2022年高考物理大一轮复习讲义 第二章 章末限时练（含解析） 新人教版

2022年高考物理大一轮复习讲义 第二章 章末限时练（含解析） 新人教版一、选择题(每小题4分，共40分)1某物体在n个共点力的作用下处于静止状态，若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90，而保持其大小不变，其余力保持不变，则此时物体所受的合力大小为()AF1 B.F1 C2F1 D0答案B解析物体受n个力处于静止状态，则其中(n1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向，故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1，且与F1方向相反，故当F1转过90后，物体受到的合力大小应为F1，选项B正确2如图1甲所示为实验室常用的弹簧测力计，弹簧的一端与有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为G，弹簧及拉杆的质量忽略不计现将该弹簧测力计用如图乙、丙的两种方式固定在地面上，并分别用相同的力F0(F0G)竖直向上拉弹簧测力计，则稳定后弹簧测力计的读数分别为()图1A乙图读数为F0G，丙图读数为F0B乙图读数为F0，丙图读数为F0GC乙图读数为F0G，丙图读数为F0GD乙图读数为F0，丙图读数为F0答案B解析弹簧测力计的读数应是弹簧中的弹力大小在图乙中，F0与弹簧拉力是一对作用力与反作用力，大小一定相等在图丙中，由共点力的平衡知F0F弹G，所以F弹F0G，选项B正确3如图2所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F0.则下列描述正确的是()AB可能受到3个或4个力作用图2B斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下CA对B的摩擦力可能为0DA、B整体可能受三个力作用答案BD解析对A、B整体，一定受到重力G、斜面支持力FN、水平力F，如图(a)，这三个力可能使整体平衡，因此斜面对A、B整体的静摩擦力可能为0，可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，B、D正确；对木块A，受力如图(b)，水平方向受力平衡，因此一定受到B对A的静摩擦力FfA，由牛顿第三定律可知，C错；对木块B，受力如图(c)，其中斜面对B的摩擦力Ff可能为0，因此木块B可能受4个或5个力作用，A错4帆船航行时，遇到侧风需要调整帆面至合适的位置，保证船能有足够的动力前进如图3是帆船航行时的俯视图，风向与船航行方向垂直，关于帆面的a、b、c、d四个位置，可能正确的是()Aa Bb 图3Cc Dd答案B5一轻杆AB，A端用铰链固定于墙上，B端用细线挂于墙上的C点，并在B端挂一重物，细线较长使轻杆位置如图4甲所示时，杆所受的压力大小为FN1，细线较短使轻杆位置如图乙所示时，杆所受的压力大小为FN2，则有()图4AFN1FN2 BFN1FN2CFN1FN2 D无法比较答案C解析轻杆一端被铰链固定在墙上，杆上的弹力方向沿杆的方向由牛顿第三定律可知：杆所受的压力与杆对B点细线的支持力大小相等，方向相反对两种情况下细线与杆接触点B受力分析，如图甲、乙所示，由图中几何关系可得：，故FN1FN2，选项C正确6如图5所示，光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则() 图5A水平外力F增大B墙对B的作用力减小C地面对A的支持力减小DA对B的作用力减小答案BD解析对物体B的受力分析如图所示，A的位置左移，角减小，FN1Gtan ，FN1减小，B项正确；FN，FN减小，D项正确；以A、B为一个整体受力分析，FN1F，所以水平外力F减小，A项错误；地面对A的支持力等于两个物体的重力之和，所以该力不变，C项错误7如图6所示，一辆质量为M的汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将质量为m的重物A缓慢吊起在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力FT、汽车对地面的压力FN和汽车受到的摩擦力Ff随细绳与水平方向的夹角变化的图象中正确的是 ()图6答案AC解析因为绳子跨过定滑轮，故绳子张力等于重物A的重力，A正确；由牛顿第三定律可知，汽车对地面的压力大小等于地面对汽车的支持力，故以汽车为研究对象，受力分析得FNMgFTsin ，取0时，FNMg，B错误；因为缓慢吊起重物，汽车可视为处于平衡状态，故有FfFTcos ，故C对，D错8如图7所示，A、B两物体叠放在水平地面上，A物体质量m20 kg，B物体质量M30 kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250 N/m，A与 图7B之间、B与地面之间的动摩擦因数为0.5.现有一水平推力F作用于物体B上推着B缓慢地向墙壁移动，当移动0.2 m时，水平推力F的大小为(g取10 m/s2)()A350 N B300 N C250 N D200 N答案B解析由题意可知FfAmaxmg100 N当A向左移动0.2 m时，F弹kx50 N，F弹FfAmax，即A、B间未出现相对滑动，对整体受力分析可知，FFfBF弹(mM)gkx300 N，B选项正确9如图8所示，左侧是倾角为30的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端切线水平，一根两端分别系有质量为m1、m2的小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮当它们处于平衡状 图8态时，连结m2小球的轻绳与水平线的夹角为60，不计一切摩擦，两小球可视为质点两小球的质量之比m1m2等于()A2 B23 C.2 D11答案A解析对m2受力分析如图所示进行正交分解可得FNcos 60FTcos 60FTsin 60FNsin 60m2g解得FT对m1球受力分析可知，FTm1gsin 30m1g可知m1m22，选项A正确10如图9所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是() 图9AB与水平面间的摩擦力增大B绳子对B的拉力增大C悬于墙上的绳所受拉力不变DA、B静止时，图中、三角始终相等答案AD解析因为将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，所以绳中的拉力大小始终等于A的重力，通过定滑轮，绳子对B的拉力大小也等于A的重力，而B移至C点后，右侧绳子与水平方向的夹角减小，对B进行受力分析可知，B受到水平面的静摩擦力增大，所以选项A正确，B错误；对滑轮受力分析可知，悬于墙上的绳所受拉力等于两边绳的合力，由于两边绳子的夹角变大，两边绳的合力将减小，选项C错误；由几何关系可知、三角始终相等，选项D正确二、非选择题(共60分)11(6分)为测定木块P和木板Q间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图10为实验装置示意图，其中各物体的接触面均水平，该同学在实验中的主要操作有：图10A用弹簧测力计测出木块P的重力为GP6.00 N；B用弹簧测力计测出木板Q的重力为GQ9.25 N；C用手按住木块和木板，按图10装置安装好器材；D松开木块和木板让其运动，待弹簧测力计指针稳定时再读数(1)上述操作中多余的步骤是_(填步骤序号)(2)在听取意见后，该同学按正确方法操作，稳定时弹簧测力计的指针位置如图11所示，其示数为_ N根据该同学的测量数据，可求得木块P和木板Q间的动摩擦因数为_ 图11答案(1)B(2)2.100.35解析(1)要做好本题，需理解实验原理无论木板怎样滑动，弹簧测力计的示数总与P木块的滑动摩擦力相等，且这个值是稳定的，故可用FFNmg求解，所以步骤B是多余的(2)由读数的估读规则可知，弹簧测力计的读数为2.10 N，由FFNmg，可知0.35.12(8分)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图12甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图图12(1)实验中用弹簧测力计测量力的大小时，下列使用方法中正确的是_A拿起弹簧测力计就进行测量读数B拉橡皮筋的拉力大小不能超过弹簧测力计的量程C测量前检查弹簧指针是否指在零刻线，用标准砝码检查示数正确后，再进行测量读数D应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板间的摩擦(2)关于此实验的下列说法中正确的是_A同一次实验中，O点位置不允许变动B实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90D实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点(3)图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_(4)本实验采用的科学方法是_A理想实验法 B等效替代法C逆向思维法 D建立物理模型法答案(1)BCD(2)A(3)F(4)B13(10分)如图13所示，一根质量不计的横梁A端用铰链固定在墙壁上，B端用细绳悬挂在墙壁上的C点，使得横梁保持水平状态已知细绳与竖直墙壁之间的夹角为60，当用另一段轻绳在B点悬挂一个质量为M6 kg的重物时，求轻杆对B点的弹力和绳BC的拉力大小(g取10 m/s2) 图13答案60 N120 N解析设杆对B点的弹力为F1，因横梁A端用铰链固定，故F1的方向沿杆方向，绳BC对B点的拉力为F2，由于B点静止，B点所受的向下的拉力大小恒定为重物的重力，根据受力平衡的特点，杆的弹力F1与绳BC对B点的拉力F2的合力一定竖直向上，大小为Mg，如图所示根据以上分析可知弹力F1与拉力F2的合力大小FGMg60 N由几何知识可知F1Ftan 6060 NF2120 N即轻杆对B点的弹力为60 N，绳BC的拉力为120 N.14(10分)如图14所示，质量为m15 kg的滑块，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30 N的力F推滑块，滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m210 kg，且始终静止，取g10 m/s2，求：图14(1)斜面对滑块的摩擦力(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力答案(1)5 N(2)15 N135 N解析(1)用隔离法：对滑块受力分析，如图甲所示，在平行斜面的方向上：Fm1gsin 30Ff，FfFm1gsin 30(305100.5) N5 N.(2)用整体法：因两个物体均处于平衡状态，故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究，其受力如图乙所示，由图乙可知：在水平方向上有Ff地Fcos 3015 N；在竖直方向上，有FN地(m1m2)gFsin 30135 N.15(13分)如图15所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为mA10 kg，mB20 kg，A、B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37，今欲用外力将物体B匀速向右 图15拉出，求所加水平拉力F的大小，并画出A、B的受力分析图(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)答案160 N见解析图解析A、B的受力分析如图甲、乙所示对A应用平衡条件，有FTsin 37Ff1FN1FTcos 37FN1mAg联立得FN160 N，Ff1FN130 N对B应用平衡条件，有FN1FN1，Ff1Ff1FFf1Ff2Ff1FN2Ff1(FN1mBg)160 N16(13分)如图16所示，在光滑的水平杆上穿两个重均为2 N的球A、B，在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10 N/m，用两条等长的线将球C与A、B相连，此时弹簧被压短了10 cm，两条线的夹角为60，求：(1)杆对A球的支持力为多大？图16(2)C球的重力为多大？答案(1)(2) N(2)2 N解析(1)A、C球的受力情况分别如图甲、乙所示：甲乙其中Fkx1 N对于A球，由平衡条件得：FFTsin 30FNGAFTcos 30解得：FN(2) N(2)由(1)可得两线的张力都为：FT2 N对于C球，由平衡条件得：2FTcos 30GC解得：GC2 N