高考物理第二章 相互作用45分钟章末检测卷.docx
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高考物理第二章相互作用45分钟章末检测卷
高考物理第二章相互作用
45分钟章末检测卷满分100分
一、选择题(1~6题只有一项符合题目要求,7~9题有多项符合题目要求,每小题7分,共63分)
1.如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.物体可能只受两个力作用
B.物体可能受三个力作用
C.物体可能不受摩擦力作用
D.物体一定受四个力作用
2.如图所示,用平行于斜面体A的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.物块P与斜面之间一定存在摩擦力
B.弹簧的弹力一定沿斜面向下
C.地面对斜面体A的摩擦力水平向左
D.若增大推力,则弹簧弹力一定减小
3.在研究二力合成的实验中,AB是一根被拉长的橡皮筋,定滑轮是光滑的,如图所示,若改变拉力F而保持O点位置不变,则下列说法中正确的是( )
A.要使θ减小,减小拉力F即可
B.要使θ减小,增大拉力F即可
C.要使θ减小,必须改变α,同时改变F的大小才有可能
D.要减小θ而保持α不变,则只改变F的大小是不可能保持O点的位置不变的
4.如图所示,斜面固定,倾角为θ=30°,物块m和M用轻质绳通过斜面上的定滑轮相连接(滑轮光滑),一力F施加在绳上一点O使O点所受三力相互成120°角,已知M质量为10kg,m与斜面恰无摩擦力,则m的质量和F的值各为(g取10m/s2)( )
A.10kg 100N B.20kg 100N
C.5kg 50ND.20kg 50
N
5.如图所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接,P、Q始终处于静止状态,则( )
A.Q可能受到两个力的作用
B.Q可能受到三个力的作用
C.Q受到的绳子拉力与重力的合力方向水平向左
D.Q受到的绳子拉力与重力的合力方向指向左下方
6.如图所示,我们常见这样的杂技表演:
四个人A、B、C、D体型相似,B站在A的肩上,双手拉着C和D,A水平撑开双手支持着C和D.如果四个人的质量均为m=60kg,g取10m/s2,估算A的手臂受到的压力和B的手臂受到的拉力大小分别为( )
A.120N,240NB.240N,480N
C.350N,700ND.600N,1200N
7.如图所示,A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )
A.A、B的质量之比为1:
B.A、B所受弹簧弹力大小之比为
:
C.悬挂A、B的细线上拉力大小之比为
:
1
D.快速撤去弹簧的瞬间,A、B的瞬时加速度大小之比为1:
8.如图所示,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.已知质量mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是( )
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.弹簧的弹力及物体A受到的静摩擦力都不变
9.如图所示,将一个表面光滑的铁球放在两块斜面板AB和CD之间,两板与水平面的夹角都是60°.已知重力加速度大小为g,不计空气阻力,则( )
A.如果突然撤去CD板,则撤去后铁球对AB板的压力减小
B.如果突然撤去CD板,则撤去后铁球对AB板的压力增大
C.如果保持AB板不动,使CD板与水平面的夹角缓慢减小,则球对AB板的压力先减小后增大
D.如果保持AB板不动,使CD板与水平面的夹角缓慢减小,则球对CD板的压力先减小后增大
二、非选择题(共37分)
10.(12分)(2018·广东湛江一中等四校联考)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3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2位有效数字)
11.(12分)(2018·南昌模拟)某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中,按示意图所示安装好实验装置,让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐,在弹簧上安装可移动的轻质指针P,实验时的主要步骤:
①将指针P移到刻度尺的5cm处,在弹簧挂钩上挂上200g的钩码,静止时读出指针所指刻度并记录下来;
②取下钩码,将指针P移到刻度尺的10cm处,在弹簧挂钩上挂上250g的钩码,静止时读出指针所指刻度并记录下来;
③取下钩码,将指针P移到刻度尺的15cm处,在弹簧挂钩上挂上50g的钩码,静止时读出指针所指刻度并记录下来;
④重复③步骤,在每次重复③时,都将指针P下移5cm,同时保持挂钩上挂的钩码质量不变.
将实验所得数据记录、列表如下:
次数
弹簧原长l0/cm
弹簧长度l/cm
钩码质量m/g
1
5.00
7.23
200
2
10.00
15.56
250
3
15.00
16.67
50
4
20.00
22.23
50
5
25.00
30.56
50
根据实验步骤和列表数据,回答下列问题:
(1)重力加速度g取10m/s2,在实验步骤③中,弹簧的原长为15cm时,其劲度系数k=________N/m.
(2)同一根弹簧的原长越长,弹簧的劲度系数________.(弹簧处在弹性限度内)
A.不变B.越大
C.越小
12.(13分)完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤:
(1)如图甲,用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点O的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向.
(2)如图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到________,记下细绳套的方向(如图丙中的c),读得弹簧测力计的示数F=________.
(3)如图丙,按选定的标度作出了力F1、F2的图示,请在图丙中:
①按同样的标度作出力F的图示;
②按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′.
(4)若F′与F_____________________________________________,
则平行四边形定则得到验证.
高考物理第二章相互作用
45分钟章末检测卷满分100分
一、选择题(1~6题只有一项符合题目要求,7~9题有多项符合题目要求,每小题7分,共63分)
1.(2018·东海县学情调研考试)如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.物体可能只受两个力作用
B.物体可能受三个力作用
C.物体可能不受摩擦力作用
D.物体一定受四个力作用
解析:
物体受到竖直向下的重力,地面给的支持力,恒定拉力F和地面给的摩擦力,四个力作用,缺少一个,则物体受到的合力不能为零,所以物体一定受四个力作用,D正确.
答案:
D
2.(2018·芜湖模拟)如图所示,用平行于斜面体A的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.物块P与斜面之间一定存在摩擦力
B.弹簧的弹力一定沿斜面向下
C.地面对斜面体A的摩擦力水平向左
D.若增大推力,则弹簧弹力一定减小
解析:
对物块P受力分析可知,若推力F与弹簧弹力的合力与物块重力沿斜面向下的分力平衡,则物块P与斜面之间无摩擦力,A错误;弹簧处于拉伸或压缩状态物块P均可能保持静止,B错误;由整体法可知地面对斜面体A的静摩擦力平衡了推力F沿水平方向向右的分力,C正确;增大推力F,若物块P仍保持静止,则弹簧的弹力不变,D错误.
答案:
C
3.在研究二力合成的实验中,AB是一根被拉长的橡皮筋,定滑轮是光滑的,如图所示,若改变拉力F而保持O点位置不变,则下列说法中正确的是( )
A.要使θ减小,减小拉力F即可
B.要使θ减小,增大拉力F即可
C.要使θ减小,必须改变α,同时改变F的大小才有可能
D.要减小θ而保持α不变,则只改变F的大小是不可能保持O点的位置不变的
解析:
绳子对O点的拉力F2与F的合力和F1等大、反向,如图所示,O点位置不变,则橡皮筋的拉力F1不变,绳子拉力F2的方向不变,即α角不变,若要减小θ,必使F的大小和方向以及F2的大小发生改变,故D选项正确.
答案:
D
4.如图所示,斜面固定,倾角为θ=30°,物块m和M用轻质绳通过斜面上的定滑轮相连接(滑轮光滑),一力F施加在绳上一点O使O点所受三力相互成120°角,已知M质量为10kg,m与斜面恰无摩擦力,则m的质量和F的值各为(g取10m/s2)( )
A.10kg 100N B.20kg 100N
C.5kg 50ND.20kg 50
N
解析:
“O”点所受三力互成120°角且静止,则F=Mg=mgsinθ,则F=Mg=100N,m=
=2M=20kg.
答案:
B
5.(2018·山西四校联考)如图所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接,P、Q始终处于静止状态,则( )
A.Q可能受到两个力的作用
B.Q可能受到三个力的作用
C.Q受到的绳子拉力与重力的合力方向水平向左
D.Q受到的绳子拉力与重力的合力方向指向左下方
解析:
由平衡条件知,Q受重力、支持力、绳的拉力和摩擦力四个力的作用,选项A、B错误;由平衡条件知,Q受到的绳子拉力和重力的合力与支持力和摩擦力的合力大小相等、方向相反,由平行四边形定则知,支持力和摩擦力的合力方向指向右上方,所以Q受到的绳子拉力和重力的合力方向指向左下方,选项C错误,选项D正确.
答案:
D
6.(2018·湖南岳阳一中模拟)如图所示,我们常见这样的杂技表演:
四个人A、B、C、D体型相似,B站在A的肩上,双手拉着C和D,A水平撑开双手支持着C和D.如果四个人的质量均为m=60kg,g取10m/s2,估算A的手臂受到的压力和B的手臂受到的拉力大小分别为( )
A.120N,240NB.240N,480N
C.350N,700ND.600N,1200N
解析:
对C进行受力分析如图所示,由四人体型相似推知四人手臂长度相同,则B的手臂与竖直方向的夹角为30°,则有FAC=mgtan30°=
mg,即C受到A的推力约为
mg,A的手臂受到的压力也是
mg=
×60×10N≈350N;FBC=
=
mg,即C受到B的拉力为
mg,则B的手臂受到的拉力也为
mg=
×60×10N≈700N,故选C.
答案:
C
7.(2018·浙江百校联盟押题卷)如图所示,A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )
A.A、B的质量之比为1:
B.A、B所受弹簧弹力大小之比为
:
C.悬挂A、B的细线上拉力大小之比为
:
1
D.快速撤去弹簧的瞬间,A、B的瞬时加速度大小之比为1:
解析:
弹簧对A、B的弹力大小相等,设为kx,对A、B分别进行受力分析,由平衡条件可知mAg=kxtan60°,FA=kx/cos60°,mBg=kxtan45°,FB=kx/cos45°,联立解得A、B两物体质量之比为mA:
mB=tan60°:
tan45°=
:
1,FA:
FB=cos45°:
cos60°=
:
1,在剪断弹簧的瞬间,A、B的瞬时加速度aA:
aB=gcos60°:
gcos45°=1:
,故C、D正确.
答案:
CD
8.(2018·广东五校联考)如图所示,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.已知质量mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是( )
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.弹簧的弹力及物体A受到的静摩擦力都不变
解析:
设mA=3mB=3m,对物体B受力分析,受重力和拉力,由二力平衡得弹簧的弹力不变,A正确,再对物体A进行受力分析,受重力、支持力、弹簧的弹力和静摩擦力,如图所示.刚开始由于mAgsin45°=
mg>mBg=mg,所以摩擦力沿斜面向上,斜面倾角变为30°以后摩擦力仍然沿斜面向上.根据平衡条件得到Ff+FT-3mgsinθ=0,FN-3mgcosθ=0,解得Ff=3mgsinθ-FT=3mgsinθ-mg,FN=3mgcosθ.
当θ减小时,物体A受到的静摩擦力Ff将减小,物体A对斜面的压力FN增大,故C正确,B、D错误.
答案:
AC
9.如图所示,将一个表面光滑的铁球放在两块斜面板AB和CD之间,两板与水平面的夹角都是60°.已知重力加速度大小为g,不计空气阻力,则( )
A.如果突然撤去CD板,则撤去后铁球对AB板的压力减小
B.如果突然撤去CD板,则撤去后铁球对AB板的压力增大
C.如果保持AB板不动,使CD板与水平面的夹角缓慢减小,则球对AB板的压力先减小后增大
D.如果保持AB板不动,使CD板与水平面的夹角缓慢减小,则球对CD板的压力先减小后增大
解析:
原来球静止,受力如图所示,由几何关系和平衡条件可得AB板对铁球的支持力F2=G,则铁球对AB板的压力F′2=F2=G,突然撤去CD板,则撤去后铁球对AB板的压力为Gcos60°,因此撤去后铁球对AB板的压力减小.故A项正确,B项错误;如果保持AB板不动,使CD板与水平面的夹角缓慢减小的过程中,两挡板弹力的合力等于重力,大小和方向都不变,AB挡板对铁球弹力F2的方向不变,改变
CD挡板的弹力F1方向,根据三角形定则,(如图所示)知AB挡板的弹力F2逐渐减小,CD挡板的弹力先减小后增大.根据牛顿第三定律可知,球对AB板的压力逐渐减小,球对CD板的压力先减小后增大,故C项错误,D项正确.
答案:
AD
二、非选择题(共37分)
10.(12分)(2018·广东湛江一中等四校联考)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3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2位有效数字)
解析:
(1)根据平行四边形定则作出F1和F2的合力如图甲所示.F1=1.92N,F2=3.84N=2F1,由几何关系可得F1、F2和F合构成一个直角三角形,F合=F2sin60°=3.33N.
对点O受力分析,受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,保持O点的位置和F2方向不变,使橡皮条的结点拉到同样的位置O点,拉力F1方向和大小都改变,如图乙所示.
根据平行四边形定则可以看出,当F1与F2夹角减小时,F2的读数不断减小,F1先变小后变大,所以C正确.
(2)根据题图乙可以知道,当拉力为5.0N时,弹簧的伸长量△x=(8.98-0.5)cm=8.48cm,因为刻度尺需要估读,在范围8.47~8.49cm内均正确.
因此根据F=kx得k=
=
=59N/m
在范围58~60N/m内均正确.
答案:
(1)3.33 C(每空4分)
(2)59(4分)
11.(12分)(2018·南昌模拟)某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中,按示意图所示安装好实验装置,让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐,在弹簧上安装可移动的轻质指针P,实验时的主要步骤:
①将指针P移到刻度尺的5cm处,在弹簧挂钩上挂上200g的钩码,静止时读出指针所指刻度并记录下来;
②取下钩码,将指针P移到刻度尺的10cm处,在弹簧挂钩上挂上250g的钩码,静止时读出指针所指刻度并记录下来;
③取下钩码,将指针P移到刻度尺的15cm处,在弹簧挂钩上挂上50g的钩码,静止时读出指针所指刻度并记录下来;
④重复③步骤,在每次重复③时,都将指针P下移5cm,同时保持挂钩上挂的钩码质量不变.
将实验所得数据记录、列表如下:
次数
弹簧原长l0/cm
弹簧长度l/cm
钩码质量m/g
1
5.00
7.23
200
2
10.00
15.56
250
3
15.00
16.67
50
4
20.00
22.23
50
5
25.00
30.56
50
根据实验步骤和列表数据,回答下列问题:
(1)重力加速度g取10m/s2,在实验步骤③中,弹簧的原长为15cm时,其劲度系数k=________N/m.
(2)同一根弹簧的原长越长,弹簧的劲度系数________.(弹簧处在弹性限度内)
A.不变B.越大
C.越小
解析:
(1)挂50g钩码时,弹簧的弹力为0.5N,根据胡克定律得,k=
=
N/m≈30N/m.
(2)对第3、4、5次数据分析,弹簧弹力相等,同一根弹簧,原长越长,形变量越大,根据胡克定律F=kx知,弹簧的劲度系数越小,故选项C正确.
答案:
(1)30
(2)C
12.(13分)完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤:
(1)如图甲,用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点O的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向.
(2)如图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到________,记下细绳套的方向(如图丙中的c),读得弹簧测力计的示数F=________.
(3)如图丙,按选定的标度作出了力F1、F2的图示,请在图丙中:
①按同样的标度作出力F的图示;
②按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′.
(4)若F′与F________________________________________________________________________,
则平行四边形定则得到验证.
解析:
(2)如题图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O,记下细绳套的方向,由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N.
(3)①作出力F的图示如图所示.
②根据力的平行四边形定则,作出F1、F2的合力F′,如图所示.
(4)若有F′与F在误差范围内大小相等,方向相同,则平行四边形定则得到验证.
答案:
(2)同一位置O 4.0N
(3)见解析
(4)在误差范围内大小相等,方向相同