高中物理學習材料（燦若寒星**整理制作）第三章《相互作用》測試卷本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘．班級________姓名________分數________第Ⅰ卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本大題共10小題，每題4分，滿分40分．在每小題給出的選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得4分，選不全的得2分，有錯選或不選的得0分)1．F1、F2是力F的兩個分力，若F＝10N，則下列哪組力不可能是F的兩個分力()A．F1＝10N，F2＝10NB．F1＝20N，F2＝20NC．F1＝2N，F2＝6ND．F1＝20N，F2＝30N【答案】C【解析】合力F和兩分力F1、F2之間的大小關系為|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|，經檢驗，只有選項C不可能．2．如圖所示，A、B兩球用輕桿相連，用兩根細線將其懸掛在水平天花板上的O點．現有一水平力F作用于小球B上，使系統(tǒng)保持靜止狀態(tài)且A、B兩球在同一水平線上．已知兩球重力均為G，輕桿與細線OA長均為L.則()A．細線OB的拉力為2GB．細線OB的拉力為GC．水平力F的大小為2GD．水平力F的大小為G【答案】D【解析】A球受到細線OA的拉力、輕桿的拉力和重力G，因為FAO與重力是一對平衡力，所以輕桿的拉力為零；對B球，只受到重力G、細線OB的拉力FBO和水平拉力F作用，根據正交分解和力的平衡條件有，F＝G，FBO＝eq\r(2)G，所以D正確．3．如圖所示，質量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上，物體與斜面之間的動摩擦因數為μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物體上使其能沿斜面勻速上滑，若改用水平推力F2作用于物體上，也能使物體沿斜面勻速上滑，則兩次推力eq\f(F1,F2)的值為()A．cosθ＋μsinθB．cosθ－μsinθC．1＋μtanθD．1－μtanθ【答案】B【解析】對物體受力進行正交分解，結合力的平衡條件可知：第一次推力F1＝mgsinθ＋μmgcosθ；由F2cosθ＝mgsinθ＋μ(mgcosθ＋F2sinθ)，解得第二次推力F2＝(mgsinθ＋μmgcosθ)/(cosθ－μsinθ)，故兩次推力的比值eq\f(F1,F2)＝cosθ－μsinθ，B正確．4．如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止狀態(tài)．把A向右移動少許后，它們仍處于靜止狀態(tài)，則()A．B對墻的壓力增大B．A與B之間的作用力減小C．地面對A的摩擦力減小D．A對地面的壓力減小【答案】BC【解析】對圓球B受力分析，作出受力的平行四邊形如圖所示．A滑動前，圓球B受墻及A的彈力的合力G′與重力大小相等，方向相反，如圖中實線所示；而將A向右平移少許后，B受A的彈力FAB的方向將上移，如圖中虛線所示，但B仍受力平衡，由圖可知A對圓球B的彈力及墻對圓球B的彈力均減小，故A錯誤，B正確；以AB為整體分析，水平方向上受墻的彈力和地面的摩擦力而處于平衡狀態(tài)，彈力減小，故摩擦力減小，故C正確；豎直方向上受重力及地面的支持力，A和B的重力均不變，故A對地面的壓力不變，故D錯誤．5．如圖所示，水平地面上斜放著一塊木板AB，在AB上面放一個木塊，設木塊對木板的壓力為FN，木塊所受重力沿木板向下的分力為F1，若使木板的B端逐漸放低時，將會產生下述哪種結果()A．FN增大，F1增大B．FN增大，F1減小C．FN減小，F1增大D．FN減小，F1減小【答案】B【解析】設木塊重力為G，則FN＝mgcosθ，F1＝mgsinθ，B端放低，θ減小，故FN增大，F1減?。?．如圖所示，A、B兩物體重力都等于10N，各接觸面間的動摩擦因數都等于0.3，同時有F＝1N的兩個水平力分別作用在A和B上，A和B均靜止，則地面對B和B對A的摩擦力分別為()A．6N,3NB．1N,1NC．0,1ND．0,2N【答案】C【解析】A、B均靜止，應用整體法，即A、B整體水平方向所受外力大小相等，方向相反，故地面對B無摩擦力．以A為研究對象，水平方向必受大小與F相等、方向與F相反的靜摩擦力，故選項C正確．7．如圖所示，一條細繩跨過定滑輪連接兩個小球A、B，它們都穿在一根光滑的豎直桿上，不計細繩與滑輪間的摩擦，當兩球平衡時OA繩與水平方向的夾角為2θ，OB繩與水平方向的夾角為θ，則小球A、B的質量之比為()A．2cosθ∶1B．1∶(2cosθ)C．tanθ∶1D．1∶(2sinθ)【答案】A【解析】以A為研究對象，根據力的分解和平衡條件得：Tsin2θ＝mAg.以B為研究對象，根據力的分解和平衡條件得：Tsinθ＝mBg，解得mA∶mB＝2cosθ∶1，故A正確．8．如圖所示，在傾角為α的傳送帶上有質量均為m的三個木塊1、2、3，中間均用原長為L、勁度系數為k的輕彈簧連接起來，木塊與傳送帶間的動摩擦因數均為μ，其中木塊1被與傳送帶平行的細線拉住，傳送帶按圖示方向勻速運動，三個木塊均處于平衡狀態(tài)．則下列結論正確的是()A．2、3兩木塊之間的距離等于L＋eq\f(μmgcosα,k)B．2、3兩木塊之間的距離等于L＋eq\f(sinα＋μcosαmg,k)C．1、2兩木塊之間的距離等于2、3兩木塊之間的距離D．如果傳送帶突然加速，相鄰兩木塊之間的距離都將增大【答案】B【解析】對木塊3進行受力分析．設2、3之間的輕彈簧的形變量為Δx1，因為木塊3處于平衡狀態(tài)，故kΔx1＝mgsinα＋μmgcosα，則2、3兩木塊之間的距離等于L＋eq\f(sinα＋μcosαmg,k)，選項A錯誤，B正確；將木塊2、3作為一個整體，設1、2之間的輕彈簧的形變量為Δx2，由受力平衡得：kΔx2＝2mgsinα＋2μmgcosα，則1、2兩木塊之間的距離等于L＋eq\f(2sinα＋μcosαmg,k)，選項C錯誤；如果傳送帶突然加速，不影響木塊的受力情況，故相鄰兩木塊之間的距離保持原值不變，選項D錯誤．9．假期里，一位同學在廚房里協(xié)助媽媽做菜，對菜刀發(fā)生了興趣．他發(fā)現菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，刀刃前部的頂角小，后部的頂角大，如圖所示，他先后作出過幾個猜想，其中合理的是()A．刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便，外形美觀，跟使用功能無關B．在刀背上加上同樣的壓力時，分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關C．在刀背上加上同樣的壓力時，頂角越大，分開其他物體的力越大D．在刀背上加上同樣的壓力時，頂角越小，分開其他物體的力越大【答案】D【解析】把刀刃部分抽象后，可簡化成一個等腰三角形劈，設頂角為2θ，背寬為d，側面長為l，如圖所示．當在劈背施加壓力F后，產生垂直側面的兩個分力F1、F2，使用中依靠著這兩個分力分開被加工的其他物體．由對稱性知，這兩個分力大小相等(F1＝F2)，因此畫出力分解的平行四邊形，實為菱形，如圖所示．在這個力的平行四邊形中，取其四分之一考慮(圖中陰影部分)．根據它跟半個劈的直角三角形的相似關系，有關系式eq\f(F1,\f(F,2))＝eq\f(l,\f(d,2))＝eq\f(1,sinθ)，得F1＝F2＝eq\f(F,2sinθ).由此可見，刀背上加上一定的壓力F時，側面分開其他物體的力跟頂角的大小有關，頂角越小，sinθ的值越小，F1和F2越大．10．用輕彈簧豎直懸掛質量為m的物體，靜止時彈簧伸長量為L.現用該彈簧沿斜面方向拉住質量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長量也為L.斜面傾角為30°，則物體所受摩擦力()A．等于0B．大小為eq\f(1,2)mg，方向沿斜面向下C．大小為eq\f(\r(3),2)mg，方向沿斜面向上D．大小為mg，方向沿斜面向上【答案】A【解析】根據題設條件，系統(tǒng)靜止時彈簧對質量為2m的物體的拉力T＝mg，設此時物體受到的摩擦力f沿斜面向下，對物體受力分析如圖所示，根據平衡條件可得f＋Gsin30°＝T，即f＝0，選項A正確．第Ⅱ卷(非選擇題，共60分)二、非選擇題(本題共6小題，11題6分、12題6分、13題11分、14題11分、15題13分、16題13分，解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．)11．某同學利用如圖(a)裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”的實驗．(1)在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持________狀態(tài)．(2)他通過實驗得到如圖(b)所示的彈力大小F與彈簧長度x的關系圖線．由此圖線可得該彈簧的原長x0＝________cm，勁度系數k＝________N/m.(3)他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當彈簧秤上的示數如圖(c)所示時，該彈簧的長度x＝________cm.【答案】(1)豎直(2)450(3)10【解析】(1)懸掛重物后，彈簧沿豎直方向伸長，要測量彈簧沿豎直方向上的伸長量，刻度尺當然要保持豎直狀態(tài)．(2)如果以彈簧長度x為橫坐標，彈力大小F為縱坐標，作出F－x圖象，那么圖象與橫軸的截距表示彈簧的原長，圖線的斜率表示彈簧的勁度系數，所以根據圖象可知，該彈簧的原長x0＝4cm，勁度系數k＝eq\f(ΔF,Δx)＝50N/m.(3)彈簧的讀數表示彈力的大小，即F＝3N，所以該彈簧的長度x＝x0＋eq\f(F,k)＝10cm.12．“探究合力與分力的關系”的實驗如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，P為橡皮條與細繩的結點，用兩根互成角度的彈簧測力計把結點P拉到位置O.(1)從圖甲可讀得彈簧測力計B的示數為________N.(2)為了更準確得到合力與分力的關系，要采用作力的________(選填“圖示”或“示意圖”)來表示分力與合力．(3)圖乙中與F1、F2共同作用效果相同的力是________(選填“F”或“F′”)．(4)圖乙中方向一定沿AO方向的力是________(選填“F”或“F′”)．【答案】(1)3.8(2)圖示(3)F′(4)F′【解析】(1)彈簧測力計B的示數為3.8N.(2)為了更準確得到合力與分力的關系，要采用作力的圖示來表示分力與合力．(3)題圖乙中與F1、F2共同作用效果相同的力是用一個彈簧測力計把結點P拉到位置O的力F′.(4)題圖乙中方向一定沿AO方向的力是F′，用平行四邊形定則求得的合力F與F′有偏差．13.木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面之間的動摩擦因數均為0.25；夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數為400N/m.A、B、彈簧組成的系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動．現用F＝1N的水平拉力作用在木塊B上，如圖所示，求力F作用后木塊A、B所受摩擦力的大?。?最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)【答案】8N9N【解析】沒有施加力F時，木塊A、B受力平衡，所受靜摩擦力等于彈簧的彈力，即FA＝FB＝F彈＝kx＝400×0.02N＝8N木塊B受到地面的最大靜摩擦力為：FBm＝μGB＝0.25×60N＝15N施加F后，對木塊B有：F＋F彈<FBm則B所受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小為：FB′＝F＋F彈＝9N施加F后，木塊A所受摩擦力仍為靜摩擦力，大小為FA′＝F彈＝8N14．如圖所示，粗糙水平地面上放著—個截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑半圓球B，整個裝置處于平衡狀態(tài)．已知A、B的質量分別為m和M，半圓球B與半圓的柱狀物體半徑均為R，半圓球B的圓心到水平面的豎直距離為eq\r(2)R，重力加速度為g.求：(1)物體A對地面的壓力大?。?2)物體A對地面的摩擦力．【解】(1)把A、B看成一個系統(tǒng)，對其運用整體法，該系統(tǒng)在豎直方向上受到豎直向下的重力(M＋m)g和地面的支持力FN的作用，二力平衡，所以FN＝(M＋m)g根據牛頓第三定律得，物體A對地面的壓力大小為(M＋m)g(2)在水平方向上，該系統(tǒng)肯定受到豎直墻水平向右的彈力的作用，那么一定也受到地面水平向左的摩擦力，并且摩擦力大小等于彈力大??；再選取半圓球B為研究對象，運用隔離法，受力分析如圖所示．根據力的分解和力的平衡條件可得：FN1＝Mg/cosθ，FN2＝Mgtanθ半圓球B的圓心到水平面的豎直距離為eq\r(2)R，所以θ＝45°所以FN2＝Mg根據受力分析，物體A對地面的摩擦力大小等于FN2，所以物體A對地面的摩擦力大小為Mg，方向水平向右．15．一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，圓環(huán)上套著兩個小球A和B(中央有孔)，A、B間由細繩連接著，它們處于如圖所示位置時恰好都能保持靜止狀態(tài)．此情況下，球B與圓環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細繩呈伸直狀態(tài)，且與水平方向成30°角．已知球B的質量為3kg，求細繩對球B的拉力和球A的質量．(g取10m/s2)【解】對球B受力分析如圖所示，由球B處于平衡狀態(tài)有：FTsin30°＝mBgFT＝2mBg＝2×3×10N＝60N由球A處于平衡狀態(tài)有：在水平方向：FTcos3