新高考人教物理一輪作業(yè)章末檢測(cè)卷（二）相互作用

章末檢測(cè)卷(二)相互作用(滿分：100分時(shí)間：60分鐘)一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分。1～5題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，6～8題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分)1．圖甲是某同學(xué)寫字時(shí)的握筆姿勢(shì)，圖乙是他在握筆時(shí)把拇指和食指松開時(shí)的狀態(tài)，筆尖仍然斜向下且筆保持靜止?fàn)顟B(tài)。關(guān)于兩幅圖中筆的受力，下列說法正確的是()A．圖甲中筆可能不受摩擦力B．圖乙中筆可能不受摩擦力C．圖甲和圖乙中手對(duì)筆的作用力方向都為豎直向上D．圖甲中手的握力越大，筆所受的摩擦力越大解析：對(duì)圖甲中的筆受力分析，其受到重力、手指的壓力和摩擦力，如果沒有受到摩擦力，筆就會(huì)順著手指滑下來，故A錯(cuò)誤；對(duì)圖乙中的筆受力分析，其受到重力、手的支持力和摩擦力，如果沒有受到摩擦力，筆就會(huì)順著手指滑下來，故B錯(cuò)誤；因?yàn)閳D甲和圖乙中的筆都是靜止?fàn)顟B(tài)，所以手對(duì)筆的作用力方向應(yīng)與重力大小相等，方向相反，故C正確；圖甲中的筆受到的是靜摩擦力，和握力無關(guān)，故D錯(cuò)誤。答案：C2．如圖所示，三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊a、b、c在水平桌面上成功地疊放在一起，則石塊()A．c受到水平桌面向左的摩擦力B．c對(duì)b的作用力一定豎直向上C．b對(duì)a的支持力一定豎直向上D．b對(duì)a的支持力一定等于a所受重力解析：以三個(gè)石塊作為整體研究，根據(jù)平衡條件可知，石塊c不會(huì)受到水平桌面的摩擦力，故A錯(cuò)誤；選a、b作為整體研究，根據(jù)平衡條件可知，石塊c對(duì)a、b整體的作用力與其總重力平衡，則石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上，故B正確；石塊b對(duì)a的支持力與其對(duì)a的靜摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，則b對(duì)a的支持力和靜摩擦力的合力方向豎直向上，支持力的方向不是豎直向上的，也不等于a的重力，故C、D錯(cuò)誤。答案：B3.(2021·適應(yīng)性測(cè)試廣東卷)某同學(xué)參加“筷子夾玻璃珠”游戲。如圖所示，夾起玻璃珠后，左側(cè)筷子與豎直方向的夾角θ為銳角，右側(cè)筷子豎直，且兩筷子始終在同一豎直平面內(nèi)。保持玻璃珠靜止，忽略筷子與玻璃珠間的摩擦。下列說法正確的是()A．兩側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的合力比重力大B．兩側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的合力比重力小C．左側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大D．右側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大解析：對(duì)玻璃珠受力分析如圖，其受重力G、左側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力F1和右側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力F2，在三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)。根據(jù)力的平衡可知，兩側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的合力與重力等大反向，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)力的平衡條件，豎直方向有F1sinθ＝G水平方向有F2＝F1cosθ聯(lián)立得F1＝eq\f(G,sinθ)，F(xiàn)2＝Gcotθ由于θ小于90°，則一定有F1＞G，而F2不一定大于G，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：C4．(2020·高考浙江卷)如圖是“中國天眼”500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移動(dòng)時(shí)，氦氣球?qū)ζ溆写笮閑q\f(5,6)mg、方向豎直向上的拉力作用，使其有“人類在月球上行走”的感覺。若將人視為質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)工作人員()A．受到的重力大小為eq\f(1,6)mgB．受到的合力大小為eq\f(1,6)mgC．對(duì)球面的壓力大小為eq\f(1,6)mgD．對(duì)球面的作用力大小為eq\f(1,6)mg解析：對(duì)人受力分析，如圖所示，人受自身重力mg、氦氣球向上的拉力F拉＝eq\f(5,6)mg和望遠(yuǎn)鏡球面對(duì)人的作用力F，人在球面上緩慢移動(dòng)時(shí)，人處于平衡狀態(tài)，所受合力為0，所以望遠(yuǎn)鏡球面對(duì)人有向上的作用力，大小為F＝eq\f(1,6)mg，根據(jù)牛頓第三定律，人對(duì)球面的作用力大小為eq\f(1,6)mg，方向豎直向下。綜上分析可知D正確。答案：D5．(2021·山東省臨沂高三上學(xué)期月考)如圖所示，左側(cè)是傾角為60°的斜面，右側(cè)是eq\f(1,4)圓弧面的物體，固定在水平地面上，圓弧面底端切線水平。一根輕繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球，跨過置于物體頂點(diǎn)的小定滑輪。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，連接小球m2的輕繩與水平線的夾角為60°，不計(jì)一切摩擦，兩小球可視為質(zhì)點(diǎn)，則兩小球的質(zhì)量之比m1∶m2等于()A.eq\r(3)∶3 B．1∶3C．3∶4 D．2∶3解析：先以m1球?yàn)檠芯繉?duì)象，由平衡條件得知，繩的拉力大小T＝m1gsin60°，再以m2球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況，如圖所示，由平衡條件得知，繩的拉力T與支持力N的合力與重力大小相等、方向相反，作出兩個(gè)力的合力，由對(duì)稱性可知，T＝N,2Tcos30°＝m2g，聯(lián)立解得m1∶m2＝2∶3，故選D。答案：D6．(2021·北京海淀人大附中高三模擬)在教室門與地面間縫隙處塞緊一個(gè)木楔(側(cè)面如圖所示)，能把門卡住不易被風(fēng)吹動(dòng)。下列分析正確的是()A．門不易被風(fēng)吹動(dòng)是因?yàn)轱L(fēng)力太小B．門被卡住時(shí)，將門對(duì)木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面給木楔的摩擦力大小C．門被卡住時(shí)，將門對(duì)木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小D．塞在門下縫隙處的木楔，其頂角θ滿足μ≥tanθ才能將門卡住解析：對(duì)木楔受力分析，其受重力、地面的支持力、門的壓力和地面的摩擦力，如圖所示，在豎直方向有FN＝Fcosθ＋mg，水平方向有Ff＝Fsinθ，即門被卡住時(shí)，不是因?yàn)轱L(fēng)太小，而是門對(duì)木楔的力的水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小，故A、B錯(cuò)誤，C正確；最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力，為Ffmax＝μFN＝μ(Fcosθ＋mg)，考慮摩擦自鎖情況，不管多大的力F均滿足Ffmax≥Ff，即μ(Fcosθ＋mg)≥Fsinθ，由于m很小，故只要滿足μ≥tanθ即可，題中由于θ很小，故很容易滿足自鎖條件，即頂角θ滿足μ≥tanθ才能將門卡住，故D正確。答案：CD7．(2021·貴州安順高三調(diào)研)如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ、動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的斜面上恰好靜止。現(xiàn)對(duì)滑塊施加一豎直向下的力F，則下列說法正確的是()A．滑塊仍然保持靜止B．斜面對(duì)滑塊的摩擦力變大C．斜面體對(duì)地面的壓力變大D．地面對(duì)斜面體的摩擦力變大解析：對(duì)小滑塊受力分析，其受重力mg、斜面的支持力FN和靜摩擦力Ff，由題目可得，未對(duì)滑塊施加F時(shí)，μmgcosθ＝mgsinθ，現(xiàn)對(duì)滑塊施加豎直向下的F，可等效看為增加滑塊的質(zhì)量，仍然滿足μm′gcosθ＝m′gsinθ，故滑塊仍然保持靜止，故A正確；施加F后，相當(dāng)于增大滑塊的質(zhì)量，故斜面對(duì)滑塊的摩擦力變大，故B正確；施加F后，把滑塊及斜面看作一個(gè)整體，相當(dāng)于整體質(zhì)量變大，故斜面對(duì)地面的壓力變大，故C正確；整體在水平方向上不受力的作用，故施加F前后，地面對(duì)斜面均無摩擦力作用，故D錯(cuò)誤。答案：ABC8．如圖所示，帶有孔的小球A套在粗糙的傾斜直桿上，與正下方的小球B通過輕繩連接，處于靜止?fàn)顟B(tài)。給小球B施加水平力F使其緩慢上升，直到小球A剛要滑動(dòng)。在此過程中()A．水平力F的大小不變B．桿對(duì)小球A的支持力逐漸增大C．輕繩對(duì)小球B的拉力先變大后變小D．桿對(duì)小球A的摩擦力先變小后變大解析：對(duì)球B受力分析，受拉力F、重力和細(xì)線的拉力FT，根據(jù)平衡條件，三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，如圖甲所示，隨著θ的增加，拉力F和細(xì)線張力FT均增加，故A、C錯(cuò)誤。再對(duì)A、B球整體分析，受重力、拉力F、直桿的支持力FN和靜摩擦力Ff，如圖乙所示，設(shè)桿與水平方向的夾角為α，根據(jù)平衡條件，在垂直桿方向，有FN＝(M＋m)gcosα＋Fsinα，隨著F的增加，支持力FN增加；在平行桿方向，有Fcosα＋Ff＝(M＋m)gsinα，故Ff＝(M＋m)gsinα－Fcosα，隨著F的增加，靜摩擦力逐漸減小，當(dāng)(M＋m)gsinα＝Fcosα?xí)r，摩擦力為零，此后靜摩擦力反向增加，故B、D正確。答案：BD二、非選擇題(共4小題，52分)9．(6分)(2021·高三上學(xué)期第二次月考)某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)，橡皮條(帶兩個(gè)較長的細(xì)繩套)，刻度尺，圖釘(若干個(gè))。(1)具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，下列說法正確的有________。A．橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B．重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同C．使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線，讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度D．用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O，力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如下圖所示。其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是________。解析：(1)F1、F2方向間夾角大小適當(dāng)即可，不一定要橡皮條和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上，故A錯(cuò)誤；合力與分力的關(guān)系為等效替代的關(guān)系，效果是相同的，所以在同一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讓兩個(gè)力拉橡皮條和一個(gè)力拉橡皮條產(chǎn)生的作用效果相同，則結(jié)點(diǎn)O的位置要相同，而在重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同，故B正確；使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線，可以減小因摩擦產(chǎn)生的誤差，讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度，可以減小偶然誤差，故C正確；用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力不需要都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力，故D錯(cuò)誤。(2)為了便于確定拉力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些，同時(shí)在紙上描點(diǎn)時(shí)，所描的點(diǎn)不要太靠近結(jié)點(diǎn)，A圖中所描的點(diǎn)太靠近結(jié)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B圖中所描的點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的距離適中，力的大小適中，而且兩個(gè)力的角度的大小也適中，故B正確；實(shí)驗(yàn)要方便、準(zhǔn)確，兩分力適當(dāng)大點(diǎn)，讀數(shù)時(shí)相對(duì)誤差小，但不宜太大，C圖中的讀數(shù)都太小，故C錯(cuò)誤；D圖中兩個(gè)分力之間的夾角太小，這樣誤差較大，故D錯(cuò)誤。答案：(1)BC(2)B10．(10分)把兩根輕質(zhì)彈簧串聯(lián)起來測(cè)量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示。(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，其示數(shù)為________cm；(2)將質(zhì)量為50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧Ⅰ的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量；所掛鉤碼的質(zhì)量m與每根彈簧的伸長量x可描繪出如圖丙所示的圖象，由圖象可計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)kⅡ＝________N/m；(取重力加速度g＝9.8m/s2)(3)圖丙中，當(dāng)彈簧Ⅰ的伸長量超過17cm時(shí)其圖線為曲線，由此可知，掛上第________個(gè)鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對(duì)測(cè)量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)________(選填“有”或“沒有”)影響(彈簧Ⅱ的彈性限度足夠大)。解析：(1)毫米刻度尺讀數(shù)需估讀到最小分度的下一位，指針B示數(shù)為11.50cm。(2)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，彈簧Ⅱ的形變量為Δx＝7.00cm時(shí)，拉力F＝mg＝4×50×10－3×9.8N＝1.96N，根據(jù)胡克定律可知kⅡ＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(1.96N,×10－2m)＝28N/m。(3)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)彈簧Ⅰ的伸長量為14cm時(shí)，對(duì)應(yīng)的拉力F′是1.96N，所以其勁度系數(shù)kⅠ＝eq\f(F′,Δx′)＝eq\f(1.96N,×10－2m)＝14N/m；彈簧Ⅰ的伸長量為17cm時(shí)，對(duì)應(yīng)的拉力F″＝kⅠΔx″＝14×0.17N＝2.38N，n＝eq\,×9.8)≈。由此可知，掛上第5個(gè)鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過彈簧Ⅰ的彈性限度，這時(shí)彈簧Ⅱ的圖線仍然是直線，說明對(duì)測(cè)量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)沒有影響。答案：(2)28(3)5沒有11．(16分)(2021·河南洛陽質(zhì)檢)如圖所示，eq\f(1,4)圓弧面AB與傾角為θ的斜面BC固定在水平面上，質(zhì)量為m的物塊與大球O通過繞過定滑輪的輕繩和與斜面平行的輕彈簧連接，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，滑輪左側(cè)的輕繩恰好沿水平方向，OO′與水平面夾角為α，彈簧伸長了x。重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦。求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)大球O的質(zhì)量M。解析：大球及物塊的受力如圖所示。(1)對(duì)物塊，根據(jù)平衡條件得，彈簧彈力F1＝mgsinθ，根據(jù)胡克定律得F1＝kx，聯(lián)立解得k＝eq\f(mgsinθ,x)。(2)由題意知F2＝F1，Mg＝F2tanα，聯(lián)立解得M＝msinθtanα。答案：(1)eq\f(mgsinθ,x)(2)msinθtanα12．(20分)如圖所示，在質(zhì)量為m＝1kg的重物上系著一條長為30cm的細(xì)繩，細(xì)繩的另一端連著一個(gè)輕質(zhì)圓環(huán)，圓環(huán)套在水平的棒上可以滑動(dòng)，環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。另有一條細(xì)繩一端固定在重物上，另一端跨過定滑輪，定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm處。當(dāng)細(xì)繩的端點(diǎn)掛上重力為G的重物，而圓環(huán)將要開始滑動(dòng)時(shí)，(g取10m/s2)試求：(1)φ角的大??；(2)長為30cm的細(xì)繩的張力大小；(3)重物G的質(zhì)量。解析：(1)因?yàn)閳A環(huán)將要開始滑動(dòng)，所