专题02 质量检测（解析版）.docx

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1、专题02 相互作用力质量检测卷第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.(2020四川部分中学第一次月考)下列说法正确的是()A木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生了微小形变B由磁铁间存在相互作用可知：力可以离开物体而单独存在C摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反D质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外【答案】D【解析】木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生了微小

2、形变，选项A错误；力是物体间的相互作用，不能离开物体而单独存在，选项B错误；因摩擦力方向总是与物体间相对运动趋势或相对运动方向相反，则其可能与物体的运动方向相同，也可能与物体的运动方向相反，选项C错误；质量均匀分布、形状规则的物体的重心在它的几何中心，即其重心可能在物体上，也可能在物体外，比如：质量分布均匀的圆环，重心在圆心上，不在圆环上，选项D正确2.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500 N，则物块的质量最大为()A150 kg B100 kg C200 kg D2

3、00 kg【答案】A【解析】物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件FFfmgsinFfFNFNmgcos由式得Fmgsinmgcos所以m故当Fmax1500 N时，有mmax150 kg，A正确。3.(2021浙江省之江教育评价)如图所示，某钢制工件上开有一个楔形凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形ABC，CAB30，ABC90，在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的AB边的压力大小为F1，对BC边的压力大小为F2，则的值为()A. B. C. D.【答案】B【解析】金属球受到的重力产生两个作用效果，压AB面和压BC面，如图所示，对AB面的压力大小F1等于分力G1，

4、对BC面的压力大小F2等于分力G2，故tan 60，选项B正确4.(2020南昌八一中学高三上学期期末)如图所示，在水平晾衣杆上晾晒床单时，为了使床单尽快晾干，可在床单间支撑轻质小木棍。小木棍的位置不同，两侧床单间夹角将不同。设床单重力为G，晾衣杆对床单的作用力大小为F，下列说法正确的是()A越大，F越大B越大，F越小C无论取何值，都有FGD只有当120时，才有FG【答案】C【解析】以床单和小木棍整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力F，由平衡条件知FG，与取何值无关，A、B、D错误，C正确。5.(2021浙江嘉兴市测试)如图所示，水平桌面上有一斜面体C，两物块A和B叠放在C上，B的上

5、表面水平A和B一起沿斜面匀速下滑的过程中，C始终处于静止状态若下滑过程中A与B、B与C、C与桌面之间摩擦力大小分别用Ff1、Ff2、Ff3表示，则()AFf10，Ff20，Ff30BFf10，Ff20，Ff30CFf10，Ff20，Ff30DFf10，Ff20，Ff30【答案】A【解析】对A进行受力分析，根据平衡条件知，A只受重力和支持力这一对平衡力，而摩擦力不存在，即Ff10，对AB整体进行受力分析，有重力、支持力、摩擦力，如果没有摩擦力，则整体不能够平衡，即Ff20，对ABC整体进行受力分析，受重力、支持力，如果水平方向存在摩擦力，则整体不能够平衡，即有Ff30，故选A.6.(2021浙江

6、杭州二中模拟)如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根等高的竖直杆的顶端，绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计，原来保持静止，一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止，下列说法中正确的是()A在新位置时挂钩左右两边绳的拉力不再相等B有风和无风两种情况下绳的拉力大小相等C有风和无风两种情况下，绳子的张角AOB保持不变D在有风的情况下，将绳子的右端从A点移到C点，则绳子的拉力变小【答案】D【解析】O点始终是活结点，活结两端的拉力大小相等，故A错误；衣服原来是受重力和两个拉力而平衡，多个风力后是四力平衡，两个绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡，故两个绳子的

7、拉力的合力变大，有风时张角会变小，所以绳子的拉力可能增大，可能变小，也可能不变，故B、C错误；当在有风的情况下将绳子的端点从A点移到C点，BO与竖直方向的夹角增大，AO与竖直方向的夹角减小，因为BO和AO绳产生的拉力仍然相等，它们在水平方向的分力的差值刚好是风力，风力不变，则拉力F减小，故D正确7. (20211月辽宁普高校招生适应性测试，7)如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线O1O2与轻绳之间的夹角为，则、应满足()A.tan 3cot B.2tan 3cot C.3tan ta

8、n() D.3tan 2tan()【答案】C【解析】以大球和小球为整体受力分析如图甲，有FTcos 3mg，FTsin FN1，解得FN13mgtan 再以小球为研究对象，进行受力分析如图乙所示FN2sin()FN1，FN2cos()mg，解得：FN1mgtan()，联立得：3tan tan()，选项C正确。8.(2021百师联盟山东模拟)如图所示，光滑的定滑轮固定在天花板的A点上，质量为M的物块a静置在水平地面上的C点，系在a上的细线跨过定滑轮后，固定在天花板上的B点，质量为m的物块b利用光滑小挂钩挂在A、B间细线上的O点，当AC、AO与竖直方向的夹角均为30时，a、b两物块均保持静止，重力

9、加速度为g，下列说法正确的是()A.细线的拉力FTmgB.物块a对地面的压力FN(Mm)gC.物块a对地面的摩擦力FfMgD.若将B端的细线向左缓慢移动至A处的过程中，物块a始终保持静止【答案】D【解析】由于挂钩光滑，故对b物块由几何关系和平衡条件可得2FTcos 30mg，故细线的拉力FTmg，故A错误；对a物块，由平衡条件可知，竖直方向FNFTcos 30Mg，解得FN(Mm)g，故B错误；由平衡条件知，水平方向FTsin 30Ff，解得Ff，故C错误；若将B端的细线向左缓慢移动至A处的过程中，细线AO、BO夹角减小，故细线中拉力减小，故物块a受到的拉力水平分量和竖直分量均减小，a对地面的

10、压力增大，与地面间的最大静摩擦力增加，拉力的水平分量不能克服最大静摩擦力，故始终保持静止，故D正确。9.(2021广东五华县上学期期末质检)如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后()A.M静止在传送带上 B.M可能沿传送带向上运动C.M受到的摩擦力不变 D.M下滑的速度不变【答案】CD【解析】由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力和支持力作用，传送带启动以后对M受力没有影响，不会影响其运动状态，C、D项正确。10.(2021浙江“七彩阳光”联考)如图所示，光滑的横杆上穿着两个质量m0.2 kg的小

11、球，在两个小球之间夹一个劲度系数k10 N/m轻质弹簧，用两条等长的轻绳将小球C与A、B相连，此时弹簧的压缩量x10 cm，两条线的夹角60，取重力加速度g10 m/s2，下列说法正确的是()A弹簧的弹力为1 NB小球C的重力大小是2 NC直杆对小球A的支持力大小是 ND轻绳上的张力大小是2 N【答案】AD【解析】根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为Fkx100.1 N1 N，A项正确；分析A球的受力情况，如图所示利用正交分解法，根据平衡条件得FTcos 60F，FNGFTsin 60解得FT2 N，FN(2) N小球C的重力GC2FTcos 302 N，故B、C错误，D正确11.(2020广东惠

12、州一中质检)如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B的半径的3倍，球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态.设墙壁对B的支持力为F1，A对B的支持力为F2，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是()A.F1减小 B.F1增大C.F2增大 D.F2减小【答案】AD【解析】法一：解析法以球B为研究对象，受力分析如图甲所示，可得出F1Gtan ，F2，当A向右移动少许后，减小，则F1减小，F2减小，故A、D正确.法二：图解法先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量

13、三角形，在角减小的过程中，从图中可直观地看出，F1、F2都减小，故A、D正确.12.(2020湖南益阳市高三期末)如图所示，竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为m1的光滑半圆柱体紧靠竖直墙壁置于水平地面上，O1为半圆柱体截面所在圆的圆心，质量为m2且可视为质点的均匀小球O2用长度等于A、B两点间距离的细线悬挂于竖直墙壁上的A点，小球静置于半圆柱体上，当换用质量不变，而半径不同的光滑半圆柱体时，细线与竖直墙壁的夹角就会跟着发生改变。已知重力加速度为g，不计各接触面间的摩擦，则下列说法正确的是()A.当60时，半圆柱体对地面的压力大小为m1gm2gB.当60时，小球对半圆柱体的压力大小为m2gC

14、.换用不同的半圆柱体时，半圆柱体对竖直墙壁的最大压力大小为m2gD.换用半径更大的半圆柱体时，半圆柱体对地面的压力保持不变【答案】AC【解析】对小球进行受力分析如图甲所示，连接O2B和O1O2，由几何关系可知，小球受力平衡，有FN1m2gsin ，FTm2gcos ，对小球和半圆柱体整体进行受力分析，整体受地面的支持力FN、墙壁的弹力F、细线的拉力FT、重力(m1m2)g，如图乙所示，整体受力平衡，则在竖直方向上有FNFTcos (m1m2)g，水平方向上有FFTsin 。当60时，FN1m2g，由牛顿第三定律得小球对半圆柱体的压力大小为m2g，B错误；FFTsin m2gsin 2，当45时

15、，Fmaxm2g，C正确；FN(m1m2)gm2gcos2，当60时，FNm1gm2g，当换用半径更大的半圆柱体时，改变，FN改变，由牛顿第三定律可知A正确，D错误。第卷(非选择题，共62分)二、实验题(本题共2小题，共14分)13.(2020广西梧州市联考)（6分）某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与桌面间的最大静摩擦力，步骤如下按图组装好器材，使连接物块A的细线与水平桌面平行；缓慢向矿泉水瓶内加水，直至物块A恰好开始运动；用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m；用天平测出物块A的质量M；(1)该小组根据以上过程测得的物块A与桌面间的最大静摩擦力为_，本小组采用注水法的好处是_。(当地重力加速

16、度为g)(2)若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A与桌面间的动摩擦因数为_。【答案】(1)mg可使物块A所受拉力连续增加，使测量更加准确(2)【解析】(1)根据平衡条件可知，最大静摩擦力Ffmg，好处是可以连续不断地注入水，即连续不断地改变拉力。(2)根据共点力平衡可知Mgmg，解得。14.(2020河北张家口高三上学期期末)(8分)某同学用如图甲所示装置探究弹力和弹簧伸长量的关系，实验步骤如下：测出不挂钩码时弹簧的自然长度；将1个钩码挂在弹簧的下端，测出弹簧总长度L；将2、3、4个钩码逐个挂在弹簧的下端，重复。(1)该同学测量后把数据描点在坐标图乙中，请你帮助该同学作出FL图线。(2)

17、由此图线可得出该弹簧的原长L0_ cm，劲度系数k_ N/m。(结果保留一位小数)【答案】(1)图见解析 (2)5.025.0(24.925.1均可)【解析】作出FL图线如图，由图象可知该弹簧的原长L05.0 cm，劲度系数k N/m25.0 N/m。三、计算论述题(本题共4小题，共48分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位)15.(2021云南保山山市第一次调查研究)（10分）如图所示，质量M3 kg的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连，轻绳与杆的夹角为30.今用与水平方向成60角的力F10 N拉着小球并带动木块

18、一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g取10 m/s2.求：(1)小球的质量m；(2)木块与水平杆间的动摩擦因数.【答案】(1)1 kg(2)【解析】(1)小球受力平衡，合力为零，以小球为研究对象水平方向：Fcos 60FTcos 30竖直方向：Fsin 60FTsin 30mg解得：m1 kg(2)以木块和小球整体为研究对象，受力平衡，合力为零水平方向：Fcos 60FN0竖直方向：FNFsin 60Mgmg0解得：.16.(2020山东烟台市高三上学期期末)(12分)如图所示，小球A、B的质量分别为mA0.3 kg和mB0.1 kg，用劲度系数为k100 N/m的轻质

19、弹簧将两个小球拴接在一起，并用细线a、b将小球A、B分别悬挂在两面竖直墙上，细线a与竖直方向成60夹角，细线b水平，两个小球均处于静止状态，g取10 m/s2。求：(1)细线a、b分别对小球A、B的拉力大小；(2)弹簧的伸长量。【答案】(1)8 N4 N(2)0.07 m【解析】(1)对两个小球及弹簧构成的整体受力分析，如图：根据平衡条件，水平方向：Fasin60Fb竖直方向：Facos60mAgmBg得：Fa8 N，Fb4 N。(2)分析B球，B球受重力、b的拉力以及弹簧的弹力，设弹力为F，则：F又：Fkx联立可得：x0.07 m。17(2020安徽池州市高三上学期期末)(12分)如图甲所示

20、，在倾角为37的固定斜面上有一物体，质量为10 kg。当给它施加沿斜面向下大小为4 N的力时，物体刚好静止在斜面上(最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)。求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)如果改用与斜面成30向上的力拉物体，如图乙所示，物体将会沿斜面向上匀速运动，则所施加的拉力多大？(结果保留两位小数)【答案】(1)0.8(2)97.95 N【解析】(1)物体刚好静止在斜面上，则：Ffmgsin37F0其中FfFN，FNmgcos37解得0.8。(2)物体沿斜面向上匀速运动，则：Fcos30mgsin37F滑FNmgcos37Fsi

21、n30F滑FN联立解得：F97.95 N。18.(2020湖北武汉市高三质量监测)（14分）筷子是我国常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一如图20所示，用筷子夹质量为m的小球筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方向的夹角均为，为使小球静止，求每根筷子对小球的压力FN的取值范围已知小球与筷子之间的动摩擦因数为(tan )，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.【答案】FN【解析】筷子对小球的压力恰好最小时，小球有下滑的趋势且刚好不下滑，最大静摩擦力方向沿筷子向上，如图(a)所示小球受力平衡，根据平衡条件有2FNminsin 2Ffmaxcos mgFfmaxFNmin联立解得FNmin筷子对小球的压力恰好最大时，小球有上滑的趋势且刚好不上滑，最大静摩擦力方向沿筷子向下，如图(b)所示小球受力平衡，根据平衡条件有2FNmaxsin mg2Ffmaxcos FfmaxFNmax联立解得FNmax综上所述，每根筷子对小球的压力的取值范围为FN