2022年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測(cè)試2 相互作用（含解析）

2022年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測(cè)試2 相互作用（含解析）本卷測(cè)試內(nèi)容：相互作用本試卷分為第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，共110分。測(cè)試時(shí)間90分鐘。第卷(選擇題，共50分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17小題，只有一個(gè)選項(xiàng)正確；第810小題，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。)1. xx·南京調(diào)研如圖所示，在傾斜的滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過(guò)輕繩拉著一個(gè)質(zhì)量為M的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動(dòng)的過(guò)程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向。則()A. 環(huán)只受三個(gè)力作用B. 環(huán)一定受四個(gè)力作用C. 物體做勻加速運(yùn)動(dòng)D. 懸繩對(duì)物體的拉力小于物體的重力解析：分析物體M可知，其受兩個(gè)力作用，重力和輕繩拉力，因?yàn)閼覓煳矬w的輕繩始終處于豎直方向，故二力平衡，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)誤；再對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析可知，環(huán)受重力、輕繩拉力、滑桿支持力和摩擦力，A錯(cuò)誤，B正確。答案：B2. 如圖所示，質(zhì)量為m的球放在傾角為的光滑斜面上，用擋板AO將球擋住，使球處于靜止?fàn)顟B(tài)，若擋板與斜面間的夾角為，則()A. 當(dāng)30°時(shí)，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgsinB. 當(dāng)60°時(shí)，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgcosC. 當(dāng)60°時(shí)，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgsinD. 當(dāng)90°時(shí)，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgsin解析：以球?yàn)檠芯繉?duì)象，球所受重力產(chǎn)生的效果有兩個(gè)：對(duì)斜面產(chǎn)生的壓力N1、對(duì)擋板產(chǎn)生的壓力N2，根據(jù)重力產(chǎn)生的效果將重力分解，如圖所示，當(dāng)擋板與斜面的夾角由圖示位置變化時(shí)，N1大小改變但方向不變，始終與斜面垂直，N2的大小和方向均改變，由圖可看出當(dāng)擋板AO與斜面垂直，即90°時(shí)，擋板AO所受壓力最小，最小壓力N2minmgsin，D項(xiàng)正確。答案：D3. xx·淄博模擬如圖所示，小球C置于光滑的半球形凹槽B內(nèi)，B放在長(zhǎng)木板A上，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。在緩慢減小木板的傾角過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A. A受到的壓力逐漸變大B. A受到的摩擦力逐漸變大C. C對(duì)B的壓力逐漸變大D. C受到三個(gè)力的作用解析：在緩慢減小木板的傾角過(guò)程中，A受到的壓力(mBmC)gcos逐漸變大，A受到的摩擦力(mBmC)·gsin逐漸減小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；緩慢減小木板的傾角過(guò)程中，C受到兩個(gè)力的作用，C對(duì)B的壓力等于重力，不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案：A4. xx·太原市二模如圖所示，傾角為的斜面體c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與沙漏a連接，連接b的一段細(xì)繩與斜面平行。在a中的沙子緩慢流出的過(guò)程中，a、b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A. b對(duì)c的摩擦力一定減小B. b對(duì)c的摩擦力方向一定平行斜面向上C. 地面對(duì)c的摩擦力方向一定向右D. 地面對(duì)c的摩擦力一定減小解析：把物塊b隔離出來(lái)，受力分析如圖(甲)，當(dāng)沙子緩慢流出的過(guò)程中，F(xiàn)T減小，物塊b處于靜止?fàn)顟B(tài)，若受到沿斜面向上的靜摩擦力Ff，則FTFfmgsin，故Ff增大，b對(duì)c的摩擦力方向沿斜面向下，選項(xiàng)A、B錯(cuò)。對(duì)b、c組成的整體，畫出如圖(乙)所示的受力圖，地面對(duì)c的摩擦力方向水平向左，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；FT變小，顯然Ff也減小，故選項(xiàng)D對(duì)。答案：D5. xx·石家莊質(zhì)檢如圖所示，一傾角為30°的光滑斜面固定在地面上，一質(zhì)量為m的小木塊在水平力F的作用下靜止在斜面上。若只改變F的方向不改變F的大小，仍使木塊靜止，則此時(shí)力F與水平面的夾角為()A. 60°B. 45°C. 30° D. 15°解析：小木塊受重力mg、斜面支持力FN和外力F三個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)，三力合力為零，構(gòu)成首尾相接的矢量三角形，如圖所示，由對(duì)稱性可知，不改變力F的大小只改變其方向，再次平衡時(shí)力F與水平方向成60°角，故本題答案為A。答案：A6. xx·九江模擬如圖所示，在水平板左端有一固定擋板，擋板上連接一輕質(zhì)彈簧。緊貼彈簧放一質(zhì)量為m的滑塊，此時(shí)彈簧處于自然長(zhǎng)度。已知滑塊與擋板的動(dòng)摩擦因數(shù)及最大靜摩擦因數(shù)均為?，F(xiàn)將板的右端緩慢抬起使板與水平面間的夾角為，最后直到板豎直，此過(guò)程中彈簧彈力的大小F隨夾角的變化關(guān)系可能是圖中的()解析：選取滑塊為研究對(duì)象，其肯定受到豎直向下的重力mg、垂直斜面向上的支持力FN(大小為mgcos)和沿斜面向上的摩擦力Ff的作用，可能還會(huì)受到沿斜面向上的彈簧彈力F的作用。當(dāng)較小，即mgsin<mgcos時(shí)，彈簧彈力F0，代入數(shù)據(jù)可得此時(shí)<，據(jù)此可排除選項(xiàng)A、B；當(dāng)mgsin>mgcos，即>時(shí)，F(xiàn)0，根據(jù)平衡條件可得Fmgsinmgcossin()，其中tan，說(shuō)明F與成正弦式關(guān)系，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)mg。故選C。答案：C7. 豎直放置的“”形支架上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G，現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn)，另一端從B點(diǎn)沿支架緩慢地向C點(diǎn)靠近(A與B等高)，則繩中拉力大小變化的情況是()A. 先變大后變小 B. 先不變后變小C. 先變大后不變 D. 先變小后變大解析：兩邊繩子的拉力的合力等于重物的重力G；在輕繩的另一端未到達(dá)支架最高點(diǎn)前，兩個(gè)繩子之間的夾角未發(fā)生變化，繩中拉力不變；當(dāng)另一端達(dá)到支架最高點(diǎn)并向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩繩子的夾角變小而合力不變，根據(jù)2FcosG可知，繩子上的拉力變小。綜上所述，選項(xiàng)B正確。答案：B8. xx·濰坊模擬如圖所示，重力為G的光滑球在傾角為的斜面和豎直光滑墻壁之間處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將斜面換成材料和質(zhì)量相同，但傾角稍小一些的斜面，以下判斷正確的是()A. 球?qū)π泵娴膲毫ψ冃?B. 球?qū)π泵娴膲毫ψ兇驝. 斜面可能向左滑動(dòng) D. 斜面仍將保持靜止解析：以球?yàn)檠芯繉?duì)象，受到重力G、墻對(duì)球的壓力F1和斜面對(duì)球的支持力F2三個(gè)力的作用，當(dāng)斜面傾角減小時(shí)，斜面對(duì)球的支持力與豎直方向的夾角減小，受力情況如圖甲所示，由圖知F1和F2均變小，由牛頓第三定律知球?qū)π泵娴膲毫ψ冃?，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；以球和斜面體整體為研究對(duì)象，受力情況如圖乙所示，則斜面受到的摩擦力FfF1變小，斜面仍將保持靜止，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。答案：AD9. xx·包頭模擬如圖所示，形狀和質(zhì)量完全相同的兩個(gè)圓柱體a、b靠在一起，表面光滑，重力為G，其中b的下半部剛好固定在水平面MN的下方，上邊露出另一半，a靜止在平面上。現(xiàn)過(guò)a的軸心施以水平作用力F，可緩慢地將a拉離平面一直滑到b的頂端，對(duì)該過(guò)程分析，則應(yīng)有()A. 拉力F先增大后減小，最大值是GB. 開(kāi)始時(shí)拉力F最大為G，以后逐漸減小為0C. a、b間的壓力開(kāi)始最大為2G，而后逐漸減小到GD. a、b間的壓力由0逐漸增大，最大為G解析：對(duì)a球受力分析，由力的平衡條件得：FNsinG，F(xiàn)NcosF，所以FN，F(xiàn)，開(kāi)始時(shí)sin，最后當(dāng)a滑到b頂端時(shí)，故拉力F一直減小，其最大值為FmaxG，故A錯(cuò)誤，B正確；a、b間彈力FN一直減小，其最大值為FNmax2G，最小值為G，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：BC10. xx·武漢二中模擬如圖，一斜劈靜止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放有一滑塊m，給m一向下的初速度v0，m恰好保持勻速下滑?，F(xiàn)在m下滑的過(guò)程中施加一個(gè)作用力，則以下說(shuō)法正確的是()A. 若在m上加一豎直向下的力F1，則m仍保持勻速下滑，M對(duì)地面無(wú)摩擦力的作用B. 若在m上加一沿斜面向下的力F2，則m將做加速運(yùn)動(dòng)，M對(duì)地面有水平向左的靜摩擦力的作用C. 若在m上加一水平向右的力F3，則m將做減速運(yùn)動(dòng)，在m停止前M對(duì)地面有向右的靜摩擦力的作用D. 無(wú)論在m上加什么方向的力，在m停止前M對(duì)地面都無(wú)靜摩擦力的作用解析：m勻速下滑時(shí)，mgsinmgcos。在m上加上豎直向下的力F1，相當(dāng)于mg變大了，變成了(mgF1)，故仍能勻速下滑。由于FfFN始終成立，故無(wú)論在m上加什么方向的力，F(xiàn)f與FN同比例變化，故Ff與FN的合力保持豎直向上，其反作用力Ff與FN(作用在M上)的合力豎直向下，M對(duì)地面無(wú)摩擦力作用，故選項(xiàng)A、D正確。答案：AD第卷(非選擇題，共60分)二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共16分)11. (8分)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中。(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容：A. 將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細(xì)線。B. 在其中一根細(xì)線上掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖(甲)所示，記錄：_、_、_。C. 將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度，如圖(乙)所示，小心調(diào)整B、C的位置，使_，記錄_。(2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗(yàn)證，那么圖(乙)中_。解析：(1)B. 記錄鉤碼個(gè)數(shù)(或細(xì)線拉力)，橡皮筋與細(xì)線結(jié)點(diǎn)的位置O，細(xì)線的方向(說(shuō)明：能反映細(xì)線方向的其他記錄也可以)C. 橡皮筋與細(xì)線結(jié)點(diǎn)的位置與步驟B中結(jié)點(diǎn)位置重合，并記錄鉤碼個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的細(xì)線方向。(2)對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，設(shè)每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m，由平衡條件可知，水平方向滿足：4mgcos3mgcos，所以。答案：(1)見(jiàn)解析(2)12. (8分)表中是某同學(xué)為“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)：彈力F/N0.51.01.52.02.5彈簧的伸長(zhǎng)x/cm2.65.07.29.812.4(1)請(qǐng)你在圖中的坐標(biāo)紙上作出Fx圖線；(2)寫出圖線所代表的函數(shù)式(x用m為單位)：_；(3)寫出函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義_。(4)若彈簧的原長(zhǎng)為40 cm，并且以彈簧的總長(zhǎng)度L為自變量，寫出函數(shù)表達(dá)式(以N和m為單位)：_。解析：(1)以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫軸，以彈簧的彈力F為縱軸，將x軸每一小格取為1 cm，F(xiàn)軸每一小格取為0.25 N，將各點(diǎn)描到坐標(biāo)紙上，并連成平滑的曲線，如圖所示。(2)由圖象得F與x的函數(shù)關(guān)系式可寫為Fkx，而k20 N/m，故F20x。(3)函數(shù)表達(dá)式中的常數(shù)表示該彈簧每伸長(zhǎng)(或壓縮)1 m，其彈力增加20 N。(4)彈簧伸長(zhǎng)量x(L0.4) m，代入(2)中關(guān)系式得：F20(L0.4)。答案：(1)見(jiàn)解析(2)F20x(3)彈簧每伸長(zhǎng)(或壓縮)1 m，其彈力增加20 N(4)F20(L0.4)三、計(jì)算題(本題共4小題，共44分)13. (12分)如圖所示，一質(zhì)量不計(jì)的彈簧原長(zhǎng)為10 cm，一端固定于質(zhì)量m2 kg的物體上，另一端施一水平拉力F。(g10 m/s2)(1)若物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)彈簧拉長(zhǎng)到12 cm時(shí)，物體恰好勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧的勁度系數(shù)多大？(2)若將彈簧拉長(zhǎng)到11 cm時(shí)，物體所受到的摩擦力大小為多少？(3)若將彈簧拉長(zhǎng)到13 cm時(shí)，物體所受的摩擦力大小為多少？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)解析：(1)物體勻速前進(jìn)時(shí)，k(xx0)mg則k N/m200 N/m。(2)彈簧彈力F1k(x1x0)200×(0.110.10) N2 N最大靜摩擦力可看做等于滑動(dòng)摩擦力Ffm0.2×2×10 N4 N故物體沒(méi)動(dòng)，所受靜摩擦力Ff1F12 N。(3)彈簧彈力F2k(x2x0)200×(0.130.10) N6 N。物體將加速前進(jìn)，此時(shí)所受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff2FNmg0.2×2×10 N4 N。答案：(1)200 N/m(2)2 N(3)4 N14. (10分)一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B(中央有孔)，A、B間由細(xì)繩連接著，它們處于如圖所示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)。此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，與水平線成30°夾角，已知B球的質(zhì)量為3 kg，求細(xì)繩對(duì)B球的拉力T和A球的質(zhì)量mA。(g10 m/s2)解析：對(duì)A球受力分析并正交分解如圖所示，可知：水平方向：Tcos30°NAsin30° 豎直方向：NAcos30°mAgTsin30°同理對(duì)B球進(jìn)行受力分析并正交分解得：豎直方向：Tsin30°mBg聯(lián)立以上三式可得：T60 N，mA6 kg。答案：60 N6 kg15. (10分)xx·岳陽(yáng)模擬如圖所示，兩個(gè)完全相同的球A、B，重力大小均為G，兩球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，一根輕繩兩端固定在兩球上，在繩的中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力F，當(dāng)繩被拉直后，兩段繩間的夾角為。問(wèn)：當(dāng)F至少為多大時(shí)，兩球?qū)?huì)發(fā)生滑動(dòng)？解析：首先選用整體法，由平衡條件得：F2N2G再隔離任一球，由平衡條件得TsinN2·TcosF聯(lián)立解得：F答案：16. (12分)xx·陜西寶雞質(zhì)檢如圖所示，質(zhì)量為m的物體，放在一固定斜面上，當(dāng)斜面傾角為30°時(shí)恰能沿斜面勻速下滑。對(duì)物體施加一大小為F的水平向右恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)斜面傾角增大并超過(guò)某一臨界角0時(shí)，不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，試求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)這一臨界角0的大小。解析：(1)對(duì)物體受力分析，由平衡條件可知，mgsin30°mgcos30°解得，tan30°。(2)設(shè)斜面傾角為時(shí)，受力情況如圖，由勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件：FcosmgsinfNmgcosFsin，fN解得：F當(dāng)cossin0，即cot時(shí)，F(xiàn)，即“不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行”此時(shí)，臨界角060°。答案：(1)(2)60°