2021版物理提能大一轮复习课标版文档：章末检测第二章　相互作用

章末检测

一、选择题

1.如图所示的容器内盛有水,器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状,有一个小物件P处于图示位置并保持静止状态,则该物体(　　)

A.可能受三个力作用

B.可能受四个力作用

C.一定受三个力作用

D.一定受四个力作用

1.答案　B　物体一定受到重力和浮力,若浮力大小等于重力,则二者可以平衡,物体与AB间没有相互作用,故可能受两个力作用;若浮力大于重力,则物体一定会受AB的弹力,由于弹力垂直于接触面向下,物体只有受到斜向下的摩擦力才能受力平衡,故物体可能受四个力;故只有B项正确,A、C、D错误。

2.图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为FA、FB,灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是(　　)

A.FA一定小于G

B.FA与FB大小相等

C.FA与FB是一对平衡力

D.FA与FB大小之和等于G

2.答案　B　由题意知,A、B两点等高,且两绳等长,故FA与FB大小相等,B选项正确。若两绳夹角大于120°,则FA=FB>G;若夹角小于120°,则FA=FB<G;若夹角等于120°,则FA=FB=G,故选项A、D错。夹角为180°时,FA与FB才能成为一对平衡力,但这一情况不可能实现,故C项错。

3.(2020广东湛江模拟)如图所示,三根粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平

地面上,处于静止状态,每根圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角θ=120°,若在地面上的两根圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则(　　)

A.圆木间的弹力为mg

B.下面两根圆木对地面的压力均为mg

C.地面上的每根圆木受到地面的作用力为mg

D.地面与圆木间的动摩擦因数为

3.答案　B　对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,合力为零,则有FN1 sin =      FN2 sin,FN1 cos+FN2 cos =mg,解得FN1=FN2=mg,故A错误;对整体受力分析,受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力,由对称性可知,竖直方向有==mg,故B正确;对B进行研究,地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力,大于mg,故C错误;对C,根据平衡条件得Ff=FN2 sin 60°=mg×=mg,所以地面对C的摩擦力大小为mg,根据Ff=μ,可得μ===,故D错误。

4.如图所示,一直杆倾斜固定,并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5 kg的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F=10 N的力,圆环处于静止状态,已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,g=10 m/s2。下列说法正确的是(　　)

A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上

B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 N

C.圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上

D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N

4.答案　D　对圆环受力分析如图所示:由于F=10 N>mg=5 N,所以杆对环的弹力FN垂直杆向下,杆对环还有沿杆向下的静摩擦力Ff,则FN与Ff的合力应竖直向下,大小为F合=F-mg=5 N,所以FN=F合 cos 30°= N,Ff=F合 sin 30°=2.5 N,综上可知选项D正确。

5.(多选)如图所示,两根轻绳一端系于结点O,另一端分别系于固定圆环上的A、B两点,O点下面悬挂一质量为M的物体,绳OA水平,拉力大小为F1,绳OB与OA的夹角α=120°,拉力大小为F2,将两绳同时缓慢顺时针转过75°,并保持两绳之间的夹角α始终不变,且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中,下列说法正确的是(　　)

A.F1逐渐增大 B.F1先增大后减小

C.F2逐渐减小 D.F2先增大后减小

5.答案　BC　设两绳转动过程中,绳OA与水平方向的夹角为θ,以O点为研究对象,受力分析如图所示,因为两绳是缓慢移动的,所以O点始终处于平衡状态,由平衡条件得F1 cos θ=     F2 cos (60°-θ),F1 sin θ+F2 sin (60°-θ)=T,其中T=Mg,联立解得F1=,F2=。当θ<60°时,θ增大,F1增大,F2减小;当60°≤θ≤75°时,θ增大,F1减小,F2减小。因此,在两绳旋转的过程中,F1先增大后减小,F2逐渐减小,选项B、C正确。

6.如图所示,表面光滑、半径为R的半球体固定在水平地面上,球心O的正上方O'处有一个光滑定滑轮,轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上(不计小球大小),两小球平衡时,滑轮两侧细绳的长度分别为L1=2.5R、L2=2.4R,则这两个小球的质量之比m1∶m2为(　　)

A.24∶1 B.25∶1

C.24∶25 D.25∶24

6.答案　C　先以右侧小球为研究对象,分析受力情况。小球受重力m2g、绳子的拉力T和半球体的支持力N,如图所示。由平衡条件得知,拉力T和支持力N的合力与重力m2g大小相等、方向相反。设OO'=h,根据三角形相似得=,得m2g=。同理,以左侧小球为研究对象,得m1g=。联立解得m1∶m2=L2∶L1=24∶25。

7.(2019湖南怀化三模)如图所示,两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态。已知墙面光滑,水平地面粗糙。现将A球向下移动一小段距离,两球再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,地面对B球的支持力N和轻杆上的压力F的变化情况是(　　)

A.N不变,F变大 B.N变大,F变大

C.N不变,F变小 D.N变大,F变小

7.答案　A　对整体进行受力分析,知竖直方向N=2mg,移动两球后,仍然平衡,则N仍然等于2mg,所以N不变。

再隔离A进行受力分析,轻杆对A的作用力等于轻杆上受到的压力,轻杆对A球的作用力F'=,当A球向下移动一小段距离,夹角θ变大, cos θ变小,所以F'变大,即F变大。故A正确,B、C、D错误。

8.(多选)如图所示,一条细线一端与地板上的物体B相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O'点,细线与竖直方向所成角度为α,则(　　)

A.如果将物体B在地板上向右移动一点,α角将增大

B.无论物体B在地板上左移还是右移,只要距离足够小,α角将不变

C.增大小球A的质量,α角一定减小

D.悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力

8.答案　AD　O、A之间的细线一定沿竖直方向,如果物体B在地板上向右移动一点,O、B间的细线将向右偏转,OA与OB间的夹角将增大。OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力,其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反,悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO'的方向)与∠AOB的角平分线在一条直线上,显然物体B在地板上向右移动时α角将增大,A正确,B错误;增大小球A的质量,只要物体B的位置不变,α角也不变,C错误;因物体B无论在地板上移动多远,∠AOB也不可能达到120°,故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力,D正确。

二、非选择题

9.某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.60 cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如表所示。

　　(1)根据表中数据在图中作出F-x图线;

(2)由此图线可得,该弹簧劲度系数k=　　　N/m; 

(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是　　　　　　　　　　　。 

9.答案　(1)如图所示

(2)50　(3)弹簧自身重力的影响

解析　(1)用作图法研究弹簧的弹力与其伸长量的关系,由于实验误差,依据实验数据描成的点有时不会完全在一条直线上,这时所作直线应尽量多地通过这些点,并使不在直线上的点尽量均匀分布在所作直线两侧,明显与其他的点相差很远的点应该舍去。该题中所给出数据恰好可以在一条直线上,所以直接描点作图即可。

(2)在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。由ΔF=kΔx得k==50 N/m,即图线的斜率为弹簧的劲度系数。

(3)由于弹簧有一定重量,将其自然悬挂时的长度与平放时的长度不一样,平放时稍短一些,量取L0时,应将弹簧一端固定在铁架台上的铁夹上,让其自然下垂,再用刻度尺量得自然状态下的原长。

10.如图所示,在光滑的水平杆上穿两个重均为2 N的球A、B,在两球之间夹一弹簧,弹簧的劲度系数为10 N/m,用两条等长的线将球C与A、B相连,此时弹簧被压缩了10 cm,两条线的夹角为60°,求:

(1)杆对A球的支持力为多大;

(2)C球的重力为多大。

10.答案　(1)(2+) N　(2)2 N

解析　(1)A、C球的受力情况分别如图所示

其中F=kx=1 N

对于A球,由平衡条件得

F=FT sin 30°

FN=GA+FT cos 30°

解得FN=(2+) N

(2)由(1)可得两线的拉力为

FT=2 N

对于C球,由平衡条件得

2FT cos 30°=GC

解得GC=2 N

11.如图所示,木块A固定在水平地面上,细线的一端系住光滑滑块B,另一端绕过固定在木块A上的轻质光滑滑轮后固定在墙上,B与A的竖直边刚好接触,滑轮左侧的细线竖直,右侧的细线水平。已知滑块B的质量为m,木块A的质量为3m,重力加速度为g,当撤去固定A的力后,A不会翻倒。求:

(1)A固定不动时,细线对滑轮的压力大小F;

(2)撤去固定A的力后,A与地面间的动摩擦因数μ满足什么条件时,A不会向右运动。

11.答案　(1)mg　(2)μ≥0.25

解析　(1)A固定不动时,以B为研究对象,根据平衡条件可得细线拉力大小等于B的重力,即T=mg

根据力的合成可得细线对滑轮的压力大小F=T=mg

(2)以A和B为一个整体,当A恰好不向右运动时,竖直方向的支持力大小FN=4mg

水平方向根据平衡条件可得

T=f=μ0FN

解得μ0=0.25

所以撤去固定A的力后,A与地面间的动摩擦因数μ≥0.25,A不会向右运动