章末過關(guān)檢測(二)(建議用時：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1.(2021·肇慶市檢測)如圖所示，某人用繩子拉水平地面上的木箱以恒定速度v向前運(yùn)動，已知木箱的質(zhì)量為m，繩子的拉力大小為F且與水平面夾角為θ，木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，下列說法正確的是(　　)A．木箱受到的支持力可能為零B．木箱受到的摩擦力大小為μmgC．繩子拉力的功率為FvcosθD．木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝解析：選C。由平衡條件，豎直方向FN＝mg－Fsinθ水平方向Fcosθ＝f＝μ(mg－Fsinθ)因此木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝繩子拉力的功率為P＝Fvcosθ故選C。2.(2020·深圳市第二次統(tǒng)測)戶外野炊所用的便攜式三腳架，由三根完全相同的輕桿通過鉸鏈組合在一起，每根桿均可繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動。如圖所示，將三腳架靜止放在水平地面上，吊鍋通過細(xì)鐵鏈掛在三腳架正中央，三根桿與豎直方向的夾角均相等。若吊鍋和細(xì)鐵鏈的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計支架與鉸鏈之間的摩擦，則(　　) A．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角為37°時，桿受到的壓力大小為mgB．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角為37°時，桿對地面的摩擦力大小為mgC．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角均變大時，三根桿對鉸鏈的作用力的合力變大D．當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角均變大時，桿對地面的壓力變大解析：選B。根據(jù)平衡條件，豎直方向，有3Ncos37°＝mg，解得N＝mg，故A錯誤；桿對地面的摩擦力大小為f＝Nsin37°＝×＝，故B正確；當(dāng)每根桿與豎直方向的夾角均變大時，三根桿對鉸鏈的作用力的合力仍與吊鍋和細(xì)鐵鏈的總重力大小相等，故C錯誤；由平衡可知3Ncosθ＝mg，得N＝，桿對地面的壓力N′＝Ncosθ＝，故D錯誤。3.(2020·常德市模擬)拖把是拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略，拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ，當(dāng)拖把頭在地板上勻速移動時推拖把的力F的大小為(　　)A.B．C.D．解析：選B。設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把，將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，有Fcosθ＋mg＝NFsinθ＝f式中N和f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力，按摩擦定律有f＝μN(yùn) 聯(lián)立上式得F＝，B正確。4．(2020·南陽市上學(xué)期期末)如圖所示，傾角為45°的粗糙斜面置于水平地面上，有一質(zhì)量為2m的滑塊通過輕繩繞過定滑輪與質(zhì)量為m的小球相連(繩與斜面平行)，滑塊靜止在斜面上，斜面也保持靜止，則(　　)A．斜面受到地面的摩擦力方向水平向右B．斜面受到地面的彈力等于滑塊和斜面的重力之和C．斜面受到地面的彈力比滑塊和斜面的重力之和小mgD．斜面受到地面的彈力比滑塊和斜面的重力之和小mg解析：選D。以小球?yàn)檠芯繉ο?，小球受到的重力與繩子的拉力是一對平衡力，所以繩子的拉力大小T等于小球的重力，即T＝mg，以斜面和滑塊組成的整體為研究對象，水平方向根據(jù)平衡條件可得：f＝Tcos45°＝mg，方向水平向左，故A錯誤；設(shè)斜面的質(zhì)量為M，地面對斜面的彈力大小為N，以斜面和滑塊組成的整體為研究對象，豎直方向根據(jù)平衡條件可得：N＝(M＋2m)g－Tsin45°，所以斜面受到地面的彈力比滑塊和斜面的重力之和小Tsin45°＝mg，故B、C錯誤，D正確。5.(2020·荊州市省示范高中教學(xué)質(zhì)檢)如圖所示，斜面體放在粗糙的水平地面上，其頂端固定一定滑輪，細(xì)繩繞過定滑輪，一端連接在斜面上的物塊A上，另一端固定在可沿水平方向移動的豎直桿上，在細(xì)繩上用輕小滑輪懸掛物體B，不計繩和滑輪間摩擦，整個系統(tǒng)保持靜止。現(xiàn)將豎直桿緩慢向右移動少許，移動過程中斜面體和物塊A保持靜止。則下列說法正確的是(　　)A．細(xì)繩的張力不變B．地面對斜面體的支持力大小不變C．斜面體受到地面的摩擦力大小不變 D．物塊A受到的摩擦力一定減小解析：選B。豎直桿右移，小滑輪兩側(cè)繩子的夾角變大，繩子的張力變大，A錯誤；設(shè)繩子與B物體在豎直方向的夾角為θ，則有2Tcosθ＝mBg，因此繩子的拉力的豎直分力不變；把斜面和物塊A以及斜面上的滑輪作為一個整體，設(shè)斜面質(zhì)量為M，則豎直方向有FN＝(mA＋M)g＋Tcosθ，斜面對地壓力不變，整體水平方向有f＝Tsinθ，θ變大，T變大，因此受到地面的摩擦力變大，C錯誤，B正確；物體A與物體B的質(zhì)量大小關(guān)系不確定，物塊與斜面體之間的摩擦力方向不確定，故不能確定兩者之間摩擦力變化情況，D錯誤。二、多項(xiàng)選擇題6．(2020·咸寧市第二次模擬)如圖所示，在水平地面上放著一個左側(cè)截面為半圓的光滑柱狀物體A，在物體A與豎直墻面之間放著一個光滑斜面體B，斜面體B未接觸地面，整個裝置在水平力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)推動物體A緩慢向左移動一小段距離，在此過程中，下列說法正確的是(　　)A．水平力F大小不變B．地面對物體A的支持力不變C．斜面體B對物體A的壓力逐漸增大D．墻面對斜面體B的支持力逐漸減小解析：選AB。以B為研究對象，由平衡條件可知，墻對B的作用力F1＝物體A對斜面體的支持力F2＝現(xiàn)推動物體A緩慢向左移動一小段距離，角度θ保持不變，所以F1、F2保持不變。以整體為研究對象，水平力F大小等于墻對B的作用力F1保持不變，故A正確；以整體為研究對象，地面對物體A的支持力等于A、B重力之和保持不變，故B正確；根據(jù)牛頓第三定律，可知斜面體B對物體A的壓力等于物體A對斜面體的支持力F2不變，故C錯誤；墻面對斜面體B的支持力F1保持不變，故D錯誤。7.(2020·潮州市上學(xué)期期末)如圖，一細(xì)繩跨過光滑定滑輪，其一端懸掛物塊B ，另一端與地面上的物塊A相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向右的拉力緩慢拉動B，直至懸掛B的細(xì)繩與豎直方向成60°。已知A始終保持靜止，則在此過程中(　　)A．A所受細(xì)繩的拉力一直增大B．A所受地面的支持力一直增大C．水平拉力大小可能減小D．A所受地面的摩擦力一直增大解析：選AD。對B受力分析可知，設(shè)懸掛B的細(xì)繩與豎直方向成θ時，在豎直方向平衡有：Tcosθ＝mBg在水平方向有：F＝mBgtanθ所以當(dāng)θ逐漸增大過程中細(xì)繩的拉力逐漸增大，水平拉力逐漸增大，故A正確，C錯誤；對A受力分析如圖：根據(jù)平衡關(guān)系有：mAg＝Tcosα＋Nf＝Tsinα因?yàn)锳始終保持靜止，α保持不變，T增大，所以N減小，f增大，故B錯誤，D正確。8．如圖所示，兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B通過固定在O點(diǎn)的光滑滑輪用輕繩相連，小球A置于光滑半圓柱上，小球B用水平輕繩拉著，水平輕繩另一端系于豎直板上，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知O點(diǎn)在半圓柱橫截面圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角、其長度與半圓柱橫截面的半徑相等，OB與豎直方向成60°角，則(　　)A．輕繩對球A的拉力與球A所受彈力的合力大小相等 B．輕繩對球A的拉力與半圓柱對球A的彈力大小相等C．輕繩AOB對球A的拉力與對球B的拉力大小之比為∶D．球A與球B的質(zhì)量之比為2∶1解析：選BD。設(shè)輕繩中拉力T，球A受力如圖。球A所受彈力為繩對A的拉力和半圓對球A的彈力的合力，與重力等大反向，大于T，故A錯誤；受力分析可得Tsin30°＝Nsin30°，Tcos30°＋Ncos30°＝mAg，解得T＝N＝mAg，故B正確；輕繩對A的拉力與對球B的拉力都等于T，故C錯誤；對球B：Tcos60°＝mBg，T＝2mBg，解得＝，故D正確。三、非選擇題9．(2020·佛山市二模)小張同學(xué)為了“驗(yàn)證力的平行四邊定則”，設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)，其裝置圖如甲所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將3條完全相同的彈性橡皮條(滿足胡克定律)的一端連接在一起形成一個結(jié)點(diǎn)O，先測量出每根橡皮條的自然長度x0；(2)在豎直平面內(nèi)固定一木板，在木板上固定一張白紙，用圖釘將其中兩條橡皮條的A、B端固定在木板上，在另一條橡皮條C端懸掛一小重錘，并確保橡皮條不超出彈性限度，且與紙面無摩擦；(3)待裝置平衡后，分別測量出橡皮條OA、OB和OC的長度x1、x2、x3，并在白紙上記錄__________________；(4)取下白紙，如圖乙所示，在白紙上分別用長度(x1－x0)、(x2－x0)代表橡皮條OA和OB拉力的大小，作出力的圖示OA′和OB′，并以O(shè)A′和OB′為兩鄰邊作一平行四邊形OA′C′B′，測量出OC′長度x4，如果近似可得x4＝______　　，且OC′的方向__________，則實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則；(5)改變A、B的位置，重復(fù)(2)到(4)的步驟進(jìn)行多次驗(yàn)證。 解析：(3)待裝置平衡后，分別測量出橡皮條OA、OB和OC的長度x1、x2、x3，并在白紙上記錄O、A、B三點(diǎn)的位置以及OC的方向(或①結(jié)點(diǎn)O的位置、OA、OB和OC的方向；②結(jié)點(diǎn)O的位置和三力的方向)。(4)如果近似可得x4＝x3－x0，且OC′的方向與OC的方向相反(或在OC的反向延長線上，或豎直向上)，則實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。答案：(3)O、A、B三點(diǎn)的位置以及OC的方向(4)x3－x0　與OC的方向相反10．(2020·煙臺市高考診斷一模)某物理興趣小組利用如圖所示裝置進(jìn)行“探究彈簧彈性勢能與彈簧形變量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。圖中光滑水平平臺距水平地面h＝1.25m，平臺上一輕質(zhì)彈簧一端固定在擋板上，質(zhì)量為m的小球與彈簧另一端接觸并壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x后，由靜止釋放小球，小球從平臺邊緣水平飛出，落在地面上，用刻度尺測出小球水平飛行距離s；并用傳感器(圖中未畫出)測量出小球從平臺邊緣飛出后在空中的飛行時間t。多做幾次實(shí)驗(yàn)后，記錄如表所示；(1)由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時，小球水平位移s＝____x，與________無關(guān)；(2)由實(shí)驗(yàn)原理和表中數(shù)據(jù)可知，彈簧彈性勢能Ep與彈簧形變量x的關(guān)系式為Ep＝______(用m、h、x和重力加速度g表示)；12345x/m0.010.020.030.040.05s/m0.510.991.501.982.50t/ms505.3505.1504.8504.9505.2 (3)某同學(xué)按物體平拋運(yùn)動規(guī)律計算了小球在空中的飛行時間：t＝＝s＝0.5s＝500ms，由表中數(shù)據(jù)可知，發(fā)現(xiàn)測量值t均偏大。經(jīng)檢查，實(shí)驗(yàn)操作及測量無誤，且空氣阻力可以忽略，造成以上偏差的原因是________________________________________________________________________。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時，在誤差允許范圍內(nèi)，可以看出運(yùn)動時間大體不變，小球水平位移s＝50x①與小球從平臺邊緣飛出后在空中的飛行時間t無關(guān)；(2)由功能關(guān)系可知，彈簧彈性勢能Ep＝mv②小球做平拋運(yùn)動的初速度v0＝s③由①②③式得彈簧彈性勢能Ep＝x2；(3)該同學(xué)按物體平拋運(yùn)動規(guī)律計算小球在空中的飛行時間時，使用了重力加速度的近似值10m/s2，故計算值t偏小，測量值t均偏大。答案：(1)50　t　(2)x2　(3)重力加速度g取值不準(zhǔn)確，g取10m/s2偏大11．(2021·廣東中山市高三月考)傾角為30°的斜面體置于粗糙的水平地面上，其斜面光滑，底面粗糙，頂端安裝一光滑輕質(zhì)定滑輪。另有光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，圓心在O點(diǎn)。一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))套在圓環(huán)上，通過繞過輕滑輪的細(xì)線與斜面上的小物塊相連。在豎直向下的拉力F作用下，小球靜止在Q點(diǎn)，OQ連線與水平方向成53°角，細(xì)線與環(huán)恰好相切，滑輪與小物塊之間的細(xì)線與斜面平行，如圖所示，斜面體始終保持靜止。已知小球的質(zhì)量m＝1kg，小物塊的質(zhì)量M＝2kg，重力加速度g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。(1)求拉力F的大??；(2)求地面對斜面體的摩擦力大小； (3)若突然撤去拉力F，小球?qū)腝點(diǎn)開始運(yùn)動。求撤去F的瞬間，小物塊的加速度大小。解析：(1)對小物塊M和小球m分別受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件對物塊M：T1－Mgsin30°＝0對小球m：T2－(F＋mg)cos53°＝0T1與T2大小相等有：T1＝T2聯(lián)立解得F＝N。(2)小物塊M與斜面體相對靜止，可看做一整體，并且相對地面靜止，因此細(xì)線上的張力T2在水平方向上的分力大小與地面對斜面體的摩擦力大小相等，F(xiàn)f＝T2sin53°Ff＝8N。(3)設(shè)撤去F的瞬間細(xì)線上的張力為T1′，小物塊和小球的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律，對小物塊M、小球m分別有：Mgsin30°－T1′＝MaT1′－mgcos53°＝ma聯(lián)立解得：a＝m/s2。答案：(1)N　(2)8N　(3)m/s2