物理教科版 (2019)第三章 相互作用本章综合与测试同步达标检测题

本章达标检测

(满分:100分;时间:75分钟)

一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.(2019重庆一中高一上期中)如果地面上物体所受重力都消失了,不可能出现的现象是              (　　)

A.江河的水不会向下流动

B.纸片和石块皆可悬浮在空中

C.天不会下雨

D.所有物体的质量都消失

2.(2021山东济南平阴一中高一期中)某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上不动,以下说法正确的是              (　　)

A.运动员受到地面给的水平向前的摩擦力

B.地面发生形变后要恢复原状,对运动员产生竖直向上的支持力

C.运动员对地面的压力就是地球给运动员的重力

D.因为运动员的脚底发生形变,所以地面对运动员有向上的支持力

3.(2021重庆巴蜀中学高三上第三次月考)如图所示,气球与物块之间用轻绳连接,无风时轻绳竖直;有水平风力作用时,轻绳倾斜一定角度后,气球仍静止在空中,下列说法正确的是              (　　)

A.无风时地面对物块的支持力等于物块和气球的重力之和

B.水平风力与绳子拉力的合力方向竖直向下

C.轻绳的拉力大小与水平风力大小无关

D.水平风力越大,气球的合力越大

4.(2020山东潍坊高一期末)三个重均为10 N的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a放在无摩擦的水平桌面上。开始时,p弹簧处于原长,木块都处于静止状态。现用水平拉力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是(轻弹簧和细线的重量都忽略不计)              (　　)

A.4 cm　　　　B.6 cm　　　　C.8 cm　　　　D.10 cm

5.(2021重庆二十九中高三上月考)如图是悬绳对称且长度可调的自制降落伞。用该伞挂上重为G的物体进行两次落体实验,悬绳的长度l1<l2,匀速下降时每根悬绳的拉力大小分别为F1、F2,则              (　　)

A.F1<F2　　　　B. F1>F2

C.F1=F2<G　　　　D. F1=F2>G

6.(2021湖北襄阳五校高三上期中)如图所示,一物块在拉力F作用下做匀速直线运动,拉力F与水平方向夹角为37°。已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10 m/s2;若拉力F为50 N,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则物块的质量为              (　　)

A.5.5 kg　　　　B. 11 kg　　　　C.16.5 kg　　　　D.22 kg

7.(2021山东青岛高一检测)如图所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30°和37°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)              (　　)

A.物块和木板间的动摩擦因数为

B.物块和木板间的动摩擦因数为

C.木板的倾角α为30°时物块可能在木板上做匀速直线运动

D.木板的倾角α为37°时物块可能在木板上做匀速直线运动

二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

8.(2021江苏苏州高三上月考)如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上,则              (　　)

A.P静止不动                                B.P向下滑动

C.P与斜面间的静摩擦力增大                  D.P所受的合外力增大

9.(2021山东枣庄三中高三上第二次质检)如图所示,质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方L处,当小球B平衡时,绳子所受的拉力为FT1,弹簧的弹力为F1;现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1)的另一轻弹簧,在其他条件不变的情况下仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为FT2,弹簧的弹力为F2。下列关于FT1与FT2、F1与F2大小之间的关系,正确的是              (　　)

A.FT1>FT2　　　　B.FT1=FT2                       C.F1<F2　　　　D.F1=F2

10.(2019湖南益阳一中月考)如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O'是三根线的结点,bO'水平拉着重物B,cO'沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,g取10 m/s2。若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20 N,则下列说法中正确的是              (　　)

A.弹簧的弹力为10 N

B.重物A的质量为2 kg

C.桌面对重物B的摩擦力为10 N

D.OP与竖直方向的夹角为60°

11.(2021湖北武汉、襄阳、荆门、宜昌四地六校联盟高三上联考)如图所示,光滑圆环竖直固定,A为最高点,橡皮条上端固定在A点,下端连接一套在圆环上的轻质小环,小环位于B点,AB与竖直方向夹角为30°,用光滑钩拉橡皮条中点,当将橡皮条中点拉至C点时,钩的拉力大小为F。为保持小环静止于B点,需给小环施加一作用力F',下列说法正确的是              (　　)

A.若F'沿水平方向,则F'=F

B.若F'沿竖直方向,则F'=F

C.F'的最大值为F

D.F'的最小值为F

三、非选择题(本题共5小题,共56分)

12.(2020河北张家口高三上期中)(9分)某同学用如图甲所示装置探究弹力和弹簧伸长量的关系,实验步骤如下:

甲

乙

①测出不挂钩码时弹簧的自然长度L。;

②将1个钩码挂在弹簧的下端,测出弹簧总长度L;

③将2、3、4个钩码逐个挂在弹簧的下端,重复②。

(1)该同学测量后把数据描点在图乙中,请你帮助该同学作出F-L图线。

(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=　　　　cm,劲度系数k=　　　　N/m。(结果保留一位小数) 

13.(2021陕西渭南高三上第一次月考)(9分)一个实验小组在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。

(1)(多选)为了完成实验,在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时,必须记录的有　　　　　。 

A.两细绳的方向                       B.橡皮筋的原长

C.两弹簧测力计的示数                 D.结点O的位置

(2)(多选)本实验中,采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差　　　　　。 

A.两个分力F1、F2间的夹角尽可能小一些

B.两个分力F1、F2的大小不能过大,适当即可

C.拉橡皮筋的细绳要稍短一些

D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度

(3)若将细绳OB或OC换成橡皮筋,则实验结果是否会发生变化?

答:　　　　　(选填“变化”或“不变化”)。 

14.(2021河南名校联盟高三上质检)(10分)如图所示,球A重G1=60 N,斜面体B重G2=100 N,斜面倾角为30°,一切摩擦均不计。则水平力F为多大时,才能使A、B均处于静止状态,此时竖直墙壁和水平面受到的压力各为多大?

15.(2021广东清远高三上第二次质检)(14分)如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m的小圆环A,用一轻质细线悬吊一个质量也为m的小球B。球B在一水平拉力的作用下恰好能与圆环A一起向右做匀速直线运动,此时细线与竖直方向成37°角。求:

(1)此时水平拉力F的大小;

(2)杆与环间的动摩擦因数。

16.(2021福建福州高三上月考)(14分)重力为G1=8 N的钩码悬挂在绳PA和PB的结点上。PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为θ=37°的斜面上,如图所示。试求:

(1)木块与斜面间的摩擦力大小;

(2)木块所受斜面的弹力大小。

答案全解全析

一、单项选择题

1.D　江河中水的流动、纸片和石块的下落、雨滴的下落都是重力引起的,而物体的质量与物体所受重力无关,它是物体的固有属性,故应选择D选项。

2.B　运动员蹲在水平地面上,处于平衡状态,则受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力,水平方向由于没有相对运动和相对运动趋势,则不受到摩擦力作用,故A错误;运动员受到竖直向上的支持力,是由地面发生形变后要恢复原状产生的,故B正确,D错误;运动员对地面的压力作用在地面上属于弹力,而地球给运动员的重力作用在运动员身上,故C错误。

3.B　无风时以气球和物块整体为研究对象,在竖直方向受竖直向下的重力、地面给的竖直向上的支持力和竖直向上的浮力,根据平衡条件可知,地面给的竖直向上的支持力等于竖直向下的重力减去竖直向上的浮力,A错误;气球受到水平向左的风力、竖直向上的浮力、竖直向下的重力、沿绳子方向的拉力,根据平衡条件可知,水平风力与绳子拉力的合力应该和浮力与重力的合力等大反向,因为浮力大于重力,所以水平风力与绳子拉力的合力竖直向下,B正确;轻绳的拉力大小与水平风力大小有关,C错误;有水平风力作用时,轻绳倾斜一定角度后,气球仍静止在空中,合力为零,D错误。

4.C　当还未施加拉力F时,对木块b分析受力可知,q弹簧压缩量为Δx1== m=0.02 m,当木块c刚好离开地面时,对木块c分析受力可知,q弹簧伸长量为Δx2==0.02 m,对b、c整体分析受力可知,细线对b向上的拉力大小为2G,由于木块a平衡,所以p弹簧的弹力大小也为2G,则末状态下p弹簧伸长Δx3==0.04 m,由以上可知p弹簧左端向左移动的距离为s=Δx1+Δx2+Δx3=0.08 m=8 cm,故A、B、D错误,C正确。

5.B　物体受重力和n根悬绳拉力作用处于平衡状态,由对称性可知,每条悬绳拉力的竖直分力为,设绳与竖直方向的夹角为θ,则有F cos θ=,解得F= ,由于无法确定n cos θ是否大于1,故无法确定拉力F与重力G的关系,C、D错误;悬绳较长时,夹角θ较小,故拉力较小,即F1>F2,A错误,B正确。

6.B　对物体受力分析,由平衡条件可知F cos 37°=μ(mg-F sin 37°),解得m=,将F=50 N代入可得m=11 kg,故选项B正确。

7.A　当木板倾角是30°时,物块受到是静摩擦力,其大小为mg sin 30°;当木板倾角是37°时,物块受到是滑动摩擦力,其大小为μmg cos 37°;由题意可得μmg cos 37°=mg sin 30°,解得μ===,故A正确,B错误;当木板的倾角α为30°时,重力沿斜面向下的分力为G1=mg sin 30°=mg,而重力垂直于斜面的分力G2=mg cos θ,则摩擦力f=μmg cos 30°=mg,故物体不可能做匀速直线运动,C错误;当木板的倾角α为37°时,重力沿斜面向下的分力G1=mg sin 37°=mg,而重力垂直于斜面的分力G2=mg cos θ,则摩擦力f=μmg cos 37°=mg,故物体不可能做匀速直线运动,D错误。

二、多项选择题

8.AC　在放置物体Q前,对P受力分析,受重力、支持力、静摩擦力,根据平衡条件,有N=Mg cos θ,f=Mg sin θ,f≤μN,故μ≥ tan θ,由于物体Q轻轻地叠放在P上,相当于增大物体P的重力,故P静止不动,P与斜面间的静摩擦力增大,故A、C正确,B错误; 物体P保持静止,合力为零,故D错误。

9.BC　以小球B为研究对象,进行受力分析。由平衡条件可知,弹簧的弹力F和绳子的拉力FT的合力F合与重力mg大小相等,方向相反,即F合=mg,如图所示:

由三角形相似得:==,又OA=OB=L,设此时弹簧的长度为x,得FT=mg,F=mg,故绳子的拉力FT只与小球B的重力有关,与弹簧的劲度系数无关,所以FT1=FT2,当弹簧的劲度系数变大时,弹簧的压缩量减小,故长度x增加,F2>F1,故B、C正确,A、D错误。

10.ABC　O'a与aA两绳拉力的合力与斜线OP的张力大小相等。由几何知识可知FO'a=FaA=20 N,且OP与竖直方向的夹角为30°,D说法错误;重物A的重力GA=FaA,所以mA=2 kg,B说法正确;桌面对B的摩擦力Ff=FO'b=FO'a cos 30°=10 N,C说法正确;弹簧的弹力F弹=FO'a sin 30°=10 N,A说法正确。

11.AD　对在C点时的橡皮条中点受力分析可得橡皮条的弹力满足2FT cos 30°=F,可得FT=,对此时的小环受力分析可知,其受F'和水平向右的橡皮条的拉力F'T,可能还受背离圆心方向的圆环的弹力N,若F'沿水平方向,则N=0,此时F'=F1=,选项A正确;若F'沿竖直方向,则必然是竖直向上,此时N的方向背离圆心向外,由平衡条件可知,F'=F'T tan 30°=F,选项B错误;根据平行四边形定则可知,F'的最大值可取无穷大,当F'沿B点切线向上时最小,最小值为F'min=F'T sin 30°=F,选项C错误,D正确。

三、非选择题

12.答案　(1)图见解析(3分)　(2)5.0(3分)　25.0(24.9~25.1均可)(3分)

解析　作出F-L图线如图,由图像可知该弹簧的原长L0=5.0 cm,劲度系数k==25.0 N/m。

13.答案　(1)ACD(3分)　(2)BD(3分)　(3)不变化(3分)

解析　(1)该实验的目的是验证力的平行四边形定则,要根据两个弹簧测力计拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向作出平行四边形,求出其合力,然后与用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力进行比较,最后得出结论,故需要记录的是两弹力的大小和方向还有结点O的位置,选项A、C、D正确,B错误。

(2)根据平行四边形定则可知,两分力夹角太小将会导致合力过大,导致用一个弹簧测力计拉细绳时可能超过弹簧测力计的量程,故夹角不能太小,适当即可,选项A错误,B正确;为了准确记下拉力的方向,故采用两点描线时两点应尽量距离大一些,故细绳应长些,选项C错误;作图时,我们是在白纸中作出拉力的图示,为了减小误差,应使弹簧测力计与木板面平行,读弹簧测力计示数时,视线要正对弹簧测力计刻度,选项D正确。

(3)由于对O点的作用效果相同,拉力与绳子的性质无关,故将两个细绳套换成两根橡皮筋,不会影响实验结果。

14.答案　20 N　20 N　160 N

解析　分别对A、B进行受力分析,建立直角坐标系如图甲、乙所示,由共点力平衡条件可得

对A有F2 sin 30°=F1 (1分)

F2 cos 30°=G1 (1分)

对B有F=F'2 sin 30° (2分)

F3=F'2 cos 30°+G2 (2分)

其中F2和F'2是大小相等的,即F2=F'2 (1分)

代入数据,联立解得F=F1=20 N(2分)

F3=160 N(1分)

故当水平推力为20 N时,A、B均处于静止状态,此时竖直墙壁和水平面受到的压力分别为20 N、160 N。

15.答案　(1)mg　(2)

解析　(1)取小球为研究对象进行受力分析,如图所示

由平衡条件可得FT sin 37°=F (2分)

FT cos 37°=mg (2分)

联立解得F=mg (2分)

(2)取A、B与细线整体为研究对象

在竖直方向上有FN=2mg (2分)

在水平方向上有Ff=F=mg (2分)

又由Ff=μFN(2分)

解得μ= (2分)

16.答案　(1)64.8 N　(2)76.4 N

解析　对结点P受力分析如图甲所示,由平衡条件得

在竖直方向FA cos 37°-F1=0 (2分)

在水平方向FA sin 37°-FB=0 (2分)

F1=G1 (1分)

联立解得FB=6 N(2分)

对木块受力分析如图乙所示

由平衡条件得,沿斜面方向:Ff-G2 sin 37°-F'B cos 37°=0 (2分)

沿垂直斜面方向:FN+F'B sin 37°-G2 cos 37°=0 (2分)

FB=F'B (1分)

联立并代入数据解得Ff=64.8 N,FN=76.4 N(2分)