（通用版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題綜合檢測二 第二章 相互作用（含解析）

相互作用(45分鐘100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.15題為單選題，68題為多選題)1(2018·遼寧沈陽期中)某電視臺每周都有棋類節(jié)目，鐵質(zhì)的棋盤豎直放置，每個棋子都是一個小磁鐵，能吸在棋盤上，不計棋子間的相互作用力，下列說法正確的是()A小棋子共受三個力作用B棋子對棋盤的壓力大小等于重力C磁性越強的棋子所受的摩擦力越大D質(zhì)量不同的棋子所受的摩擦力不同解析：D小棋子受到重力、向上的摩擦力、棋盤的吸引力和棋盤的支持力作用，A錯誤棋盤對棋子的摩擦力等于棋子的重力，故無論棋子的磁性多強，摩擦力是不變的，質(zhì)量不同的棋子所受的重力不同，故摩擦力不同，B、C錯誤，D正確2.如圖所示，傾角為30°，重為100 N的斜面體靜止在粗糙水平面上一根彈性輕桿一端垂直固定在斜面體上，桿的另一端固定一個重為20 N的小球，斜面體和小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時，下列說法正確的是()A斜面有向左運動的趨勢，受到水平向右的靜摩擦力B彈性輕桿對小球的作用力為20 N，方向垂直斜面向上C球?qū)椥暂p桿的作用力為20 N，方向豎直向下D地面對斜面的支持力為100 N，方向豎直向上解析：C桿、球、斜面均靜止，可以看成整體，整體相對地面沒有向左運動的趨勢，A錯誤由二力平衡可知，地面的支持力等于整體的重力120 N，D錯誤再對小球受力分析，受重力和彈力，根據(jù)二力平衡條件可判斷彈力和重力等值、反向、共線，故彈力為20 N，豎直向上，B錯誤由牛頓第三定律得，球?qū)椥暂p桿的作用力為20 N，方向豎直向下，C正確3.如圖所示，有一傾角30°的斜面體B，質(zhì)量為M.質(zhì)量為m的物體A靜止在B上現(xiàn)用水平力F推物體A，在F由零逐漸增加至mg再逐漸減為零的過程中，A和B始終保持靜止對此過程下列說法正確的是()A地面對B的支持力大于(Mm)gBA對B的壓力的最小值為mg，最大值為mgCA所受摩擦力的最小值為0，最大值為DA所受摩擦力的最小值為mg，最大值為mg解析：B因為A、B始終保持靜止，對A、B整體受力分析可知，地面對B的支持力一直等于(Mm)g，A錯誤當(dāng)F0時，A對B的壓力最小，為mgcos 30°mg；當(dāng)Fmg時，A對B的壓力最大，為mgcos 30°Fsin 30°mg，B正確當(dāng)Fcos 30°mgsin 30°時，即Fmg時，A所受摩擦力為0，當(dāng)F0時，A所受摩擦力大小為mg，方向沿斜面向上，當(dāng)Fmg時，A所受摩擦力大小為mg，方向沿斜面向下，選項C、D錯誤4.如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在豎直固定的光滑圓環(huán)上，輕繩一端固定在圓環(huán)的最高點A，另一端與小球相連小球靜止時位于環(huán)上的B點，此時輕繩與豎直方向的夾角為60°，則輕繩對小球的拉力大小為()A2mg B.mgCmg D.mg解析：C對B點處的小球受力分析，如圖所示，則有FTsin 60°FNsin 60°FTcos 60°FNcos 60°mg解得FTFNmg，故C正確5(2018·安徽六安舒城中學(xué)統(tǒng)考)如圖所示，有5 000個質(zhì)量均為m的小球，將它們用長度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止若連接天花板的細繩與水平方向的夾角為45°.則第2 011個小球與2 012個小球之間的輕繩與水平方向的夾角的正切值等于()A. B.C. D.解析：C設(shè)連接天花板的細繩的拉力為FT，則對5 000個小球的整體而言，豎直方向：FTsin 45°5 000mg；對前2 011個球的整體而言，設(shè)第2 011個小球與2 012個小球之間的輕繩拉力為FT1，則水平方向：FTcos 45°FT1cos ；豎直方向：FTsin 45°2 011mgFT1sin .聯(lián)立解得tan .C正確6.如圖所示，某雜技演員在做手指玩耍盤子的高難度表演若盤的質(zhì)量為m，手指與盤之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，盤底處于水平狀態(tài)且不考慮盤的自轉(zhuǎn)則下列說法正確的是()A若手指支撐著盤，使盤保持靜止?fàn)顟B(tài)，則手指對盤的作用力等于mgB若手指支撐著盤并一起水平向右勻速運動，則盤受到水平向右的靜摩擦力C若手指支撐著盤并一起水平向右勻加速運動，則手指對盤的作用力大小為mgD若盤隨手指一起水平勻加速運動，則手指對盤的作用力大小不可超過mg解析：AD若手指支撐著盤，使盤保持靜止?fàn)顟B(tài)，則盤受力平衡，手指對盤的作用力與盤的重力等大反向，則手指對盤的作用力等于mg，選項A正確；若手指支撐著盤并一起水平向右勻速運動，則水平方向不受力，即盤不受靜摩擦力，選項B錯誤；若手指支撐著盤并一起水平向右勻加速運動，則手指對盤的作用力為靜摩擦力，大小不一定等于mg，選項C錯誤；若盤隨手指一起水平勻加速運動，則手指對盤子水平方向的最大靜摩擦力為mg，豎直方向?qū)ΡP子的支持力為mg，則手指對盤的作用力大小的最大值mg，即手指對盤的作用力大小不可超過mg，選項D正確7.如圖所示，光滑圓柱體A放在物塊P與豎直墻壁之間，在A上再放另一個光滑圓柱體B，A、B的半徑分別為r1、r2，質(zhì)量分別為m1、m2，A、B處于平衡狀態(tài)，且在下列變化中物塊P的位置不變，系統(tǒng)仍平衡，則()A若保持B的半徑r2不變，而將B改用密度較大的材料制作，則物塊P受到地面的靜摩擦力增大B若保持A的質(zhì)量m1不變，而將A改用密度較小的材料制作，則物塊P對地面的壓力增大C若保持A的質(zhì)量m1不變，而將A改用密度較小的材料制作，則B對墻的壓力增大D若保持B的質(zhì)量m2不變，而將B改用密度較小的材料制作，則A對墻的壓力增大解析：ACD對A、B整體和P進行分析，受力如圖(a)(b)，根據(jù)平衡條件，有：f4F1cos F2F2(m1m2)gcot F3F1sin mg(mm1m2)g若保持B的半徑r2不變，而將B改用密度較大的材料制作，則角不變，而B的質(zhì)量增大，F(xiàn)3、f4均增大，故A正確；對A、B、P整體受力分析，豎直方向受重力和支持力，由于m1不變，m2、mP也不變，根據(jù)平衡條件，支持力與重力平衡，不變；再根據(jù)牛頓第三定律，P對地面的壓力也不變，故B錯誤；對B分析，受力如圖(c)，根據(jù)共點力平衡條件，有：FBm2gcot FN設(shè)墻對A的支持力為FA，則F2FAFB若保持A的質(zhì)量m1不變，而將A改用密度較小的材料制作，則A的半徑增大，角減小，故FB增大，故C正確；若保持B的質(zhì)量m2不變，而將B改用密度較小的材料制作，則B的半徑增大，增大，F(xiàn)B減小，不變，F(xiàn)2不變，F(xiàn)AF2FB增大，故D正確8.某裝置如圖所示，兩根輕桿OA、OB與小球以及一小滑塊通過鉸鏈連接，桿OA的A端與固定在豎直光滑桿上的鉸鏈相連小球與小滑塊的質(zhì)量均為m，輕桿OA、OB長均為L，原長為L的輕質(zhì)彈簧與滑塊都套在該豎直桿上，彈簧連接在A點與小滑塊之間，裝置靜止時，彈簧長為1.6L，重力加速度為g，sin 53°0.8，cos 53°0.6，以下說法正確的是()A輕桿OA對小球的作用力方向與豎直軸的夾角為53°B輕桿OB對小滑塊的作用力方向沿OB桿向下，大小為C輕桿OA與OB對小球的作用力大小之比是D彈簧的勁度系數(shù)k解析：BD對球受力分析，球受重力、桿OA、OB對球的支持力(沿著桿的方向)，依據(jù)平行四邊形定則，結(jié)合幾何關(guān)系與三角函數(shù)知識，設(shè)OA與豎直方向夾角為，即cos ，解得：37°因FAFB，輕桿OA與OB對小球的作用力大小之比是11，故A、C錯誤；對小滑塊受力分析，如圖所示；由以上分析可知，F(xiàn)B依據(jù)牛頓第三定律，則輕桿OB對小滑塊的作用力方向沿OB桿向下，大小為，故B正確；對于小滑塊，根據(jù)平衡條件，則有：Tmgcos 37°，解得：Tmg再由胡克定律，則有：k，故D正確二、非選擇題(本題共4小題，共52分有步驟計算的需寫出規(guī)范的解題步驟)9(6分)某同學(xué)利用拉力傳感器來驗證力的平行四邊形定則，實驗裝置如圖1所示在貼有白紙的豎直板上，有一水平細桿MN，細桿上安裝有兩個可沿細桿移動的拉力傳感器A、B，傳感器與計算機相連接兩條不可伸長的輕質(zhì)細線AC、BC(AC>BC)的一端結(jié)于C點，另一端分別與傳感器A、B相連結(jié)點C下用輕細線懸掛重力為G的鉤碼D.實驗時，先將拉力傳感器A、B靠在一起，然后不斷緩慢增大兩個傳感器A、B間的距離d，傳感器將記錄的AC、BC繩的張力數(shù)據(jù)傳輸給計算機進行處理，得到如圖2所示張力F隨距離d的變化圖線AB間的距離每增加0.2 m，就在豎直板的白紙上記錄一次A、B、C點的位置則在本次實驗中，所用鉤碼的重力G_N；當(dāng)AB間距離為1.00 m時，AC繩的張力大小FA_N；實驗中記錄A、B、C點位置的目的是_解析：當(dāng)AB靠在一起時，AC繩拉力為零，BC繩拉力等于鉤碼的重力，可知G30.0 N由圖可知，當(dāng)AB間距離為1.00 m時，AC繩的張力大小FA18.0 N實驗中記錄A、B、C點位置的目的是記錄AC、BC繩張力的方向答案：30.018.0記錄AC、BC繩張力的方向(每空2分)10(9分)如圖甲所示，力傳感器A與計算機相連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律將力傳感器固定在水平桌面上，測力端通過輕質(zhì)細繩與一滑塊相連，調(diào)節(jié)傳感器高度使細繩水平，滑塊放在較長的小車上，滑塊的質(zhì)量m1.5 kg，小車的質(zhì)量為M1.65 kg.一根輕質(zhì)細繩跨過光滑的輕質(zhì)滑輪，其一端連接小車，另一端系一只空沙桶，調(diào)節(jié)滑輪使桌面上部細繩水平，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)打開傳感器，同時緩慢向沙桶里倒入沙子，當(dāng)小車剛好開始運動時，立即停止倒沙子若力傳感器采集的Ft圖像如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2，則：(1)滑塊與小車間的動摩擦因數(shù)_；若忽略小車與水平桌面間的摩擦，小車穩(wěn)定運動的加速度大小a_ m/s2.(2)若實驗中傳感器測力端與滑塊間的細繩不水平，左端略低一些，由此而引起的動摩擦因數(shù)的測量結(jié)果_(選填“偏大”或“偏小”)解析：(1)當(dāng)小車由靜止剛好開始運動時，滑塊與小車間的摩擦力是最大靜摩擦力，由圖乙所示圖像可知，滑塊與小車間的最大靜摩擦力fmax3.5 N此時沙桶及所裝沙子的總重力m0gfmax解得：m0 kg0.35 kg由圖乙所示圖像可知，穩(wěn)定后，滑塊的滑動摩擦力f3.0 N由fmg，解得：0.2對沙桶及所裝沙子，根據(jù)牛頓第二定律得：m0gTm0a對小車運用牛頓第二定律得：TfMa由解得：a0.25 m/s2(2)由于左端略低一些，導(dǎo)致壓力增大，則滑動摩擦力偏大，因此動摩擦因數(shù)的測量結(jié)果偏大答案：(1)0.20.25(2)偏大(每空3分)11.(15分)如圖所示，一球A夾在豎直墻與三角形劈B的斜面之間三角形劈的重力為G，劈的底部與地面之間的動摩擦因數(shù)為，劈的斜面與豎直墻面是光滑的，劈的斜面傾角為45°.問：欲使劈靜止不動，球的重力不能超過多大？(設(shè)劈的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)解析：球A和劈B受力如圖，對球A，GAFNBAsin 45°，(3分)對劈B，F(xiàn)fmFNBAcos 45°，(3分)FNBGFNBAsin 45°，(3分)又有FfmFNB，(3分)聯(lián)立解得GAG.(3分)答案：G12(22分)(2018·大連模擬)如圖所示，質(zhì)量均為1 kg的物塊A、B靜止在水平面上，A、B由勁度系數(shù)為3 N/cm的輕彈簧相連，物塊A套在豎直桿上，在豎直向上的力F作用下沿桿緩慢上移，已知物塊A、B處于水平面時距離為16 cm，彈簧原長為18 cm，物塊B與地面間動摩擦因數(shù)1為0.75，物塊A與桿間動摩擦因數(shù)2為0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)(1)當(dāng)A在地面時，B所受的摩擦力為多少？(2)當(dāng)A上升到c點時，彈簧的彈力恰為使物塊B運動的最小值，c點的高度為多少？(3)B運動之前，力F隨上升高度h的變化如圖所示，求出坐標a、b、Fc的數(shù)值解析：3 N/cm300 N/m18 cm0.18 m,16 cm0.16 m(1)當(dāng)A在地面時，由胡克定律得：彈簧的彈力大小為F1k(l0l1)300×(0.180.16) N6 N(2分)對B，根據(jù)平衡條件可得，B所受的摩擦力大小為fF16 N，方向水平向右(2分)(2)B恰好要運動時，設(shè)彈簧的拉力為T，與水平方向之間的夾角為，則：豎直方向：Tsin FNmg，(2分)水平方向：Tcos 1FN(2分)解得：T(2分)其中：cos ，sin 可知，當(dāng)時，彈簧的拉力T有最小值，所以c點的高度：hc·tan ·tan ·1·0.75×0.16 m0.12 m(2分)(3)A緩慢向上運動，可以看作是勻速運動過程，同時考慮到F10 N時，向上的力F等于物體A的重力，所以A在a、b兩點受到彈簧斜向上的彈力，則：FmgTsin 12·Tcos 10(2分)將F10 N以及其他數(shù)據(jù)代入，得：tan 1此時sin 1，cos 1所以：ha·tan 1×0.16 m0.08 m(1分)根據(jù)：FmgTsin 12·Tcos 10(2分)可知，當(dāng)彈簧的彈力恰好等于0時，即彈簧的長度等于原長時，向上的推力F也可以等于10 N，此時：hb 0.02 m0.082 5 m(1分)hc0.12 m時，l m0.2 m(1分)此時彈簧的拉力為：Tk·(ll0)300×(0.20.18) N6 N(1分)對A進行受力分析可知，A受到重力、彈簧的拉力、桿的支持力、向下的摩擦力以及向上的力F的作用：FmgTsin 2·Tcos 0(1分)代入數(shù)據(jù)得：F16 N(1分)答案：(1)6 N，方向水平向右(2)0.12 m(3)0.08 m0.082 5 m16 N10