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2022年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試2 相互作用(含解析)

上傳人:xt****7 文檔編號:105626312 上傳時間:2022-06-12 格式:DOC 頁數(shù):13 大?。?10.52KB
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1、2022年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試2 相互作用(含解析) 本卷測試內(nèi)容:相互作用 本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共110分。測試時間90分鐘。 第Ⅰ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選項中,第1~7小題,只有一個選項正確;第8~10小題,有多個選項正確,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。) 1. [xx·南京調研]如圖所示,在傾斜的滑桿上套一個質量為m的圓環(huán),圓環(huán)通過輕繩拉著一個質量為M的物體,在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中,懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向。則(  )

2、 A. 環(huán)只受三個力作用 B. 環(huán)一定受四個力作用 C. 物體做勻加速運動 D. 懸繩對物體的拉力小于物體的重力 解析:分析物體M可知,其受兩個力作用,重力和輕繩拉力,因為懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向,故二力平衡,物體做勻速運動,C、D錯誤;再對環(huán)進行受力分析可知,環(huán)受重力、輕繩拉力、滑桿支持力和摩擦力,A錯誤,B正確。 答案:B 2. 如圖所示,質量為m的球放在傾角為α的光滑斜面上,用擋板AO將球擋住,使球處于靜止狀態(tài),若擋板與斜面間的夾角為β,則(  ) A. 當β=30°時,擋板AO所受壓力最小,最小值為mgsinα B. 當β=60°時,擋板AO所受壓力最小,最

3、小值為mgcosα C. 當β=60°時,擋板AO所受壓力最小,最小值為mgsinα D. 當β=90°時,擋板AO所受壓力最小,最小值為mgsinα 解析:以球為研究對象,球所受重力產(chǎn)生的效果有兩個:對斜面產(chǎn)生的壓力N1、對擋板產(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,當擋板與斜面的夾角β由圖示位置變化時,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,由圖可看出當擋板AO與斜面垂直,即β=90°時,擋板AO所受壓力最小,最小壓力N2min=mgsinα,D項正確。 答案:D 3. [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

4、長木板A上,整個裝置處于靜止狀態(tài)。在緩慢減小木板的傾角θ過程中,下列說法正確的是(  ) 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B的壓力逐漸變大 D. C受到三個力的作用 解析:在緩慢減小木板的傾角θ過程中,A受到的壓力(mB+mC)gcosθ逐漸變大,A受到的摩擦力(mB+mC)·gsinθ逐漸減小,選項A正確,B錯誤;緩慢減小木板的傾角θ過程中,C受到兩個力的作用,C對B的壓力等于重力,不變,選項C、D錯誤。 答案:A 4. [xx·太原市二模]如圖所示,傾角為θ的斜面體c置于水平地面上,小物塊b置于斜面上,通過細繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連

5、接,連接b的一段細繩與斜面平行。在a中的沙子緩慢流出的過程中,a、b、c都處于靜止狀態(tài),則(  ) A. b對c的摩擦力一定減小 B. b對c的摩擦力方向一定平行斜面向上 C. 地面對c的摩擦力方向一定向右 D. 地面對c的摩擦力一定減小 解析:把物塊b隔離出來,受力分析如圖(甲),當沙子緩慢流出的過程中,F(xiàn)T減小,物塊b處于靜止狀態(tài),若受到沿斜面向上的靜摩擦力F′f,則FT+F′f=mgsinθ,故F′f增大,b對c的摩擦力方向沿斜面向下,選項A、B錯。 對b、c組成的整體,畫出如圖(乙)所示的受力圖,地面對c的摩擦力方向水平向左,故選項C錯誤;FT變小,顯然Ff也減小,故選

6、項D對。 答案:D 5. [xx·石家莊質檢]如圖所示,一傾角為30°的光滑斜面固定在地面上,一質量為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三個力的作用處于平衡狀態(tài),三力合力為零,構成首尾相接的矢量三角形,如圖所示,由對稱性可知,不改變力F的大小只改變其方向,再次平衡時力F與水平方向成60°角,故本題答案為A。 答案:A 6. [xx·九江模擬]如圖所示,在水平

7、板左端有一固定擋板,擋板上連接一輕質彈簧。緊貼彈簧放一質量為m的滑塊,此時彈簧處于自然長度。已知滑塊與擋板的動摩擦因數(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θ,最后直到板豎直,此過程中彈簧彈力的大小F隨夾角θ的變化關系可能是圖中的(  ) 解析:選取滑塊為研究對象,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mgcosθ)和沿斜面向上的摩擦力Ff的作用,可能還會受到沿斜面向上的彈簧彈力F的作用。當θ較小,即mgsinθ<μmgcosθ時,彈簧彈力F=0,代入數(shù)據(jù)可得此時θ<,據(jù)此可排除選項A、B;當mgsinθ>μmgcosθ,即θ>時,F(xiàn)≠0

8、,根據(jù)平衡條件可得F=mgsinθ-μmgcosθ=sin(θ-β),其中tanα=-μ,說明F與θ成正弦式關系,當θ=時,F(xiàn)=mg。故選C。 答案:C 7. 豎直放置的“”形支架上,一根不可伸長的輕繩通過輕質滑輪懸掛一重物G,現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點,另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠近(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支架最高點前,兩個繩子之間的夾角未發(fā)生變化,繩中拉力不變;當另一端達到支架最高點并向C點運

9、動過程中,兩繩子的夾角變小而合力不變,根據(jù)2Fcosθ=G可知,繩子上的拉力變小。綜上所述,選項B正確。 答案:B 8. [xx·濰坊模擬]如圖所示,重力為G的光滑球在傾角為θ的斜面和豎直光滑墻壁之間處于靜止狀態(tài)。若將斜面換成材料和質量相同,但傾角θ稍小一些的斜面,以下判斷正確的是(  ) A. 球對斜面的壓力變小 B. 球對斜面的壓力變大 C. 斜面可能向左滑動 D. 斜面仍將保持靜止 解析:以球為研究對象,受到重力G、墻對球的壓力F1和斜面對球的支持力F2三個力的作用,當斜面傾角θ減小時,斜面對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

10、,由牛頓第三定律知球對斜面的壓力變小,選項A正確,選項B錯誤;以球和斜面體整體為研究對象,受力情況如圖乙所示,則斜面受到的摩擦力Ff=F1變小,斜面仍將保持靜止,選項C錯誤,選項D正確。 答案:AD 9. [xx·包頭模擬]如圖所示,形狀和質量完全相同的兩個圓柱體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?,F(xiàn)過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,對該過程分析,則應有(  ) A. 拉力F先增大后減小,最大值是G B. 開始時拉力F最大為G,以后逐漸減小為0 C. a、b間的壓力開始最

11、大為2G,而后逐漸減小到G D. a、b間的壓力由0逐漸增大,最大為G 解析:對a球受力分析,由力的平衡條件得:FNsinθ=G,F(xiàn)Ncosθ=F,所以FN=,F(xiàn)=,開始時sinθ==,最后當a滑到b頂端時θ=,故拉力F一直減小,其最大值為Fmax=G,故A錯誤,B正確;a、b間彈力FN一直減小,其最大值為FNmax=2G,最小值為G,故C正確,D錯誤。 答案:BC 10. [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下滑的過程中施加一個作用力,則以下說法正確的是(  ) A. 若在m上加

12、一豎直向下的力F1,則m仍保持勻速下滑,M對地面無摩擦力的作用 B. 若在m上加一沿斜面向下的力F2,則m將做加速運動,M對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將做減速運動,在m停止前M對地面有向右的靜摩擦力的作用 D. 無論在m上加什么方向的力,在m停止前M對地面都無靜摩擦力的作用 解析:m勻速下滑時,mgsinθ=μmgcosθ。在m上加上豎直向下的力F1,相當于mg變大了,變成了(mg+F1),故仍能勻速下滑。由于Ff=μFN始終成立,故無論在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F′f與F′N(作

13、用在M上)的合力豎直向下,M對地面無摩擦力作用,故選項A、D正確。 答案:AD 第Ⅱ卷 (非選擇題,共60分) 二、實驗題(本題共2小題,共16分) 11. (8分)“驗證力的平行四邊形定則”實驗中。 (1)部分實驗步驟如下,請完成有關內(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,另一端綁上兩根細線。 B. 在其中一根細線上掛上5個質量相等的鉤碼,使橡皮筋拉伸,如圖(甲)所示,記錄:________、________、________。 C. 將步驟B中的鉤碼取下,分別在兩根細線上掛上4個和3個質量相等的鉤碼,用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度,如圖(乙)所示

14、,小心調整B、C的位置,使________,記錄________。 (2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗證,那么圖(乙)中=________。 解析:(1)B. 記錄鉤碼個數(shù)(或細線拉力),橡皮筋與細線結點的位置O,細線的方向(說明:能反映細線方向的其他記錄也可以) C. 橡皮筋與細線結點的位置與步驟B中結點位置重合,并記錄鉤碼個數(shù)和對應的細線方向。 (2)對結點進行受力分析,設每個鉤碼的質量均為m,由平衡條件可知,水平方向滿足:4mgcosα=3mgcosβ,所以=。 答案:(1)見解析 (2) 12. (8分)表中是某同學為“探究彈力與彈簧伸長的關系”的實驗所測的幾組數(shù)據(jù)

15、: 彈力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 彈簧的伸 長x/cm 2.6 5.0 7.2 9.8 12.4 (1)請你在圖中的坐標紙上作出F-x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)表達式中常數(shù)的物理意義________________________________。 (4)若彈簧的原長為40 cm,并且以彈簧的總長度L為自變量,寫出函數(shù)表達式(以N和m為單位):__

16、______。 解析:(1)以彈簧的伸長量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,將各點描到坐標紙上,并連成平滑的曲線,如圖所示。 (2)由圖象得F與x的函數(shù)關系式可寫為F=kx,而k=20 N/m,故F=20x。 (3)函數(shù)表達式中的常數(shù)表示該彈簧每伸長(或壓縮)1 m,其彈力增加20 N。 (4)彈簧伸長量x=(L-0.4) m,代入(2)中關系式得:F=20(L-0.4)。 答案:(1)見解析 (2)F=20x (3)彈簧每伸長(或壓縮)1 m,其彈力增加20 N (4)F=20(L-0.4) 三、計算題(本題共4小題,共

17、44分) 13. (12分)如圖所示,一質量不計的彈簧原長為10 cm,一端固定于質量m=2 kg的物體上,另一端施一水平拉力F。(g=10 m/s2) (1)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當彈簧拉長到12 cm時,物體恰好勻速運動,彈簧的勁度系數(shù)多大? (2)若將彈簧拉長到11 cm時,物體所受到的摩擦力大小為多少? (3)若將彈簧拉長到13 cm時,物體所受的摩擦力大小為多少?(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等) 解析:(1)物體勻速前進時,k(x-x0)=μmg 則k== N/m=200 N/m。 (2)彈簧彈力F1=k(x1-x0)=200×(0.11-0.10

18、) N=2 N 最大靜摩擦力可看做等于滑動摩擦力 Ffm=0.2×2×10 N=4 N 故物體沒動,所受靜摩擦力Ff1=F1=2 N。 (3)彈簧彈力F2=k(x2-x0)=200×(0.13-0.10) N=6 N。 物體將加速前進,此時所受到的滑動摩擦力為 Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10 N=4 N。 答案:(1)200 N/m (2)2 N (3)4 N 14. (10分)一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套著兩個小球A和B(中央有孔),A、B間由細繩連接著,它們處于如圖所示位置時恰好都能保持靜止狀態(tài)。此情況下,B球與環(huán)中心O處于同一水平面上,A、B間的細繩呈

19、伸直狀態(tài),與水平線成30°夾角,已知B球的質量為3 kg,求細繩對B球的拉力T和A球的質量mA。(g=10 m/s2) 解析:對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°=mAg+Tsin30° 同理對B球進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: T=60 N,mA=6 kg。 答案:60 N 6 kg 15. (10分)[xx·岳陽模擬]如圖所示,兩個完全相同的球A、B,重力大小均為G,兩球與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為μ,一根輕繩兩端固定在兩球上,在繩

20、的中點施加一個豎直向上的拉力F,當繩被拉直后,兩段繩間的夾角為α。問:當F至少為多大時,兩球將會發(fā)生滑動? 解析:首先選用整體法,由平衡條件得: F+2N=2G① 再隔離任一球,由平衡條件得Tsin=μN② 2·Tcos=F③ 聯(lián)立①②③解得:F= 答案: 16. (12分)[xx·陜西寶雞質檢]如圖所示,質量為m的物體,放在一固定斜面上,當斜面傾角為30°時恰能沿斜面勻速下滑。對物體施加一大小為F的水平向右恒力,物體可沿斜面勻速向上滑行。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,當斜面傾角增大并超過某一臨界角θ0時,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)物體與斜面間的動摩擦因數(shù); (2)這一臨界角θ0的大小。 解析:(1)對物體受力分析,由平衡條件可知,mgsin30°=μmgcos30° 解得,μ=tan30°=。 (2)設斜面傾角為α時,受力情況如圖,由勻速直線運動的條件:Fcosα=mgsinα+f N=mgcosα+Fsinα,f=μN 解得:F= 當cosα-μsinα→0,即cotα→時,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,臨界角θ0=α=60°。 答案:(1) (2)60°

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