04学霸必刷 高一物理期末复习 专题二 相互作用 提升卷(解析版)

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考点1：重力
1．下列关于重力、重心的说法，正确的是( )
A．任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合
B．任何物体的重心都在物体上，不可能在物体外
C．用一绳子将物体悬挂起来，物体静止时，该物体的重心不一定在绳子的延长线上
D．重力是由地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的
答案 D
解析 只有质量分布均匀形状规则的物体，其重心才在几何中心上，故A错误；物体的重心可以在物体上，也可以在物体外，如环的重心在环的本体外，故B错误；用一绳子将物体悬挂起来，物体静止时，由二力平衡可知，该物体的重心一定在绳子的延长线上，故C错误；重力是由地面附近的物体受到地球的吸引力而产生的，故D正确
考点2：弹力
2．如图所示，固定斜面上有一光滑小球，分别与一竖直轻弹簧P和一平行于斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则小球所受力的个数不可能是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 A
解析 设斜面倾角为θ，小球质量为m，假设轻弹簧P对小球的拉力大小恰好等于mg，则小球只受2个力的作用，二力平衡；假设轻弹簧Q对小球的拉力等于mgsin θ，小球受到重力、弹簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果两个弹簧对小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保证小球受力平衡，即小球可能受到4个力的作用；若小球只受1个力的作用，合力不可能为零，小球不可能处于静止状态.
3．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是( )
答案 A
解析 设物块静止时弹簧的压缩量为x0，则由力的平衡条件可知kx0=mg，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得F+k(x0-x)-mg=ma，由以上两式解得F=kx+ma，显然F和x为一次函数关系，且在F轴上有截距，则A正确，B、C、D错误。
4．如图所示，六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连，在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形．已知正六边形外接圆的半径为R，每根弹簧的劲度系数均为k，弹簧在弹性限度内，则F的大小为( )
A．.eq \f(k,2)(R－l) B．k(R－l)
C．k(R－2l) D．2k(R－l)
答案 B
解析 正六边形外接圆的半径为R，则弹簧的长度为R，弹簧的伸长量为：Δx＝R－l
由胡克定律可知，每根弹簧的弹力为：f＝kΔx＝k(R－l)
两相邻弹簧夹角为120°，则两相邻弹簧弹力的合力为：F合＝f＝k(R－l)
弹簧处于平衡状态，由平衡条件可知，F的大小为：F＝F合＝k(R－l)，故B正确，A、C、D错误．
5．如图所示，与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为eq \f(3,4)mg(g表示重力加速度)，则轻杆对小球的弹力大小为( )
A.eq \f(5,3)mg B.eq \f(3,5)mg C.eq \f(4,5)mg D.eq \f(5,4)mg
答案 D
解析 小球处于静止状态，其所受合力为零，小球受力如图所示，由图中几何关系可得F＝ eq \r(mg2＋\f(3,4)mg2)＝eq \f(5,4)mg，选项D正确．
考点3：摩擦力
6．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2mg
B.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g
C.长木板受到地面的摩擦力的大小一定等于F
D.长木板受到木块的摩擦力大小一定是μ1mg
答案 D
解析 木块所受长木板的滑动摩擦力大小Ff1＝μ1mg，方向水平向左，长木板受到木块的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg；长木板处于静止状态，水平方向受到木块的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件，长木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg，A、B、C错误，D正确.
7．如图所示，某商场的台阶式自动扶梯，台阶面水平，扶手是成一定倾角的斜面。某顾客乘坐扶梯，随手将一小物体放在了倾斜扶手上，人、物体随梯一起匀速运动。匀速上行时，人受台阶的摩擦力为F1，扶手上物体受摩擦力为F2；匀速下行时，人受台阶的摩擦力为F3，扶手上物体受摩擦力为F4。关于这些摩擦力，下列说法正确的是( )
A．F1、F2、F3、F4均沿扶手向上
B．F1、F2均沿扶手向上，F3、F4均沿扶手向下
C．F1、F3均为零， F2沿扶手向上， F4均沿扶手向下
D．F1、F3均为零，F2、F4均沿扶手向上
答案 D
解析 当电梯匀速上行时，人受重力、支持力的作用，若电梯对人有摩擦力，则人不可能做匀速直线运动，故不受摩擦力；同理可知，当电梯匀速下行时，人也不受摩擦力，即F1、F3均为零；无论是匀速上行还是下行，物体所受的摩擦力都等于物体的重力在沿扶手向下的分力，方向沿扶手向上，即F2、F4均沿扶手向上，故选D．
8．物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，从t＝0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，则能反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是下列图中的(取向右为正方向，g＝10 m/s2)( )
答案 A
解析 开始时，滑动摩擦力方向与速度方向相反，即水平向左，大小为Ff＝μmg＝2 N；当物体的速度减到零时，由于物体受到向左的恒力F＝1 N的作用，所以物体将受到向右的静摩擦力，大小等于1 N，A项正确．
考点4：力的合成
9．三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们的合力F的大小，下列说法中正确的是( )
A.F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3
B.F至少比F1、F2、F3中的某一个大
C.若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
D.若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
答案 C
考点5：力的分解
10．刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈，如图是斧头劈木柴的情景．劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力F，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开．设劈背的宽度为d，劈的侧面长为l，不计斧头自身的重力，则劈的侧面推压木柴的力约为( )
A.eq \f(d,l)F B.eq \f(l,d)F C.eq \f(l,2d)F D.eq \f(d,2l)F
答案 B
解析 斧头劈木柴时，设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1＝F2，由几何知识知，eq \f(\f(1,2)F,F1)＝sin θ＝eq \f(\f(1,2)d,l)，得推压木柴的力F1＝F2＝eq \f(l,d)F，所以B正确，A、C、D错误.
11．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是( )
A．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大
B．当m一定时，θ越大，轻杆受力越大
C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大
D．当θ一定时，M越大，可悬挂重物C的质量m越大
答案 D
解析 对A、B、C整体分析可知，对地面压力为FN＝eq \f(1,2)(2M＋m)g，与θ无关，故A错误；将C的重力按照作用效果分解，如图所示：
根据平行四边形定则，有F1＝F2＝eq \f(\f(1,2)mg,sin θ)＝eq \f(mg,2sin θ)，故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，故B错误；对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件，有f＝F1cs θ＝eq \f(mg,2tan θ)，与M无关，故C错误；当θ一定时，M越大，M与地面间的最大静摩擦力越大，则可悬挂重物C的质量m越大；故D正确；故选D。
考点6：受力分析
12．如图，某电视台每周都有棋类节目，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子之间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A．小棋子共受三个力作用
B．棋子对棋盘的压力大小等于重力
C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大
D．质量不同的棋子所受的摩擦力大小不同
答案 D
解析 小棋子受到重力G、棋盘面的吸引力F引、支持力FN和静摩擦力Ff共四个力作用，重力竖直向下，摩擦力竖直向上，且重力和摩擦力是一对平衡力；支持力和吸引力为一对平衡力；棋子掉不下来的原因是棋盘对它向上的摩擦力和它的重力大小相等，所以质量不同的棋子所受摩擦力大小不同，故选项D正确．
13．我国的高铁技术在世界上处于领先地位，高铁(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动.图乙为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上，两物块与桌面间的动摩擦因数相同，A的质量比B的质量大，车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是( )
A.A受到2个力的作用
B.B受到3个力的作用
C.A受到桌面对它向右的摩擦力
D.B受到A对它向右的弹力
答案 A
解析 车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，此时A、B均在向右做匀速直线运动，故A、B均只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故水平方向均不受摩擦力，同时A、B间也没有弹力作用，故A正确，B、C、D错误.
考点7：力的平衡
14．如图所示，楔形凹槽的截面是一个直角三角形ABC，∠CAB＝30°，∠ABC＝90°，∠ACB＝60°，在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，其对凹槽AB边的压力为F1，对BC边的压力为F2，则eq \f(F2,F1)的值为( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(3),4) C.eq \f(\r(3),3) D.eq \f(2\r(3),3)
答案 C
解析 金属球受到的重力产生两个作用效果，压AB面和压BC面，如图所示，将金属球所受的重力分解为垂直AB面的分力F1′和垂直BC面的分力F2′，又由题意知，F1＝F1′，F2＝F2′，故eq \f(F2,F1)＝tan 30°＝eq \f(\r(3),3)，故C正确．
15．如图所示，攀岩者仅凭借鞋底和背部的摩擦停留在竖直的岩壁间，鞋子、背部与岩壁间的动摩擦因数分别为0.80和0.60.为了节省体力，他尽可能减小身体与岩壁间的正压力，使自己刚好不下滑．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列判断正确的是( )
A．攀岩者受到三个力的作用
B．鞋子受到的静摩擦力方向竖直向下
C．岩壁对鞋子的支持力大于岩壁对背部的支持力
D．攀岩者背部受到的静摩擦力支撑了体重的eq \f(3,7)
答案 D
解析 对攀岩者分析，受重力、鞋与岩壁间弹力和摩擦力、背部与岩壁间弹力和摩擦力共五个力作用；重力方向竖直向下，鞋子和背部受到的静摩擦力方向竖直向上，故水平方向上两支持力大小相等，方向相反，FN1＝FN2，根据平衡条件可得μ1FN1＋μ2FN2＝G，可得Ff2＝μ2FN2＝eq \f(3,7)G.
16．如图所示，竖直平面内的光滑半圆环固定在水平面上，重力为G的小球套在环上，轻弹簧上端P与小球相连，下端Q固定在水平面上。若小球在图示位置静止时弹簧恰好竖直，半径OP与水平面夹角为θ。弹簧的劲度系数为k，弹簧处于弹性限度内，则此时( )
A.小球受3个力作用
B.环受到小球的压力大小为Gsin θ
C.弹簧处于伸长状态
D.弹簧的形变量为eq \f(G,k)
答案 D
解析 由于弹簧恰好竖直，小球受到的重力与受到的弹簧弹力恰好平衡，环对小球没有支持力作用，小球只受两个力的作用，即kx＝G，得x＝eq \f(G,k)，弹簧处于压缩状态，综上所述，D正确。
17．如图所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将( )
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
答案 D
解析 因为G、FN、FT三力共点平衡，故三个力可以构成一个矢量三角形，
如图所示，G的大小和方向始终不变，FN的方向不变，大小可变，FT的大小、方向都在变，在绳向上偏移的过程中，可以作出一系列矢量三角形，显而易见在FT变化到与FN垂直前，FT是逐渐变小的，然后FT又逐渐变大．故正确答案为D.
考点8：实验“探究求合力的方法”
18．如图为“探究求合力的方法”的实验装置图.
(1)下面是实验的主要步骤：
①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；
②沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，并记录两个拉力的大小及方向；
③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端也拉至O点，记录拉力的大小及方向.
在上述操作中两次将橡皮筋都拉至同一点O的目的是________.
(2)某次实验中弹簧测力计的示数如图，读数是________ N.
(3)在“探究求合力的方法”实验中，下列操作必要的是________.
A.实验前，将两个弹簧测力计相互钩住，水平反向拉伸，检查读数是否相同
B.实验时，应保持绳套与纸面平行
C.实验时，为便于计算，拉力F1和F2必须相互垂直
D.确定拉力的方向时，应使两个点的距离尽量远一些
答案 (1)使力的作用效果相同 (2)3.60 (3)ABD