【紅對勾】2020高考物理 相互作用單元綜合測試 新課標(biāo)

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1、單元綜合測試二(相互作用) 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，試卷滿分為100分．考試時間為90分鐘． 第Ⅰ卷(選擇題，共40分) 一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分．有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)) 1．下列有關(guān)重力概念的說法，正確的是(　　) A．重力方向總是垂直于物體的支持面 B．重力不隨物體位置變化而變化 C．粉筆在使用時，質(zhì)量變小，重力變小 D．空中向上飄的氣球沒有受到重力 解析：重力方向是豎直向下的，當(dāng)支持面不在水平位置時，重力方向不垂直于支持面，A選項錯；重力大小不僅和物體質(zhì)量

2、有關(guān)，還和自由落體加速度g的值有關(guān)，位置改變，g值變化，重力變化，B選項錯；質(zhì)量變小，重力變小，C選項正確；在地面附近的物體都將受到重力，D選項錯． 答案：C 圖1 2．如圖1所示，靜止的彈簧測力計受到大小都為40N的F1，F(xiàn)2的作用，彈簧測力計的示數(shù)為(　　) A．0N　　　　　　　　 B．40N C．80N D．無法確定 解析：對于彈簧測力計來說，兩端都有力的作用，所以讀數(shù)不可能為0，故A選項錯；彈簧測力計兩端都受力的作用，容易讓人理解為它的讀數(shù)為80N，本題可以這樣理解，彈簧測力計相當(dāng)于 圖2 一端固定在墻上，另一端受到一個40N的拉力，所以最終讀數(shù)為40N.

3、 答案：B 3．用輕質(zhì)細(xì)線把兩個質(zhì)量未知的小球懸掛起來，如圖2所示，今對小球a持續(xù)施加一個向左偏下30°角的恒力，并對小球b持續(xù)施加一個向右偏上30°角的同樣大的恒力，最后達(dá)到平衡時，如下圖3中正確的是(　　) 圖3 解析：將兩個小球看成一個整體，并以此為研究對象．由于同時施加在兩個小球上的兩個恒力大小相等、方向相反、則對這個整體而言，這兩個力互相平衡，其合力應(yīng)為0.這樣該系統(tǒng)只受兩個外力，即繩對a的拉力和地球?qū)汕蜇Q直向下的重力．根據(jù)力的平衡條件可知，這兩個力應(yīng)平衡，并且繩對a的拉力只能豎直向上． 答案：A 圖4 4．如圖4所示，重20N的物體放在粗糙水平面上，用F

4、＝8N的力斜向下推物體．F與水平面成30°角，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，則(　　) A．物體對地面的壓力為24N B．物體所受的摩擦力為12N C．物體所受的合力為5N D．物體所受的合力為零 解析：將F沿水平和豎直方向分解，由物體的平衡條件可以求出壓力為24N，摩擦力為4N，合力為0. 答案：AD 圖5 5．(2020·江蘇高考)用一根長1 m的輕質(zhì)細(xì)繩將一幅質(zhì)量為1 kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上．已知繩能承受的最大張力為10 N．為使繩不斷裂，畫框上兩個掛釘?shù)拈g距最大為(g取10 m/s2)(　　) A. m B. m C. m D. m 解析：

5、本題主要考查受力分析、物體的平衡知識，意在考查考生運(yùn)用物理知識處理實(shí)際問題的能力．畫框處于平衡狀態(tài)、所受合力為零，繩能承受的最大拉力等于畫框的重力，根據(jù)力的平行四邊形定則，兩繩間的夾角為120°，則兩個掛釘間的最大距離為 m，A正確． 答案：A 圖6 6．如圖6所示，質(zhì)量為m的物體A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑，物體A在上滑過程中受到的力有(　　) A．向上的沖力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力 B．重力、斜面的支持力、下滑力 C．重力、對斜面的正壓力、沿斜面向下的摩擦力 D．重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力 圖7 解析：分析物體受力情況是解力學(xué)問題的

6、基礎(chǔ)，而正確理解力的概念是分析受力情況的關(guān)鍵．許多同學(xué)在解答此題時，往往對題中給出的“向上的沖力”和“下滑力”把握不清楚，由于日常生活“經(jīng)驗”的影響，他們總認(rèn)為，物體能沿斜面向上運(yùn)動，必受到向上的“沖力”，這顯然是對“力不能脫離物體而存在”沒有理解，因為找不到對物體施加這一“沖力”的另一物體．物體沿斜面向上運(yùn)動 是因為慣性．“下滑力”是重力的一個分力．物體A受到的作用力有：由于地球的吸引而產(chǎn)生的重力mg，方向豎直向下；物體A壓斜面而使斜面發(fā)生微小形變，發(fā)生了形變的斜面對物體產(chǎn)生支持力FN，方向垂直斜面向上；物體A與斜面接觸且相對斜面向上運(yùn)動 ，故受到沿斜面向下的滑動摩擦力Ff，如圖7所示．

7、答案：D 圖8 7．如圖8所示，一輛運(yùn)送沙子的自卸卡車裝滿沙子，沙粒之間的動摩擦因數(shù)為μ1，沙子與車廂底部材料的動摩擦因數(shù)為μ2，車廂的傾角用θ表示(已知μ2>μ1)，下列說法正確的是(　　) A．要順利地卸干凈全部沙子，應(yīng)滿足tanθ>μ2 B．要順利地卸干凈全部沙子，應(yīng)滿足sinθ>μ2 C．只卸去部分沙子，車上還留有一部分沙子，應(yīng)滿足μ2>tanθ>μ1 D．只卸去部分沙子，車上還留有一部分沙子，應(yīng)滿足μ2>μ1>tanθ 解析：要卸掉全部沙子，沙子沿車廂底部方向應(yīng)有：mgsinθ>μ2mgcosθ，即tanθ>μ2，選項A正確；要留有部分沙子在車廂，則tanθ<μ2，

8、tanθ>μ1，所以C項正確． 答案：AC 圖9 8．如圖9所示，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，與三根相同的螺旋形輕彈簧相連．靜止時，彈簧c沿豎直方向，相鄰兩彈簧間的夾角均為120°.已知彈簧a、b對質(zhì)點(diǎn)的作用力大小均為F，則彈簧c對質(zhì)點(diǎn)的作用力大小可能為(　　) A．F B．F＋mg C．F－mg D．mg－F 解析：本題容易錯誤地認(rèn)為三根彈簧一定都處于拉伸狀態(tài)而漏選A、B、D. 質(zhì)點(diǎn)受四個力作用：重力mg，a、b、c的彈力Fa、Fb、Fc，四力合力為零，由于彈簧a、b對質(zhì)點(diǎn)的作用力方向未知，故本題有多解． 當(dāng)彈簧a、b的彈力均斜向上或斜向下時，因為夾角等于120°，故a、b的

9、彈力的合力大小為F，且豎直向上或豎直向下． 當(dāng)a、b彈力的合力豎直向上，c的彈力也向上時，F(xiàn)c＝mg－F，則當(dāng)mg＝2F時，F(xiàn)c＝F，故選項A、D正確． 當(dāng)a、b彈力的合力豎直向上，c的彈力向下時，F(xiàn)c＝F－mg，故選項C正確． 當(dāng)a、b彈力的合力豎直向下，c的彈力向上時，F(xiàn)c＝F＋mg，故選項B正確． 答案：ABCD 圖10 9．如圖10所示的皮帶傳動裝置中，O1是主動輪，O2是從動輪，A、B分別是皮帶上與兩輪接觸的點(diǎn)，C、D分別是兩輪邊緣與皮帶接觸的點(diǎn)(為清楚起見 ，圖中將兩輪與皮帶畫得略微分開，而實(shí)際上皮帶與兩輪是緊密接觸的)．當(dāng)O1順時針啟動時，若皮帶與兩輪不打滑，則A

10、、B、C、D各點(diǎn)所受靜摩擦力的方向分別是(　　) A．向上，向下，向下，向上　　 B．向下，向上，向上，向下 C．向上，向上，向下，向下 D．向下，向下，向上，向上 圖11 解析：本題考查靜摩擦力的方向判斷，弄清物體相對運(yùn)動趨勢的方向是解答問題的關(guān)鍵，但相對運(yùn)動趨勢方向的判斷難度較大．因此，我們可用假設(shè)法判斷．假設(shè)主動輪O1與皮帶間無摩擦力作用，則當(dāng)O1順時針轉(zhuǎn)動時，O1與皮帶間將打滑，此時C點(diǎn)將相對于A點(diǎn)向上運(yùn)動．實(shí)際上，O1與皮帶間沒有打滑，可見C點(diǎn)相對于A點(diǎn)有向上運(yùn)動的趨勢；反之，A點(diǎn)相對于C點(diǎn)有向下運(yùn)動的趨勢．根據(jù)靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢的方向相反，可知C、A兩點(diǎn)受

11、到的靜摩擦力FC、FA的方向分別是向下、向上．同樣，我們可以得到B、D兩點(diǎn)受到的靜摩擦力FB、FD的方向分別是向上、向下．從而，A、B、C、D各點(diǎn)所受靜摩擦力的方向如圖11所示，本題應(yīng)選C項． 答案：C 圖12 10．一個物體位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖12所示．如果將外力F撤去，則物體 (　　) A．會沿斜面下滑 B．摩擦力的方向一定會變化 C．摩擦力的值變大 D．摩擦力的值變小 圖13 解析：物體靜止于斜面上時，在斜面所在的平面上受力分析如圖13甲所示，它受三個力作用：水平力F、物體重力沿斜面向下的分力G·sinθ和靜摩擦力Ff1，

12、三力平衡，合力為零．由圖甲可知，F(xiàn)f1>G·sinθ，而最大靜摩擦力必大于靜摩擦力Ff1所以斜面對物體的最大靜摩擦力大于G·sinθ.當(dāng)將外力F撤去時，在斜面所處的平面內(nèi)物體的受力將發(fā)生突變，變?yōu)閳D乙所示情況，因為斜面對物體的最大靜摩擦力大于G·sinθ，所以物體仍靜止于斜面上，由平衡條件可知此時的靜摩擦力Ff2大小等于G·sinθ，而靜摩擦力Ff2的方向在其大小發(fā)生突變的同時也發(fā)生了突變：由原來沿斜面指向右上方變?yōu)檠匦泵嫦蛏希? 答案：BD 第Ⅱ卷(非選擇題，共60分) 二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分) 11．(2020·山東理綜)請完成以下兩小題． 某同學(xué)在家中嘗試驗

13、證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實(shí)驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物． 圖14 ①為完成該實(shí)驗，下述操作中必需的是________． a．測量細(xì)繩的長度 b．測量橡皮筋的原長 c．測量懸掛重物后橡皮筋的長度 d．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 ②釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是________． 解析：①由于是三條相同的橡皮筋，勁度系數(shù)相同，由胡克定律F＝k·Δx可

14、知，橡皮筋的形變量代表了橡皮筋受力的大小，故選項b、c是必需的；A、B兩點(diǎn)固定，O點(diǎn)的位置決定了三個力的方向，故選項d是必需的． ②要再次驗證平行四邊形定則，可通過更換懸掛重物進(jìn)而改變橡皮筋彈力的方法． 答案：①bcd?、诟鼡Q小重物 12．通過“探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間的關(guān)系”實(shí)驗，我們知道：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F與形變量x成正比，并且不同彈簧，其勁度系數(shù)也不同．某中學(xué)的探究學(xué)習(xí)小組從資料中查到：彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的材料和形狀有關(guān)．該學(xué)習(xí)小組想研究彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長的關(guān)系，現(xiàn)有A，B，C，D四根材料和粗細(xì)完全相同僅長度不同的彈簧． (1)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們經(jīng)過思考和理論推導(dǎo)

15、，各自提出了自己的看法，其中甲同學(xué)認(rèn)為彈簧的勁度系數(shù)可能與彈簧長度成正比，乙同學(xué)認(rèn)為彈簧的勁度系數(shù)可能與彈簧原長成反比，甲、乙有一名同學(xué)的看法是正確的．你認(rèn)為正確的是________(填“甲”或“乙”)，就這一環(huán)節(jié)而言，屬于科學(xué)探究中的哪個環(huán)節(jié)________(填序號)． A．分析與論證　　　　　 B．進(jìn)行實(shí)驗與收集證據(jù) C．猜想與假設(shè) D．制定計劃與設(shè)計實(shí)驗 (2)為驗證甲、乙誰的看法正確，可通過實(shí)驗完成，實(shí)驗器材除上述彈簧和已知質(zhì)量的幾個鉤碼外，還需要的實(shí)驗器材是________． (3)探究學(xué)習(xí)小組進(jìn)行實(shí)驗記錄的數(shù)據(jù)如下表所示． 實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄(g＝10 m/s2) 原

16、長 鉤碼質(zhì)量 彈簧長度 彈簧伸 長量x 彈簧勁度 系數(shù)k 彈簧A 10.00 cm 0.3 kg 13.00 cm 3.00 cm 100 N/m 彈簧B 15.00 cm 0.1 kg 16.49 cm 1.49 cm 67.1 N/m 彈簧C 20.00 cm 0.2 kg 24.00 cm 彈簧D 30.00 cm 0.1 kg 32.99 cm 2.99 cm 33.4 N/m 請完成上表，從中得出的結(jié)論為：________. 解析：(1)彈簧的勁度系數(shù)由彈簧的本身決定，而與懸掛的重物無關(guān)，所以乙正確． 由于實(shí)驗還沒

17、有被證實(shí)，所以屬于猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)． (2)實(shí)驗中需要懸掛彈簧測力計，所以需要鐵架臺，還需要測量彈簧形變量，所以需要刻度尺． (3)根據(jù)數(shù)據(jù)計算可知道：在實(shí)驗允許的誤差范圍內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長成反比． 答案：(1)乙　C　(2)鐵架臺、刻度尺 (3)4.00 cm　50 N/m 結(jié)論為：在實(shí)驗允許的誤差范圍內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長成反比． 三、計算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 圖15 13．如圖15所示，板A的質(zhì)量為m，滑塊B的質(zhì)量為2m，板A用繩拴住，繩與斜

18、面平行，滑塊B沿傾角為α的斜面在A板的中間一段勻速下滑，若A、B之間以及B與斜面間的動摩擦因數(shù)相同，求動摩擦因數(shù)μ 解析：取B為研究對象，受力分析如圖16所示．由平衡條件得2mgsinα＝μFN1＋μFN2① 圖16 對于A，由平衡條件得 F′N2＝FN2＝mgcosα② 對于A、B整體，由平衡條件得 F′N1＝FN1＝3mgcosα③ 由①②③得μ＝tanα 答案：tanα 圖17 14．在傾角為α的斜面上，一條質(zhì)量不計的皮帶一端固定在斜面上端，另一端繞過一中間有一圈凹槽的圓柱體，并用與斜面夾角為β的力拉住，使整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖17所示．不計一切摩擦，圓柱

19、體質(zhì)量為m，求拉力F的大小和斜面對圓柱體的彈力FN的大?。? 某同學(xué)分析過程如下： 將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解． 沿斜面方向：Fcosβ＝mgsinα① 沿垂直于斜面方向：Fsinβ＋FN＝mgcosα② 問：你同意上述分析過程嗎？若同意，按照這種分析方法求出F及FN的大?。蝗舨煌?，指明錯誤之處并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果． 圖18 解析：不同意．平行于斜面的皮帶對圓柱體也有力的作用，其受力如圖18所示． ①式應(yīng)改為：Fcosβ＋F＝mgsinα③ 由③得F＝mg④ 將④代入②，解得 FN＝mgcosα－Fsinβ＝mgcosα－mgsinβ 答案：見解析

20、 圖19 15．如圖19所示，ABCD為一傾角θ＝30°的粗糙斜面，其中AD邊與BC邊平行，斜面上有一重G＝10 N的物體，當(dāng)對物體施加一個與AD邊平行的拉力F時，物體恰能做勻速直線運(yùn)動，已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝，求力F的大小以及物體運(yùn)動方向與力F方向間的夾角α. 解析：垂直于斜面方向上，物體對斜面的壓力N＝Gcosθ；在斜面所在平面上，滑塊受力為拉力F，摩擦力f和重力的分力Gsinθ，根據(jù)物體的平衡條件有：μN(yùn)＝ 解得F＝5 N，tanα＝＝1，故α＝45°. 答案：5 N　45° 16．物體的質(zhì)量為2 kg，兩根輕細(xì)繩AB和AC的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成θ角的拉力F，相關(guān)幾何關(guān)系如圖20所示，θ＝60°，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍．(g取10 m/s2) 　 解析：作出物體A受力如圖21所示，由平衡條件 Fy＝Fsinθ＋F1sinθ－mg＝0① Fx＝Fcosθ－F2－F1cosθ＝0② 由①②式分別得F＝－F1③ F＝＋④ 要使兩繩都能繃直，則有F1≥0⑤ F2≥0⑥ 由③⑤式得F有最大值Fmax＝＝N. 由④⑥式得F有最小值Fmin＝＝N 綜合得F的取值范圍N≤F≤N. 答案：N≤F≤N