高考物理复习2.docx
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高考物理复习2.docx
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高考物理复习2
第二单元 相互作用
测试时间:
90分钟
满分:
110分
第Ⅰ卷 (选择题,共48分)
一、选择题(本题共12小题,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项正确,第9~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.[2017·福建四地六校统考]如图所示是一支旅行用的“两面针”牙膏,该牙膏的外壳是由铝薄皮做的,根据你的观察和生活经验,下列说法正确的是( )
A.该牙膏皮被挤压后发生的形变为弹性形变
B.牙膏被挤出来是因为牙膏受到手的作用力
C.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦
D.挤牙膏时手对牙膏皮的作用力大于牙膏皮对手的作用力
答案 C
解析 牙膏皮被挤压后不能恢复原状,不属于弹性形变,故A错误。
手的作用力作用于牙膏皮上,牙膏被挤出来是因为牙膏受到了牙膏皮的作用力,故B错误。
牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦,故C正确。
手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于相互作用力,大小相等,故D错误。
2.[2017·陕西西安质检]图示是杂技节目“力量”表演中的一个高难度动作,两个演员均保持静止状态,左侧演员的身体保持伸直,且与水平方向成30°。
已知左侧演员所受的重力大小为G,则右侧演员对左侧演员的作用力大小为( )
A.
GB.
GC.
GD.G
答案 D
解析 左侧演员处于平衡状态,受到的力除了自身重力之外,就是右侧演员对他的作用力,故右侧演员对左侧演员的作用力大小为G,故D正确。
3.[2016·全国卷Ⅱ]质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。
用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。
用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( )
A.F逐渐变大,T逐渐变大
B.F逐渐变大,T逐渐变小
C.F逐渐变小,T逐渐变大
D.F逐渐变小,T逐渐变小
答案 A
解析 以O点为研究对象,设绳OA与竖直方向的夹角为θ,物体的重力为G,根据力的平衡可知,F=Gtanθ,T=
,随着O点向左移,θ变大,则F逐渐变大,T逐渐变大,A项正确。
4.[2016·郑州质检]如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。
已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计所有摩擦,重力加速度为g。
当两球静止时,Oa绳与杆的夹角也为θ,Ob绳沿竖直方向,则下列说法正确的是( )
A.a可能受到2个力的作用
B.b可能受到3个力的作用
C.绳子对a的拉力等于mg
D.a的重力为mgtanθ
答案 C
解析 对a进行分析,a受到重力、绳子的拉力和杆对a的弹力,一共受到3个力的作用,故A项错误;对b进行分析,b受到重力和绳子的拉力。
没有杆对b的弹力,否则不能平衡,所以b受到两个力的作用,故B项错误;对b分析,绳子拉力T=mg,同一根绳子拉力相同,绳子对a的拉力等于mg,故C项正确;分别对a、b两球进行分析,如图所示:
由正弦定理,
=
,解得a的重力为
,故D项错误。
5.[2017·赣州十三县联考]A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连,处于静止状态,如图所示,C是一箱砂子,砂子和箱的重力都等于G,动滑轮的质量不计,打开箱子下端开口,使砂子均匀流出,经过时间t0流完,则图中哪个图象表示在这过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系( )
答案 C
解析 设绳子的张力大小为T。
以A、B两个物体组成的整体作为研究对象,根据平衡条件得,桌面对物体B的摩擦力f=2T。
设t时刻砂子流掉的重力为G′,则G′=kt,t时刻对C:
由平衡条件得,2T=2G-G′,则有f=2G-G′=2G-kt,可见,f与t是线性关系,ft图象是向下倾斜的直线。
当t=0时,f=2G,t=t0时,f=G。
故C正确。
6.[2016·全国卷Ⅲ]如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。
在a和b之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为( )
A.
B.
mC.mD.2m
答案 C
解析 由于轻环不计重力,故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向,即沿半径方向;又两侧细线对轻环拉力相等,故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线,因为两轻环间的距离等于圆弧的半径,故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形;又小球对细线的拉力方向竖直向下,由几何知识可知,两轻环间的细线夹角为120°,对小物块进行受力分析,由三力平衡知识可知,小物块质量与小球质量相等,均为m,C项正确。
7.[2016·大连二十四中联考]如图所示,小方块代表一些相同质量的钩码,图甲中O为轻绳之间连接的结点,图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码,两装置处于静止状态,现将图甲中B滑轮的端点B稍稍右移一些,图乙中的端点B稍稍向上移动一些(图乙中的绳长不变),则关于θ角和OB绳的张力F的变化,下列说法正确的是( )
A.图甲、乙中的θ角均增大,F均不变
B.图甲、乙中的θ角均不变,F均不变
C.图甲中θ角增大、图乙中θ角不变,张力F均不变
D.图甲中θ角减小、F不变,图乙中θ角增大、F减小
答案 B
解析 图甲中,与O点相连的三段绳上的拉力大小分别等于所挂钩码的重力大小,保持不变,则三个力所构成的封闭三角形也保持不变;由于向下的拉力方向不变,因此OA、OB绳上的拉力方向也保持不变,如图1所示,则图甲中的夹角θ就保持不变。
图乙中,跨过滑轮两绳上拉力大小相等,两力的合力方向竖直向上,则两力与竖直方向的夹角一定相同,如图2所示,延长AO交竖直杆于C,OB=OC,则AC恰好等于绳长L,sinα=
,B上、下移动过程中,d、L都不变,所以绳与竖直方向的夹角α不变,则绳与水平方向的夹角θ也保持不变,2Fsinθ=mg,绳上的拉力F不变,B正确。
8.[2017·广西桂林十八中月考]如图所示,一细绳系一光滑小球,细绳跨过定滑轮使小球靠在柱体的斜面上。
设柱体对小球的弹力为FN,细绳对小球的拉力为FT。
现用水平力拉绳使小球缓慢上升一小段距离,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.FN逐渐增大B.FN逐渐减小
C.FT逐渐减小D.FT先增大后减小
答案 A
解析 球受三个力的作用:
重力、柱体对小球的弹力FN和细绳对小球的拉力FT,如图所示:
根据平衡条件,结合图解法可以看出,拉力一直增大,支持力也一直增大,故A正确。
9.[2016·福建质检]我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗。
如图所示,质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上,OA比OB长,O为结点。
重力加速度大小为g。
设OA、OB对O点的拉力分别为FA、FB,轻绳能够承受足够大的拉力,则( )
A.FA小于FB
B.FA、FB的合力大于mg
C.调节悬点A的位置,可使FA、FB都大于mg
D.换质量更大的灯笼,FB的增加量比FA的增加量大
答案 ACD
解析 对结点O受力分析,画出力的矢量图。
由图可知,FA小于FB,FA、FB的合力等于mg,选项A正确,B错误。
调节悬点A的位置,只要∠AOB大于120°,则FA、FB都大于mg,选项C正确。
换质量更大的灯笼,则重力mg增大,FB的增加量比FA的增加量大,选项D正确。
10.[2017·山西太原五中月考]如图,质量分别为M、m的两个木块A、B通过轻弹簧连接,木块A放在水平桌面上,木块B用轻绳通过定滑轮在力F的作用下整体恰好处于静止状态,绳与水平方向成α角。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计滑轮与绳间的摩擦。
则可以求下列哪些量( )
A.木块A对桌面的压力
B.弹簧与水平方向的夹角
C.木块A与桌面之间的动摩擦因数
D.弹簧的形变量
答案 ABC
解析 以A、B整体为研究对象,进行受力分析,如图1,根据平衡条件,水平方向:
Fcosα=f,竖直方向:
N=(M+m)g-Fsinα,再由牛顿第三定律可以求出木块A对桌面的压力,故A正确。
由于此时恰好静止,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则f=μN,木块A与桌面之间的动摩擦因数μ可求出,故C正确。
以B为研究对象进行受力分析如图2,设弹力与水平方向夹角为β,则根据平衡条件,水平方向:
F弹cosβ=Fcosα,竖直方向:
Fsinα=mg+F弹sinβ,两方程联立可求得F弹与β,但劲度系数k未知,不能求出弹簧的形变量,故B正确、D错误。
11.[2017·吉林松原检测]倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上,斜面上有一重为G的物体A,物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。
现给A施以一水平力F,如图所示。
设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37°=0.6,cos37°=0.8),如果物体A能在斜面上静止,水平推力F与G的比值可能是( )
A.3B.2C.1D.0.5
答案 BCD
解析 设物体刚好不下滑时F=F1,受力分析如图1,
则由平衡条件得:
F1cosθ+Ff1=Gsinθ,
Ff1=μFN1,
FN1=F1sinθ+Gcosθ,联立得
=
。
设物体刚好不上滑时F=F2,受力分析如图2,
则由平衡条件得:
F2cosθ=Ff2+Gsinθ,
Ff2=μFN2,
FN2=Gcosθ+F2sinθ,
联立得
=2,所以
≤
≤2,
故B、C、D正确。
12.[2016·全国卷Ⅰ]如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。
外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。
若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
答案 BD
解析 只要物块a质量不变,物块b保持静止,则连接a和b的细绳的张力就保持不变,细绳OO′的张力也就不变,选项A、C错误;对物块b进行受力分析,物块b受到细绳的拉力(不变)、竖直向下的重力(不变)、外力F、桌面的支持力和摩擦力。
若F方向不变,大小在一定范围内变化,则物块b受到的支持力和物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,选项B、D正确。
第Ⅱ卷 (非选择题,共62分)
二、实验题(本题共2小题,共14分。
把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)
13.[2016·浙江高考](6分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。
如图1所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。
在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下:
(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是______N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为________N。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
答案
(1)3.00(3.00~3.02)(1分) 4.00(3.90~4.10)(1分)
(2)变大(2分) 变大(2分)
解析
(1)弹簧秤a的读数是3.00N;弹簧OC的拉力F=kx=500×1.00×10-2N=5.00N,则弹簧秤b的读数可能为
N=4.00N。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,由力的平行四边形定则和力的图示可知,弹簧秤a、b的读数均变大。
14.[2016·湛江四校联考](8分)在“验证力的平行四边形定则”实验中。
(1)某次实验中两弹簧测力计的读数分别为F1=1.92N,F2=3.84N,如图甲所示,F1和F2的合力大小F合=________N(保留三位有效数字)。
现保持F2方向不变,减小F1和F2的夹角,为了使橡皮条的结点拉到同样的位置O点,下列说法正确的是________。
A.F1一定减小B.F1一定增大
C.F2一定减小D.F2一定增大
(2)某同学想知道弹簧测力计中弹簧的劲度系数,于是,他将刻度尺与弹簧测力计平行放置,如图乙所示,他根据图中信息得出了弹簧的劲度系数k=________N/m(保留两位有效数字)。
答案
(1)3.33(3.20~3.40均对,3分) C(2分)
(2)59(59±1)(3分)
解析
(1)如图所示,由余弦定理可得:
F合=
≈3.33N;现保持F2方向不变,减小F1和F2的夹角,为了使橡皮条的结点拉到同样的位置O点,如图所示,可知:
F2逐渐减小,F1先减小后增大。
(2)在刻度尺上选取刻度,由胡克定律可知:
k=
×102N/m≈58.8N/m≈59N/m。
三、计算题(本题共4小题,共48分。
解答应写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.[2016·衡水基础知识检测](10分)如图所示,光滑金属球的重力G=40N,它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上。
已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)墙壁对金属球的弹力大小;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。
解
(1)金属球静止,则它受到三个力的作用而平衡,如图所示。
由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为
FN1=Gtan37°=40×
N=30N(3分)
(2)斜面体对金属球的弹力为FN2=
=50N(3分)
由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为Ff=FN2sin37°=30N(3分)
摩擦力的方向水平向左(1分)
16.[2017·湖南衡阳检测](10分)如图所示,在水平地面xOy上有一沿x轴正方向做匀速运动的传送带,运动速度为3v0,传送带上有一质量为m的正方形物体随传送带一起运动,当物体运动到yOz平面时遇到一阻挡板C,阻止其继续向x轴正方向运动。
设物体与传送带间的动摩擦因数为μ1,与挡板之间的动摩擦因数为μ2。
此时若要使物体沿y轴正方向以4v0匀速运动,重力加速度为g,则沿y轴方向所加外力为多少?
解 设物体受到传送带的摩擦力为f1,方向如图甲所示;
物体受到挡板的摩擦力为f2,受到挡板的弹力为N2,设所加外力为F,则物体受力分析如图乙所示。
根据已知条件,由受力平衡可得
f1=μ1mg(2分)
N2=f1sinθ(2分)
f2=μ2N2=μ2μ1mgsinθ(2分)
sinθ=
=
(1分)
cosθ=
=
(1分)
则所加外力为F=f2+f1cosθ=
(2分)
17.[2016·陕西师大附中月考](12分)如图所示,细绳OA长30cm,O端与质量m=1kg的重物相连,A端与轻质圆环(重力不计)相连,圆环套在水平棒上可以滑动;定滑轮固定在距离圆环50cm的B处,跨过定滑轮的细绳,两端分别与重物m、重物G相连。
若两条细绳间的夹角φ=90°,圆环恰好没有滑动,不计滑轮大小,整个系统处于静止状态,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
求:
(1)圆环与棒间的动摩擦因数μ;
(2)重物G的质量M。
解
(1)因为圆环将要开始滑动,所受的静摩擦力刚好达到最大值,有f=μN(2分)
对环进行受力分析,则有:
μN-FTcosθ=0(2分)
N-FTsinθ=0(2分)
代入数据解得:
μ=cotθ=0.75(2分)
(2)对重物m:
Mg=mgcosθ(2分)
所以:
M=mcosθ=1×0.6kg=0.6kg(2分)
18.[2017·沈阳检测](16分)如图所示,倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定档板C。
劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接,劲度系数为k2的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接,轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连,轻绳AQ段与斜面平行,A和B均静止。
现缓慢地向小桶P内加入细砂,当k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时,求:
(1)小桶P内所加入的细砂质量;
(2)小桶下降的距离。
解 初始状态,弹簧k2被压缩,对A:
mgsinθ=k2x2(2分)
弹簧k1被压缩,对B:
mgsinθ+k2x2=k1x1(2分)
当弹簧k1对挡板的弹力恰好为零时,k1恢复原长,k2被拉长,
对B:
mgsinθ=k2x2′(2分)
对A:
F=mgsinθ+k2x2′(2分)
对P:
F=Mg(2分)
(1)故细砂的质量为M=2msinθ(2分)
(2)小桶下降的距离x=x1+x2+x2′=2mgsinθ/k1+2mgsinθ/k2(4分)
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