【三维设计】2022年高考物理一轮复习四川专版 第二章 相互作用 高考真题备选题库

其次章 相互作用 第1节 重力、弹力
1．(2022·全国卷Ⅱ)某试验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系。

试验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P 0指向0刻度。

设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x 0；挂有质量为0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为x 。

测量结果及部分计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s 2)。

已知试验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm 。

P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 x 0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x (cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k (N/m) 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 1
k
(m/N) 0.006 1
②
0.017 9
0.022 9
0029 6
0.034 7
(1)将表中数据补充完整：①________，②________。

(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出1
k
－n 图像。

(b)
(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点。

若从试验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________N/m ；该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)
的关系的表达式为k ＝________N/m 。

解析：依据胡克定律解题。

(1)依据胡克定律有mg ＝k (x －x 0)，解得k ＝mg x －x 0＝0.100×9.80(5.26－4.06)×10－2 N/m ≈81.7 N/m ，1
k ≈0.012 2。

(2)1
k
- n 图像如图所示。

(3)依据图像可知，k 与n 的关系表达式为k ＝1.75×103n ，k 与l 0的关系表达式为k ＝3.47
l 0。

答案：(1)①81.7 ②0.012 2 (2)1
k
- n 图像如图所示 (3)1.75×103n ⎝⎛⎭⎫在1.67×103n ～1.83×103n 之间均同样给分 3.47l 0⎝
⎛⎭⎫在3.31l 0～3.62l 0之间均同样给分
2．(2022·浙江高考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图
1连接起来进行探究。

钩码数
1 2 3 4 L A /cm 15.71 19.71 23.66 27.76 L B /cm
29.96
35.76
41.51
47.36
(1)某次测量如图2所示，指针示数为________cm 。

(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数L A和L B如表。

用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________N/m(重力加速度g＝10 m/s2)。

由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。

解析：(1)刻度尺读数时需要估读到精确位的下一位，由题图可知指针示数为16.00 cm，考虑到误差范围，15.95～16.05 cm均算对。

(2)由胡克定律F＝kx，结合题表中数据可知弹簧Ⅰ的劲度系数k1＝50×10－3×10
(19.71－15.71)×10－2
N/m＝12.5 N/m，考虑到误差范围，12.2～12.8 N/m均算正确；对于计算弹簧Ⅱ的劲度系数，只需要测出弹簧Ⅱ的形变量，结合两个指针的读数，可知指针B的变化量减去指针A的变化量，就是弹簧Ⅱ的形变量，所以能求出弹簧Ⅱ的劲度系数。

答案：(1)16.00(15.95～16.05均可)
(2)12.5(12.20～12.80均可)能
第2节摩擦力
1．(2022·广东高考)如图所示，水平地面上堆放着原木。

关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()
A．M处受到的支持力竖直向上
B．N处受到的支持力竖直向上
C．M处受到的静摩擦力沿MN方向
D．N处受到的静摩擦力沿水平方向
解析：选A M处支持力方向垂直于地面，因此竖直向上，A项正确；N处的支持力方向垂直于原木P，因此B项错误；M处受到的静摩擦力方向平行于地面，C项错误；N处受到的静摩擦力方向平行于原木P，D 项错误。

第3节力的合成与分解
1．(2022·重庆高考)为了争辩人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图3所示的试验装置。

他们将不行伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为L(L>PQ)。

他们首先在绳上距离P点10 cm处(标记为C)系上质量为m的重物(不滑动)，由测力计读出绳PC、QC的拉力大小T P和T Q。

随后，转变重物悬挂点C的位置，每次将P到C点的距离增加10 cm，并读出测力计的示数，最终得到T P、T Q与绳长P C的关系曲线如图4所示。

由试验可知：
图3
①曲线Ⅱ中拉力最大时，C与P点的距离为________cm，该曲线为________(选填：T P或T Q)的曲线。

②在重物从P移到Q的整个过程中，受到最大拉力的是________(选填：P或Q)点所在的立柱。

③曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力T0＝________N，它与L、D、m和重力加速度g的关系为T0＝________。

解析：①由题图，曲线Ⅱ的最高点即拉力最大时，对应的PC长度为60 cm；由于绳长大于两立柱间的距离，当PC从零开头增大时，重物处于P点正下方，此时T Q＝0，始终增大到QC绷直时，T Q的拉力由零开头增大，结合题图可知，曲线Ⅱ为T P的曲线。

②由题图，最大拉力毁灭在曲线Ⅰ上，所以最大拉力毁灭在Q点所在的立柱。

③由题图，两曲线交点的纵坐标即拉力T0＝4.30 N，对结点受力分析，沿水平和竖直方向正交分解，两拉力水平分力相等，故两绳与水平方向夹角相等，设为θ，在竖直方向上，2T0sin θ＝mg，又由几何
关系有cos θ＝D
L
，解两式得T0＝
mgL L2－D2
2(L2－D2)。

答案：①60(56～64之间的值均可)T P②Q③4.30
(4.25～4.35之间的值均可)
mgL L2－D2
2(L2－D2)
2．(2022·江苏高考)小明通过试验验证力的平行四边形定则。