内容正文:
选择题专练(一) 相互作用和牛顿第二定律
第三部分 题型专练
1.(2023·安徽合肥二模)中国“天眼”(如图甲所示)——500 m口径球面射电望远镜(简称FAST)是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜,可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。截至2023年3月3日,FAST已发现超过740余颗新脉冲星。馈源支撑系统是FAST的重要组成之一。如图乙所示,质量为3×104 kg的馈源舱用对称的“六索六塔”装置悬吊在球面镜正上方,相邻塔顶的水平距离为300 m,每根连接塔顶和馈源舱的绳索长600 m。重力加速度为g取10 m/s2,不计绳索重力。下列说法正确的是
A.无线电波属于机械波
B.光年是天文研究中常用的时间单位
C.每根绳索承受的拉力约为5.8×104 N
D.若同样缩短每根绳索长度,则每根绳索承受的拉力变小
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无线电波属于电磁波,A错误;光年是光在一年内传播的路程,是天文研究中常用的长度单位,B错误;将各塔顶连接起来,得到正六边形,由几何关系可得馈源舱到塔顶的水平距离等于相邻塔顶的水平距离为300 m,则可知每根绳索与竖直方向的夹角为30°,由平衡条件可得6F cos 30°=mg,解得F= ≈5.8×104 N,C正确;同样缩短每根绳索长度,每根绳索与竖直方向的夹角变大,根据F= 可知每根绳索承受的拉力变大,D错误。故选C。
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2.(2023·河南驻马店二模)如图所示,一斜面体置于水平地面上,一物块在平行于斜面向上的外力F作用下相对斜面保持静止,该过程中斜面体相对水平地面也保持静止。下列说法正确的是
A.斜面对物块一定有摩擦力作用
B.地面对斜面体一定有摩擦力作用
C.地面对斜面体的支持力大于物块与斜面所受重力之和
D.地面对斜面体的支持力等于物块与斜面所受重力之和
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对物块受力分析,由于无法确定物块沿斜面向下的分力与外力F的大小关系,所以无法确定斜面对物块有无摩擦力,A错误;对斜面和物块整体为研究对象,受力分析如图所示,整体受到重力、支持力、推力以及地面的摩擦力作用,根据共点力平衡,有F sin θ+FN=(M+m)g,F cos θ=Ff,地面对斜面体一定有摩擦力作用;地面对斜面体的支持力FN=(M+m)g-F sin θ,B正确,C、D错误。故选B。
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3.(2023·浙江温州高三二模)如图为“H225”应急救援直升机在永嘉碧莲镇执行灭火任务时的情景。直升机沿水平方向匀速直线飞往水源地取水时,悬挂空水桶的悬索与竖直方向的夹角为37°;直升机取水后飞往火场灭火,沿水平方向以5 m/s2的加速度匀加速直线飞行时,悬挂水桶的悬索与竖直方向的夹角也为37°。若空气阻力大小不变,空桶质量为400 kg,忽略悬索的质量,则此时水桶中水的质量为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2)
A.260 kg B.500 kg
C.800 kg D.1 000 kg
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4.(2023·湖北黄冈高三三模)如图(a)所示,物块和长木板置于倾角为θ=37°且足够长的斜面上。t=0时对长木板施加沿斜面向上的拉力F,使长木板和物块由静止开始沿斜面上滑,作用一段时间后撤去拉力F。已知长木板和物块始终保持相对静止,两者上滑时速度的平方与位移之间的关系v2 -x图像如图(b)所示,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度取g=10 m/s2,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是
A.拉力F的作用时间为2 s
B.拉力F作用时长木板的加速度大小为2 m/s2
C.长木板与斜面间的动摩擦因数为0.25
D.物块与长木板之间的动摩擦因数可能为0.75
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5.(2023·安徽池州三诊)工人用如图所示的装置匀速吊起石球,装置底部ABCD为圆形绳套,A、B、C、D是圆上四等分点,侧面OA、OB、OC、OD是四条完全相同、不可伸长的轻绳。O点在石球球心正上方0.5 m处,石球半径为0.3 m,石球表面光滑、重力大小为G。下列说法正确的是
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6.(2023·安徽黄山二模)物块P以速度v0沿足够长的静止的倾斜传送带匀速下滑,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。