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2019-2020年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試2 相互作用（含解析） 本卷測試內容：相互作用 本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共110分。測試時間90分鐘。 第Ⅰ卷　(選擇題，共50分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，第1～7小題，只有一個選項正確；第8～10小題，有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。) 1. [xx南京調研]如圖所示，在傾斜的滑桿上套一個質量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過輕繩拉著一個質量為M的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向。則(　　) A. 環(huán)只受三個力作用 B. 環(huán)一定受四個力作用 C. 物體做勻加速運動 D. 懸繩對物體的拉力小于物體的重力 解析：分析物體M可知，其受兩個力作用，重力和輕繩拉力，因為懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向，故二力平衡，物體做勻速運動，C、D錯誤；再對環(huán)進行受力分析可知，環(huán)受重力、輕繩拉力、滑桿支持力和摩擦力，A錯誤，B正確。 答案：B 2. 如圖所示，質量為m的球放在傾角為α的光滑斜面上，用擋板AO將球擋住，使球處于靜止狀態(tài)，若擋板與斜面間的夾角為β，則(　　) A. 當β＝30時，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgsinα B. 當β＝60時，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgcosα C. 當β＝60時，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgsinα D. 當β＝90時，擋板AO所受壓力最小，最小值為mgsinα 解析：以球為研究對象，球所受重力產生的效果有兩個：對斜面產生的壓力N1、對擋板產生的壓力N2，根據重力產生的效果將重力分解，如圖所示，當擋板與斜面的夾角β由圖示位置變化時，N1大小改變但方向不變，始終與斜面垂直，N2的大小和方向均改變，由圖可看出當擋板AO與斜面垂直，即β＝90時，擋板AO所受壓力最小，最小壓力N2min＝mgsinα，D項正確。 答案：D 3. [xx淄博模擬]如圖所示，小球C置于光滑的半球形凹槽B內，B放在長木板A上，整個裝置處于靜止狀態(tài)。在緩慢減小木板的傾角θ過程中，下列說法正確的是(　　) A. A受到的壓力逐漸變大 B. A受到的摩擦力逐漸變大 C. C對B的壓力逐漸變大 D. C受到三個力的作用 解析：在緩慢減小木板的傾角θ過程中，A受到的壓力(mB＋mC)gcosθ逐漸變大，A受到的摩擦力(mB＋mC)gsinθ逐漸減小，選項A正確，B錯誤；緩慢減小木板的傾角θ過程中，C受到兩個力的作用，C對B的壓力等于重力，不變，選項C、D錯誤。 答案：A 4. [xx太原市二模]如圖所示，傾角為θ的斜面體c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接，連接b的一段細繩與斜面平行。在a中的沙子緩慢流出的過程中，a、b、c都處于靜止狀態(tài)，則(　　) A. b對c的摩擦力一定減小 B. b對c的摩擦力方向一定平行斜面向上 C. 地面對c的摩擦力方向一定向右 D. 地面對c的摩擦力一定減小 解析：把物塊b隔離出來，受力分析如圖(甲)，當沙子緩慢流出的過程中，FT減小，物塊b處于靜止狀態(tài)，若受到沿斜面向上的靜摩擦力F′f，則FT＋F′f＝mgsinθ，故F′f增大，b對c的摩擦力方向沿斜面向下，選項A、B錯。 對b、c組成的整體，畫出如圖(乙)所示的受力圖，地面對c的摩擦力方向水平向左，故選項C錯誤；FT變小，顯然Ff也減小，故選項D對。 答案：D 5. [xx石家莊質檢]如圖所示，一傾角為30的光滑斜面固定在地面上，一質量為m的小木塊在水平力F的作用下靜止在斜面上。若只改變F的方向不改變F的大小，仍使木塊靜止，則此時力F與水平面的夾角為(　　) A. 60　　　　　　　　　 B. 45 C. 30 D. 15 解析：小木塊受重力mg、斜面支持力FN和外力F三個力的作用處于平衡狀態(tài)，三力合力為零，構成首尾相接的矢量三角形，如圖所示，由對稱性可知，不改變力F的大小只改變其方向，再次平衡時力F與水平方向成60角，故本題答案為A。 答案：A 6. [xx九江模擬]如圖所示，在水平板左端有一固定擋板，擋板上連接一輕質彈簧。緊貼彈簧放一質量為m的滑塊，此時彈簧處于自然長度。已知滑塊與擋板的動摩擦因數及最大靜摩擦因數均為。現將板的右端緩慢抬起使板與水平面間的夾角為θ，最后直到板豎直，此過程中彈簧彈力的大小F隨夾角θ的變化關系可能是圖中的(　　) 解析：選取滑塊為研究對象，其肯定受到豎直向下的重力mg、垂直斜面向上的支持力FN(大小為mgcosθ)和沿斜面向上的摩擦力Ff的作用，可能還會受到沿斜面向上的彈簧彈力F的作用。當θ較小，即mgsinθ<μmgcosθ時，彈簧彈力F＝0，代入數據可得此時θ<，據此可排除選項A、B；當mgsinθ>μmgcosθ，即θ>時，F≠0，根據平衡條件可得F＝mgsinθ－μmgcosθ＝sin(θ－β)，其中tanα＝－μ，說明F與θ成正弦式關系，當θ＝時，F＝mg。故選C。 答案：C 7. 豎直放置的“”形支架上，一根不可伸長的輕繩通過輕質滑輪懸掛一重物G，現將輕繩的一端固定于支架上的A點，另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠近(A與B等高)，則繩中拉力大小變化的情況是(　　) A. 先變大后變小 B. 先不變后變小 C. 先變大后不變 D. 先變小后變大 解析：兩邊繩子的拉力的合力等于重物的重力G；在輕繩的另一端未到達支架最高點前，兩個繩子之間的夾角未發(fā)生變化，繩中拉力不變；當另一端達到支架最高點并向C點運動過程中，兩繩子的夾角變小而合力不變，根據2Fcosθ＝G可知，繩子上的拉力變小。綜上所述，選項B正確。 答案：B 8. [xx濰坊模擬]如圖所示，重力為G的光滑球在傾角為θ的斜面和豎直光滑墻壁之間處于靜止狀態(tài)。若將斜面換成材料和質量相同，但傾角θ稍小一些的斜面，以下判斷正確的是(　　) A. 球對斜面的壓力變小 B. 球對斜面的壓力變大 C. 斜面可能向左滑動 D. 斜面仍將保持靜止 解析：以球為研究對象，受到重力G、墻對球的壓力F1和斜面對球的支持力F2三個力的作用，當斜面傾角θ減小時，斜面對球的支持力與豎直方向的夾角減小，受力情況如圖甲所示，由圖知F1和F2均變小，由牛頓第三定律知球對斜面的壓力變小，選項A正確，選項B錯誤；以球和斜面體整體為研究對象，受力情況如圖乙所示，則斜面受到的摩擦力Ff＝F1變小，斜面仍將保持靜止，選項C錯誤，選項D正確。 答案：AD 9. [xx包頭模擬]如圖所示，形狀和質量完全相同的兩個圓柱體a、b靠在一起，表面光滑，重力為G，其中b的下半部剛好固定在水平面MN的下方，上邊露出另一半，a靜止在平面上?，F過a的軸心施以水平作用力F，可緩慢地將a拉離平面一直滑到b的頂端，對該過程分析，則應有(　　) A. 拉力F先增大后減小，最大值是G B. 開始時拉力F最大為G，以后逐漸減小為0 C. a、b間的壓力開始最大為2G，而后逐漸減小到G D. a、b間的壓力由0逐漸增大，最大為G 解析：對a球受力分析，由力的平衡條件得：FNsinθ＝G，FNcosθ＝F，所以FN＝，F＝，開始時sinθ＝＝，最后當a滑到b頂端時θ＝，故拉力F一直減小，其最大值為Fmax＝G，故A錯誤，B正確；a、b間彈力FN一直減小，其最大值為FNmax＝2G，最小值為G，故C正確，D錯誤。 答案：BC 10. [xx武漢二中模擬]如圖，一斜劈靜止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放有一滑塊m，給m一向下的初速度v0，m恰好保持勻速下滑。現在m下滑的過程中施加一個作用力，則以下說法正確的是(　　) A. 若在m上加一豎直向下的力F1，則m仍保持勻速下滑，M對地面無摩擦力的作用 B. 若在m上加一沿斜面向下的力F2，則m將做加速運動，M對地面有水平向左的靜摩擦力的作用 C. 若在m上加一水平向右的力F3，則m將做減速運動，在m停止前M對地面有向右的靜摩擦力的作用 D. 無論在m上加什么方向的力，在m停止前M對地面都無靜摩擦力的作用 解析：m勻速下滑時，mgsinθ＝μmgcosθ。在m上加上豎直向下的力F1，相當于mg變大了，變成了(mg＋F1)，故仍能勻速下滑。由于Ff＝μFN始終成立，故無論在m上加什么方向的力，Ff與FN同比例變化，故Ff與FN的合力保持豎直向上，其反作用力F′f與F′N(作用在M上)的合力豎直向下，M對地面無摩擦力作用，故選項A、D正確。 答案：AD 第Ⅱ卷　(非選擇題，共60分) 二、實驗題(本題共2小題，共16分) 11. (8分)“驗證力的平行四邊形定則”實驗中。 (1)部分實驗步驟如下，請完成有關內容： A. 將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細線。 B. 在其中一根細線上掛上5個質量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖(甲)所示，記錄：________、________、________。 C. 將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上4個和3個質量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度，如圖(乙)所示，小心調整B、C的位置，使________，記錄________。 (2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖(乙)中＝________。 解析：(1)B. 記錄鉤碼個數(或細線拉力)，橡皮筋與細線結點的位置O，細線的方向(說明：能反映細線方向的其他記錄也可以) C. 橡皮筋與細線結點的位置與步驟B中結點位置重合，并記錄鉤碼個數和對應的細線方向。 (2)對結點進行受力分析，設每個鉤碼的質量均為m，由平衡條件可知，水平方向滿足：4mgcosα＝3mgcosβ，所以＝。 答案：(1)見解析　(2) 12. (8分)表中是某同學為“探究彈力與彈簧伸長的關系”的實驗所測的幾組數據： 彈力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 彈簧的伸 長x/cm 2.6 5.0 7.2 9.8 12.4 (1)請你在圖中的坐標紙上作出F－x圖線； (2)寫出圖線所代表的函數式(x用m為單位)：________________________________________________________________________； (3)寫出函數表達式中常數的物理意義________________________________。 (4)若彈簧的原長為40 cm，并且以彈簧的總長度L為自變量，寫出函數表達式(以N和m為單位)：________。 解析：(1)以彈簧的伸長量x為橫軸，以彈簧的彈力F為縱軸，將x軸每一小格取為1 cm，F軸每一小格取為0.25 N，將各點描到坐標紙上，并連成平滑的曲線，如圖所示。 (2)由圖象得F與x的函數關系式可寫為F＝kx，而k＝20 N/m，故F＝20x。 (3)函數表達式中的常數表示該彈簧每伸長(或壓縮)1 m，其彈力增加20 N。 (4)彈簧伸長量x＝(L－0.4) m，代入(2)中關系式得：F＝20(L－0.4)。 答案：(1)見解析　(2)F＝20x　(3)彈簧每伸長(或壓縮)1 m，其彈力增加20 N　(4)F＝20(L－0.4) 三、計算題(本題共4小題，共44分) 13. (12分)如圖所示，一質量不計的彈簧原長為10 cm，一端固定于質量m＝2 kg的物體上，另一端施一水平拉力F。(g＝10 m/s2) (1)若物體與水平面間的動摩擦因數為0.2，當彈簧拉長到12 cm時，物體恰好勻速運動，彈簧的勁度系數多大？ (2)若將彈簧拉長到11 cm時，物體所受到的摩擦力大小為多少？ (3)若將彈簧拉長到13 cm時，物體所受的摩擦力大小為多少？(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等) 解析：(1)物體勻速前進時，k(x－x0)＝μmg 則k＝＝ N/m＝200 N/m。 (2)彈簧彈力F1＝k(x1－x0)＝200(0.11－0.10) N＝2 N 最大靜摩擦力可看做等于滑動摩擦力 Ffm＝0.2210 N＝4 N 故物體沒動，所受靜摩擦力Ff1＝F1＝2 N。 (3)彈簧彈力F2＝k(x2－x0)＝200(0.13－0.10) N＝6 N。 物體將加速前進，此時所受到的滑動摩擦力為 Ff2＝μFN＝μmg＝0.2210 N＝4 N。 答案：(1)200 N/m　(2)2 N　(3)4 N 14. (10分)一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，環(huán)上套著兩個小球A和B(中央有孔)，A、B間由細繩連接著，它們處于如圖所示位置時恰好都能保持靜止狀態(tài)。此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細繩呈伸直狀態(tài)，與水平線成30夾角，已知B球的質量為3 kg，求細繩對B球的拉力T和A球的質量mA。(g＝10 m/s2) 解析：對A球受力分析并正交分解如圖所示，可知： 水平方向：Tcos30＝NAsin30 豎直方向：NAcos30＝mAg＋Tsin30 同理對B球進行受力分析并正交分解得： 豎直方向：Tsin30＝mBg 聯立以上三式可得： T＝60 N，mA＝6 kg。 答案：60 N　6 kg 15. (10分)[xx岳陽模擬]如圖所示，兩個完全相同的球A、B，重力大小均為G，兩球與水平地面間的動摩擦因數均為μ，一根輕繩兩端固定在兩球上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力F，當繩被拉直后，兩段繩間的夾角為α。問：當F至少為多大時，兩球將會發(fā)生滑動？ 解析：首先選用整體法，由平衡條件得： F＋2N＝2G① 再隔離任一球，由平衡條件得Tsin＝μN② 2Tcos＝F③ 聯立①②③解得：F＝ 答案： 16. (12分)[xx陜西寶雞質檢]如圖所示，質量為m的物體，放在一固定斜面上，當斜面傾角為30時恰能沿斜面勻速下滑。對物體施加一大小為F的水平向右恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當斜面傾角增大并超過某一臨界角θ0時，不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，試求： (1)物體與斜面間的動摩擦因數； (2)這一臨界角θ0的大小。 解析：(1)對物體受力分析，由平衡條件可知，mgsin30＝μmgcos30 解得，μ＝tan30＝。 (2)設斜面傾角為α時，受力情況如圖，由勻速直線運動的條件：Fcosα＝mgsinα＋f N＝mgcosα＋Fsinα，f＝μN 解得：F＝ 當cosα－μsinα→0，即cotα→時，F→∞， 即“不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行” 此時，臨界角θ0＝α＝60。 答案：(1)　(2)60