
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高中物理会考水平合格考备考知识清单《第三章相互作用》含解析答案
展开一、单选题
1.关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是( )
A.因胡克定律可写成k=,由此可知弹力越大,劲度系数越大
B.在弹性限度内,弹簧拉长一些后,劲度系数变小
C.在弹性限度内,无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变
D.劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大
2.如图所示,静止在斜面上的物体受到哪几个力的作用( )
A.重力、下滑力、支持力
B.重力、支持力、静摩擦力
C.重力、下滑力、支持力、静摩擦力
D.重力、下滑力、支持力、垂直斜面的压力
3.下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力
B.物体静止时,对支持面的压力大小总等于物体的重力
C.用细线将物体悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上
4.如图所示,两个共点力F1、F2的大小一定,夹角θ是变化的,合力为F,在θ角从0逐渐增大到180°的过程中,合力F的大小变化情况为( )
A.从最小逐渐增加到最大
B.从最大逐渐减小到零
C.从最大逐渐减小到最小
D.先增大后减小
5.有三个力,大小分别为13N、3N、29N。那么这三个力的合力最大值和最小值应该是( )
A.29N,3NB.45N,0N
C.45N,13ND.29 N,13N
6.卡车上载着一只木箱,总是与卡车处于相对静止的状态,则卡车在水平路面上运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.卡车起动时,卡车给木箱向前的摩擦力
B.卡车匀速运动时,卡车给木箱向前的摩擦力
C.卡车突然制动时,卡车给木箱向前的摩擦力
D.卡车突然制动时,卡车不给木箱摩擦力
7.若两个力大小分别为F1=3N、F2=8N,则它们的合力大小可能为( )
A.1NB.3NC.10ND.13N
8.如图所示,在水平桌面上放一木块,给木块一水平向右的拉力,从零开始逐渐增大水平拉力,木块先静止后沿桌面运动,则木块所受的摩擦力随拉力变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示,用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上,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10m/s2) ( )
A.B.C.D.
10.某物体在三个共点力作用下处于静止状态,其中一个水平向北的力大小为10 N。若这一力大小不变,而方向转向南,其他两个力不变,则这时物体所受到的合力( )
A.大小为10 N,方向向南B.大小为20 N,方向向南
C.大小为10 N,方向向东偏南45°D.大小为20 N,方向向北
11.关于物体的平衡状态,下列说法正确的是( )
A.物体处于平衡状态则其速度为零,物体处于非平衡状态则其速度不为零
B.物体只有在受一对平衡力时,才可以处于平衡状态
C.物体只有处于平衡状态时,物体的运动状态才不变
D.用倾斜的传送带把物体送到高处,只要物体相对于传送带静止,则该物体就一定处于平衡状态
12.如图,水平地面上放着一块木板,上面放一个木块,设木块对木板的压力为,木块所受摩擦力为。若使木板的端逐渐升高时,木块仍静止,则下列说法正确的是( )
A.增大,增大B.增大,减小
C.减小,增大D.减小,减小
13.在滑冰场上,甲、乙两个小孩分别坐在滑冰板上,原来静止,在相互猛推一下后,他们分别向相反的方向运动。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。已知甲的质量小于乙的质量,则( )
A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力
B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间
C.在分开后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小
D.在分开后,甲在冰面上滑行的距离比乙在冰面上滑行的距离远
14.以下说法中正确的是( )
A.地球吸引物体、物体吸引地球,这是一对作用力和反作用力
B.甲物体对乙物体施加作用力,乙物体受到作用后,才产生反作用力,所以先有作用力,后有反作用力
C.甲、乙两队拔河,甲队取胜,说明甲队的拉力大于乙队的拉力
D.“鸡蛋碰石头”时,鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
15.火箭是世界上先进的运载工具,它是利用喷射燃烧的气体获得动力的。不计空气阻力,在火箭竖直加速升空时,下列叙述正确的是( )
A.喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力和反作用力
B.喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
C.喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力
D.喷出的气体对火箭的推力等于火箭的重力
16.如图所示,放在水平面上的物体受到斜向下的推力作用,做匀速直线运动,则推力与物体所受摩擦力的合力方向为( )
A.向下偏左B.向下偏右C.竖直向上D.竖直向下
17.如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了l。关于拉力F、弹性势能Ep随伸长量l的变化图线,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
18.将一个竖直向下的的力分解为两个力,其中一个分力方向水平,大小为,那么另外一个分力的大小为( )
A.B.C.D.
19.如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块。用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m。在P运动的过程中,若不计空气阻力,则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体,下列说法正确的是( )
A.拉力和摩擦力,施力物体是小盘和桌面
B.拉力和摩擦力,施力物体是绳和桌面
C.重力mg和摩擦力,施力物体是地球和桌面
D.重力mg和摩擦力,施力物体是绳和桌面
20.若静止时弹簧长度为x0。在物块下方又悬挂了一个同样的物块,静止后弹簧的长度为x(弹簧未超过弹性限度),求弹簧的原长为( )
A.l=x0B.l=x
C.l=2x0-xD.l=2x0+x
二、实验题
21.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线,由此图线可得该弹簧的原长 cm,劲度系数 N/m ;
(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度 cm。
22.在做“科学探究:力的合成”实验时:
(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有 和 。
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须 。
A.每次将橡皮条拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
(3)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意些什么 ?
(4)在“探究求合力的方法”实验中,某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置。图中 是力F1与F2的合力的理论值; 是力F1与F2的合力的实验值。通过把 和 进行比较,验证平行四边形定则。
23.将橡皮条的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
(1)由图可读得水平和竖直拉力的大小分别为 N和 N。
(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 。
24.在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。
(1)为了完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
根据表中数据作出图像并求得该弹簧的劲度系数 ;
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为 N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为,请在图乙中画出这两个共点力的合力的图示 ;
(3)由图得到 N。
三、解答题
25.把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示。当拉力增大到4N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8N,拉力保持3.8N不变,此后木块匀速运动。
(1)木块被拉动前受到的是静摩擦力,拉动后还是静摩擦力吗?拉动后受到的摩擦力多大?
(2)在木块上添加重物,即增大木块对木板的压力时,摩擦力如何变化?
(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,木块受到的摩擦力如何变化?
26.质量是3kg的物体放在水平地面上,用F1=6N的水平拉力拉该物体时,恰好使物体做匀速直线运动,如图甲,已知g=10N/kg,求:
(1)物体与地面之间的动摩擦因数;
(2)若对物体施加一竖直向下的作用力F2=30N,如图乙,当物体在地面上滑动时,所受滑动摩擦力多大。
27.物体放在粗糙的水平地面上,物体重,受到斜向上方向与水平面成角的力作用,,物体仍然静止在地面上,如图所示,求物体受到的摩擦力和地面的支持力分别是多少?
28.如图所示,一轻质细绳跨过定滑轮和动滑轮与和A点连接,、、斜面质量。、、M均保持静止,此时细绳与竖直方向的夹角、斜面与水平面的夹角,不计滑轮与绳的摩擦。(,,)求:
(1)细绳的拉力大小;
(2)斜面对物体的摩擦力大小和斜面对地面的摩擦力大小。
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量
x()
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
参考答案:
1.C
【详解】ABC.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,不同弹簧k一般不同,在弹性限度内,同一弹簧k一定,与弹力和形变量无关,故AB错误,C正确;
D.弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】物体受到重力、支持力、静摩擦力;物体不受到下滑力,下滑力是重力沿斜面的分力;垂直斜面的压力作用在斜面上,不是物体受到的,故B正确。
故选B。
3.C
【详解】A.物体所受的重力是地球对物体产生的吸引力的一个分力,只有在南北极点处,物体所受的重力才完全是地球对物体产生的吸引力,故A错误;
B.物体静止时,对支持面的压力大小并不一定等于物体的重力,还与支持面是否是水平面有关,故B错误;
C.根据二力平衡可知,用细线将物体悬挂起来时,静止后物体的重心一定在悬线所在的直线上,故C正确;
D.重心是物体所受重力的等效作用点,重心不一定在物体上,有可能在物体外,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】当 时,合力最大
当 时,合力最小,合力等于F1、F2差的绝对值
所以,在θ角从0逐渐增大到180°的过程中,合力F的大小从最大逐渐减小到最小。
故选C。
5.C
【详解】由于13N、3N两个力合力的最大值为
则这三个力的合力最大值和最小值分别为
故选C。
6.A
【详解】A.卡车启动时,木箱相对卡车有向后的运动趋势,所以卡车给木箱向前的摩擦力,故A正确;
B.卡车匀速运动时,木箱相对卡车没有运动趋势,卡车和木箱间没有摩擦力的作用,故B错误;
CD.卡车突然制动时,由于惯性,木箱相对卡车有向前的运动趋势,卡车给木箱向后的摩擦力,故CD错误。
故选A。
7.C
【详解】由合力的范围
可知,介于5N到11N之间。
故选C。
8.D
【详解】当木块不受拉力时(),桌面对木块没有摩擦力()。当木块受到的水平拉力较小时,木块仍保持静止,但出现向右运动的趋势,桌面对木块产生静摩擦力,其大小与相等,方向相反。随着水平拉力不断增大,木块向右运动的趋势增强,桌面对木块的静摩擦力也相应增大,直到水平拉力足够大时,木块开始滑动,桌面对木块的静摩擦力达到最大值,在这个过程中,由木块水平方向二力平衡条件知,桌面对木块的静摩擦力始终与拉力等大反向,即随着的增大而增大。木块滑动后,桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力,它略小于最大静摩擦力,并且在木块继续滑动的过程中保持不变。
故选D。
9.A
【详解】设绳子与竖直方向的夹角为,根据受力平衡可得
根据题意有
联立解得
根据几何关系可得
联立解得
可知画框上两个挂钉的间距最大为。
故选A。
10.B
【详解】三力平衡中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线,故另外两个力的合力大小等于这个力,方向与这个力反向,当这个力由北转南后,合力等于这个力的两倍,为20N,方向向南,故选B。
11.C
【详解】A.物体处于平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,则其速度可以不为零,物体处于非平衡状态则其速度可以为零,如竖直上抛运动最高点的物体,A错误;
B.物体可以受多对平衡力时,也可以处于平衡状态,B错误;
C.物体处于平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,其运动状态不变,C正确;
D.如果物体随着传送带一起做变速直线运动,则物体处于非平衡状态,D错误。
故选C。
12.C
【详解】根据题意,使木板的端逐渐升高时,木块仍静止,转到木板与地面成时,对木块受力分析,如图所示
由平衡条件有
转动过程中,增大,则增大,减小。
故选C。
13.D
【详解】AB.根据牛顿第三运动定律可知,甲推乙的力和乙推甲的力大小相等,作用时间也相等,故AB错误;
C.由于两板与冰面间的动摩擦因数相同,由
μmg=ma
解得
a=μg
所以分开后甲、乙的加速度大小相等,故C错误;
D.由于甲的质量小,相互作用时甲所受的合力一直大于乙所受的合力,所以分开时甲的速率大于乙的速率,并且分开后甲、乙的加速度大小相等,由
v2=2ax
可得分开后甲滑行的距离比乙滑行的距离远,故D正确。
故选D。
14.A
【详解】A.地球吸引物体、物体吸引地球,这是一对作用力和反作用力,A正确;
B.作用力与反作用力同时产生,同时消失,B错误;
C.甲队对绳子的拉力和绳子对甲队的拉力为相互作用力,等大反向,同理乙队对绳子的拉力和绳子对乙队的拉力等大反向,所以甲队的拉力等于乙队的拉力,C错误;
D.鸡蛋和石头受到的是一对相互作用力,相互作用力的大小是相等的,鸡蛋能承受的力小,所以鸡蛋容易破,故D错误。
故选A。
15.A
【详解】ABC.由牛顿第三定律可知,喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力和反作用力,所以喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力大小相等,方向相反,故A正确,B、C错误;
D.当火箭沿竖直方向向上加速升空时,喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力,故D错误。
故选A。
16.D
【详解】根据题意,对木箱进行受力分析,受重力、支持力、推力和摩擦力四个力作用,如图所示
木箱恰好做匀速直线运动,说明木箱受力平衡,根据共点力的平衡原理可知,沿水平方向和竖直方向合外力都为零。对力进行正交分解,如图所示
分解为水平向右的力和竖直向下的力,与摩擦力平衡,可知推力与摩擦力的合力即为,所以此二力的合力方向竖直向下。
故选D。
17.D
【详解】AB.根据胡克定律,有
F=kx
由于劲度系数k由弹簧本身决定,为一个常数,故F与形变量成正比,由于弹簧从原长开始拉绳,故F-x图像是过原点的正比例图像,故AB错误;
CD.弹性势能为
其图像为开口向上的二次函数图像,故C错误,D正确。
故选D。
18.A
【详解】根据题意,作出力的平行四边形,如图所示
由数学知识可得
故选A。
19.B
【详解】A B.以P为研究对象,对其受力分析,受重力、绳子的拉力、桌面对其垂直向上的支持力和向左的滑动摩擦力;水平方向受到两个力的作用,分别是绳的拉力和桌面的摩擦力,施力物体分别是绳和桌面。所以选项A错误,选项B正确;
CD.题目中问的是水平方向的力,重力在竖直方向,故选项CD错误。
故选B。
20.C
【详解】设物块的质量为m,弹簧原长为l,由胡克定律可得,弹簧弹力的大小为
mg=k(x0-l)
2mg=k(x-l)
解得
l=2x0-x
故选C。
21. 4 50 10
【详解】(1)[1]从题图(b)中可以看出,当外力为零时,弹簧的长度为4 cm,即弹簧的原长为。
[2]从图中可得当时,弹簧的长度为8 cm,形变量为
所以劲度系数为
(2)[3]从题图(c)中可得弹簧的弹力为,所以从题图(b)中可以找出,当时,弹簧的长度为。
22. 橡皮条 三角板 A ①选用弹性小的细绳;②橡皮条、细绳和弹簧测力计的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等。 F F′ F F′
【详解】(1)[1][2]做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,用力的图示画出这三个力,用平行四边形做出两个力的合力的理论值,和那一个力进行比较。所以我们需要的实验器材有:方木板(固定白纸),白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧秤拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形),橡皮筋(让力产生相同的作用效果的),所以还需要橡皮筋和三角板。
(2)[3]要使每次合力与分力产生相同的效果,每次将橡皮条拉到同样的位置,即用一个力与用两个力的作用效果相同,故选A。
(3)[4]实验中应注意:①选用弹性小的细绳;②橡皮条、细绳和弹簧测力计的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等。
(4)[5][6][7][8]在本实验中,按照平行四边形定则作出的合力F为F1与F2的合力的理论值,而用一个弹簧测力计拉时测出的力F′为F1与F2的合力的实验值。比较F与F′的大小和方向,即可验证平行四边形定则。
23. 3.50 2.50
【详解】(1)[1][2]读弹簧测力计示数时,应注意首先找零刻度,尤其是竖直放置的那个弹簧测力计是倒置,它的读数是2.50N(而不是3.50N),水平放置的弹簧测力计读数是3.50N。
(2)[3]取两格代表一牛,画出两个分力,再根据平行四边形定则画出他们的合力,如图
24.
【详解】(1)[1]由图像可知,该弹簧的劲度系数为
(2)[2]由图甲所示,该弹簧测力计的分度值为,所以该弹簧测力计的示数为。
[3]由平行四边形定则可得,这两个共点力的合力的图示为
(3)[4]由图可知
25.(1)不是,3.8 N;(2)变大;(3)变大
【详解】(1)木块被拉动前受到的是静摩擦力,拉动后不是静摩擦力,根据平衡条件,拉动后受到的摩擦力为3.8N。
(2)在木块上添加重物,即增大木块对木板的压力时,摩擦力变大。
(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,木块受到的摩擦力变大。
26.(1)0.2;(2)12 N
【详解】(1)根据平衡条件,摩擦力
f1=F1=6N
物体对地面的压力
N=mg=30N
物体与地面之间的动摩擦因数
(2)若对物体施加一竖直向下的作用力F2=30N,物体对地面的压力
N1= mg+ F2=60N
当物体在地面上滑动时,所受滑动摩擦力
27.,
【详解】根据题意,对物体进行受力分析,如图所示
由平衡条件有
解得
28.(1);(2),
【详解】(1)对O点分析,根据受力平衡可得
解得细绳的拉力大小为
(2)对受力分析,设摩擦力沿斜面向上,则有
解得斜面对物体的摩擦力大小为
假设成立;
以M和整体受力分析,根据受力平衡可得
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