河北省鸡泽一中2020届高三专题检测物理试题（二）

河北省鸡泽一中2020届高三专题检测物理试题（二）

高考专题检测二　相互作用 考生注意：‎ ‎1．本试卷共4页．‎ ‎2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．‎ ‎3．本次考试时间90分钟，满分100分．‎ ‎4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．‎ 一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11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.透明发光波波球内充有氦气，通过LED彩灯发出各种色光，为节日增添了光彩．如图所示，一小孩将一波波球通过发光细线系于放在水平地面上的小石块上．如果水平风力突然增大（空气密度保持不变）‎ A. 波波球受到的浮力将变大 B. 细线的拉力保持不变 C. 波波球可能被吹离地面 D. 波波球可能会使小石块沿水平地面滑动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 波波球所受浮力等于排开空气的重力，由于空气密度不变，所受的浮力就不变，A错误；当水平风力不够大时，波波球仍处于静止状态，细线的拉力沿竖直方向的分力等于波波球所受重力与浮力的合力，保持不变，水平分力随风力变大，所以细线的拉力变大，B错误；以波波球和小石块为整体分析可知，竖直方向重力、浮力都不变，所以地面对波波球仍有支持力，小石块不会离开地面，C 错误；当水平风力大于地面对小石块的最大静摩擦力时，小石块会沿水平地面滑动，D正确；故选D.‎ ‎2.如图所示，两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上．当小球静止，弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为和．已知a、b的劲度系数分别为、，，则a、b两弹簧的伸长量之比为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】作出小球的受力分析图如图所示：‎ 根据平衡条件得：，故a弹簧弹力，b弹簧的弹力，根据胡克定理，得，则伸长量之比为，故B项正确，ACD三项错误．‎ ‎3.如图所示，质量不等的盒子A和物体B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角为θ的斜面上，与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ，B悬于斜面之外而处于静止状态．现向A中缓慢加入砂子，下列说法正确的是(　　)‎ A. 绳子拉力逐渐增大 B. A对斜面的压力逐渐增大 C. A所受的摩擦力一定逐渐增大 D A可能沿斜面下滑 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】C、当时，对A受力分析，由平衡条件有，随的增大，摩擦力不断增大；当时，由平衡条件有，随的增大，摩擦力不断减小，C项错；‎ B、在垂直斜面方向上，始终有，因此随着不断加入砂子，A对斜面的压力不断增大，B项正确；‎ D、由，可知最大静摩擦力，比较以上两个平衡关系式可知，A所受静摩擦力始终小于最大静摩擦力，故A始终保持静止，D项错误；此时绳子所受拉力等于B的重力，故拉力保持不变，A项错误．‎ ‎【点睛】本题关键通过分析物体的受力情况，确定摩擦力的大小和方向；注意静摩擦力可能沿着斜面向下，也可能沿着斜面向上．‎ ‎4.如图所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法疋确的是（ ）‎ A. 轨道对轻环的支持力大小为mg B. 细线对M点的拉力大小为 C. 细线对轻环的作用力大小为 D. N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】对圆环受力分析；因圆环两边绳子的拉力相等，可知两边绳子拉力与圆弧对圆环的支持力的夹角相等，设为θ，由几何关系可知，‎ ‎∠OMA=∠MAO=θ，‎ 则3θ=90°，θ=30°；‎ 则轨道对轻环的支持力大小为 ‎，‎ 选项A错误；‎ 细线对M点的拉力大小为T=mg，选项B错误；‎ 细线对轻环作用力大小为 ‎，‎ 选项C错误；‎ 由几何关系可知，N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°，选项D正确．‎ ‎5.如图所示，质量为m的小物体静止在半径为R的半球体上，物体与球体间的动摩擦因数为μ，小物体离地高度为h，下列说法正确的是(　　)‎ A. 物体所受摩擦力大小为 B. 物体所受摩擦力大小为 C. 物体对半球体的压力大小为 D. 地面对半球体的摩擦力大小为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】对小物块受力分析如图， AB．由于物体静止在半球上，处于平衡态，沿切向列平衡方程：‎ f-mgcosθ=0‎ 解得：‎ ‎ ‎ 因为是静摩擦力，则不能由f=μFN求解，则选项A错误，B正确；‎ C．沿半径方向列平衡方程：‎ N-mgsinθ=0‎ 得：‎ 故C错误；‎ D．对物块和半圆整体，水平方向受力为零，则地面对半球体的摩擦力大小为0，选项D错误；‎ 故选B ‎6.如图所示，A、B两个质量分别为m和M的物块叠放在水平地面和竖直墙壁之间，处于静止状态．已知A、B交界面与竖直墙壁间的夹角为θ，水平地面粗糙，其他各接触面光滑，重力加速度为g，则水平地面对物块B的摩擦力大小为(　　)‎ A. mgtan θ B. C. 0 D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】先隔离A分析，A受重力mg、B对A的支持力FN1和左侧墙壁对A的支持力FN2，如图甲所示：‎ ‎ ‎ 根据平衡条件得：‎ FN1cos θ＝FN2‎ FN1sin θ＝mg 联立解得：‎ FN2＝‎ 再对A、B整体分析，整体受重力(m＋M)g、左侧墙壁对整体的支持力FN2、地面对整体的支持力FN3和地面对整体的摩擦力Ff，如图乙所示：根据平衡条件得：‎ Ff＝FN2＝‎ A．mgtan θ，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．0，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B。‎ ‎7. 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θ．下列说法正确的是（ ）‎ A. 当m一定时，θ越大，轻杆受力越小 B. 当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大 C. 当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大 D. 当θ一定时，M越小，可悬挂重物C的质量m越大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：先将C的重力按照作用效果分解，根据平行四边形定则求解轻杆受力；再隔离物体A受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑块与地面间的摩擦力和弹力．‎ 解：A、将C的重力按照作用效果分解，如图所示：‎ 根据平行四边形定则，有：‎ 故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，故A正确；‎ B、对ABC整体分析可知，对地压力为：FN=（‎2M+m）g；与θ无关；故B错误；‎ C、对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件，有：‎ f=F1cosθ=，与M无关，故C错误；‎ D、只要动摩擦因素足够大，即可满足F1cosθ≤μF1sinθ，不管M多大，M都不会滑动；故D错误；‎ 故选A．‎ ‎【点评】本题关键是明确物体的受力情况，然后根据平衡条件列式分析，选项D涉及摩擦自锁现象，不难．‎ ‎8.如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，在保证物块不相对木板滑动的情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度．在此过程中下面说法正确的是 A. 物块所受支持力一定变大 B. 物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变 C. 物块所受摩擦力可能变小 D. 物块所受摩擦力一定变大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 设木板与水平面的倾角为，对物体进行受力分析可知物体受竖直向下的重力mg，垂直木板向上的支持力N，沿木板向上的静摩擦力F，由于物体始终处于静止状态，故垂直木板方向合力为零，则物块所受支持力与摩擦力的合力与重力相平衡，故合力不变．根据平衡条件有，在垂直斜面方向有，在沿斜面方向有，由题意可知逐渐增大，故N逐渐减小，逐渐增大．故AC错误，BD正确；选BD.‎ ‎【点睛】先对物体进行受力分析，通过正交分解求出重力的沿木板方向和垂直木板方向的分力，再根据物体处于平衡状态求出支持力和摩擦力的表达式，根据倾角的变化判断出支持力和摩擦力的变化情况．‎ ‎9.如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力，b所受摩擦力，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间(　　)‎ A. 大小不变 B. 方向改变 C. 仍然为零 D. 方向向右 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】剪断右侧绳的瞬间，右侧绳上拉力突变为零，而弹簧对两木块的拉力没有发生突变，与原来一样，所以b相对地面有向左的运动趋势，受到静摩擦力方向向右，剪断右侧绳的瞬间，木块a受到的各力都没有发生变化，所以的大小和方向均不变；‎ AB.由上述分析可知：的大小和方向均不变，故选项A正确，B错误；‎ CD.由上述分析可知：剪断右侧绳的瞬间，b相对地面有向左的运动趋势，受到静摩擦力方向向右，故选项C错误，D正确．‎ ‎10.如图所示，表面光滑的半球形物体固定在水平面上，光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方，轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点，另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连，DA水平．现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前)，下列说法正确的是 A. 弹簧变短 B. 弹簧变长 C. 小球对半球的压力不变 D. 小球对半球的压力变大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：分析小球受力情况：重力G，细线的拉力T和半球面的支持力，作出、‎ T，G的矢量三角形，根据三角形相似法分析、T的变化．‎ 对小球P受力分析，受到绳子的拉力T，半球的支持力，竖直向下的重力G，如图所示，根据相似三角形法可知，因为OP和OD都是恒定不变的，G也不变，DP减小，所以可知不变，T减小，根据牛顿第三定律可知小球对半球的压力不变，绳子的拉力减小，即弹簧的弹力减小，所以弹簧变短，故AC正确．‎ ‎11.如图所示，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，长木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则(　　) ‎ A. 箱子受到的摩擦力方向向右 B. 地面对长木板的摩擦力方向向左 C. 长木板对地面的压力大小为3mg D. 若人用斜向下的力推箱子，则长木板对地面的压力会大于3mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．箱子水平方向受到人向右的推力和木板向左的摩擦力而处于静止状态，A错误；‎ B．木板受到箱子向右的摩擦力和人给的向左的摩擦力，二力平衡，所以地面对木板没有摩擦力，B错误；‎ CD．木板、人、箱子三者看做一个整体，竖直方向受到重力和地面的支持力，所以支持力等于三者的重力3mg，根据牛顿第三定律，木板对地面的压力大小为3mg，C正确、D错误．‎ 二、非选择题(本题共5小题，共56分)‎ ‎12.在“探究求合力的方法”的实验中，王同学用了两个量程为5N、最小刻度为 0.1N的弹簧测力计来测量拉力，实验之前他先检查了弹簧测力计，然后进行实验．先将橡皮条的一端固定在水平放置的木板上，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O，记录下O点的位置和拉力F1、F2的大小及方向；然 后用一个弹簧测力计拉橡皮条，仍将结点拉到O点，再记录拉力F的大小及方向；最后 取下白纸作图，研究合力与分力的关系．‎ ‎(1）实验前必须对弹簧测力计进行检查，以下检查项目必需的是______．‎ A．对弹簧测力计进行调零 B．将弹簧测力计用力拉，看是否能达到最大量程 C．将两只弹簧测力计水平互钩对拉，检查两弹簧测力计读数是否相同 ‎(2）如图是王同学研究合力与分力关系时在白纸上画出的图，根据物理实验读数和作图要求与规范，请指出图中存在的三种错误．‎ ‎①_______________________________________;‎ ‎②_______________________________________;‎ ‎③_______________________________________． ‎ ‎(3）在实验之余，王同学将两弹簧测力计竖直互钩对挂，发现上面弹簧测力计的读数略大于下面弹簧测力计的读数，倒置后也是如此，产生这种现象的原因是____．‎ A．弹簧测力计外壳的重力 B．弹簧及挂钩的重力 C．弹簧测力计只能水平测力 D．两挂钩之间的作用力不同 ‎【答案】（1）AC；（2）的大小未按图示要求标出；矢量未画上箭头；记录大小的数据有效数位错误；（3）B ‎【解析】‎ 试题分析：（1）弹簧使用之前要进行调零，由于在水平面内做实验，调零时要使弹簧水平放在桌面上，同时为了检验两个弹簧是否示数相同，要将两只弹簧秤水平互钩对拉．‎ ‎（2）力是有向线段表示的．作力的图示，需要选定标度．力用实线、辅助线用虚线．‎ ‎（3）在将两个完全相同的弹簧秤竖直互钩对挂时，应该在水平方向进行，如果在竖直方向进行，由于重力的影响，会导致上方弹簧示数大于下发弹簧示数 解：（1）A、弹簧使用之前要进行调零，由于在水平面内做实验，调零时要使弹簧水平放在桌面上，进行调零，故A正确；‎ B、在使用弹簧之前不用将弹簧秤用力拉，看是否能达到最大量程，故B错误；‎ C、同时为了检验两个弹簧是否示数相同，要将两只弹簧秤水平互钩对拉，然后进行读数比较，故C正确．‎ 故选AC．‎ ‎（2）根据力的图示法可知：F1、F2、F的大小未按图示要求标出；F1、F2、F矢量未画上箭头；记录F1、F2大小的数据有效数位错误；F与F1、F与F2的连线应该用虚线．‎ ‎（3）在将两个完全相同的弹簧秤竖直互钩对挂时，应该在水平方向进行，如果在竖直方向进行，由于重力的影响，会导致上方弹簧示数大于下发弹簧示数，故B正确．‎ 故选B 故答案为（1）AC；（2）F1、F2、F的大小未按图示要求标出；F1、F2、F矢量未画上箭头；记录F1、F2大小的数据有效数位错误；（3）B ‎【点评】对于实验既要明确基本仪器的使用，又要明确实验原理，了解实验的基本操作，本题是考查基本实验问题的好题．‎ ‎13. 两个实验小组做了如下两个实验，请回答下列问题：‎ Ⅰ．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示．下列表述正确的是 A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 Ⅱ．另一个实验小组利用图甲实验装置探究“求合力的方法”实验．‎ ‎（1）下列说法中正确的是 A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化 B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下 C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°‎ ‎（2）弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为 N ‎（3）本实验采用的科学方法是 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 ‎【答案】Ⅰ、BⅡ（1）AC（2）4．00（3）C ‎【解析】‎ 试题分析：Ⅰ：在图象中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确C错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误 Ⅱ：（1）A、要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定，可以用一个弹簧秤代替所挂钩码完成实验，故A正确；本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，橡皮条及挂钩码的细绳必须在同一平面内，弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下，故B错误；在测量的过程中F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程，否则误差比较大，故C正确；本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧称拉力的方向没有限制，并非一定要夹角为90°不变，故D错误．‎ ‎（2）由图乙弹簧秤的指针指示可知，拉力F的大小为4．00N．‎ ‎（3）本实验中，合力产生的效果与两个分力产生的效果是相同的，所以采用的科学方法是等效替代法．所以C正确；‎ 考点：验证力的平行四边形定则；探究弹力和弹簧伸长的关系．‎ ‎14.如图,水平细杆上套有一质量为‎0.54 kg的小环A,用轻绳将质量为‎0.5 kg的小球B与A相连.B受到始终与水平方向成53°角的风力作用,与A一起向右匀速运动,此时轻绳与水平方向夹角为37°,运动过程中B球始终在水平细杆的下方,则(取g=‎10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).‎ ‎(1)B对绳子的拉力大小;‎ ‎(2)A与杆间的动摩擦因数.‎ ‎【答案】（1）3.0N（2）0.3‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）对小球B由平衡条件得绳的拉力为：‎ ‎（2）环A做匀速直线运动，有:‎ 解得: μ=0.3 ‎ 考点：物体的平衡 ‎【名师点睛】此题考查了物体的平衡条件的应用；解题时一定要首先选择好研究对象，并对物体正确的受力分析，根据正交分解法列出水平和竖直两个方向的方程进行解答；此题意在考查学生运用基本规律和方法解题的能力.‎ ‎15.一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角；现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如图所示，试求：‎ ‎（1）当劈静止时绳子的拉力大小．‎ ‎（2）若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍，为使整个系统静止，求k的最小值．‎ ‎【答案】（1）mg．（2）．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）以水平方向为x轴，建立坐标系，以小球为研究对象，受力分析如图甲所示 Fsin60°+FNcos30°=mg①‎ Fcos60°=FNsin30°②‎ 解①②得：绳子的拉力大小 ‎ F=FN=mg ‎（2）如图乙，以水平方向为x轴，对劈进行受力分析 FN′=FNcos30°+Mg Ff′=FNsin30°‎ 且有 ，又 FN=F=mg 联立解之得 ‎16.如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为‎10 kg 的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为30°，整个装置处于静止状态。（g取‎10 m/s2）求：（所有结果均保留三位有效数字）‎ ‎（1）绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；‎ ‎（2）若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小的拉力的大小。‎ ‎【答案】（1），（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查平衡状态的受力分析，正交分解法，三角形定则。‎ 详解】（1）如图，水平竖直建立直角坐标系，对小球受力分析：‎ ‎ ‎ 水平方向： ‎ 竖直方向：‎ 联立解得：，；‎ ‎（2）对小球受力分析，利用三角形定则：‎ 由图可知，当F与绳垂直时，拉力最小，拉力的最小值为：‎ ‎ 。‎ ‎ ‎