ逐渐减小
B.F逐渐增大,FT保持不变,夹角θ逐渐增大
C.F逐渐减小,FT保持不变,夹角θ逐渐减小
D.F保持不变,FT逐渐减小,夹角θ逐渐增大
解析:选C.圆环受到三个力,拉力F以及绳子的两个拉力FT,三力平衡,故绳子两个拉力的合力与拉力F始终等值、反向、共线,由于绳子的拉力等于mg,夹角越大,合力越小,且合力在角平分线上,故拉力F逐渐变小,由于始终与两细线拉力的合力反向,故拉力F逐渐趋向水平,θ逐渐变小,选项C正确.
5.如图所示,吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度,重力大小为G的运动员静止时,左边绳子张力为T1,右边绳子张力为T2.则下列说法正确的是( )
A.T1和T2是一对作用力与反作用力
B.吊绳与竖直方向的夹角减小时,T1和T2都会变小
C.T2一定大于G
D.T1+T2=G
解析:选B.作用力与反作用力必须作用在不同的物体上,T1和T2作用在同一个物体上,A错误;吊绳与竖直方向的夹角减小时,T1和T2夹角变小,T1和T2都会变小,B正确;当T1和T2的夹角为120°时,T2等于G,当夹角大于120°时,T2大于G,当夹角小于120°时,T2小于G,故C、D均错误.
6.如图所示,手推车的篮子里装有一篮球,女孩把手推车沿斜面向上匀速推动,篮子的底面平行于斜面,靠近女孩的一侧面垂直于底面,下列说法正确的有(不计摩擦力)( )
A.篮子底面受到的压力大于篮球的重力
B.篮子底面受到的压力小于篮球的重力
C.篮子右侧面受到的压力大于篮球的重力
D.篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力
解析:选BD.设斜面倾角为θ,篮球质量为m,篮子底面、右侧面对篮球的弹力分别为FN1、FN2,不计摩擦力,对篮球由共点力平衡条件有FN1-mgcs θ=0,FN2-mgsin θ=0.由牛顿第三定律可知,篮球对篮子底面、右侧面的压力均小于重力.选项A、C错误,B、D正确.
7.如图所示,物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮.A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着.已知mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,B不会碰到地面,则( )
A.弹簧的弹力不变
B.物体A对斜面的压力将减小
C.物体A受到的静摩擦力将减小
D.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变
解析:选AC.对物体A受力分析如图所示,设此时FfA沿斜面向上,由平衡条件可得:mAgsin 45°=F+FfA,可得FfA=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3\r(2),2)-1))mBg,当斜面倾角为30°时,可得FfA′=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)-1))mBg=eq \f(1,2)mBg.可见,物体A受到的静摩擦力方向沿斜面向上,且变小,物体A不会相对斜面滑动,弹簧的弹力始终等于物体B的重力,故选项A、C正确,D错误;物体A对斜面的压力的大小由FN=mAgcs 45°变为FN′=mAgcs 30°,压力变大,选项B错误.
8.如图所示,斜面上放有两个完全相同的物体a、b,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F,使两物体均处于静止状态.则下列说法正确的是( )
A.a、b两物体的受力个数一定相同
B.a、b两物体对斜面的压力相同
C.a、b两物体受到的摩擦力大小可能不相等
D.当逐渐增大拉力F时,物体b先开始滑动
解析:选BC.对a、b进行受力分析,如图所示.物体b处于静止状态,当细线沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时,摩擦力为零,所以b可能只受3个力作用,而物体a必定受到摩擦力作用,肯定受4个力作用,选项A错误;a、b两个物体,垂直于斜面方向受力都平衡,则有:FN+FTsin θ=mgcs α,解得:FN=mgcs α-FTsin θ,则a、b两物体对斜面的压力相同,选项B正确;因为b的摩擦力可以为零,而a的摩擦力一定不为零,故选项C正确;对a沿斜面方向有:FTcs θ+mgsin α=fa,对b沿斜面方向有:FTcs θ-mgsin α=fb,又因为正压力相等,所以最大静摩擦力相等,则a先达到最大静摩擦力,先滑动,故选项D错误.
二、非选择题(共4小题,52分)
9.(10分)(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法正确的是( )
A.弹簧被拉伸时,所挂钩码越多,误差越小
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是图中的( )
解析:(1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力,以探索弹力与弹簧伸长的关系,并且拉力和重力平衡.
(2)由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x>0,所以选C.
答案:(1)B (2)C
10.(12分)在做“验证力的平行四边形定则”实验时:
(1)除已有的器材:方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外,还必须有________________和________________.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须( )
A.每次把橡皮条拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
(3)某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与绳套结点的位置.图中________是力F1与F2的合力的理论值,________是力F1与F2的合力的实验值.
解析:(1)做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,用力的图示画出这三个力,用平行四边形做出两个力的合力的理论值,和那一个力进行比较.所以我们需要的实验器材有:方木板(固定白纸),白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧测力计拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形),橡皮条(让力产生相同的作用效果的).故还必须有的器材是橡皮条和三角板.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,每次将橡皮条拉到同样的位置,即用一个力与用两个力的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,没有必要把橡皮条拉到最大长度,故B、C、D错误,A正确.
(3)用平行四边形画出来的是理论值,和橡皮条同线的那个是实际值,所以F是理论值,F′是实际值,该实验的实验目的就是比较F1、F2合力的理论值和实验值是否相等.
答案:(1)橡皮条 三角板 (2)A (3)F F′
11.(15分)如图所示,用三条完全相同的轻质细绳1、2、3将A、B两个质量均为m的完全相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,轻绳1与竖直方向的夹角为45°,轻绳3水平,求轻质细绳上1、2、3的拉力分别为多大?
解析:设三条绳上的拉力分别为FT1,FT2,FT3;把A、B两个小球视为整体,受力分析如图甲,由平衡条件可得2mg=FT1cs 45°
FT3=FT1sin 45°
解得FT1=2eq \r(2)mg,FT3=2mg
隔离球B,受力分析如图乙:
FT2=eq \r(mg2+F\\al(2,T3))=eq \r(5)mg
答案:2eq \r(2)mg eq \r(5)mg 2mg
12.(15分)如图所示,有一个重量为20 N的小物体放在斜面上,斜面底边长AB=40 cm,高BC=30 cm,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,物体在一沿斜面向上的力F的作用下刚好处于静止状态(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),现将力F顺时针转动至水平向右并保持不变,求此时物体与斜面之间的摩擦力.
解析:当力F沿斜面向上,物体恰好不向上滑动时对物体受力分析,有F=Gsin θ+μGcs θ,
由几何关系得:sin θ=0.6,cs θ=0.8,F=20 N;
力F顺时针转动至水平向右时物体受力如图所示,
根据平衡条件得,
Fcs θ+Ff-Gsin θ=0,
解得Ff=Gsin θ-Fcs θ=20×0.6 N-20×0.8 N=-4 N,负号表示方向沿斜面向下.
当力F沿斜面向上,物体恰好不向下滑动时,对物体受力分析,
有F=Gsin θ-μGcs θ=4 N;
力F顺时针转动至水平向右时,有
Fcs θ+Ff-Gsin θ=0,
解得,Ff=8.8 N,方向沿斜面向上.
答案:4 N,方向沿斜面向下或8.8 N,方向沿斜面向上
2021高考物理大一轮复习领航检测:第十二章 近代物理初步 章末检测12 Word版含解析: 这是一份2021高考物理大一轮复习领航检测:第十二章 近代物理初步 章末检测12 Word版含解析,共7页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2021高考物理大一轮复习领航检测:第七章 静电场 章末检测7 Word版含解析: 这是一份2021高考物理大一轮复习领航检测:第七章 静电场 章末检测7 Word版含解析,共8页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2021高考物理大一轮复习领航检测:第二章 相互作用-第2节 Word版含解析: 这是一份2021高考物理大一轮复习领航检测:第二章 相互作用-第2节 Word版含解析,共8页。