2012届高三物理练习 相互作用章末质量检测 新人教版

用心 爱心 专心 1 第二章第二章 相互作用相互作用 时间 90 分钟 满分 100 分 命 题 设 计 难度 题号 目标 较易中等稍难 力和受力分析 1 2 4 5 7 8 11 力的合成与分解3 6 910 12 物体的平衡13 1415 16 一 选择题 本大题共 10 个小题 共 50 分 每小题至少有一个选项正确 全部选对的 得 5 分 选对但不全的得 3 分 有选错的得 0 分 1 如图 1 所示 在水平力F作用下 A B保持 静止 若A与B的接触面是水平的 且F 0 则关于B的受力个数可能为 A 3 个 B 4 个 C 5 个 D 6 个 图 1 解析 对于B物体 一定受到的力有重力 斜面支持力 A的压力和A对B的摩擦力 若以整体为研究对象 当F较大或较小时 斜面对B有摩擦力 当F大小适当时 斜 面对B摩擦力为零 故B可能受 4 个力 也可能受 5 个力 答案 BC 2 如图 2 所示 质量均为m的物体A B 通过一劲度系数k的弹簧相连 开始时 B放在地面上 A B均处于静止状态 现通过细绳将A向上拉起 当B刚要离 开地面时 A上升距离为L 假设弹簧一 图 2 直在弹性限度内 则 A L B L 2mg k 2mg k 用心 爱心 专心 2 C L D L mg k mg k 解析 拉A之前 A静止时 mg kx1 弹簧的压缩量为x1 当B刚要离开地面时 弹簧的伸长量为x2 mg kx2 所以A上升的距离为L x1 x2 故 A 正确 2mg k 答案 A 3 如图 3 所示 一条细绳跨过定滑轮连接物体 A B A悬挂起来 B穿在一根竖直杆上 两物体均保持静止 不计绳与滑轮 B与竖 直杆间的摩擦 已知绳与竖直杆间的夹角 则物体A B的质量之比mA mB等于 图 3 A cos 1 B 1 cos C tan 1 D 1 sin 解析 对A B受力分析可知mAgcos mBg 则有mA mB 1 cos B 项正确 答案 B 4 如图 4 所示 质量为m的木块P在质量为 M的长木板ab上滑行 长木板放在水平地 面上一直处于静止状态 若长木板ab与地 图 4 面间的动摩擦因数为 1 木块P与长木板ab间的动摩擦因数为 2 则长木板ab 受到地面的摩擦力大小为 A 1Mg B 1 m M g C 2mg D 1Mg 2mg 解析 若长木板ab未动即地面对长木板ab的摩擦力为静摩擦力 由于P在长木板 ab上滑动 即P对长木板ab的摩擦力大小为 2mg 由平衡条件可知地面对ab的静 摩擦力大小为 2mg 即只有 C 正确 答案 C 5 2009 北京高考 如图 5 所示 将质量为m的 滑块放在倾角为 的固定斜面上 滑块与斜面 之间的动摩擦因数为 若滑块与斜面之间的最 大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等 重力加速 图 5 度为g 则 A 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑 B 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑 C 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 2mgsin 用心 爱心 专心 3 D 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 mgsin 解析 对放在斜面上的滑块进行受力分析 当mgsin mgcos 即 tan 时 滑块受力平衡 若先前静止 则滑块静止 若有向下的初速度 则做匀速运动 A 中 tan 滑块静止在斜面上不会下滑 B 中 滑块要加速下滑 C 中 拉力沿斜面 向上 滑动摩擦力向下 则拉力的大小为 2mgsin D 中 滑块沿斜面向下匀速滑动 不需要外力作用 答案 C 6 一轻杆BO 其O端用光滑铰链铰于固定 竖直杆AO上 B端挂一重物 且系一细 绳 细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮 用 力F拉住 如图 6 所示 现将细绳缓慢往 左拉 使杆BO与杆AO间的夹角 逐渐减 图 6 小 则在此过程中 拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是 A FN先减小 后增大 B FN始终不变 C F先减小 后增大 D F逐渐减小 解析 取BO杆的B端为研究对象 受到绳子 拉力 大小为F BO杆的支持力FN 和悬挂重物的绳子的拉力 大小为G 的作用 将FN与G合成 其合力与F等值反 向 如图所示 得到一个力三角形 如图中画斜线 部分 此力三角形与几何三角形OBA 相似 可利用相似三角形对应边成比例来解 如图所示 力三角形与几何三角形OBA相似 设AO高为H BO长为L 绳长AB为l 则由对应边成比例可得 式中G H L均不变 l逐渐变小 所以可知FN不变 F逐渐变 N FGF HLl 小 答案 BD 7 2010 济宁模拟 A B C三个物体通过细线 和光滑的滑轮相连 处于静止状态 如图 7 所示 C是一箱砂子 砂子和箱的重力都等于 用心 爱心 专心 4 G 动滑轮的质量不计 打开箱子下端开口 使砂子均匀流出 经过时间t0流完 则如图 8 所示的哪个图线表示在这个过程中桌面对物体 图 7 B的摩擦力Ff随时间的变化关系 图 8 解析 选择A B整体作为研究对象 由于这个整体开始处于静止状态 所以后来应该 一直处于静止状态 整体共受到 5 个力的作用 即 重力G GA GB 支持力FN 静摩 擦力Ff 两根绳子的拉力F1和F2 其中F1 F2 根据平衡条件得 Ff F1 F2 GC GC 2 所以当砂子均匀流出时 B 选项正确 答案 B 8 2008 全国卷 如图 9 所示 一固定斜面 上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀 速下滑 A与B的接触面光滑 已知A与 斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动 图 9 摩擦因数的 2 倍 斜面倾角为 B与斜面之间的动摩擦因数是 A tan B cot 2 3 2 3 C tan D cot 解析 A B两物体受到斜面的支持力均为mgcos 所受滑动摩擦力分别为 FfA Amgcos FfB Bmgcos 对整体受力分析结合平衡条件可得 2mgsin Amgcos Bmgcos 且 A 2 B 解之得 B tan A 项正 2 3 确 答案 A 9 2010 苏州模拟 长直木板的上表面的一端放置 一个铁块 木板放置在水平面上 将放置铁块的 一端由水平位置缓慢地向上抬起 木板另一端相 对水平面的位置保持不变 如图 10 所示 铁块受 到的摩擦力Ff随木板倾角 变化的图线在图 11 中 图 10 正确的是 设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小 用心 爱心 专心 5 图 11 解析 本题应分三种情况进行分析 1 当 0 arctan 为铁块与木板间的动摩擦因数 时 铁块相对木板处于静 止状态 铁块受静摩擦力作用 其大小与重力沿木板 斜面 方向分力大小相等 即 Ff mgsin 0 时 Ff 0 Ff随 的增大按正弦规律增大 2 当 arctan 时处于临界状态 此时摩擦力达到最大静摩擦力 由题设条件可 知其等于滑动摩擦力大小 3 当 arctan 90 时 铁块相对木板向下滑动 铁块受到滑动摩擦力的作用 可知Ff FN mgcos Ff随 的增大按余弦规律减小 答案 C 10 2010 南平模拟 如图 12 所示 倾角为 的斜面 体C置于水平面上 B置于斜面上 通过细绳跨 过光滑的定滑轮与A相连接 连接B的一段细绳 与斜面平行 A B C都处于静止状态 则 A B受到C的摩擦力一定不为零 B C受到水平面的摩擦力一定为零 C 水平面对C的支持力与B C的总重力大小相等 D 若将细绳剪断 B物体依然静止在斜面上 水平面对C的摩擦力为零 解析 若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力相等 则B与C间的摩擦力 为零 A 项错误 利用整体法判断 C一定受到水平面向左的摩擦力 B 项错误 同理 在竖直方向利用整体法判断 水平面对C的支持力小于B C的总重力 C 项错误 利 用整体法判断BC系统在水平方向不受外力作用 D 项正确 答案 D 二 实验题 本大题共 2 个小题 共 10 分 11 5 分 2010 广州调研 为了探究弹簧弹力F 和弹簧伸长量x的关系 某同学选了A B两 根规格不同的弹簧进行测试 根据测得的数据 绘出如图 13 所示的图象 从图象上看 该同 学没能完全按实验要求做 使图象上端成为 曲线 图象上端成为曲线的原因是 图 13 用心 爱心 专心 6 B弹簧的劲度系数为 若要制作一个精确度较高的弹簧测力计 应选弹簧 填A或B 解析 在弹簧的弹性限度以内 弹力与形变量是成正比的 图象上端出现弯曲是因为拉 力过大 超过了弹簧的弹性限度 由胡克定律得x 则图线斜率的倒数等于弹簧的 F k 劲度系数k 100 N m 精确度高意味着相同拉力下形变量大 相同刻度线下最小 8 N 8 cm 分度值小 故应选用劲度系数小的弹簧A 答案 拉力过大 超过了弹簧的弹性限度 100 N m A 12 5 分 2010 苏南模拟 在 验证力的平行四边 形定则 的实验中 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 端都有绳套 如图 14 实验中需用两个弹簧测力 计分别勾住绳套 并互成角度地拉橡皮条 使橡 图 14 皮条伸长 结点到达某一位置O 1 某同学在做该实验时认为 A 拉橡皮条的绳细一些且长一些 实验效果较好 B 拉橡皮条时 弹簧测力计 橡皮条 细绳应贴近木板且与木板平面平行 C 橡皮条弹性要好 拉结点到达某一位置O时 拉力要适当大些 D 拉力F1和F2的夹角越大越好 其中正确的是 填入相应的字母 2 若两个弹簧测力计的读数均为 4 N 且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直 则 选填 能 或 不能 用一个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合 力 理由是 解析 1 拉力F1和F2的夹角越大 而合力小 作图时相对误差太大 正确的选项 为 A B C 2 若两个弹簧测力计的读数均为 4 N 且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直 则其 合力为 4 N 5 N 故不能用一个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合力 2 答案 1 A B C 2 不能 量程太小 三 计算题 本大题共 4 个小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演 算步骤 有数值计算的要注明单位 13 8 分 如图 15 所示 轻杆BC的C点用 光滑铰链与墙壁固定 杆的B点通过水 平细绳AB使杆与竖直墙壁保持 30 的夹角 若在B点悬挂一个定滑轮 不计重力 某 用心 爱心 专心 7 人用它匀速地提起重物 已知重物的质量 图 15 m 30 kg 人的质量M 50kg g取 10 m s2 试求 1 此时地面对人的支持力的大小 2 轻杆BC和绳AB所受力的大小 解析 1 因匀速提起重物 则FT mg 且绳对人的拉力为mg 所以地面对人的支持 力为 FN Mg mg 50 30 10 N 200 N 方向竖直向上 2 定滑轮对B点的拉力方向竖直向下 大小为 2mg 杆对B点的弹力方向沿杆的方 向 由共点力平衡条件得 FAB 2mgtan30 2 30 10 N 200 N 3 33 FBC N 400 N 2mg cos30 2 30 10 3 23 答案 1 200 N 2 400 N 200 N 33 14 10 分 如图 16 所示 光滑小圆环A吊着一个 重为G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上 今有一细绳拴在小圆环A上 另一端跨过固定在 大圆环最高点B处的一个小滑轮后吊着一个重为 G2的砝码 如果不计小环 滑轮 绳子的重量大小 图 16 绳子又不可伸长 求平衡时弦AB所对的圆心角 解析 以小圆环A为研究对象 它受到的力有 竖直绳对它的拉力F1 G1 其方向竖直向下 AB绳对它的拉力F2 G2 其方向沿AB方向 大圆环对它的弹力FN 其方向沿半径指向圆外 在F1 F2 FN三力的共同作用下 小圆环处于平衡状态 将小圆环 A 所受的三个力利用力的合成和力的分解 组成三角形 如图所示 由几何关系得 OAB与 FNAF2 相似 得 N1 2 OAOBAB FF F 所以FN F1 sin 2 1 2F2 F1 将F1 G1 F2 G2代入 解得 2arcsin G2 2G1 用心 爱心 专心 8 答案 2arcsin G2 2G1 15 10 分 雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动 此时雨滴的速度称为收尾速 度 某同学在一本资料上看到 雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比 由此该 同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设 1 阻力只与雨滴的半径成正比 即F kr k为常数 2 阻力只与速度的平方成正比 即F kv2 k为常数 3 阻力与速度的平方和半径的乘积成正比 即F krv2 k为常数 你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系 请写出推导过程 解析 雨滴达到收尾速度状态时 处于平衡状态 只受重力和空气阻力F 由平衡条 件得 F G mg r3 g 4 3 r 分别为雨滴的半径 密度 由题意知v k1r k1为常数 由 得F rv2 krv2 4 g 3k2 1 式中k 4 g 3k2 1 由推导知 阻力与速度的平方和半径的乘积成正比 即F krv2假设才能解释v r 答案 见解析 16 12 分 如图 17 所示 光滑匀质圆球的直径 d 40 cm 质量为M 20 kg 悬线长L 30 cm 正方形物块A的厚度b 10 cm 质量为 m 2 kg 物块A与墙之间的动摩擦因数 0 2 现将物块A轻放于球和墙之间后放手 取g 10 m s2 求 图 17 1 墙对A的摩擦力为多大 2 施加一个与墙面平行的外力