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【红对勾】2014届高三物理一轮总复习:单元综合测试二 相互作用


单元综合测试二

(相互作用)

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分 为 100 分.考试时间为 90 分钟. 第Ⅰ卷(选择题,共 40 分) 一、选择题(本题共 10 小题,每题 4 分,共 40 分.有的小题只 有一个选项正确, 有的小题有多个选项正确, 把正确选项前的字母填 在题后的括号内)

/>1.如图所示,向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离 桌面以前,则( )

A.木板露出桌面后,推力将逐渐减小 B.木板露出桌面后,木板对桌面的压力将减小 C.木板露出桌面后,桌面对木板的摩擦力将减小 D.推力、压力、摩擦力均不变 解析:在木板翻离桌面以前,由其竖直方向受力分析可知,桌面 对木板的支持力等于重力, 所以木板所受到的摩擦力不变, 又因为长 木板向右匀速运动,所以推力等于摩擦力,不变. 答案:D

2.如下图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端 与斜面体 P 连接,P 的斜面与固定挡板 MN 接触且处于静止状态, 则斜面体 P 此刻所受的外力个数有可能为( A.2 个或 3 个 B.3 个或 5 个 C.2 个或 4 个 D.4 个或 5 个 )

解析:若斜面体 P 受到的弹簧弹力 F 等于其重力 mg,则 MN 对 P 没有力的作用,如图甲所示,P 受到 2 个力;若弹簧弹力大于 P 的 重力,则 MN 对 P 有压力 FN,只有压力 FN 则 P 不能平衡,一定存 在向右的力,只能是 MN 对 P 的摩擦力 Ff,因此 P 此时受到 4 个力, 如图乙所示. 答案:C

3.质量均匀分布的 A、B、C 三个物体如图所示放置,其中 A、 B 两个相同的物体并排放在水平面上,梯形物体 C 叠放在物体 A、B 的上表面, 已知所有接触面均光滑且各物体都处于静止状态, 则下列 说法中正确的是( )

A.物体 B 对地面的压力等于物体 A 对地面的压力 B.物体 B 对地面的压力大于物体 A 对地面的压力 C.物体 B 对物体 A 有向左的压力 D.物体 A、B 之间没有相互作用力 解析:由于 A、B、C 三个物体质量均匀分布,所以梯形物体 C 的重心应该在中位线的右侧.则梯形物体 C 对物体 B 的压力为其重 力,物体 C 对物体 A 的压力为零,A 错误、B 正确.虽然 A、B 两物 体相互接触,但是彼此不挤压,没有发生形变,C 错误、D 正确. 答案:BD

4.如右图所示,质量为 M 的楔形物块静止在水平地面上,其斜 面的倾角为 θ.斜面上有一质量为 m 的小物块,小物块与斜面之间存 在摩擦.用恒力 F 沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块 运动的过程中, 楔形物块始终保持静止. 地面对楔形物块的支持力为

(

) A.(M+m)g C.(M+m)g+Fsinθ B.(M+m)g-F D.(M+m)g-Fsinθ

解析:m 匀速上滑,M 静止,均为平衡态,将 m、M 作为系统, 在竖直方向有 Mg+mg=N+Fsinθ 得 N=(Mg+mg)-Fsinθ,即 D 正确,A、B、C 错误. 答案:D 5.一质量为 1 kg 的物体与地面间的动摩擦因数 μ=0.2,从 t=0 开始,它以速度 v0 沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的 恒力 F=1 N 的作用,取向右为正方向,g=10 m/s2.该物体受到的摩 擦力 f 随时间 t 变化的图象是下图中的( )

解析: 当物体向右滑动时, 受到向左的滑动摩擦力 f=μmg=2 N, 方向为负; 当物体减速到零时由于推力为 1 N 小于最大静摩擦力, 物 体静止不动, 这时物体受到的摩擦力大小等于 1 N, 方向与推力相反, 即方向为正方向,故 A 正确. 答案:A

6.如右图所示,水平地面上的物体 A,在斜面上的拉力 F 的作 用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是( A.物体 A 可能只受到三个力的作用 B.物体 A 一定受到四个力的作用 C.物体 A 受到的滑动摩擦力大小为 Fcosθ D.物体 A 对水平地面的压力的大小一定为 Fsinθ )

解析:分析物体 A 受力如右图所示,由平衡条件可知,Fcosθ= Ff,FN+Fsinθ=mg,因 Ff≠0,FN 一定不为零,故物体 A 一定受四 个力作用,A 错误,B、C 正确;FN=mg-Fsinθ,故 D 错误. 答案:BC

7.如图所示,轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体 A 与 B, 物体 B 放在水平地面上,A、B 均静止.已知 A 和 B 的质量分别为

mA、mB,绳与水平方向的夹角为 θ,则( A.物体 B 受到的摩擦力可能为 0 B.物体 B 受到的摩擦力为 mAgcosθ C.物体 B 对地面的压力可能为 0

)

D.物体 B 对地面的压力为 mBg-mAgsinθ 解析:

对 B 受力分析如右图所示,则水平方向上:Ff=FTcosθ,由于 FT=mAg, 所以 Ff=mAgcosθ, 故 A 错 B 对; 竖直方向上: FNB+FTsinθ =mBg.所以 FNB=mBg-FTsinθ=mBg-mAgsinθ,故 C 错 D 对. 答案:BD 8.如下图所示,放在水平桌面上的木块 A 处于静止状态,所挂 的砝码和托盘的总质量为 0.6 kg,弹簧测力计读数为 2 N,滑轮摩擦 不计,若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减小到 0.3 kg,将会出 现的情况是(取 g=10 m/s2)( )

A.弹簧测力计的读数将变小 B.A 仍静止不动

C.A 对桌面的摩擦力不变 D.A 所受的合力将要变大 解析:初态时,对 A:

得到 Ff=F1-F2=4 N,说明最大静摩擦力 Ffmax≥4 N,当将总 质量减小到 0.3 kg 时,Ff′=1 N<4 N,所以物体仍静止,故只有 B 正确. 答案:B 9.

如图所示,顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上, A、B 两物体通过细绳相连,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间 的摩擦).现用水平向右的力 F 作用于物体 B 上,将物体 B 缓慢拉高 一定的距离,此过程中斜面体与物体 A 仍然保持静止.在此过程中 ( ) A.水平力 F 一定变小 B.斜面体所受地面的支持力一定变大 C.物体 A 所受斜面体的摩擦力一定变大 D.地面对斜面体的摩擦力一定变大 解析:

隔离物体 B 为研究对象,分析其受力情况如图所示. 则有 F=mgtanθ,T= mg ,在物体 B 缓慢拉高的过程中,θ 增 cosθ

大,则水平力 F 随之变大,对 A、B 两物体与斜面体这个整体而言, 由于斜面体与物体 A 仍然保持静止,则地面对斜面体的摩擦力一定 变大, 但是因为整体竖直方向并没有其他力, 故斜面体所受地面的支 持力不变;在这个过程中尽管绳子张力变大,但是由于物体 A 所受 斜面体的摩擦力开始并不知道其方向,故物体 A 所受斜面体的摩擦 力的情况无法确定,所以答案为 D. 答案:D 10. 倾角为 θ=37° 的斜面与水平面保持静止, 斜面上有一重为 G 的物体 A,物体 A 与斜面间的动摩擦因数 μ=0.5.现给 A 施以一水平 力 F,如图所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37° =0.6, cos37° =0.8),

如果物体 A 能在斜面上静止,水平推力 F 与 G 的比值可能是 ( ) A.3 B.2

C.1

D.0.5

解析:设物体刚好不下滑时 F=F1, 则 F1· cosθ+μFN=G· sinθ, FN=F1· sinθ+G· cosθ. -0.5×cos37° 0.2 2 F1 sin37° 得: G = = = ; cos37° +0.5×sin37° 1.1 11 设物体刚好不上滑时 F=F2,则: F2· cosθ=μFN+G· sinθ, FN=F2· sinθ+G· cosθ, +0.5×cos37° 1 F2 sin37° 得: G = = =2, cos37° -0.5×sin37° 0.5 2 F 即 ≤G≤2,故选 B、C、D. 11 答案:BCD 第Ⅱ卷(非选择题,共 60 分) 二、填空题(本题共 2 小题,每题 8 分,共 16 分) 11.“验证力的平行四边形定则”实验中. (1)部分实验步骤如下,请完成有关内容: A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另 一端绑上两根细线. B. 在其中一根细线上挂上 5 个质量相等的钩码, 使橡皮筋拉伸, 如图甲所示,记录:________、________、________.

C.将步骤 B 中的钩码取下,分别在两根细线上挂上 4 个和 3 个 质量相等的钩码,用两光滑硬棒 B、C 使两细线互成角度,如图乙所 示,小心调整 B、C 的位置,使________,记录________. (2)如果“力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中 ________. 解析:(1)B.记录钩码个数(或细线拉力),橡皮筋与细线结点的位 置 O,细线的方向(说明:能反映细线方向的其他记录也可以) C.应使橡皮筋与细线结点的位置与步骤 B 中结点位置重合,并 记录钩码个数和对应的细线方向. (2)对结点进行受力分析,设每个钩码的质量均为 m,由平衡条 件可知,水平方向满足:4mgcosα=3mgcosβ,所以 答案:(1)见解析 3 (2) 4 cosα 3 = . cosβ 4 cosα = cosβ

12. 通过“探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间的关系”实验, 我们 知道:在弹性限度内,弹簧弹力 F 与形变量 x 成正比,并且不同弹 簧,其劲度系数也不同.某中学的探究学习小组从资料中查到:弹簧 的劲度系数与弹簧的材料和形状有关. 该学习小组想研究弹簧的劲度 系数与弹簧原长的关系,现有 A,B,C,D 四根材料和粗细完全相 同仅长度不同的弹簧.

(1)学习小组的同学们经过思考和理论推导,各自提出了自己的 看法, 其中甲同学认为弹簧的劲度系数可能与弹簧长度成正比, 乙同 学认为弹簧的劲度系数可能与弹簧原长成反比, 甲、 乙有一名同学的 看法是正确的.你认为正确的是________(填“甲”或“乙”),就这 一环节而言,属于科学探究中的哪个环节________(填序号). A.分析与论证 C.猜想与假设 B.进行实验与收集证据 D.制定计划与设计实验

(2)为验证甲、乙谁的看法正确,可通过实验完成,实验器材除 上述弹簧和已知质量的几个钩码外,还需要的实验器材是________. (3)探究学习小组进行实验记录的数据如下表所示. 实验数据记录(g=10 m/s2) 原长 10.00 cm 15.00 cm 20.00 cm 30.00 cm 钩码 质量 0.3 kg 0.1 kg 0.2 kg 0.1 kg 弹簧长 度 13.00 cm 16.49 cm 24.00 cm 32.99 cm 2.99 cm 33.4 N/m 弹簧伸 长量 x 3.00 cm 1.49 cm 弹簧劲度 系数 k 100 N/m 67.1 N/m

弹簧 A 弹簧 B 弹簧 C 弹簧 D

请完成上表,从中得出的结论为:________. 解析:(1)弹簧的劲度系数由弹簧的本身决定,而与悬挂的重物 无关,所以乙正确. 由于实验还没有被证实,所以属于猜想与假设环节. (2)实验中需要悬挂弹簧测力计,所以需要铁架台,还需要测量

弹簧形变量,所以需要刻度尺. (3)根据数据计算可知道:在实验误差允许的范围内,弹簧的劲 度系数与弹簧原长成反比. 答案:(1)乙 C (2)铁架台、刻度尺

(3)4.00 cm 50 N/m 结论为: 在实验误差允许的范围内, 弹簧的劲度系数与弹簧原长 成反比. 三、计算题(本题共 4 小题,13、14 题各 10 分,15、16 题各 12 分,共 44 分,计算时必须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.

如图所示,物体 A 被压在物体 B 和水平地面之间,A、B 的质量 分别为 10 kg 和 30 kg,A 与 B 及 A 与地面之间的动摩擦因数都为 μ =0.2.(g=10 m/s2) (1)要用水平力 F 将整体拉动,则拉力的大小至少应为多少? (2)若 B 用水平绳子拴在墙上,则要把 A 向右拉动,施加的水平 力 F 又至少应为多少? 解析:(1)F=μ(mA+mB)g=80 N; (2)F=μmBg+μ(mA+mB)g=140 N;其中 μmBg 为 A 的上表面与 B 的摩擦力,μ(mA+mB)g 为 A 的下表面与地面的摩擦力. 答案:(1)80 N (2)140 N

14.如右图所示,光滑斜面倾角为 θ=30° ,一个重 20 N 的物体 在斜面上静止不动.轻质弹簧原长为 10 cm,现在的长度为 6 cm. (1)求弹簧的劲度系数; (2)若斜面粗糙,将这个物体沿斜面上移 6 cm,弹簧与物体相连, 下端固定, 物体仍静止于斜面上, 求物体受到的摩擦力的大小和方向. 解析:(1)对物体受力分析,则有: mgsinθ=F 此时 F=kx1 联立以上两式,代入数据,得: k=250 N/m. (2)物体上移,则摩擦力方向沿斜面向上有:Ff=mgsinθ+F′ 此时 F′=kx2=5 N 代入上式得 Ff=15 N. 答案:(1)250 N/m (2)15 N 沿斜面向上

15.(2013· 苏州模拟)如图所示,一根匀质绳质量为 M,其两端固 定在天花板上的 A、B 两点,在绳的中点悬挂一重物,质量为 m,悬 挂重物的绳 PQ 质量不计.设 α、β 分别为绳子端点和中点处绳子的 切线方向与竖直方向的夹角,试求 tanα 的大小. tanβ

解析:设悬点 A、B 处对绳的拉力大小为 F1,取绳 M 和 m 为一 整体,由平衡条件得 2F1cosα=(M+m)g 设绳在 P 点的张力大小为 F2,对 P 点由平衡条件得 2F2cosβ=mg 再以 AP 段绳为研究对象,由水平方向合力为零可得 F1sinα=F2sinβ 由以上三式联立可得 答案: m M+m tanα m = . tanβ M+m

16.(2013· 玉林模拟)如图所示,轻杆 BC 的 C 点用光滑铰链与墙 壁固定,杆的 B 点通过水平细绳 AB 使杆与竖直墙壁保持 30° 的夹 角.若在 B 点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重 物.已知重物的质量 m=30 kg,人的质量 M=50 kg,g 取 10 m/s2. 试求:

(1)此时地面对人的支持力的大小; (2)轻杆 BC 和绳 AB 所受力的大小. 解析:

(1)因匀速提起重物,则 FT=mg.且绳对人的拉力为 mg,所以地 面对人的支持力为: FN=Mg-mg=(50-30)×10 N=200 N,方向竖直向上. (2)B 点受力如图所示,定滑轮对 B 点的拉力方向竖直向下,大 小为 2mg,杆对 B 点的弹力 FBC 方向沿杆的方向,FAB 为水平绳的拉 力,由共点力平衡条件得: FAB=2mgtan30° =2×30×10× FBC= 3 N=200 3 N 3

2mg 2×30×10 = N=400 3 N. cos30° 3 2

由牛顿第三定律知轻杆 BC 和绳 AB 所受力的大小分别为 400 3 N 和 200 3 N. 答案:(1)200 N (2)400 3 N 200 3 N


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