高考物理一轮复习 单元质检二 相互作用（含解析）-人教版高三全册物理试题.docx

单元质检二相互作用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2019·黑龙江绥化联考)L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力,则P的受力个数为()A.3B.4C.5D.62.(2019·陕西城固一中月考)最近,不少人喜欢踩着一种独轮车,穿梭街头。这种独轮车全名叫电动平衡独轮车,其中间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板。当人站在踏板上向右运动时,可简化为如图甲、乙所示的模型。关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力,下列说法正确的是()A.考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左B.不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左C.考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零D.不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零3.(2019·湖南永州二模)如图所示,圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P,使圆柱体缓慢匀速转动,带动P从A点转到A'点,在这过程中P始终与圆柱体保持相对静止,那么P所受的静摩擦力的大小随时间的变化规律,可由下面哪个图表示()4.(2019·福建漳州质检)如图,一质量为m的木块,用劲度系数为k的轻质弹簧连接着。弹簧的另一端固定在斜面顶端。木块放在斜面上能处于静止状态。已知斜面倾角=37°,木块与斜面间的动摩擦因数=0.5。弹簧在弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。则()A.弹簧可能处于压缩状态B.弹簧的最大形变量为3mg5kC.木块受到的摩擦力可能为零D.木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上5.(2019·河南洛阳名校联考)某班级同学要调换座位,一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动。已知桌子的总质量为10 kg,若拉力的最小值为50 N,此时拉力与水平方向间的夹角为。重力加速度大小g取10 m/s2,桌子与地面间的动摩擦因数为,不计空气阻力,则()A.=3,=60°B.=33,=60°C.=3,=30°D.=33,=30°6.(2019·贵州遵义航天高级中学一模)如图所示,一质量为M的斜面体静止在水平地面上,物体B受沿斜面向上的力F作用沿斜面匀速上滑,A、B之间的动摩擦因数为,<tan ,且A、B质量均为m,则()A.A、B保持相对静止B.地面受到的压力等于(M+2m)gC.地面对斜面体的摩擦力等于mg(sin -cos )cos +Fcos D.B与斜面间的动摩擦因数为F-mgsin-mgcos2mgcos7.(2019·吉林二调)如图所示,半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上,光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态,P与圆心O的连线与水平面的夹角为,将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°,框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是()A.框架对小球的支持力先减小后增大B.拉力F的最小值为mgcos C.地面对框架的摩擦力先减小后增大D.框架对地面的压力始终在减小8.(2019·吉林长春一测)如图所示,质量为M的三角形木块A静止在水平地面上,其左右两斜面均光滑,一质量为m的物块B沿倾角=30°的右侧斜面加速下滑时,三角形木块A刚好保持静止,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则当物块B沿倾角=60°的左侧斜面下滑时,下列说法正确的是()A.A仍然静止不动,地面对A的摩擦力两种情况下等大B.A仍然静止不动,对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小C.A将向右滑动,若使A仍然静止需对其施加向左的作用力D.若=45°,A将滑动二、实验题(本题共2小题,共20分)9.(8分)(2019·河南周口中英文学校月考)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图1所示,则由图线可知:(1)弹簧的劲度系数为。 (2)为了用弹簧测力计测定两木块A、B间的动摩擦因数,两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案更合理。 甲方案中,若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N。当A被拉动时,弹簧测力计a的示数为6.0 N,b的示数为11.0 N,则A、B间的动摩擦因数为。 10.(12分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中(1)采用的科学方法是。 A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法(2)下列是某同学在做该实验的一些看法,其中正确的是 (填相应的字母)。 A.拉橡皮筋的绳线要细长,实验中弹簧测力计、橡皮 筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行B.拉橡皮筋结点到某一位置O时,拉力要适当大些, 读数时视线要正对弹簧测力计刻度C.拉橡皮筋结点到某一位置O时,两个弹簧测力计之间夹角应取90°以便于算出合力大小D.实验中,橡皮筋应该与两个弹簧测力计之间夹角的平分线在同一直线上E.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O点(3)实验中的情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,OB和OC为绳线。O为橡皮筋与绳线的结点,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是(选填“F”或“F'”)。 三、计算题(本题共2小题,共32分)11.(12分)(2019·宁夏育才中学月考)如图所示,质量M等于2 kg的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量m=1 kg的小球相连。今用跟水平方向成60°角的力F=103 N拉着球并带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,g取10 m/s2。求:(1)轻绳与水平方向的夹角;(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数。12.(20分)如图所示,某橡皮绳在弹性限度内的劲度系数k=400 N/m,现在把该橡皮绳的一端固定在A点,跨过与A等高的定滑轮B后在另一端D悬挂一个沙桶P,P的总质量M=2 kg,现有另一个沙桶Q挂在AB间橡皮绳的C点上,稳定后ACB=120°。忽略各接触点间的摩擦,并假设橡皮绳始终未超过弹性限度,g取10 m/s2。求:(1)此时橡皮绳的形变量;(2)此时沙桶Q的总质量m;(3)若A、B两点间的距离为53 cm,现在只往沙桶Q缓慢加沙直至沙桶Q的总质量变为3m,求稳定后沙桶Q下降的距离x。(橡皮绳始终能绕过定滑轮B)参考答案单元质检二相互作用1.CP、Q一起沿斜面匀速下滑时,P的上表面光滑,单独对Q受力分析,受到3个力:重力、P对Q的支持力、弹簧对Q沿斜面向上的弹力;单独对P受力分析,受到5个力:重力、Q对P的压力、弹簧对P沿斜面向下的弹力、斜面对P的支持力、斜面对P的摩擦力,故选项C正确。2.C考虑空气阻力,当人以如图甲所示状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力向右,故A错误;不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所受摩擦力向右,故B错误;当考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则重力、支持力与空气阻力平衡时,则脚所受摩擦力可能为零,故C正确;当不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与支持力提供加速度时,那么脚所受摩擦力可能为零,故D错误。3.B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,如下图所示。则Ff=mgsin,从A转至A'的过程中,先减小后增大,Ff先减小后增大,且按照正弦规律变化,故只有选项B正确。4.C木块与斜面间的最大静摩擦力Ffm=mgcos=0.5mg×0.8=0.4mg,重力沿斜面方向的分力为G1=mgsin=0.6mg,因G1>Ffm可知,弹力的方向不可能向下,即弹簧不可能处于压缩状态,选项A错误;弹簧有最大形变量时满足:G1+Ffm=kxm,解得xm=mgk,选项B错误;当G1=F弹时,木块受到的摩擦力为零,选项C正确;当G1>F弹时,木块受到的摩擦力沿斜面向上;当G1<F弹时,木块受到的摩擦力沿斜面向下,选项D错误。5.D对桌子受力分析,如图所示。根据平衡条件可知,水平方向有Fcos-Ff=0,竖直方向有FN+Fsin-G=0,其中Ff=FN,故F=Gcos+sin,令=tan,则F=Gsincoscos+sinsin=Gsincos(-);当=时,F有最小值,Fmin=Gsin=50N,=30°,故=tan30°=33,=30°,故只有选项D正确。6.CD对A分析,因为<tan,则mgsin>mgcos,则A、B不能保持相对静止,故A错误;以A为研究的对象,A受到重力、支持力和B对A的摩擦力,如图甲。甲垂直于斜面的方向:FN=mgcos沿斜面的方向:mgsin-FN=maA由于<tan,则maA=mgsin-mgcos>0加速度aA=gsin-gcos,将B和斜面体视为整体,受力分析,如图乙。乙可知地面对斜面体的摩擦力等于m(gsin-gcos)cos+Fcos,地面受到的压力为(M+m)g-Fsin+m(gcos+gsin)cos,故C正确,B错误;B对斜面体的正压力FN2=2mgcos,对B分析,根据共点力平衡有:F=mgsin+mgcos+Ff2,则动摩擦因数'=Ff2FN2=F-mgsin-mgcos2mgcos,故D正确。7.BD以小球为研究对象,分析受力情况,作出受力示意图,如图所示,根据几何关系可知,用F顺时针转动至竖直向上之前,支持力逐渐减小,F先减小后增大,当F的方向沿圆的切线方向向上时,F最小,此时F=mgcos,选项A错误、B正确;以框架与小球组成的整体为研究对象,整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用,由图可知,F在顺时针方向转动的过程中,F沿水平方向的分力逐渐减小,所以地面对框架的摩擦力始终在减小,选项C错误;以框架与小球组成的整体为研究对象,由图可知,F在顺时针方向转动的过程中,F沿竖直方向的分力逐渐增大,所以地面对框架的支持力始终在减小,选项D正确。8.CD物块B沿着右侧斜面下滑时,对斜面的压力等于其重力沿垂直斜面的分力,为F=mgcos30°,对木块A受力分析,木块A受重力、压力、支持力和向右的静摩擦力,如图1所示。木块A恰好不滑动,故静摩擦力达到最大值,等于滑动摩擦力,根据平衡条件有,x方向:Ff=Fsin30°,y方向:FN=Mg+Fcos30°,Ff=FN,解得=3m3m+4M。物块B从左侧下滑时,先假设木块A不动,木块A受重力、支持力、压力和向左的摩擦力,如图2所示。压力等于物块B重力沿垂直斜面的分力,即F'=mgcos60°,竖直方向一定受力平衡,即支持力FN'=Mg+F'cos60°=Mg+14mg,故最大静摩擦力Ffm=FN'=3m3m+4MMg+14mg,压力沿平行地面方向的分力为F'cos30°=34mg>Ffm,故A一定会滑动,要使A静止,需要对其施加向左的推力,故C正确,A、B错误;若=45°,物块B沿右侧斜面下滑时,先假设A不动,B对A的压力为mgcos45°,该压力沿平行地面方向的分力为mgsin45°·cos45°,竖直分力为mgcos45°·cos45°,与=30°时相比,B对A压力沿平行地面的分力变大,B对A压力的竖直分力变小,故A一定滑动,D正确。9.答案 (1)300 N/m(2)甲(3)0.3解析 (1)图线的斜率表示劲度系数,k=600.2N/m=300N/m;(2)甲方案较合理,因为在图甲中,B静止,弹簧测力计a的示数等于B所受的滑动摩擦力;利用a的示数和B的重力,得6=20,=0.3。10.答案(1)B(2)AB(3)F'解析(1)该实验中采用的科学方法是等效替代法。故B正确,A、C、D错误。故选B。(2)拉橡皮筋的绳线要细长,便于确定拉力的方向,要准确地表示出拉力的大小和方向,实验中弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行,故A正确;为减小读数的误差,拉橡皮筋结点到某一位置O时,拉力要适当大些,读数时视线要正对弹簧测力计刻度,故B正确;平行四边形定则中两个分力的夹角是任意的,故拉橡皮筋结点到某一位置O时,两个弹簧测力计之间夹角是任意的,故C错误;实验中,两个分力的大小不一定相同,故合力不一定在其夹角平分线上,故D错误;在实验中,拉力不需太大,也不要太小,不需要先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,故E错误。故选AB。(3)F1与F2的合力的实际测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向,而理论值是通过平行四边形定则得到的值。方向一定沿AO方向的是F'。11.答案 (1)30°(2)33解析 (1)m处于平衡状态,其合力为零,以m为研究对象,由平衡条件得:水平方向Fcos60°-FTcos=0竖直方向Fsin60°-FTsin-mg=0计算得出:=30°(2)M、m整体处于平衡状态,可看作整体,系统所受合力为零。以M、m整体为研究对象,由平衡条件得水平方向Fcos60°-FN=0竖直方向FN+Fsin60°-Mg-mg=0由得=3312.答案 (1)0.05 m(2)2 kg(3)5 cm解析 (1)各接触点间的摩擦忽略不计,故两个沙桶稳定时,橡皮绳上的弹力处处相等均为FT=Mg=20N由胡克定律可得,此时橡皮绳的伸长量为x=FTk=20400m=0.05m(2)对C点受力分析,由平衡条件得mg=2FTcos120°2解得:m=2kg(3)沙桶Q的总质量变为3m后,沙桶Q下降的距离即为C点下降的距离,如图所示。此时沙桶P的总质量不变,故橡皮绳上的弹力仍为FT=Mg=20N对C点受力分析,由平衡条件得3mg=2FTcosAC'B2=2FTcos联立解得:=30°由几何关系可得,此时沙桶Q下降的距离为x=AB2tan-AB2tan60°联立解得:x=5cm