2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用階段檢測含解析新人教版

PAGE9-階段滾動檢測(二)(其次章)(45分鐘100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。1～5小題為單選,6～8小題為多選)1.(2024·曲靖模擬)在學(xué)校的綠化帶上發(fā)覺一個鳥窩靜止擱在三根樹杈之間。若鳥窩的質(zhì)量為m,與三根樹杈均接觸。重力加速度為g。則()A.三根樹杈對鳥窩的合力大小等于mgB.鳥窩所受重力與鳥窩對樹杈的力是一對平衡力C.鳥窩與樹杈之間肯定只有彈力的作用D.樹杈對鳥窩的彈力指向鳥窩的重心【解析】選A。由力的平衡學(xué)問可知,三根樹杈對鳥窩的合力大小等于mg,故選項A正確;鳥窩所受重力作用在鳥窩上,而鳥窩對樹杈的力是作用在樹杈上,兩力不是一對平衡力,故選項B錯誤;鳥窩與樹杈之間也可能存在摩擦力的作用,故選項C錯誤;樹杈對鳥窩的彈力方向垂直于樹枝方向,不肯定指向鳥窩的重心,故選項D錯誤。2.(2024·昭通模擬)《中國制造2025》是國家實施強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年行動綱領(lǐng),智能機(jī)器制造是一個重要方向,其中智能機(jī)械臂已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。如圖所示,一機(jī)械臂鐵夾豎直夾起一個金屬小球,小球在空中處于靜止?fàn)顟B(tài),鐵夾與球接觸面保持豎直,則()A.若增大鐵夾對小球的壓力,小球受到的摩擦力變大B.小球受到的摩擦力與重力大小相等C.機(jī)械臂受到的摩擦力方向豎直向上D.若鐵夾水平移動,小球受到的摩擦力變大【解析】選B。對小球進(jìn)行受力分析,如圖所示,小球處于平衡狀態(tài),依據(jù)力的平衡條件:f=mg,增大鐵夾對小球的壓力,小球受到的摩擦力不變,故選項A錯誤,B正確;機(jī)械臂受到的摩擦力和小球受到的摩擦力是一對作用力和反作用力,大小相等,方向相反,即機(jī)械臂受到的摩擦力方向豎直向下,故選項C錯誤;鐵夾水平移動,小球豎直方向的合力仍舊為零,即摩擦力大小仍舊等于重力,故選項D錯誤。3．如圖所示，在光滑水平面上有一輛小車A，其質(zhì)量為mA＝2.0kg，小車上放一個物體B，其質(zhì)量為mB＝1.0kg。如圖甲所示，給B一個水平推力F，當(dāng)F增大到稍大于3.0N時，A、B起先相對滑動。假如撤去F，對A施加一水平推力F′，如圖乙所示，要使A、B不相對滑動，則F′的最大值Fmax為()A.2.0N B．3.0NC．6.0N D．9.0N【解析】選C。依據(jù)題圖甲所示，設(shè)A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值Ffmax時，系統(tǒng)的加速度為a。依據(jù)牛頓其次定律，對A、B整體有F＝(mA＋mB)a，對A有Ffmax＝mAa，代入數(shù)據(jù)解得Ffmax＝2.0N。依據(jù)題圖乙所示狀況，設(shè)A、B剛起先滑動時系統(tǒng)的加速度為a′，依據(jù)牛頓其次定律得：以B為探討對象有Ffmax＝mBa′以A、B整體為探討對象，有Fmax＝(mA＋mB)a′代入數(shù)據(jù)解得Fmax＝6.0N。故C正確。【加固訓(xùn)練】如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，放在光滑地面上，已知A、B物塊的質(zhì)量分別為M、m，物塊間粗糙?，F(xiàn)用水平向右的恒力F1、F2先后分別作用在A、B物塊上，物塊A、B均不發(fā)生相對運(yùn)動，則F1、F2的最大值之比為 ()A.1∶1B.M∶mC.m∶M D.m∶(m+M)【解析】選B。F1作用在A物塊上，由牛頓其次定律，F(xiàn)1=(M+m)a1。設(shè)A、B物塊間的最大靜摩擦力為Ff，對B物塊，則有Ff=ma1。F2作用在B物塊上，由牛頓其次定律，F(xiàn)2=(M+m)a2。對A物塊，則有Ff=Ma2，聯(lián)立解得：F1、F2的最大值之比為F1∶F2=M∶m，選項B正確。4．(2024·昆明模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的硬質(zhì)面字典A對稱放在硬質(zhì)面的書本B上，將書本B的一端緩慢抬高至字典剛要滑動，此時書脊與水平面的夾角為θ。下列說法中正確的是()A．B對A的作用力為零B．B的一個側(cè)面對A的彈力為mgcosθC．B對A的最大靜摩擦力的合力為mgsinθD．A受到3個力的作用【解析】選C。B對A的作用力大小為A的重力mg，方向豎直向上，故A錯誤；B的一個側(cè)面對A的彈力N＝eq\f(1,2)mgcosθ，故B錯誤；A受力平衡，依據(jù)平衡條件得，B對A的最大靜摩擦力的合力f合＝mgsinθ，故C正確；A處于靜止?fàn)顟B(tài)，對A進(jìn)行受力分析，A受到重力，書本B兩側(cè)對A的兩個支持力，B書兩側(cè)對A的兩個摩擦力，共5個力，故D錯誤。5.如圖所示，物體A、B疊放在物體C上，C置于水平地面上，水平力F作用于B，使A、B、C一起勻速向右運(yùn)動，各接觸面間摩擦力的狀況是()A．B對C有向左的摩擦力B．C對A有向右的摩擦力C．物體C受到三個摩擦力作用D．C對地面有向右的摩擦力【解析】選D。三個物體都做勻速直線運(yùn)動所受合外力均為零。以B為探討對象，B水平方向受到向右的拉力F作用，依據(jù)平衡條件可知，C對B有向左的靜摩擦力作用，依據(jù)牛頓第三定律可知，B對C有向右的靜摩擦力作用，故A錯誤；C對A沒有摩擦力作用，否則A受力不平衡，不行能勻速直線運(yùn)動，則A對C也沒有摩擦力作用，故B錯誤；以整體為探討對象，由平衡條件可知，地面對C有向左的滑動摩擦力作用，則C對地面有向右的滑動摩擦力作用，故C受到兩個摩擦力作用，故C錯誤，D正確。【加固訓(xùn)練】如圖所示，將三個形態(tài)不規(guī)則的石塊疊放在水平桌面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是 ()A.桌面對石塊c的作用力肯定豎直向上B.石塊b肯定受到三個力的作用C.石塊c受到水平桌面對左的摩擦力D.石塊b對a的支持力與a受到的重力是一對作用力與反作用力【解析】選A。整體分析可知，c水平方向不受摩擦力，則桌面對石塊c的作用力肯定豎直向上，A正確，C錯誤；b受到重力、c對b的支持力、a對b的壓力以及a對b的摩擦力、c對b的摩擦力，共5個力作用，B錯誤；石塊b對a的支持力屬于彈力的性質(zhì)，a受到的重力屬于重力的性質(zhì)，兩個力性質(zhì)不相同，而一對作用力與反作用力肯定性質(zhì)相同，D錯誤。6.如圖所示，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，起先時輕繩與斜劈平行?，F(xiàn)給小滑塊施加一個豎直向上的拉力，使小滑塊沿桿緩慢上升，整個過程中小球始終未脫離斜劈，則有()A．小球?qū)π迸膲毫Ρ３植蛔傿．輕繩對小球的拉力增大C．豎直桿對小滑塊的彈力先增大再減小D．對小滑塊施加的豎直向上的拉力漸漸增大【解析】選B、D。對小球受力分析，受重力、支持力和細(xì)線的拉力，如圖甲所示：依據(jù)平衡條件可知，細(xì)線的拉力T增加，支持力N減小，依據(jù)牛頓第三定律，球?qū)π泵娴膲毫σ矞p小，故A錯誤、B正確；對球和滑塊整體分析，受重力、斜面的支持力N，桿的支持力N′，拉力F，如圖乙所示：依據(jù)平衡條件，有：水平方向：N′＝Nsinθ，豎直方向：F＋Ncosθ＝G總，由于N減小，故N′減小，F(xiàn)增加，故C錯誤、D正確?！究偨Y(jié)提升】(1)隔離小球，圖解法分析細(xì)線的拉力T和斜面對小球支持力N的變更；(2)整體探討小球和滑塊，解析法分析豎直桿對小滑塊的彈力和拉力F的變更。7．如圖所示，A、B、C三個物塊重力均為100N，小球P重40N，作用在物塊B上的水平力F＝20N，整個系統(tǒng)靜止，不計繩子質(zhì)量，下列說法正確的是()A.物塊C受6個力作用B．A和B之間的摩擦力是20NC．B和C之間的摩擦力是20ND．C與桌面間的摩擦力是40N【解析】選A、C。水平繩子對C的拉力F1＝GP＝40N；A與B之間沒有摩擦力，C對B的摩擦力向右，大小為20N，則B對C的摩擦力大小為20N，向左，那么桌面對C的摩擦力大小也為20N，向左，C受重力、B對C的壓力、桌面對C的支持力、繩子的拉力、桌面對C的摩擦力、B對C的摩擦力，共受6個力，故本題選A、C。8．(x-t2圖象)(2024·大同模擬)質(zhì)點做直線運(yùn)動的位移x和時間平方t2的關(guān)系圖象如圖所示，則該質(zhì)點()A．加速度大小為2m/s2B．隨意相鄰1s內(nèi)的位移差都為2mC．第2s內(nèi)的位移是2mD．第3s內(nèi)的平均速度大小為3m/s【解析】選A、B。依據(jù)圖象得質(zhì)點位移x和時間平方t2的關(guān)系式為x＝t2，由勻變速直線運(yùn)動的位移與時間關(guān)系式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，得質(zhì)點的初速度為0，加速度為a＝2m/s2，且加速度恒定不變，選項A正確；因為質(zhì)點做勻加速直線運(yùn)動，加速度為a＝2m/s2，依據(jù)Δx＝aT2，可知隨意相鄰1s內(nèi)的位移差都為2m，選項B正確；依據(jù)位移x和時間平方t2的關(guān)系式x＝t2知，質(zhì)點在第1s內(nèi)的位移為1m，質(zhì)點在前2s內(nèi)的位移為4m，則質(zhì)點在第2s內(nèi)的位移是3m，選項C錯誤；質(zhì)點在前3s內(nèi)的位移為9m，則質(zhì)點在第3s內(nèi)的位移為x3＝(32－22)m＝5m，平均速度為5m/s，選項D錯誤。二、試驗題(12分)9.小莉和她的同學(xué)結(jié)合圖示的方法，利用簡易試驗器材：一把刻度尺，一質(zhì)量為m＝300g的重物，測量自己頭發(fā)絲能承受的最大拉力，并與網(wǎng)上獲得的正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對比(頭發(fā)能承受的拉力隨年齡而變更：20歲組，頭發(fā)能承受的拉力最大，平均約1.72N；30歲組，平均約1.50N……)試驗步驟如下：①水平固定刻度尺；②用手指尖緊捏住頭發(fā)絲兩端，用直尺測量出兩手指尖之間的頭發(fā)絲長度L＝50.00cm；③重物掛在頭發(fā)絲上，兩手緩慢沿刻度尺水平移動，直至頭發(fā)絲恰好被拉斷；從刻度尺上讀出兩手指尖之間的距離d＝30.00cm。(取重力加速度g＝10m/s2，掛鉤光滑且質(zhì)量不計)。由以上數(shù)據(jù)可知所用刻度尺的最小分度為____________；頭發(fā)絲的最大拉力的表達(dá)式F＝__________(用以上物理量符號表示)；利用所測數(shù)據(jù)可求得最大拉力為__________N(保留三位有效數(shù)字)，在正常范圍?！窘馕觥恳罁?jù)讀數(shù)可知L＝50.00cm，則說明最小分度應(yīng)為1mm；設(shè)頭發(fā)與刻度尺之間的夾角為θ，由圖中的幾何關(guān)系可知，cosθ＝eq\f(d,L)頭發(fā)與繩子的結(jié)點處受力平衡，設(shè)頭發(fā)的拉力為F，得：2Fsinθ＝mg聯(lián)立得：F＝eq\f(mg,2sinθ)＝eq\f(mg,2\r(1－（\f(d,L)）2))＝eq\f(mgL,2\r(L2－d2))代入數(shù)據(jù)得：F＝1.88N答案：1mmeq\f(mgL,2\r(L2－d2))1.88三、計算題(本題共2小題，共40分。需寫出規(guī)范的解題步驟)10．(18分)(2024·濟(jì)南模擬)在豎直墻壁的左側(cè)水平地面上，放置一個棱長為a、質(zhì)量M＝1kg的正方體ABCD，在墻壁和正方體之間放置一半徑R＝1m、質(zhì)量為m的光滑球，正方體和球均保持靜止，如圖所示。球的球心為O，OB與豎直方向的夾角為θ，正方體的邊長a>R，正方體與水平地面的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3)，已知重力加速度g取10m/s2，并認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。(1)若θ＝45°，m＝1kg，豎直墻壁對球的彈力是多大？(2)變更正方體到墻壁之間的距離，當(dāng)正方體的右側(cè)面AB到墻壁的距離小于某個值L時，則無論球的質(zhì)量是多少，球和正方體都始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，且球沒有掉落地面，請問這個距離的值L是多少？【解析】(1)以球為探討對象，受力如圖小球受力平衡，墻壁對球的彈力N2＝mgtanθ＝10N(2)以正方體和球整體為探討對象，豎直方向受重力(M＋m)g和地面的支持力FN，水平方向受墻壁的彈力N2和地面的摩擦力Ff，依據(jù)平衡條件有FN＝(M＋m)g，N2＝mgtanθ≤Ff且Ff＝μFN，得tanθ≤eq\f(μ（m＋M）,m)＝eq\f(\r(3)（m＋M）,3m)無論球的質(zhì)量是多少都必需滿意以上條件，則tanθ≤eq\f(\r(3),3)即θ≤30°故L≤R＋Rsin30°＝eq\f(3,2)R＝1.5m答案：(1)10N(2)1.5m11．(22分)如圖所示，將傾角θ＝30°、表面粗糙的斜面固定在地面上，用一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩個光滑的、半徑很小的滑輪連接甲、乙兩物體(均可視為質(zhì)點)，把甲物體放在斜面上且細(xì)繩與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使細(xì)繩拉直且偏離豎直方向α＝60°。起先時甲、乙均靜止?，F(xiàn)同時釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內(nèi)來回運(yùn)動，測得繩長OA為l＝0.5m，當(dāng)乙物體運(yùn)動經(jīng)過最高點和最低點時，甲物體在斜面上均恰好未滑動，已知乙物體的質(zhì)量為m＝1kg，忽視空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)乙物體在豎直平面內(nèi)運(yùn)動到最低點時的速度大小以及所受的拉力大小；(2)甲物體的質(zhì)量以及斜面對甲物體的最大靜摩擦力的大??；(3)斜面與甲物體之間的動摩擦因數(shù)μ(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。【解析】(1)依據(jù)動能定理得，mgl(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2代入數(shù)據(jù)，則v＝eq\r(5)m/s，F(xiàn)1－mg＝eq\f(mv2,l)，則F1＝mg＋eq\f