2022年高考物理一輪-相互作用素養(yǎng)提升練教師講解版

文檔來源網(wǎng)絡(luò)整理侵權(quán)必刪PAGE1相互作用——力2.6相互作用素養(yǎng)提升練1.如圖1所示為手機(jī)被吸在磁性手機(jī)支架上的情形，汽車正在水平路面上加速直線行駛，關(guān)于手機(jī)的受力，下列說法正確的是()圖1A．手機(jī)可能只受三個力的作用B．手機(jī)可能不受摩擦力的作用C．支架對手機(jī)的作用力一定豎直向上D．支架對手機(jī)的作用力一定大于手機(jī)的重力【答案】D【解析】手機(jī)一定受重力，磁性吸引力、支架的支持力以及支架對手機(jī)的摩擦力四個力的作用，并且由于支持力和磁性吸引力方向都與支架平面垂直，當(dāng)手機(jī)加速前進(jìn)時，手機(jī)所受沿磁片向上的摩擦力大于重力沿磁片向下的分力，即一定有摩擦力，選項A、B錯誤；由于汽車在加速運動，因此支架對手機(jī)的作用力與手機(jī)受到的重力的合力一定水平向前，根據(jù)力的合成可知，支架對手機(jī)的作用力一定斜向前方，且大于重力，選項C錯誤，D正確．2.20世紀(jì)末，由于生態(tài)環(huán)境的破壞，我國北方地區(qū)3、4月份沙塵暴天氣明顯增多。近年來，我國加大了環(huán)境治理，踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，沙塵天氣明顯減少?，F(xiàn)把沙塵上揚后的情況簡化為沙塵顆粒懸浮在空中不動。已知風(fēng)對沙塵的作用力表達(dá)式為F＝αρAv2，其中α為常數(shù)，ρ為空氣密度，A為沙塵顆粒的截面積，v為風(fēng)速。設(shè)沙塵顆粒為球形，密度為ρ0，半徑為r，風(fēng)速豎直向上，重力加速度為g，則v的表達(dá)式為()A.eq\r(\f(4ρgr,3αρ0)) B.eq\r(\f(4ρ0gr,3αρ))C.eq\r(\f(ρ0gr,αρ)) D.eq\r(\f(4gr,3α))【答案】B【解析】沙塵懸浮時受力平衡，根據(jù)平衡條件有mg＝F，其中m＝ρ0V＝ρ0×eq\f(4,3)πr3，由題意知F＝αρAv2，A＝πr2，聯(lián)立以上得v＝eq\r(\f(4ρ0gr,3αρ))，B正確，A、C、D錯誤。3.如圖2所示，在水平地面上放置的一個質(zhì)量為M的斜面體(斜面光滑)，斜面體上放置一個質(zhì)量為m的物塊，物塊與固定墻面上的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的軸線始終與斜面平行，若物塊在斜面上做往復(fù)運動的過程中，斜面體始終保持靜止，則下列選項中畫出的關(guān)于地面對斜面體的摩擦力Ff與時間t的關(guān)系圖象正確的是()圖2【答案】A【解析】因為斜面光滑，所以斜面體的受力如圖所示，物塊對斜面體的壓力始終不變，故地面對斜面的摩擦力大小恒定，且方向始終向右，故選A.4.戶外野炊所用的便攜式三腳架，由三根完全相同的輕桿通過鉸鏈組合在一起，每根桿均可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動。如圖所示，將三腳架靜止放在水平地面上，吊鍋通過細(xì)鐵鏈掛在三腳架正中央，三根桿與豎直方向的夾角均相等。若吊鍋和細(xì)鐵鏈的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計支架與鉸鏈之間的摩擦，則()A．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角為37°時，桿受到的壓力大小為eq\f(5,9)mgB．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角為37°時，桿對地面的摩擦力大小為eq\f(1,4)mgC．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角均變大時，三根桿對鉸鏈的作用力的合力變大D．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角均變大時，桿對地面的壓力變大【答案】B【解析】根據(jù)平衡條件，豎直方向，有3Ncos37°＝mg，解得N＝eq\f(5,12)mg，故A錯誤；桿對地面的摩擦力大小為f＝Nsin37°＝eq\f(5mg,12)×eq\f(3,5)＝eq\f(mg,4)，故B正確；當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角均變大時，三根桿對鉸鏈的作用力的合力仍與吊鍋和細(xì)鐵鏈的總重力大小相等，故C錯誤；由平衡可知3Ncosθ＝mg，得N＝eq\f(mg,3cosθ)，桿對地面的壓力N′＝Ncosθ＝eq\f(mg,3)，故D錯誤。5.如圖4所示，用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間，開始時OB繩水平，現(xiàn)保持O點位置不變，改變OB繩長使繩右端由B點緩慢上移至B′點，此時OB′與OA之間的夾角θ<90°，設(shè)此過程中OA、OB繩的拉力分別為FOA、FOB，則下列說法正確的是()圖4A．FOA一直增大 B．FOA一直減小C．FOB一直減小 D．FOB先增大后減小【答案】B【解析】對結(jié)點O受力分析：重力G、繩OA的拉力FOA和繩OB的拉力FOB，根據(jù)平衡條件知，兩根繩子的拉力的合力與重力大小相等、方向相反，作出輕繩OB在兩個位置時力的合成圖如圖所示，由圖看出，由3→2→1的過程中，F(xiàn)OA逐漸減小，F(xiàn)OB先減小后增大，當(dāng)θ＝90°時，F(xiàn)OB最?。?.如圖所示，水平臺面上放置一個帶有底座的倒三腳支架，每根支架與水平面均成45°角且任意兩支架之間夾角相等。一個質(zhì)量為m的均勻光滑球體放在三腳架里，重力加速度為g，則每根支架受球體的壓力大小是()A.eq\f(1,6)mg B.eq\f(\r(2),3)mgC.eq\f(3\r(2),2)mg D.eq\f(1,3)mg【答案】B【解析】光滑球體受重力和三個支持力，三個支持力與豎直方向的夾角均為45°，根據(jù)平衡條件可得3Ncos45°＝mg，解得N＝eq\f(mg,3cos45°)＝eq\f(\r(2),3)mg，故B正確，A、C、D錯誤。7.拖把是拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略，拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ，當(dāng)拖把頭在地板上勻速移動時推拖把的力F的大小為()A.eq\f(μmg,sinθ＋μcosθ) B.eq\f(μmg,sinθ－μcosθ)C.eq\f(μmg,cosθ－μsinθ) D.eq\f(μmg,cosθ＋μsinθ)【答案】B【解析】設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把，將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，有Fcosθ＋mg＝NFsinθ＝f式中N和f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力，按摩擦定律有f＝μN聯(lián)立上式得F＝eq\f(μmg,sinθ－μcosθ)，B正確。8.如圖5所示，左側(cè)是半徑為R的四分之一圓弧，右側(cè)是半徑為2R的一段圓弧．二者圓心在一條豎直線上，小球a、b通過一輕繩相連，二者恰好于等高處平衡．已知θ＝37°，不計所有摩擦，則小球a、b的質(zhì)量之比為()圖5A．3∶4 B．3∶5C．4∶5 D．1∶2【答案】A【解析】對a和b兩個小球受力分析，受力分析圖如圖所示，由幾何關(guān)系知，α＝θ＝37°，因一根繩上的拉力相等，故拉力都為FT；由力的平衡條件可知小球a的拉力FT＝magcos37°，小球b的拉力FT＝mbgsin37°，聯(lián)立可解得eq\f(ma,mb)＝eq\f(3,4)，A正確．9.（多選）如圖所示，一個小物塊放在截面為半圓的容器最低點。若繞過O點垂直于紙面的軸逆時針緩慢轉(zhuǎn)動容器，直至小物塊開始沿內(nèi)壁滑動，則該過程中容器對小物塊的()A．支持力大小不變 B．支持力大小減小C．摩擦力大小減小 D．摩擦力大小增大【答案】BD【解析】設(shè)某時刻物塊與O點連線與豎直方向夾角為θ，則此時FN＝mgcosθ，F(xiàn)f＝mgsinθ，則隨θ角的增加，支持力FN大小減小，摩擦力Ff大小增大。10.（多選）如圖所示，在水平地面上放著一個左側(cè)截面為半圓的光滑柱狀物體A，在物體A與豎直墻面之間放著一個光滑斜面體B，斜面體B未接觸地面，整個裝置在水平力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)推動物體A緩慢向左移動一小段距離，在此過程中，下列說法正確的是()A．水平力F大小不變B．地面對物體A的支持力不變C．斜面體B對物體A的壓力逐漸增大D．墻面對斜面體B的支持力逐漸減小【答案】AB【解析】以B為研究對象，由平衡條件可知，墻對B的作用力F1＝eq\f(mBg,tanθ)物體A對斜面體的支持力F2＝eq\f(mBg,sinθ)現(xiàn)推動物體A緩慢向左移動一小段距離，角度θ保持不變，所以F1、F2保持不變。以整體為研究對象，水平力F大小等于墻對B的作用力F1保持不變，故A正確；以整體為研究對象，地面對物體A的支持力等于A、B重力之和保持不變，故B正確；根據(jù)牛頓第三定律，可知斜面體B對物體A的壓力等于物體A對斜面體的支持力F2不變，故C錯誤；墻面對斜面體B的支持力F1保持不變，故D錯誤。11.（多選）如圖，一細(xì)繩跨過光滑定滑輪，其一端懸掛物塊B，另一端與地面上的物塊A相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向右的拉力緩慢拉動B，直至懸掛B的細(xì)繩與豎直方向成60°。已知A始終保持靜止，則在此過程中()A．A所受細(xì)繩的拉力一直增大B．A所受地面的支持力一直增大C．水平拉力大小可能減小D．A所受地面的摩擦力一直增大【答案】AD【解析】對B受力分析可知，設(shè)懸掛B的細(xì)繩與豎直方向成θ時，在豎直方向平衡有：Tcosθ＝mBg在水平方向有：F＝mBgtanθ所以當(dāng)θ逐漸增大過程中細(xì)繩的拉力逐漸增大，水平拉力逐漸增大，故A正確，C錯誤；對A受力分析如圖：根據(jù)平衡關(guān)系有：mAg＝Tcosα＋Nf＝Tsinα因為A始終保持靜止，α保持不變，T增大，所以N減小，f增大，故B錯誤，D正確。12.（多選）如圖所示，兩個可視為質(zhì)點的小球A、B通過固定在O點的光滑滑輪用輕繩相連，小球A置于光滑半圓柱上，小球B用水平輕繩拉著，水平輕繩另一端系于豎直板上，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知O點在半圓柱橫截面圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角、其長度與半圓柱橫截面的半徑相等，OB與豎直方向成60°角，則()A．輕繩對球A的拉力與球A所受彈力的合力大小相等B．輕繩對球A的拉力與半圓柱對球A的彈力大小相等C．輕繩AOB對球A的拉力與對球B的拉力大小之比為eq\r(2)∶eq\r(3)D．球A與球B的質(zhì)量之比為2eq\r(3)∶1【答案】BD【解析】選。設(shè)輕繩中拉力T，球A受力如圖。球A所受彈力為繩對A的拉力和半圓對球A的彈力的合力，與重力等大反向，大于T，故A錯誤；由A的受力分析可得Tsin30°＝Nsin30°，Tcos30°＋Ncos30°＝mAg，解得T＝N＝eq\f(\r(3),3)mAg，故B正確；輕繩對A的拉力與對球B的拉力都等于T，故C錯誤；對球B：Tcos60°＝mBg，T＝2mBg，解得eq\f(mA,mB)＝eq\f(2\r(3),1)，故D正確。13.某同學(xué)嘗試用橡皮筋等器材研究兩個互成角度力的合成規(guī)律，他找到兩條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端與細(xì)繩連接，結(jié)點為O，細(xì)繩下掛一重物，兩橡皮筋的另一端都連有細(xì)繩．實驗時，先將兩條橡皮筋的一端的細(xì)繩固定在墻上的釘子A上，一條橡皮筋任其下垂，如圖8甲所示；再將另一條橡皮筋的另一端的細(xì)繩固定在墻上的釘子B上，如圖乙所示．圖8(1)為完成實驗，下述操作中必需的是________．A．兩橡皮筋的另一端連接的細(xì)繩a、b長度要相同B．要測量橡皮筋的原長C．要測量圖甲和圖乙中橡皮筋的長度D．要記錄圖甲中結(jié)點O的位置及過結(jié)點O的豎直方向E．要記錄圖乙中結(jié)點O′的位置及過結(jié)點O′的豎直方向(2)對該實驗“兩條相同的橡皮筋”的要求的理解正確的是________．A．橡皮筋的材料和原長相同即可B．橡皮筋的材料和粗細(xì)相同即可C．橡皮筋的材料、原長和粗細(xì)均要相同【答案】(1)BCE(2)C【解析】(1)首先應(yīng)明白該實驗的實驗原理，即用橡皮筋的伸長量來表示彈力的大小，所以實驗中一定要測橡皮筋的長度，而沒必要關(guān)心細(xì)繩a、b的長度，選項B和C中的操作是需要的，為了確保力的合成的等效性，需要記錄題圖乙中結(jié)點O′的位置及過結(jié)點O′的豎直方向，選項E中的操作是必需的．(2)為了能用橡皮筋的伸長量表示彈力大小，滿足F＝kx，應(yīng)讓k值相同，即橡皮筋的材料、粗細(xì)、原長均要相同，選項C正確．14.用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于A點，另一端B用細(xì)繩繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺，當(dāng)掛兩個鉤碼時，繩上一定點P對應(yīng)刻度如圖乙中ab虛線所示，再增加一個鉤碼后，P點對應(yīng)刻度如圖乙中cd虛線所示，已知每個鉤碼質(zhì)量為50g，重力加速度g＝9.8m/s2，則被測彈簧的勁度系數(shù)為N/m.掛三個鉤碼時彈簧的形變量為cm.【答案】702.10【解析】由圖可知，當(dāng)鉤碼增加1個時，彈力增大mg，彈簧的長度伸長量增加0.70cm，則由平衡關(guān)系可知，mg＝kx，解得勁度系數(shù)k＝eq\f(mg,x)＝70N/m；對3個鉤碼由3mg＝kx1；解得x1＝2.10cm.15.如圖所示，水平細(xì)桿上套有一質(zhì)量為0.54kg的小環(huán)A，用輕繩將質(zhì)量為0.5kg的小球B與A相連．B受到始終與水平方向成53°角的風(fēng)力作用，與A一起向右勻速運動，此時輕繩與水平方向夾角為37°，運動過程中B球始終在水平細(xì)桿的下方，則：(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)B對繩子的拉力大小；(2)A與桿間的動摩擦因數(shù)．(保留一位有效數(shù)字)【答案】(1)3.0N(2)0.3【解析】(1)對小球B由平衡條件得繩的拉力為FT＝mgsin37°＝3.0N.由牛頓第三定律知B對繩子的拉力大小為3.0N.(2)環(huán)A做勻速直線運動，有FTcos37°－Ff＝0FN＝Mg＋FTsin37°而Ff＝μFN，解得μ≈0.3.16.如圖所示，光滑固定斜面上有一個質(zhì)量為10kg的小球被輕繩拴住懸掛在天花板上，已知繩子與