高中第三章 相互作用综合与测试测试题

这是一份高中第三章 相互作用综合与测试测试题，共7页。

【合格性考试】(35分钟 60分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.以下说法正确的是( )
A.形状规则的物体的重心在它的几何中心上
B.一本书静止放在水平桌面上,则书对桌面的压力就是书的重力
C.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,这是因为电线发生微小的形变而产生的
D.接触面一定,摩擦力的大小与正压力成正比
【解析】选C。形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上,A错误;一本书静止放在水平桌面上,则书对桌面的压力大小等于书的重力,不能说就是书的重力,B错误;挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,这是因为电线发生微小的形变而产生的,故C正确;接触面一定,滑动摩擦力的大小与正压力成正比,D错误。
2.如图是火箭加速上升时的照片,此时喷出气体对火箭作用力的大小
( )
A.等于火箭的重力
B.等于火箭对喷出气体的作用力
C.小于火箭对喷出气体的作用力
D.大于火箭对喷出气体的作用力
【解析】选B。火箭加速上升,则合力方向向上,所以喷出气体对火箭作用力的大小大于重力,故A错误;喷出气体对火箭作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,故B正确,C、D错误。
3.已知力F=8 N,若把F分解为两个分力,则下列哪组力不可能是F的两个分力
( )
A.8 N,8 N B.16 N,16 N
C.2 N,5 ND.4 N,5 N
【解析】选C。根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|可知,8 N和8 N的合力范围为[0 N,16 N],可能为8 N,; 16 N和16 N的合力范围为[0 N,32 N],可能为8 N;2 N和5 N的合力范围为[3 N,7 N],不可能为8 N;4 N与5 N的合力范围为[1 N,9 N],可能为8 N。不可能的选项为C。
4.如图所示,手沿水平方向将书压在竖直墙壁上,使其保持静止。现增大手对书的压力,则书( )
A.受到的合外力增大
B.对墙壁的压力不变
C.受到的静摩擦力不变
D.将沿墙壁滑动
【解析】选C。书受水平方向的压力、墙壁的支持力、重力和沿墙壁向上的静摩擦力,增大手对书的压力,书仍保持静止,书受到的合力为零,书对墙的压力增大,静摩擦力大小等于重力不变,故A、B、D错误,C正确。
5.一块砖平放在长木板的中间,木板放在水平地面上,现缓慢抬起木板的一端,而保持另一端不动。下列叙述不正确的是( )
A.砖受到的摩擦力f随木板倾角的增大而减小
B.滑动前,砖受到的摩擦力f随木板倾角的增大而增大,砖滑动后,f随木板倾角的增大而减小
C.砖受到木板的弹力总是垂直木板向上
D.砖滑动前后,摩擦力方向均是沿木板向上
【解析】选A。设木板倾角为θ,在砖滑动之前,砖受到的摩擦力等于重力的下滑分力,即f=mgsin θ,故摩擦力随倾角的增大而增大,摩擦力方向沿木板向上;而在砖滑动之后,变成了滑动摩擦力,摩擦力的大小为:f=μmgcsθ,因倾角增大,cs θ减小,故滑动摩擦力减小,摩擦力方向沿木板向上,即摩擦力先增大后减小,故A错误,B、D正确;砖受到木板的弹力总是垂直木板向上,故C正确。
6.如图所示,物体M在斜向右下方的推力F作用下,在水平地面上恰好做匀速运动,则推力F和物体M受到的摩擦力的合力方向( )
A.竖直向下 B.竖直向上
C.斜向下偏左D.斜向下偏右
【解析】选A。物体M受四个力作用(如图所示),支持力FN和重力G的合力一定在竖直方向上,由平衡条件知,摩擦力Ff和推力F的合力与支持力FN和重力G的合力必定等大反向,故Ff与F的合力方向竖直向下。
二、实验题(10分)
7.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为________cm。
(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是________。(填选项前的字母)
A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是 ____________________________。
【解析】(1)由题图乙标尺刻度可知示数l2=14.66 cm,Δl=l2-l1=6.93 cm。
(2)为防止弹簧超出弹性限度应逐渐增加钩码的重量,故选A。
(3)由图知AB段伸长量与弹力不成线性关系,主要原因是钩码重力超出弹簧的弹性限度。
答案:(1)6.93 (2)A (3)钩码重力超出弹簧的弹性限度
三、计算题(本题14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
8.质量为2 kg的物体放在水平地面上,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5,现给物体加一个水平拉力F,物体恰在水平面上匀速运动,若在该物体运动的过程中,突然将拉力F改为大小不变,方向竖直向下的压力,这时物体受到的摩擦力的大小是多少?(取g=10 m/s2)
【解析】物体在水平拉力F的作用下匀速运动时
F=Ff,而Ff=μFN=μmg,(4分)
所以F=0.5×2×10 N=10 N。(3分)
当F竖直向下时,
正压力F′=F+mg,(2分)
即F′=10 N+2×10 N=30 N。(3分)
这时滑动摩擦力
Ff′=μF′=0.5×30 N=15 N。(2分)
答案:15 N
【补偿训练】
重为100 N,长为L=2 m的均匀木棒放在水平桌面上,如图甲所示,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动,木棒从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木棒继续做匀速运动,求:
(1)木棒与桌面间的最大静摩擦力大小Fmax;
(2)木棒与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5 m露出桌面时,如图乙所示,水平推力的大小F。
【解析】(1)木棒从原地开始运动必须克服最大静摩擦力,所以Fmax=F1=35 N。
(2)推力F2与滑动摩擦力相等时,木棒做匀速运动,所以F2=μmg,μ==0.3。
(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5 m露出桌面时,水平推力等于此时的滑动摩擦力,而滑动摩擦力F=μFN=μmg不变,所以F=30 N。
答案:(1)35 N (2)0.3 (3)30 N
【选择性考试】(25分钟 40分)
9.(6分)用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。把木块A放在长木板B上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧测力计的示数为T,下列说法正确的是
( )
A.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于T
B.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F
C.若长木板B以2v的速度匀速运动时,木块A受到的摩擦力的大小等于2T
D.若用2F的力作用在长木板上,木块A受到的摩擦力的大小等于2F
【解析】选A。木块A受到的摩擦力与长木板B的受力及运动状态无关,只要A处于静止状态,长木板B对木块A的摩擦力都等于T,故A正确,B、C、D错误。
10.(6分)如图,小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当绳子从水平方向逐渐向上偏移时,球对斜面的压力和细绳上的拉力将( )
A.压力变小;拉力逐渐增大
B.压力变大;拉力逐渐减小
C.压力变大;拉力先增大,后减小
D.压力变小;拉力先减小,后增大
【解析】选D。以小球为研究对象,小球受到重力G、细绳的拉力F和斜面的支持力FN,三力平衡,根据平衡条件得知:
拉力与支持力的合力与重力大小相等,方向相反,保持不变,作出拉力由位置1变到位置2时拉力与支持力的合成的示意图,通过示意图可以看出,拉力F逐渐减小,支持力FN逐渐减小,过了位置2,拉力又开始变大,支持力FN还是逐渐减小;故选D。
11.(12分)如图所示,贴着竖直桌面的物体A的质量mA=0.2 kg,放在水平桌面上的物体B的质量mB=1.0 kg,绳和滑轮间的摩擦不计,且绳的OB部分水平,OA部分竖直,A和B恰好一起匀速运动。g取10 m/s2,求:
(1)物体B与桌面间的动摩擦因数。
(2)如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动,需多大的拉力?
(3)若在原来静止的物体B上放一个与物体B质量相等的物体后,物体B受到的摩擦力多大?
【解析】(1)因A和B恰好一起匀速运动,所以B受到的水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小相等,且等于A的重力mAg,即T=F1=mAg(1分)
B对桌面的压力FN等于B的重力mBg,即
FN=mBg(1分)
又F1=μFN(1分)
联立解得:μ=0.2。(1分)
(2)如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动,此时水平绳的拉力T与滑动摩擦力F1的大小均不变。(2分)
根据物体B水平方向受力平衡则F=T+F1=2mAg=4 N。(2分)
(3)若在原来静止的物体B上放一个与物体B质量相等的物体后,物体B对桌面的压力变大,受到的最大静摩擦力将变大,此时物体B将静止不动,物体B与桌面间的摩擦力为静摩擦力。(2分)
根据物体B和物体A的受力平衡可知,物体B受到的摩擦力大小为F1′=T=mAg=
2 N。(2分)
答案:(1)0.2 (2)4 N (3)2 N
12.(16分)工人为了使物体在水平地面上运动,往往可以采用“拉”和“推”两种方式,上述情景可以简化成如图1、2所示的物理模型:材料相同的甲、乙两物体的质量均为50 kg,甲受到与水平方向成30°的拉力F1,乙受到与水平方向成30°的推力F2,在力的作用下它们都沿同一水平面向右做匀速直线运动,若已知F1=200 N。(g取10 m/s2)求:
(1)物体与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ。
(2)物体乙受到的推力F2的大小。
(3)对同一物体,工人采用哪种方式更省力。
【解析】(1)物体向右做匀速直线运动,根据平衡条件可知:
在竖直方向上有:N+F1sin30°=mg(2分)
在水平方向上有:f=F1cs30°(1分)
又因为:f=μN(1分)
联立并代入数据得:μ=(2分)
(2)将拉力F1换成推力F2后,物体仍向右做匀速直线运动,同理可知:
在竖直方向上有:N′=F2sin30°+mg(2分)
在水平方向上有:f′=F2cs30°(1分)
又因为f′=μN′(1分)
联立并代入数据得:F2= N(2分)
(3)对比两种情况下F1和F2的大小可知,对同一物体,工人采用“拉”的方式更省力。(4分)
答案:(1) (2) N (3)采用“拉”的方式更省力