2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 本章綜合能力提升練（含解析）教科版

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1、本章綜合能力提升練 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018·河北省唐山市質(zhì)檢)光滑斜面上固定著一根剛性圓弧形細(xì)桿，小球通過(guò)輕繩與細(xì)桿相連，此時(shí)輕繩處于水平方向，球心恰位于圓弧形細(xì)桿的圓心處，如圖1所示．將懸點(diǎn)A緩慢沿桿向上移動(dòng)，直到輕繩處于豎直方向，在這個(gè)過(guò)程中，輕繩的拉力(　　) 圖1 A．逐漸增大 B．大小不變 C．先減小后增大 D．先增大后減小 答案　C 解析　當(dāng)懸點(diǎn)A緩慢向上移動(dòng)過(guò)程中，小球始終處于平衡狀態(tài)，小球所受重力mg的大小和方向都不變，支持力N的方向不變，對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示，由圖可知，拉力T先減小后增大，C項(xiàng)正確． 2．(2018·陜西省渭南市調(diào)研)如圖

2、2所示，物塊M在靜止的傳送帶上勻速下滑時(shí)，傳送帶突然順時(shí)針(圖中箭頭所示)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)后，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A．M受到的摩擦力不變 B．M受到的摩擦力變大 C．M可能減速下滑 D．M可能減速上滑 答案　A 解析　當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有變，因此M受到的摩擦力不變． 3．(2019·遼寧省沈陽(yáng)市模擬)a、b兩個(gè)質(zhì)量相同的球用線相連接，a球用線掛在天花板上，b球放在光滑斜面上，系統(tǒng)保持靜止(線的質(zhì)量不計(jì))，則下列圖中正確的是(　　) 答案　B 解析　對(duì)a、b球整體受力分析，受重力、斜面的支持力和線的拉力，如圖甲所示，同理

3、，對(duì)b球受力分析如圖乙，可知B項(xiàng)正確． 　　　 4．(2018·山西省太原市調(diào)研)如圖3所示，輕繩OA一端固定在天花板上，另一端系一光滑的圓環(huán)，一根系著物體的輕繩穿過(guò)圓環(huán)后，另一端固定在墻上B點(diǎn)，且OB處于水平．現(xiàn)將A點(diǎn)緩慢沿天花板水平向右移動(dòng)，且OB段的輕繩始終保持水平，則OA、OB段輕繩所受拉力的大小TA、TB的變化情況是(　　) 圖3 A.TA增大，TB不變 B.TA、TB均不變 C.TA不變，TB增大 D.TA、TB均減小 答案　B 解析　因?yàn)閳A環(huán)光滑，則OC、OB段輕繩所受拉力的大小TC、TB始終相等，且等于物體的重力．又因?yàn)镺B段輕繩始終保持水平，OC段輕繩始終保

4、持豎直，所以A點(diǎn)緩慢右移時(shí)，圓環(huán)也隨之右移，角θ不變，由平衡條件可知OA段繩上所受的拉力不變．故B項(xiàng)正確． 5．(2017·全國(guó)卷Ⅲ·17)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上，彈性繩的原長(zhǎng)也為80cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn)，平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)，則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi))(　　) A．86cmB．92cmC．98cmD．104cm 答案　B 解析　設(shè)彈性繩的勁度系數(shù)為k.掛鉤碼后，彈性繩兩端點(diǎn)移動(dòng)前，繩的伸長(zhǎng)量ΔL＝100 cm－80 cm＝20 cm，兩段繩的彈力F＝kΔ

5、L，對(duì)鉤碼受力分析，如圖甲所示，sin α＝，cosα＝.根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得，鉤碼的重力為G＝2kΔLcos α.將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)時(shí)，受力圖如圖乙所示．設(shè)彈性繩伸長(zhǎng)量為ΔL′，彈力為F′＝kΔL′，鉤碼的重力為G＝2kΔL′，聯(lián)立解得ΔL′＝ΔL＝12 cm.彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)長(zhǎng)0＋ΔL′＝92 cm，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤. 　　甲　　　　　　乙 6.如圖4所示，物塊A放在直角三角形斜面體B上面，B放在彈簧上面并緊挨著豎直墻壁，初始時(shí)A、B靜止，現(xiàn)用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未動(dòng)．則施力F后，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．A、B之間的

6、摩擦力一定變大 B．B與墻面間的彈力可能不變 C．B與墻面間可能沒(méi)有摩擦力 D．彈簧彈力一定不變 答案　D 解析　對(duì)A分析，開(kāi)始時(shí)受重力、B對(duì)A的支持力和靜摩擦力平衡，當(dāng)施加F后，仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，開(kāi)始時(shí)A所受的靜摩擦力大小為mAgsinθ，若F＝2mAgsinθ，則A、B之間的摩擦力大小不變，故A錯(cuò)誤；以A、B整體為研究對(duì)象，開(kāi)始時(shí)B與墻面間的彈力為零，后來(lái)施加F后，彈力等于Fcosθ，B錯(cuò)誤；對(duì)A、B整體分析，由于A、B不動(dòng)，彈簧的形變量不變，則彈簧的彈力不變，開(kāi)始彈簧的彈力等于A、B的總重力，施加F后，彈簧的彈力不變，總重力不變，根據(jù)平衡知，B與墻面間一定有摩擦力，故C錯(cuò)誤，D

7、正確． 7.(2018·河北省冀州市模擬)如圖5所示，質(zhì)量為m的小球P(可以看成質(zhì)點(diǎn))，用兩根輕繩OP和O′P在P點(diǎn)拴結(jié)后再分別系于豎直墻上相距0.4m的O、O′兩點(diǎn)上，繩OP長(zhǎng)0.5m，繩O′P長(zhǎng)0.3m，今在小球上施加一與水平方向成θ＝37°角的拉力F，將小球緩慢拉起．繩O′P剛拉直時(shí)，OP繩拉力為T(mén)1，繩OP剛松弛時(shí)，O′P繩拉力為T(mén)2，則T1∶T2為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(　　) 圖5 A．3∶4B．4∶3C．3∶5D．4∶5 答案　C 解析　繩O′P剛拉直時(shí)，由幾何關(guān)系可知此時(shí)OP繩與豎直方向夾角為37°，小球受力如圖甲，則T1＝mg.繩OP剛松

8、弛時(shí)，小球受力如圖乙，則T2＝mg.則T1∶T2＝3∶5，C選項(xiàng)正確． 二、多項(xiàng)選擇題 8.如圖6所示，在固定好的水平和豎直的框架上，A、B兩點(diǎn)連接著一根繞過(guò)光滑的輕小滑輪的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，重物懸掛于滑輪下，處于靜止?fàn)顟B(tài)．若按照以下的方式緩慢移動(dòng)細(xì)繩的端點(diǎn)，則下列判斷正確的是(　　) 圖6 A．只將繩的左端移向A′點(diǎn)，拉力變小 B．只將繩的左端移向A′點(diǎn)，拉力不變 C．只將繩的右端移向B′點(diǎn)，拉力變小 D．只將繩的右端移向B′點(diǎn)，拉力變大 答案　BD 解析　設(shè)滑輪兩側(cè)繩子與豎直方向的夾角為α，繩子的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，B點(diǎn)到豎直框架的距離為s，根據(jù)幾何知識(shí)和對(duì)稱性，得：sin

9、α＝① 以滑輪為研究對(duì)象，設(shè)繩子拉力大小為T(mén)，根據(jù)平衡條件得：2Tcosα＝mg， 得T＝② 當(dāng)只將繩的左端移向A′點(diǎn)，s和L均不變，則由②式知，T不變，故A錯(cuò)誤，B正確．當(dāng)只將繩的右端移向B′點(diǎn)，s增加，而L不變，則由①式知，α增大，cosα減小，則由②式知，T增大，故C錯(cuò)誤，D正確． 9.(2018·四川省雅安市第三次診斷)如圖7所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一滑塊A放在物體B上，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余摩擦忽略不計(jì)．已知物體B的質(zhì)量為M，滑塊A的質(zhì)量為m，重力加速度為g.當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為θ，下列選項(xiàng)正確的是(

10、　　) 圖7 A．物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M＋m)g B．物體B受到水平面的摩擦力大小為mgtanθ C．將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A對(duì)物體B的壓力將變小 D．將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A與豎直擋板之間的彈力將變大 答案　AD 解析　首先對(duì)物體A受力分析，如圖甲所示： 根據(jù)平衡條件，有：F1＝，F(xiàn)2＝，將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，θ變小，根據(jù)牛頓第三定律，A對(duì)B的壓力大小F1′＝F1＝變大，滑塊A與豎直擋板之間的彈力F2＝將變大，故C錯(cuò)誤，D正確；再對(duì)AB整體受力分析，受重力、水平面的支持力、豎直擋板的支持力、水平面的靜摩擦力，如圖乙所示

11、 根據(jù)平衡條件，水平面的支持力大小N＝(M＋m)g，水平面對(duì)物體B的摩擦力大小f＝F2＝，再根據(jù)牛頓第三定律，物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M＋m)g，故B錯(cuò)誤，A正確． 10.(2018·江西省南昌市第二次模擬)如圖8所示，帶有光滑豎直桿的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接，開(kāi)始時(shí)輕繩與斜劈平行．現(xiàn)給小滑塊施加一豎直向上的拉力F，使小滑塊沿桿緩慢上升，整個(gè)過(guò)程中小球始終未脫離斜劈，則有(　　) 圖8 A．輕繩對(duì)小球的拉力逐漸增大 B．小球?qū)π迸膲毫ο葴p小后增大 C．豎直桿對(duì)小滑塊的彈力先增大后減小 D．對(duì)小滑塊施加的豎直向上的

12、拉力逐漸增大 答案　AD 解析　對(duì)小球受力分析，受重力、支持力和輕繩的拉力，如圖甲所示： 根據(jù)平衡條件可知，滑塊緩慢上升的過(guò)程中，輕繩的拉力T增加，支持力N減小，根據(jù)牛頓第三定律，球?qū)π迸膲毫p小，A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)球和滑塊整體分析，受重力、斜面的支持力N，桿的彈力N′，拉力F，如圖乙所示，根據(jù)平衡條件，有：水平方向N′＝Nsinθ，豎直方向F＋Ncosθ＝G，由于N減小，故桿的彈力N′減小，對(duì)滑塊的拉力F增加，C錯(cuò)誤，D正確． 三、非選擇題 11．某學(xué)生做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)把彈簧豎直懸掛起來(lái)，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的彈簧的長(zhǎng)度x，數(shù)

13、據(jù)記錄如下表所示. 鉤碼個(gè)數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 彈力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度x/cm 0 2.00 3.98 6.02 7.97 9.95 11.80 13.50 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖9中作出F－x圖線． 圖9 (2)根據(jù)F－x圖線可以求得彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m. (3)估測(cè)彈簧彈力為5N時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為_(kāi)_______J. 答案　(1)如圖所示 (2)50　(3)0.25 12．(2018·內(nèi)蒙古赤峰二中月考)傾角30°的

14、斜面體放在水平地面上，小車與斜面之間光滑，斜面體與地面之間粗糙，用兩根輕繩跨過(guò)兩個(gè)固定的定滑輪一端接在小車上(滑輪與斜面沒(méi)有連接)，另一端分別懸掛質(zhì)量為2m和m的物體A、B，當(dāng)小車靜止時(shí)兩繩分別平行、垂直于斜面，如圖10所示，不計(jì)滑輪摩擦．(重力加速度為g) 圖10 (1)求小車的質(zhì)量； (2)現(xiàn)使A、B位置互換，當(dāng)系統(tǒng)再次靜止時(shí)(斜面體始終未動(dòng))，地面與斜面體之間的摩擦力大?。? 答案　(1)4m　(2)mg 解析　(1)小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，對(duì)小車受力分析，沿斜面方向有：Mgsin30°＝2mg，得M＝4m. (2)當(dāng)A和B互換位置后，設(shè)A連接的繩子與垂直于斜面方向的夾

15、角為θ，沿斜面方向有：Mgsin30°＝mg＋2mgsinθ， 解得θ＝30°，即A連接的繩子豎直向上拉小車， 對(duì)小車和斜面體整體受力分析，水平方向有： f＝mgcos30° 解得f＝mg. 13．(2018·河北省衡水中學(xué)第一次調(diào)研)如圖11所示，放在粗糙的固定斜面上的物塊A和懸掛的物塊B均處于靜止?fàn)顟B(tài)．輕繩AO繞過(guò)光滑的定滑輪與輕彈簧的右端及輕繩BO的上端連接于O點(diǎn)，輕彈簧中軸線沿水平方向，輕繩的OC段與豎直方向的夾角θ＝53°，斜面傾角α＝37°，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA＝5kg，mB＝1.5kg，彈簧的勁度系數(shù)k＝500N/m，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2)求： 圖11 (1)彈簧的伸長(zhǎng)量x； (2)物塊A受到的摩擦力． 答案　(1)4cm　(2)5N，方向沿斜面向上 解析　(1)對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析如圖甲所示： 根據(jù)平衡條件，有：Tcosθ－mBg＝0，Tsinθ－F＝0，且：F＝kx，解得：x＝4cm； (2)設(shè)物塊A所受摩擦力沿斜面向下，對(duì)物塊A受力分析如圖乙所示： 　 根據(jù)牛頓第三定律有T′＝T，根據(jù)平衡條件，有：T－f－mAgsinα＝0，解得：f＝－5N，即物塊A所受摩擦力大小為5N，方向沿斜面向上． 9