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《相互作用》章末测试


《相互作用》章末测试
说明:本测试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分, 考试时间 90 分钟,满分 100 分.

第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 5 分,共 50 分.每小题 至少有一个选项符合题目要求,全部选对得 5 分,选对但不全的得 3 分,错选或不答的得 0 分) 1. 关于力的下列说法中正

确的是( )

A. 有的力有施力物体,有的力没有施力物体 B. 任何物体受到力的作用后形状都发生改变 C. 任何物体受到力的作用后运动状态都发生改变 D. 影响力的作用效果的因素有力的大小、方向和作用点 解析 力的作用效果是使物体产生形变或产生加速度, 力的作用

效果与力的大小、方向和作用点有关. 答案 D

2. 有四位同学把斜面对重物的支持力分别画成下图中 A、 C、 B、 D 四种样子,正确的是( )

解析 答案

支持力一定要垂直接触面指向被支持物. A

3. 如图所示,甲、乙两物体叠放在水平面上,用水平力 F 拉物 体乙,它们仍保持静止状态,甲、乙间接触面也为水平,则乙物体受

力的个数为(

)

A. 3 个 C. 5 个 解析

B. 4 个 D. 6 个 乙物体受到重力、 拉力、 水平面的支持力及甲物体对乙物

体的压力及水平面的静摩擦力,故 C 选项正确. 答案 C

4. 用一根长 1m 的轻质细绳将一幅质量为 1 kg 的画框对称悬挂 在墙壁上(如图所示),已知绳能承受的最大张力为 10N,为使绳不断 裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g 取 10 m/s2)( )

A.

3 m 2

B. D.

2 m 2 3 m 4

1 C. m 2 解析

将画框的重力沿两绳方向分解,如图所示,当 G1=G2=

G 10N 时,由力的平行四边形定则可知, =G1· cosθ 2

得 θ=60° ,所以两挂钉之间的距离 L=2×0.5×sin60° m= 故选项 A 正确. 答案 A

3 m, 2

5. 如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心.一 质量为 m 的小滑块,在水平力 F 的作用下静止于 P 点.设滑块所受 支持力为 FN,OP 与水平方向的夹角为 θ.下列关系正确的是( )

A. F=

mg tanθ mg tanθ

B. F=mgtanθ D. FN=mgtanθ

C. FN= 解析

小滑块受力分析如图所示,由受力平衡可知,

FNcosθ=F FNsinθ=mg 解得 FN= 答案 A ) mg mg ,F= . sinθ tanθ

6. 把一个力分解为两个力时(

A. 一个分力变大时,另一个分力一定要变小 B. 两个分力不能同时变大 C. 无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半 D. 无论如何分解,两个分力不能同时等于这个力 解析 当两个分力与合力方向相同, 当两个分力等大时, 其大小

等于合力的一半,故两个分力不能同时小于这个力的一半,故 C 选

项正确. 答案 C

7. 如上图所示,物体静止于光滑的水平面上,力 F 作用于物体 O 点,现要使合力沿着 OO′方向,那么必须同时再加一个力 F′, 这个力的最小值是( A. Fcosθ C. Ftanθ 解析 如图所示 ) B. Fsinθ D. Fcotθ

已知合力沿 OO′方向,其中一个分力 F,则另一个分力的最小 值为与 OO′垂直,大小为 Fsinθ,故 B 选项正确. 答案 B

8. 如图所示,质量为 m 的物体悬挂在轻质的支架上,斜梁 OB 与竖直方向的夹角为 θ.设水平横梁 OA 和斜梁 OB 作用于 O 点的弹力 分别为 F1 和 F2.以下结果正确的是( )

A. F1=mgsinθ C. F2=mgcosθ

B. F1=

mg sinθ mg cosθ

D. F2=

解析

以 O 点为研究对象受到绳的拉力等于 mg、OA 弹力 F1、

OB 弹力 F2,如图所示 则 F1=mgtanθ F2= mg cosθ

故 D 选项正确. 答案 D

9. 如图所示,用绳系一个物体绕过定滑轮,绳的一端在位置 1、 2、3 时,绳的拉力分别为 F1、F2、F3,绳对滑轮的压力大小分别为

FN1、FN2、FN3,设物体始终静止,则(

)

A. F1>F2>F3,FN1=FN2=FN3 B. F1<F2<F3,FN1<FN2<FN3 C. F1=F2=F3,FN1>FN2>FN3 D. F1=F2=F3,FN1=FN2=FN3 解析 绳的拉力三种情况大小不变, 始终等于物体的重力, 绳子

对滑轮的压力为两根绳子的合力,三种情况下两根绳子的夹角不同, 有 FN1>FN2>FN3,故 C 选项正确. 答案 C

10. 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系” 的实验 中,使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b,得到弹力与弹簧长度的图像如 右图所示.下列表述正确的是( )

A. a 的原长比 b 的长 B. a 的劲度系数比 b 的大 C. a 的劲度系数比 b 的小 D. 测得的弹力与弹簧的长度成正比 解析 图像的横轴截距表示弹簧的原长,故 A 选项错误;图像

的斜率表示弹簧的劲度系数,B 选项正确,C 选项错误;图像不过坐 标原点, 测得的弹力与弹簧长度不成正比, 弹簧弹力跟伸长量成正比, 故 D 选项错误. 答案 B

第Ⅱ卷(非选择题)
二、实验题(本题包括 2 小题,共 12 分) 11. (6 分)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时: (1)下列叙述正确的是( )

A. 同一次实验过程,结点的位置必须都拉到同一位置 O 点,不 能随意变动 B. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时,应使两细绳之间的夹角总为 90° ,以便于算出合力的大小 C. 力的夹角越大越好

D. 必须使分力与合力在同一平面内 (2)如果实验情况如图①所示,其中 A 为固定橡皮条的图钉,O 为橡皮条与细绳的结点,OB 和 OC 为细绳.图②是在白纸上根据实 验结果画出的图.

图②中的 F 与 F′两力中, 方向一定沿 AO 方向的是__________ ________. 解析 (1)同一次实验中,为保证作用效果相同,必须将结点 O

拉至同一位置,故 A 选项正确;计算合力用平行四边形定则求得不 必选用特殊角,故 B 选项错误;夹角越大,合力越小,实验误差增 大,故 C 选项错误;做实验时,必须使分力与合力在同一平面内, 故 D 选项正确. (2)用一只弹簧测力计直接拉橡皮条的拉力方向一定沿 AO 方向, 而用平行四边形定则求出的合力 F 与 AO 的方向可能有偏差. 答案 (2)F′ 12. (6 分)某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码, 探究弹力与弹簧 伸长量的关系. 下表是该同学的实验数据, 实验时弹簧始终未超过弹 性限度.(g 取 10N/kg) (1)AD

砝码质量 m/10-3 kg 弹簧总长度 l/10 m (1)根据实验数据在下图所示的坐标系中作出弹力 F 跟弹簧伸长 量 x 的关系图像.
-2

0

30

60

90

120

150

6.0

7.2

8.3

9.5

10.6 11.8

(2)根据图像得到弹簧的劲度系数是________N/m. 解析 (1)根据下表描点画线 弹簧伸长 量 x/10-
2

0 0

1.2

2.3

3.5

4.6

5.8

m 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50

弹力 F/N

1.5-0 (2)由图像可知,弹簧劲度系数 k= N/m=25.86N/m. 0.058-0 答案 (1)见解析

(2)25.86 三、计算题(本题包括 4 小题,共 38 分,计算题要有必要的文字 说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 13. (7 分)举重运动中保持杠铃的平衡十分重要.如下图所示,若 运动员举起 1800N 的杠铃后双臂保持 106° 角,处于平衡状态,此时 运动员两手臂受力各是多大?(sin53° =0.8,cos53° =0.6)

解析

人受到杠铃的作用力的合力等于杠铃的重力, 即杠铃的重

力可分解为杠铃对人两个手臂的作用力,大小相等,如图所示.F1、 F2 夹角为 106° . 由平行四边形可知 F2· cos53° = F2=F1= 答案 mg 2

mg =1500N. 2cos53°

1500N 1500N

14. (9 分)水平面上有一重 50N 的物体, 受到 F1=12N 和 F2=6N 的两个相反方向的水平力作用而保持静止. 已知物体与水平面间的动 摩擦因数 μ=0.2. (g=10N/kg,最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (1)此物体受到的摩擦力为多大? (2)将 F1 撤去后,物体所受的摩擦力为多大? (3)将 F2 撤去后,物体所受摩擦力多大? 解析 (1)物体所受最大静摩擦力

Fmax=μFN=μG=0.2×50N=10N. 由于物体受到 F1、F2 两个反向的力的作用其合力为 F1-F2= 6N<Fmax,故物体受到的摩擦力为静摩擦力 Ff=6N. (2)将 F1 撤去后,F2=6N<Fmax,故物体受到的摩擦力为静摩擦

力 F′f=6N. (3)将 F2 撤去后,F1>Fmax,故物体受到的摩擦力为滑动摩擦力. F″f=μFN=0.2×50N=10N. 答案 (2)6N (3)10N 15. (10 分)如下图所示,在水平地面放一质量为 1.0 kg 的木块, 木块与地面间的动摩擦因数为 0.6,在水平方向上对木块同时施加相 互垂直的两个拉力 F1、F2,已知 F1=3.0N,F2=4.0N,g 取 10N/kg, 则 (1)6N

(1)木块受到的摩擦力为多大? (2)若将 F2 顺时针转 90° ,此时木块在水平方向上受的合力大小 为多大? 解析
2 F1 与 F2 的合力为 F= F2+F2=5.0N 1

木块受到的滑动摩擦力大小为 f=μFN=0.6×1.0×10N=6.0N 由于 F<f,故木块处于静止状态,木块与地面间的摩擦力为静 摩擦力,大小与 F1、F2 的合力相等,即 5.0N. 当 F2 顺时针旋转 90° 时,F1 与 F2 的方向相同,它们的合力为 F1 +F2=7.0N>6.0N,此时木块所受的摩擦力为滑动摩擦力,木块受的

合力大小为 1.0N. 答案 5.0N 1.0N

16. (12 分)一根大弹簧内套有一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长 0.2m,它们一端平齐并固定,另一端自由,如图①所示,当压缩此 组合弹簧时, 测得力与压缩距离之间的关系图像如图②所示, 求大弹 簧劲度系数 k1 和小弹簧劲度系数 k2.

解析

压缩距离在 0~0.2m 时,压力等于一根弹簧中的弹力,

当压缩距离大于 0.2m 时,压力等于两根弹簧的弹力之和. 由图②知,当 x=0.2m 时,F1=2N,由此得大弹簧的劲度系数 F1 2 为 k1= x = N/m=10N/m. 0.2 当大弹簧压缩 0.3m 时,小弹簧压缩 0.1m,此时压力 F2=5N. 由此得 0.3k1+0.1k2=5 解得 k2=20N/m. 答案 k1=10N/m,k2=20N/m


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