2022新高考物理（江苏版）一轮复习训练：第二章相互作用章末过关检测（带解析）

章末过关检测(二)[学生用书P272(单独成册)](建议用时：45分钟)一、单项选择题1．如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁，若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，此时小车受力个数为(　　)A．3　　　　　　　　　　　B．4C．5D．6解析：选B。M、m相对静止，对整体分析知，整体受总重力和地面给的支持力，处于静止状态；对物体m受力分析，则m受到重力、支持力和静摩擦力；最后对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，因墙壁对小车不会有力的作用，则M共受到4个力，故B正确，A、C、D错误。2．如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A球、C球的质量之比为(　　)A．1∶2B．2∶1C．1∶D.∶1解析：选C。设A球、C球的质量分别为mA、mC。由几何知识可知，两细线相互垂直。由A、C两球平衡得T1＝mAg，T2＝mCg。以B球为研究对象，分析受力情况：受自身重力G、两细线的拉力T1、T2。由平衡条件有T1＝T2tAnθ得＝tAnθ＝，则得＝＝。3. 把一重为G的物体，用一个水平的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙面上，如图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中的哪一个(　　)解析：选B。由于物体受的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的压力N＝kt。当F比较小时，物体受到的摩擦力f小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力。由f＝μN得，滑动摩擦力f＝μkt，当摩擦力f大小等于重力G时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力。随着水平推力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡。4．(2020·南京市模拟)如图所示，倾角为45°的粗糙斜面置于水平地面上，有一质量为2m的滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球相连(绳与斜面平行)，滑块静止在斜面上，斜面也保持静止，则(　　)A．斜面受到地面的摩擦力方向水平向右B．斜面受到地面的弹力等于滑块和斜面的重力之和C．斜面受到地面的弹力比滑块和斜面的重力之和小mgD．斜面受到地面的弹力比滑块和斜面的重力之和小mg解析：选D。以小球为研究对象，小球受到的重力与绳子的拉力是一对平衡力，所以绳子的拉力大小T等于小球的重力，即T＝mg，以斜面和滑块组成的整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得：f＝TCos45°＝mg，方向水平向左，故A错误；设斜面的质量为M，地面对斜面的弹力大小为N，以斜面和滑块组成的整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得：N＝(M＋2m)g－Tsin45°，所以斜面受到地面的弹力比滑块和斜面的重力之和小Tsin45°＝mg，故B、C错误，D正确。5．如图所示的是一个简易起吊设施的示意图，AC是质量不计的撑竿，A端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，C端吊一重物。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉， 在AC杆达到竖直前(　　)A．BC绳中的拉力FT越来越大B．BC绳中的拉力FT越来越小C．AC杆中的支持力FN越来越大D．AC杆中的支持力FN越来越小解析：选B。作出C点的受力示意图，如图所示，由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC相似。根据相似三角形的性质得＝＝，解得BC绳中的拉力为FT＝G，AC杆中的支持力为FN＝G。由于重物P向上运动时，AB、AC不变，BC变小，故FT减小，FN不变，B正确。6．(2020·泰州市模拟)如图，一细绳跨过光滑定滑轮，其一端悬挂物块B，另一端与地面上的物块A相连，系统处于静止状态。现用水平向右的拉力缓慢拉动B，直至悬挂B的细绳与竖直方向成60°。已知A始终保持静止，则在此过程中(　　)A．A所受细绳的拉力一直减小B．A所受地面的支持力一直增大C．水平拉力大小可能减小D．A所受地面的摩擦力一直增大解析：选D。对B受力分析可知，设悬挂B的细绳与竖直方向成θ时，在竖直方向平衡有：TCosθ＝mBg在水平方向有：F＝mBgtAnθ 所以当θ逐渐增大过程中细绳的拉力逐渐增大，水平拉力逐渐增大，故A、C错误；对A受力分析如图：根据平衡关系有：mAg＝TCosα＋Nf＝Tsinα因为A始终保持静止，α保持不变，T增大，所以N减小，f增大，故B错误，D正确。7．两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°，物体M的重力大小为20N，M、m均处于静止状态。则(　　)A．绳OA对M的拉力为10NB．绳OB对M的拉力为10NC．m受到水平面的静摩擦力为10ND．m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左解析：选D。如图所示，对O点分析，其受到轻绳的拉力分别为FA、FB、Mg，O点处于平衡状态，则有FA＝Mgsin30°＝＝10N，FB＝Mgsin60°＝Mg＝10N，物体m受到轻绳向左的拉力为10N，向右的拉力为10N，处于静止状态，故水平面对物体m的静摩擦力水平向左，大小为(10－10)N，D正确。二、非选择题8．(2020·佛山市二模)小张同学为了“验证力的平行四边定则”，设计如下实验，其装置图如甲所示。实验步骤如下：(1)将3条完全相同的弹性橡皮条(满足胡克定律)的一端连接在一起形成一个结点O，先测 量出每根橡皮条的自然长度x0；(2)在竖直平面内固定一木板，在木板上固定一张白纸，用图钉将其中两条橡皮条的A、B端固定在木板上，在另一条橡皮条C端悬挂一小重锤，并确保橡皮条不超出弹性限度，且与纸面无摩擦；(3)待装置平衡后，分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3，并在白纸上记录__________________；(4)取下白纸，如图乙所示，在白纸上分别用长度(x1－x0)、(x2－x0)代表橡皮条OA和OB拉力的大小，作出力的图示OA′和OB′，并以OA′和OB′为两邻边作一平行四边形OA′C′B′，测量出OC′长度x4，如果近似可得x4＝______　　，且OC′的方向__________，则实验验证了力的平行四边形定则；(5)改变A、B的位置，重复(2)到(4)的步骤进行多次验证。解析：(3)待装置平衡后，分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3，并在白纸上记录O、A、B三点的位置以及OC的方向(或①结点O的位置、OA、OB和OC的方向；②结点O的位置和三力的方向)。(4)如果近似可得x4＝x3－x0，且OC′的方向与OC的方向相反(或在OC的反向延长线上，或竖直向上)，则实验验证了力的平行四边形定则。答案：(3)O、A、B三点的位置以及OC的方向(4)x3－x0　与OC的方向相反9．(2020·烟台市高考诊断一模)某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h＝1.25m，平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x后，由静止释放小球，小球从平台边缘水平飞出，落在地面上，用刻度尺测出小球水平飞行距离s；并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后，记录如表所示； (1)由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移s＝____x，与________无关；(2)由实验原理和表中数据可知，弹簧弹性势能Ep与弹簧形变量x的关系式为Ep＝______(用m、h、x和重力加速度g表示)；12345x/m0.010.020.030.040.05s/m0.510.991.501.982.50t/ms505.3505.1504.8504.9505.2(3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间：t＝＝s＝0.5s＝500ms，由表中数据可知，发现测量值t均偏大。经检查，实验操作及测量无误，且空气阻力可以忽略，造成以上偏差的原因是_______________________________________________________________。解析：(1)由表中数据可知，在h一定时，在误差允许范围内，可以看出运动时间大体不变，小球水平位移s＝50x①与小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t无关；(2)由功能关系可知，弹簧弹性势能Ep＝mv②小球做平抛运动的初速度v0＝s③由①②③式得弹簧弹性势能Ep＝x2；(3)该同学按物体平抛运动规律计算小球在空中的飞行时间时，使用了重力加速度的近似值10m/s2，故计算值t偏小，测量值t均偏大。答案：(1)50　t　(2)x2　(3)重力加速度g取值不准确，g取10m/s2偏大10．(2020·青岛市5月统一质量检测)图甲中滑索巧妙地利用了景区的自然落差，为滑行提供了原动力。游客借助绳套保护，在高空领略祖国大好河山的壮美。其装置简化如图乙所示，倾角为30°的轨道上套一个质量为m的滑轮P，质量为3m的绳套和滑轮之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时，工人对绳套施加一个拉力F，使绳套从滑轮正下方的A点缓慢移动，运动过程中F与轻绳的夹角始终保持120°，直到轻绳水平，绳套到达B点，如 图所示。整个过程滑轮保持静止，重力加速度为g，求：　(1)绳套到达B点时，轨道对滑轮的摩擦力大小和弹力大小；(2)绳套从A缓慢移动到B的过程中，轻绳上拉力的最大值。解析：(1)绳套到达B点时，设绳套对滑轮P的水平拉力为F1，对质量为3m的绳套，有F1＝3mgtAn30°＝mg对滑轮m：FN－F1sin30°－mgCos30°＝0f＋mgsin30°－F1Cos30°＝0解得FN＝mg，f＝mg。(2)在绳套的动态平衡过程中，当F与mg垂直时轻绳中的弹力最大，则有Fm＝＝2mg。答案：(1)mg　mg　(2)2mg