2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第二单元 相互作用 作业8 Word版含答案

这是一份2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第二单元 相互作用 作业8 Word版含答案，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2016·廊坊模拟)共点的两个大小均为10 N的力，当它们的合力在0～10 N范围时，它们夹角的可能值是( )
A．27° B．79°
C．121° D．173°
答案 CD
解析 由题意，两个相等的共点力大小为10 N，而合力的大小也为10 N，因此由等边三角形的知识可知，当它们之间的夹角为120°时，合力即为10 N，如图所示，而当夹角为180°时，合力为零，因此它们的合力在0～10 N范围时，它们夹角在120°～180°之间，故C、D项正确．
2．一物体仅在F1和F2两个力作用下，做匀加速直线运动，F1＝2 N、F2＝5 N，物体质量为1 kg，下面说法正确的是( )
A．物体的加速度可能为2 m/s2
B．物体的加速度可能为3 m/s2
C．若将两个力的夹角减小，则加速度一定增大
D．若去掉F2，则加速度一定减小
答案 BCD
解析 两个力的合力最大为7 N，最小为3 N，加速度最大7 m/s2，最小为3 m/s2，A项错误，B、D两项正确．若将两个力的夹角减小，则合力增大，加速度一定增大．
3．(2016·沈阳模拟)如图所示，某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将(滑轮与绳的重力及摩擦均不计)( )
A．越来越小B．越来越大
C．先变大后变小D．先变小后变大
答案 B
解析 不计滑轮与绳的重力及摩擦力，则该同学对绳的拉力等于绳中张力，绳的拉力在竖直方向的合力大小等于重物重力，合力不变，两绳间夹角越大，绳的拉力也越大，故B项正确．
4.两同学用如图所示方法做共点力平衡实验．M、N为摩擦不计的定滑轮，O点是轻质细绳OA、OB和OC的结点，桌上有若干相同的钩码，一同学已经在A点和C点分别挂了3个和4个钩码，为使O点在两滑轮间某位置受力平衡，另一同学在B点挂的钩码数应是( )
A．1个 B．3个
C．4个 D．5个
答案 BC
解析 设细绳OM与OC的夹角为θ，则根据力的平衡条件可得：TB2＝42＋32＋24csθ，而90°＜θ＜180°，解得1＜TB＜5，所以B、C两项正确．
5.(2016·盐城二模)目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材．如图所示器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点．由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜．如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高，座椅静止时用F表示所受合力的大小，F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比( )
A．F不变，F1变小 B．F不变，F1变大
C．F变小，F1变小 D．F变大，F1变大
答案 A
解析 木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即：F＝0；根据共点力平衡条件，有：2F1csθ＝mg解得：F1＝eq \f(mg,2csθ)，由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，故图中的θ角减小了，故F不变，F1减小；故选A.
6.如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD＝120°，整个系统保持静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为Ff，则D物块所受的摩擦力大小为( )
A.eq \f(\r(3),2)Ff B．Ff
C.eq \r(3)Ff D．2Ff
答案 C
解析 假设弹簧处于拉伸状态，设弹簧的弹力为F，以A物块为研究对象，受力如图甲所示，根据平衡条件可得F＝Ff；再以D物块为研究对象，受力如图乙所示，Ff′＝2F′cs30°＝2Fcs30°＝eq \r(3)Ff，C项正确．
7.如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态．如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置时，下列判断正确的是( )
A．B端移到B1位置时，绳子张力不变
B．B端移到B2位置时，绳子张力变小
C．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大
D．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小
答案 AD
解析 以悬挂点为研究对象，画出其受力图，则两侧绳子的拉力相等，设绳子长为L，左、右两侧绳子长为L1、L2，两杆之间的宽度为d，两绳与竖直方向的夹角为θ，L1sinθ＋L2sinθ＝d，所以sinθ＝d/L，可见θ只由d、L决定，与其他因素无关，根据G＝2Fcsθ，F的大小与绳子在B、B1、B2的位置无关，所以A项正确．将杆移动到虚线位置时，d变小，θ变小，根据F＝eq \f(G,2csθ)，绳子张力变小，可见D项正确．
8.如图所示，作用于O点的三个力F1、F2、F3合力为零．F1沿－y方向，大小已知．F2与＋x方向夹角为θ(θ<90°)，大小未知．下列说法正确的是( )
A．F3一定指向第二象限
B．F3一定指向第三象限
C．F3与F2的夹角越小，则F3与F2的合力越小
D．F3的最小可能值为F1csθ
答案 D
解析 因F1、F2、F3的合力为零，故F3应与F2、F1的合力等大反向，故F3可能在第二象限，也可能在第三象限，A、B项均错；F3、F2的合力与F1等大反向，而F1大小、方向均已知，故F3与F2的合力与其夹角大小无关，C项错误；当F3与F2垂直时，F3最小，其最小值为F1csθ，D项正确．
9．已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为eq \f(\r(3),3)F，方向未知，则F1的大小可能是( )
A.eq \f(\r(3)F,3) B.eq \f(\r(3)F,2)
C.eq \f(2\r(3)F,3) D.eq \r(3)F
答案 AC
解析 如图所示，因F2＝eq \f(\r(3),3)F＞Fsin30°，故F1的大小有两种可能情况，由ΔF＝eq \r(F22－（Fsin30°）2)＝eq \f(\r(3),6)F，即F1的大小分别为Fcs30°－ΔF和Fcs30°＋ΔF，即F1的大小分别为eq \f(\r(3),3)F和eq \f(2\r(3),3)F，A、C两项正确．
10．(2016·石家庄质检)(多选)如图所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O点为球心，A、B为两个完全相同的小物块(可视为质点)，小物块A静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为F1，对球面的压力大小为N1；小物块B在水平力F2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为N2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ，则( )
A．F1∶F2＝csθ∶1 B．F1∶F2＝sinθ∶1
C．N1∶N2＝cs2θ∶1 D．N1∶N2＝sin2θ∶1
答案 AC
解析 对A、B分别受力分析如图，根据力的平衡得F1＝mgsinθ，F2＝mgtanθ，得F1∶F2＝csθ∶1，N1′＝mgcsθ，N2′＝eq \f(mg,csθ)，结合牛顿第三定律得N1∶N2＝cs2θ∶1，所以A、C两项正确，B、D两项错误．
11．(2016·湖南十二校联考)如图所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦．物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为( )
A.eq \f(\r(2),2)m B.eq \r(2)m
C．m D．2m
答案 A
解析 先以A为研究对象，由A物块受力及平衡条件可得绳中张力FT＝mgsin30°.再以动滑轮为研究对象，分析其受力并由平衡条件有mBg＝eq \r(2)FT，解得mB＝eq \f(\r(2),2)m，A项正确．
12．如图甲所示，在圆柱体上放一物块P，圆柱体绕水平轴O缓慢转动，从A转至A′的过程，物块与圆柱体保持相对静止，则图乙反映的是该过程中( )
A．重力随时间变化的规律B．支持力随时间变化的规律
C．摩擦力随时间变化的规律D．合外力随时间变化的规律
答案 B
解析 在圆柱体缓慢转动的过程中，物块P的重力是定值，不随时间发生变化，A项错误；物块P受三个力的作用，竖直向下的重力mg，沿半径指向外的支持力FN，沿切线方向的静摩擦力Ff，因圆柱体缓慢移动，所以物块P在任意位置所受合力为零，D项错误；对三力正交分解，设重力mg与支持力FN方向所夹锐角为θ，则FN＝mgcsθ，Ff＝mgsinθ，从A转至A′的过程中，θ先减小后增大，所以FN先增大后减小，Ff先减小后增大，B项正确，C项错误．
二、非选择题
13．压榨机结构如图所示，B为固定铰链，A为活动铰链，若在A处作用一水平力F，轻质活塞C就以比F大得多的力压D，若BC间距为2L，AC水平距离为h，C与左壁接触处光滑，则D受到的压力为多少？
答案 eq \f(L,2h)F
解析 力F的作用效果是对杆AC、AB产生沿杆方向的压力F1、F2，如图甲所示；而F1的作用效果是对D产生水平的推力F′和竖直向下的压力N，如图乙所示，由图得tanα＝eq \f(L,h)，F1＝F2＝eq \f(\f(F,2),csα)，N＝F1sinα，则N＝eq \f(\f(F,2),csα)·sinα＝eq \f(F,2)tanα＝eq \f(L,2h)F.
14.如图所示，物体A在水平力F1＝400 N的作用下，沿着倾角θ＝60°的斜面匀速下滑，物体A受的重力G＝400 N，(已知sin15°＝0.259，cs15°＝0.966)
(1)物体A总共受到几个力的作用？
(2)将F1与重力G进行合成，合力F大小等于多少？合力F与斜面成多少度角(锐角)?
(3)将斜面对物体的支持力与滑动摩擦力合成，得到合力F′，则F′与F的大小、方向有怎样的关系？
(4)斜面对物体的支持力与滑动摩擦力各等于多少？物体与斜面之间的动摩擦因数等于多少？
答案 (1)4个 (2)400eq \r(2) 与斜面成75°的锐角
(3)等大反向 (4)546 N 146 N 0.27
解析 (1)物体受到重力、支持力和水平力F1、摩擦力，共4个力作用．
(2)F1与重力G的合力．F＝eq \r(F12＋G2)＝eq \r(4002＋4002) N＝400eq \r(2) N．F与斜面成75°的锐角，如图所示．
(3)将斜面对物体的支持力与滑动摩擦力合成，得到合力F′，则F′与F大小相等方向相反，作用在一条直线上．如图所示．
(4)斜面对物体的支持力
F2＝Fcs15°＝eq \r(2)Gcs15°＝546 N.
滑动摩擦力F3＝Fsin15°＝eq \r(2)Gsin15°＝146 N.
动摩擦因数μ＝eq \f(F3,F2)＝tan15°＝0.27.