变大。故A正确,B、C、D错误。
10.（2020·河北保定二模）如图所示，两根刚性轻杆上端由自由旋转轴A连接，轻杆下端固定一根自然伸长的匀质轻弹簧，围成边长为L的等边三角形ABC，将此装置竖直放在光滑水平面上，在轴A处施加竖直向下的大小为F的作用力，弹簧被拉伸一定长度，若此时弹F
簧弹力大小恰为，则弹簧的劲度系数为（ ）
2
F
A. （2－1）LF
C. （5－1）L
F
B. 2（2－1）LF
D. 2（5－1）L
解析 设F与AB的夹角为α，F作用在AB杆上的分力为F′，则2F′cos α＝F，F′sin α＝kxF
＝，两式联立解得tan α＝1，所以平衡时AB与AC垂直。由几何知识可得弹簧的伸长量为2FF
x＝2L－L，由＝kx，解得k＝，B正确。
22（2－1）L答案 B
二、不定项选择题（每题4分，共20分）
11.（2020·上海模拟）两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角θ固定不变，使其中一个力增大，则（ ） A．合力F一定增大 B．合力F的大小可能不变 C．合力F可能增大，也可能减小 D．当0°＜θ＜90°时，合力F一定减小
解析 当两个力同向时，一个力增大，则合力一定增大；当两个力反向时，一个力增大，则合力可能减小，可能增大，也可能大小不变，故A错误，B、C正确；当0°＜θ＜90°时，一个力增大，则合力一定增大，故D错误。
答案 BC
12.如图所示,两根轻绳一端系于结点O,另一端分别系于固定圆环上的A、B两点,O点下面悬挂一质量为M的物体,绳OA水平,拉力大小为F1,绳OB与OA的夹角α=120°,拉力大小为F2,将两绳同时缓慢顺时针转过75°,并保持两绳之间的夹角α始终不变,且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中,下列说法正确的是( )
A.F1逐渐增大
B.F1先增大后减小
C.F2逐渐减小 D.F2先增大后减小
答案 BC 设两绳转动过程中,绳OA与水平方向的夹角为θ,以O点为研究对象,受力分析如图所示,因为两绳是缓慢移动的,所以O点始终处于平衡状态,由平衡条件得F1 cos θ=
F2 cos (60°-θ),F1 sin θ+F2 sin (60°-θ)=T,其中T=Mg,联立解得F1=,F2=。当
θ<60°时,θ增大,F1增大,F2减小;当60°≤θ≤75°时,θ增大,F1减小,F2减小。因此,在两绳旋转的过程中,F1先增大后减小,F2逐渐减小,选项B、C正确。
13.如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，薄板在F′作用下逆时针转动，在墙与薄板之间的夹角θ缓慢地从90°逐渐减小的过程中（ ）
A．小球对薄板的正压力增大 B．小球对墙的正压力减小 C．小球对墙的压力先减小，后增大
D．小球对薄板的压力不可能小于小球的重力
解析 根据小球重力的作用效果，可以将重力G分解为小球压板的力F1和小球压墙的力F2，
作出平行四边形如图所示，当θ减小时，F1、F2均增大，而且在初始（θ＝90°）时，F1最小，等于G，所以A、D项均正确。
答案 AD
14.如图所示,一条细线一端与地板上的物体B相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O'点,细线与竖直方向所成角度为α,则( )
A.如果将物体B在地板上向右移动一点,α角将增大
B.无论物体B在地板上左移还是右移,只要距离足够小,α角将不变 C.增大小球A的质量,α角一定减小
D.悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力
答案 AD O、A之间的细线一定沿竖直方向,如果物体B在地板上向右移动一点,O、B间的细线将向右偏转,OA与OB间的夹角将增大。OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力,其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反,悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO'的方向)与∠AOB的角平分线在一条直线上,显然物体B在地板上向右移动时α角将增大,A正确,B错误;增大小球A的质量,只要物体B的位置不变,α角也不变,C错误;因物体B无论在地板上移动多远,∠AOB也不可能达到120°,故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力,D正确。
15.（2020·江西重点中学二模）如图所示，两个完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上，下列关于小球受力的说法正确的是（ ）
A．小球的重力在乙种情况下不产生对斜面的作用效果 B．小球均受重力、斜面的弹力、挡板的弹力 C．小球受到挡板的作用力的大小、方向均相同
D．撤去挡板，小球所受合力方向将沿斜面向下
解析 根据物体处于静止状态的受力特点知，甲、乙两球受挡板作用力的方向分别为水平向右和沿斜面向上，重力按实际作用效果可分解为使物体压紧斜面的力和使物体压紧挡板的力。撤去挡板后，小球受力的大小、方向也随之发生变化，甲、乙两种情况下小球所受的合力大小均为mgsin θ，方向沿斜面向下，故B、D选项正确。 答案 BD
三、非选择题（共40分）
16.（6分）某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.60 cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如表所示。
钩码个数 弹力F/N 弹簧的长度
7.00
x/cm
(1)根据表中数据在图中作出F-x图线;
9.00 11.00 13.00 15.00 1 1.0
2 2.0
3 3.0
4 4.0
5 5.0
(2)由此图线可得,该弹簧劲度系数k= N/m; (3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是 。 答案 (1)如图所示
(2)50 (3)弹簧自身重力的影响
解析 (1)用作图法研究弹簧的弹力与其伸长量的关系,由于实验误差,依据实验数据描成的点有时不会完全在一条直线上,这时所作直线应尽量多地通过这些点,并使不在直线上的点尽量均匀分布在所作直线两侧,明显与其他的点相差很远的点应该舍去。该题中所给出数据恰
好可以在一条直线上,所以直接描点作图即可。
(2)在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。由ΔF=kΔx得k==50 N/m,即图线的斜率为弹簧的劲度系数。
(3)由于弹簧有一定重量,将其自然悬挂时的长度与平放时的长度不一样,平放时稍短一些,量取L0时,应将弹簧一端固定在铁架台上的铁夹上,让其自然下垂,再用刻度尺量得自然状态下的原长。
17.（9分）某同学在做“验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则”实验，试完成下列问题。
（1）主要的两个实验步骤如下：
①把橡皮条的一端用图钉固定于P点，同时用两个弹簧测力计将橡皮条的另一端拉到位置O。这时两弹簧测力计的示数如图所示，则两弹簧测力计的读数分别为FA＝ N、FB＝_____ N。
②假如橡皮条的自由端仅用一个弹簧测力计拉着，也把它拉到O点位置，弹簧测力计的示数如图所示，则FC＝ N。
（2）用4 mm表示1 N，在图中作出力FA、FB和FC的图示。根据平行四边形定则在图中作出FA和FB的合力F，F的大小为 N。
（3）实验的结果能否验证平行四边形定则： （选填“能”或“不能”）。 解析 （1）题中所用弹簧测力计的分度值为0.1 N，因此读数时应保留两位小数。
（2）根据平行四边形定则作出FA和FB的合力F，如图所示，由图示可求得合力：F＝6.08
2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用(解析版)
