2023年高考物理大一轮复习第2章相互作用章末检测

PAGEPAGE1二相互作用(时间：60分钟总分值：100分)一、选择题(此题共8小题，每题6分，共48分，1～5题每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°，如下图，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，那么m1∶m2为()A．1∶1 B．1∶2C．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m1gcos60°＝Fcos60°，解得F＝m1g；隔离m2受力分析，由平衡条件得2Fcos60°＝m2g，所以m1∶m2＝12．如下图，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，m1外表光滑，重力加速度为g，那么以下说法正确的选项是()A．弹簧弹力的大小为eq\f(m1g,cosθ)B．地面对m2的摩擦力大小为FC．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，那么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，那么一定有支持力，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,sinθ)，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外表光滑的斜面体，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，如下图，那么杆对环的摩擦力大小为()A．mgsinθ B．mgcosθC．mgtanθ D．mgsinθcosθ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－mgsinθ＝0，对轻环由共点力平衡条件有Fcosθ－Ff＝0，解得杆对环的摩擦力大小为Ff＝mgsinθcosθ.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，如下图．现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置．那么在这一过程中，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．如下图，吊环运发动将吊绳与竖直方向分开相同的角度，重力大小为G的运发动静止时，左边绳子张力为T1，右边绳子张力为T2.那么以下说法正确的选项是()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GD．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．如下图，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，以下说法正确的有(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－mgcosθ＝0，FN2－mgsinθ＝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．如下图，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．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，那么()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受力分析如下图，设此时FfA沿斜面向上，由平衡条件可得：mAgsin45°＝F＋FfA，可得FfA＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\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\co1(\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，应选项A、C正确，D错误；物体A对斜面的压力的大小由FN＝mAgcos45°变为FN′＝mAgcos30°，压力变大，选项B错误．8．如下图，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．那么以下说法正确的选项是()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，如下图．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，那么有：FN＋FTsinθ＝mgcosα，解得：FN＝mgcosα－FTsinθ，那么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，应选项C正确；对a沿斜面方向有：FTcosθ＋mgsinα＝fa，对b沿斜面方向有：FTcosθ－mgsinα＝fb，又因为正压力相等，所以最大静摩擦力相等，那么a先到达最大静摩擦力，先滑动，应选项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，以下说法正确的选项是()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)C10．(12分)在做“验证力的平行四边形定那么〞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下图，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，和那一个力进行比拟．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拟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)FF′11．(15分)如下图，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＝FT1cos45°FT3＝FT1sin45°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\o\al(2,T3))＝eq\r(5)mg答案：2eq\r(2)mgeq\r(5)mg2mg12．(15分)如下图，有一个重量为20N的小物体放在斜面上，斜面底边长AB＝40cm，高BC＝30cm，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＝Gsinθ＋μGcosθ，由几何关系得：sinθ＝0.6，cosθ＝0.8，F＝20