2022届高考物理一轮复习 第2章 相互作用 章末检测(含解析)

第二章相互作用章末检测
一、单选题
1．将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间夹角为θ为30°，一光滑轻环套在杆上。一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上，用另一轻绳通过滑轮系在轻环上，用力水平向右拉绳，当轻环静止不动时，手的水平拉力为F，则此时OP绳的拉力大小为（ ）
A．FB． FC． FD．2F
C．墙面对物体A的滑动摩擦力方向向下
D．物体A对物体B的静摩擦力方向沿接触面斜向上
二、多选题
9．如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加水平力 ，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止。设甲受到地面的摩擦力为 、支持力为 ，轻绳的拉力为 ，则该过程中（ ）
A．弹簧的伸长量不变
B．细绳对滑轮的作用力变小
C．B受到木板的作用力变大
D．必定存在B受到木板的摩擦力为零的时刻
11．如图所示，竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为 的光滑半圆柱体紧靠竖直墙壁置于水平地面上， 为半圆柱体截面所在圆的圆心，质量为 且可视为质点的均匀小球 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 时，半圆柱体对地面的压力大小为
B．当 时，小球对半圆柱体的压力大小为
C．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
D．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
12．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为 。下列说法正确的是（ ）
14．拱桥是古代能工巧匠的杰作，以赵州桥最为有名。如图是拱桥模型，将四块相同的石块砌成圆弧形结构，每块石块的重力为G，对应的圆心角均为45°，第2、3块石块间的接触面是竖直的，第1、4块石块在水平地面上，两侧被P、Q挡住。假定不考虑各接触面间的摩擦力，则第1块石块对第2块石块的作用力和第2块石块对第3块石块的作用力大小之比为___________；第1块石块对地面的作用力大小为___________。
17．如图所示，物体A的质量mA=0.3 kg，放在水平面上的物体B的质量mB=1.5kg，绳和滑轮间的摩擦及质量均不计，且绳的OB部分水平，OA部分竖直，A和B恰好一起匀速运动。（g=10 m/s2）求：
（1）物体B与桌面间的动摩擦因数；
（2）如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，需多大的拉力？
故选BC。
10．AD
【详解】
A．弹簧所受的拉力始终等于A的重力，则弹簧的伸长量不变，选项A正确；
B．细绳的拉力不变，滑轮两边细绳的夹角减小，则细绳对滑轮的作用力变大，选项B错误；
C．B受到木板的作用力、重力以及细绳的拉力作用，则B受到木板的作用力与细绳的拉力和重力的合力等大反向，因细绳的拉力与重力的夹角逐渐变大，则两个力的合力减小，则B受到木板的作用力变小，选项C错误；
A． 变大， 变小B． 变大， 变小
C． 变大， 变小D． 变大， 变小
10．如图所示，跨过轻小定滑轮的细绳（足够长）右端连接物体A，左端与轻弹簧相连，弹簧与木板上的物体B通过一光滑小圆环（图中未画出）连接，使得滑轮左侧细绳与弹簧轴心始终在一条直线上。B的质量是A的质量的4倍。现将木板以底端为轴由倾角 缓慢放平，B始终与木板保持相对静止，且A未与水平地面接触。不计滑轮的摩擦，弹簧在弹性限度内，A、B的大小可忽略。该过程中，下列说法正确的是（ ）
【详解】
光滑轻环用绳连接拉动后平衡，因无重力，则绳的拉力和杆的弹力满足二力平衡，则绳与杆垂直，如图所示
而同一根绳的张力相等，有
对P点受力分析，两张力均为 ，由几何关系可知夹角为 ，由合成法可得，OP绳的拉力为
故选A。
2．B
【详解】
=10cm=0.1m； ，对两球组成的整体分析有
对下面小球受力分析，有
则悬点O到B之间的弹簧总长度是
代入数据得
故选B。
3．A
【详解】
B．设拉物块N的细绳与竖直方向夹角为θ，细绳拉力为T，对N进行受力分析
解得
，
随着θ的增大，细绳拉力T逐渐增大，水平力F逐渐增大，B错误；
C．对物块M进行受力分析可知，若初始状态M受摩擦力沿斜面向下，随着细绳拉力T逐渐增大，摩擦力逐渐变大；若初始状态M受摩擦力沿斜面向上，随着细绳拉力T逐渐增大，摩擦力逐渐变小，可能还会反向逐渐变大，根据牛顿第三定律可知，C错误；
2．如图所示，两根弹簧原长都是10cm，劲度系数都是k＝20N/cm，小球A和B的重力大小都是1N，若不计弹簧质量，而且两个小球都可看做质点，则悬点O到B之间的弹簧总长度是（ ）
A．20.11cmB．20.15cmC．20.30cmD．20.40cm
3．如图，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力F缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成 ，已知在力F拉动过程中，斜面和物块M始终保持静止，则在此过程中（ ）
A．拉力F先增大后减小B．细线上弹力先增大后减小
C．Q受到的滑动摩擦力可能不变D．水平杆受到P的弹力一直增大
5．如图所示，小物块P静止在水平地面上，P与地面间的动摩擦因数为 。某时刻P受到一个与水平面成 角斜向下的推力F。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，F从O逐渐增大，则P受到水平面的摩擦力（ ）
A．一直增大B．先增大后减小
而 随 增大而增大，可得 一直增大，A错误，D正确。
BC．随着P缓缓向右运动，细线与竖直杆的夹角 增大，设细线上拉力为 。对Q，竖直方向平衡有
水平方向平衡有
联立可得
可知 和 随着 都在增大，Q受到的滑动摩擦力 随正压力增大，BC错误。
故选D。
5．A
【分析】
本题以水平面上物体P受力运动为情景，考查摩擦力、平衡，考查考生的物理观念。
A．F不断增大B．F不断减小
C．球面对物块支持力先增大后减小D．球面对物块支持力不断减小
8．如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向上的力F作用下，A、B共同向上匀速运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力
B．物体B受到的作用力F的大小要小于物体A、B的重力之和
四、实验题
15．某物理兴趣小组在自主学习中看到书籍中记载：两物体间的最大静摩擦力 与接触面间的压力 成正比，且比例系数由材料决定。于是他们设计如下实验进行验证：
将长木板A水平固定，在木板上放置装有拉环的滑块B，用测力计的挂钩钩住拉环，缓缓增大拉力，直至拉动滑块B。在______时，记下测力计示数 ；
若该直线的斜率为 ，则比例系数 ______。
五、解答题
16．如图，一倾角为 的斜面固定在地面上，斜面顶端装有定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂质量为m的物块N，另一端与斜面上的物块M相连（滑轮与物块M间的细绳与斜面平行），系统处于静止状态。不计一切摩擦，重力加速度为g。求：
（1）物块M的质量；
（2）用质量为 的物块P替换物块N，为保证系统依然静止，求施加在M上推力的最小值。
故选AD。
11．AD
【详解】
B．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
，
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T，重力(m1+m2)g，如图乙所示
整体受力平衡，则在竖直方向上有
水平方向有
CD．题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，扶梯对乙有支持力和摩擦力，乙受重力，根据共点力作用下的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力等大反向，故扶梯对乙的作用力竖直向上，C错误D正确。
故选D。
7．B
【详解】
由于F的方向不变，重力的大小和方向不变
由图像法动态平衡分析可知，拉力F不断减小，球面对物块的支持力不断增大。
18．如图所示，质量 的木块 套在水平杆上，并用轻绳将木块 与质量 的小球相连。今用与水平方向成 角的力 拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中 、 相对位置保持不变，不计空气阻力， 。求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向的夹角 ；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数 。（结果可以含有根号）
参考答案
1．A
A．地面对斜面的支持力大小不变B．N所受细绳的拉力大小一直减小
C．M对斜面的摩擦力大小始终不变D．地面对斜面的摩擦力大小不变
4．如图所示，带孔小球P穿在光滑水平杆上，小环Q穿在粗糙竖直杆上，小球孔径均略大于杆直径， 之间用细线相连。对P施加一个水平向右的拉力F，使得P缓缓向右移动，下列判断正确的是（ ）
C．先减小后增大D．先增大后减小，再增大
6．如图，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（ ）
A．甲受到三个力的作用
B．甲受到的摩擦力水平向右
C．扶梯对乙的作用力方向垂直扶梯向上
D．扶梯对乙的作用力方向竖直向上
7．如图所示，球面光滑的半球形物体放在水平面上。一个可视为质点的物块放在球面上在与半球面切线平行的力F作用下处于静止状态，此位置与球心O的连线与水平方向的夹角为30°。现保持F的方向不变，改变其大小，使物块沿球面缓慢运动到球的顶端，此过程半球形物体始终不动，则（ ）
故选B。
8．A
【详解】
BC．A、B共同向上做匀速运动，则A和B均处于受力平衡状态，A、B整体水平方向不受外力，故墙面对A、B无弹力作用，墙面对物体A没有摩擦力，F大小等于A、B的重力之和，BC错误；
A．物体A在其重力和B对它的作用力的作用下处于平衡状态，物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力，A正确；
【详解】
若夹角 较大，P可能不动，受到的摩擦力
随着F增大摩擦力一直增大。开始F较小时，P静止，受到的静摩擦力随F的增大而增大。到某一值后P若滑动起来，受到的滑动摩擦力为
也随F的增大而增大，选项A正确，BCD错误。
故选A。
6．D
【详解】
AB．题图甲中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力和支持力，不受摩擦力，AB错误；
在B上加放砝码，同样拉动滑块B，记下砝码质量 和方力计示数 ；
重复上述过程多次，记下每次砝码的质量 和测力计示数 ；
在坐标纸上建立坐标轴，以测力计示数 为纵坐标，以 作为横坐标，根据实验数据描点画出 图像。发现是一条______（选填“过原点”或“不过原点”）的直线；
由于 图像是一条直线，他们得出结论：木板A与滑块B之间的最大静摩擦力 与压力 的比例系数 在误差范围内是一个定值。
AD．将两滑块和斜面体作为整体，受力分析。在竖直方向上，水地面对斜面体的支持力始终等于他们的总重量保持不变；在水平方向上，随水平拉力F逐渐增大，地面对斜面的摩擦力逐渐增加，A正确，D错误。
故选A。
4．D
【详解】
AD．对P、Q整体分析可知，水平方向：施加拉力大小
一直增大；竖直方向：水平杆对P的弹力大小
D．开始时B受摩擦力
方向沿斜面向上；当木板以底端为轴由倾角 缓慢放平时，物块B的重力沿斜面向下方向的分量由 减小到零；拉力沿斜面向上的分量由mAg逐渐减小到某一值，当物块B的重力沿斜面向下方向的分量等于拉力沿斜面向上的分量时，此时B受到木板的摩擦力为零，即必定存在B受到木板的摩擦力为零的时刻，选项D正确。
D．由于B相对于A有向下的运动趋势，所以物体A对百度文库体B的静摩擦力方向沿接触面斜向下，D错误。
故选A。
9．BC
【详解】
甲乙受力如图所示
设细绳与竖直方向夹角为α，甲静止，小球乙缓慢上升一小段距离，甲乙都处于平衡状态，由平衡条件得
乙球缓慢上升过程，α变大，β不变，G甲、G乙不变，则F变大，T变大，f变大，N变小。
A．当m一定时， 越大，轻杆受到的力越小
B．当m一定时， 越大，滑块M对地面的压力越大
C．只要增大m，M一定会向两侧滑动
D．当m一定时， 越大，滑块M与地面间的摩擦力越小
三、填空题
13．如图，一物块在水平拉力 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动，若保持 的大小不变，而方向与水平面成 角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为______，能使该物块在水平面上匀速移动的最小力的大小为______。