2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第二单元 相互作用 作业11 Word版含答案

这是一份2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第二单元 相互作用 作业11 Word版含答案，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端打好绳套，如图所示．实验中用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下说法正确的是( )
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤拉力方向与木板平面平行，且弹簧秤中的弹簧不能与其外壳接触
D．同一次实验中，O点位置允许变动
E．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点
答案 C
二、非选择题
2．小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则．他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验．
A．在墙上贴一张白纸，用来记录弹簧的弹力大小和方向．
B．在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时该弹簧测力计的示数F.
C．将一根长约30 cm的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两个弹簧测力计的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的示数，如图甲所示．
D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的示意图，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.
(1)在步骤C中，弹簧测力计的示数为________ N.
(2)在步骤D中，合力F′＝________ N.
(3)若________，就可以验证力的平行四边形定则．
答案 (1)3.00 (2)5.20 (3)F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等
解析 (1)通过图甲所示读出力的示数为3.00 N；(2)在图乙中作出平行四边形，测出长度，对照标度算出力的大小；(3)如果实际的合力和通过平行四边形定则作出的合力在误差允许的范围内相同，则证明平行四边形定则是正确的．
3．某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图(a)所示．
(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．
(2)有关此实验，下列叙述正确的是________．
A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可
(3)如图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)________．
(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)________________________________________________________________________．
答案 (1)见解析图 (2)AC (3)甲同学实验得到的结果 (4)见解析
解析 (1)以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线OF即为所求的合力(如图所示)．
(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B项错误；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D项错误；正确的选项只有A、C.
(3)用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，故甲同学实验得到的结果符合实验事实．
(4)①F1的方向比真实方向偏左；②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线没有分别与F1线和F2线平行．(任选其二)．
4．某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________ N.
(2)下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．
答案 (1)3.6 (2)D (3)①改变弹簧测力计B拉力的大小②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)
解析 (1)由图知弹簧测力计的分度值为0.2 N，按“二分之一”估读法可知小数点后保留一位，故读得结果为3.6 N.
(2)本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力——与重物M所受重力等值反向，故A是必要的．因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值，且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等，故B也是必要的．因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同，故C亦是必要的．由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而当测力计A的拉力不同时O点的位置就不同，故不可能也无必要使O点静止在同一位置，答案为D项．
(3)见答案
5．在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤．
(1)为完成实验，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：
根据表中数据在图甲中作出F－x图像并求得该弹簧的劲度系数k＝________ N/m；
(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图乙所示，其读数为________ N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力F合．
eq \x(\a\al( ,, , , ,, ,, ,,))
(3)由图得到F合＝________ N.
答案 (1)见解析图 53(说明：±2范围内都可)
(2)2.10(说明：有效数字位数正确，±0.02范围内都可) 见解析图 (3)3.3(说明：±0.02范围内都可)
解析 (1)以水平方向为x轴，竖直方向为F轴，建立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，在直线上任取一点，如(6×10－2，3.2)，则k＝eq \f(3.2,6×10－2) N/m≈53 N/m.
(2)弹簧秤的读数为2.10 N，选标度
合力的图示如图所示．
(3)经测量，合力F合＝3.3 N.
6.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：
(1)改变钩码个数，实验能完成的是( )
A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4
B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4
C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4
D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是( )
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳的方向
B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C．用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
(3)在作图时，你认为下图中________是正确的．(填“甲”或“乙”)
答案 (1)BCD (2)A (3)甲
解析 (1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|7．在“验证力的平行四边形定则”实验中，将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上，另一端系上两根细绳OA、OB，O为两细绳与橡皮条的结点，细绳OA跨过钉在木板上的光滑的钉子C，下端挂重力已知的钩码，细绳OB用一个弹簧测力计勾住，如图所示，可以通过改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点O的位置．
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是( )
A．两细绳的夹角必须成90°，以便于算出两细绳的合力
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D．只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点O达到的位置，应与钩码、弹簧测力计同时拉时相同
(2)图中OC与橡皮条延长线的夹角为α，细绳OB与橡皮条延长线的夹角为β，且α＋β>90°，下列操作正确的是( )
A．增加钩码个数后，为使结点位置不变，应减小β，同时减小弹簧测力计的拉力
B．增加钩码个数后，为使结点位置不变，应增大β，同时增大弹簧测力计的拉力
C．保持钩码个数不变，将钉子向左移动一些，为使结点位置不变，应增大β，同时增大弹簧测力计的拉力
D．保持钩码个数不变，将钉子向左移动一些，为使结点位置不变，应减小β，同时增大弹簧测力计的拉力
答案 (1)CD (2)BD
解析 (1)两细绳的夹角不一定成90°，两分力不一定相等，因此橡皮条不一定与两绳夹角的平分线在同一直线上．(2)增加钩码个数后，结点向左下移，要使结点还在原位，若减小β，同时减小弹簧测力计的拉力会使结点偏离更远；应增大β，同时增大弹簧测力计的拉力；保持钩码个数不变，将钉子向左移动一些，即OC方向上的力大小不变，使力的方向顺时针转动，为使结点位置不变，由于α＋β>90°，从图可以看出，β肯定减小，F2肯定增大．B、D两项正确．
8．某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳．实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子B上，如图乙所示．
(1)为完成实验，下述操作中必需的是________．
a．两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同
b．要测量橡皮筋的原长
c．要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度
d．要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向
e．要记录图乙中结点O的位置及过结点O的竖直方向
(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的为________．
a．橡皮筋的材料和原长相同即可
b．橡皮筋的材料和粗细相同即可
c．橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同
答案 (1)bce (2)c
解析 (1)首先应明白该实验的实验原理，即用橡皮筋的伸长量来表示弹力的大小，所以实验中一定要测橡皮筋的长度，而没必要关心细绳a、b的长度，b和c项是需要的，为了确保力的合成的等效性，悬挂重物后结点O的位置必须相同，且是图乙中的，而不能是图甲中的，e项是必需的．
(2)为了能用橡皮筋的伸长量表示弹力大小，满足F＝kx，应让k值相同，即橡皮筋的材料、粗细、原长均要相同，c项正确．
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x(10－2m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42