/第三章相互作用——力（提升卷）物理（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）第Ⅰ卷選擇題（共46分）一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1．如圖所示，該玩具擺件叫做平衡鷹，用手指頂在鷹嘴的下面，它可以穩(wěn)穩(wěn)地停在指尖上而不掉落。下列說法正確的是（

）A．平衡鷹的重心一定在鷹的腹部 B．鷹所受的重力，就是地球?qū)ζ涞奈．指尖受到了彈力，是由于鷹嘴發(fā)生了形變 D．鷹嘴向上發(fā)生形變，鷹嘴產(chǎn)生的彈力方向向上【答案】C【解析】A．由平衡鷹的形狀分析，重心不一定在鷹的腹部，重心在平衡鷹與手指所在的直線上，故A錯誤；B．重力是地球吸引力的一個分力，故B錯誤；C．指尖受到了彈力，是由于鷹嘴發(fā)生了形變而產(chǎn)生的，故C正確；D．鷹嘴向上發(fā)生形變，要恢復(fù)形變，則鷹嘴產(chǎn)生的彈力方向向下，故D錯誤。故選C。2．如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧下端固定在水平面上，上端放一個質(zhì)量為3m的物塊A，物塊A靜止后彈簧長度為l1；若在物塊A上端再放一個質(zhì)量為m的物塊B，靜止后彈簧長度為l2，如圖乙所示。彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi)，則（）A．彈簧的勁度系數(shù)為 B．彈簧的勁度系數(shù)為C．彈簧的原長為4l1-3l2 D．彈簧的原長為3l1-2l2【答案】C【解析】AB．設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，根據(jù)題意，當(dāng)A靜止時，在物塊A上端再放一個質(zhì)量為m的物塊B，彈簧的壓縮量增加了則有解得故AB錯誤；CD．設(shè)彈簧的原長為l，則根據(jù)題意有，聯(lián)立解得故C正確，D錯誤。故選C。3．如圖所示，水平桌面上平放一疊共計54張的撲克牌，每一張的質(zhì)量均為。用一手指以豎直向下的力壓第1張牌，并以一定速度向右移動手指，確保手指與第1張牌之間有相對滑動。設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，手指與第1張牌之間的動摩擦因數(shù)為，牌間的動摩擦因數(shù)均為，第54張牌與桌面間的動摩擦因數(shù)為，且有。則下列說法正確的是（）A．第1張和第2張牌一定保持相對靜止B．第54張牌受到水平桌面的摩擦力向右C．第2張牌到第53張牌之間不可能發(fā)生相對滑動D．第2張牌到第53張牌之間可能發(fā)生相對滑動【答案】C【解析】A．手指對第1張牌的壓力為，則手指對第1張牌的摩擦力為第1張牌與第2張牌間的彈力大小為第1張牌與第2張牌間的最大靜摩擦力大小為由于故可能存在即第l張牌和第2張牌可能發(fā)生相對滑動，故A錯誤；B．以第2張牌到第54張牌為整體，該整體受到第l張牌對它水平向右的摩擦力，整體相對于水平桌面向右運(yùn)動（或有向右的運(yùn)動趨勢），故水平桌面對第54張牌的摩擦力向左，故B錯誤；CD．對第2張牌分析，它跟第3張牌間的彈力大小為第2張牌與第3張牌間的最大靜摩擦力大小為而第1張牌與第2張牌間的摩擦力最大為可知則第2張牌與第3張牌之間不發(fā)生相對滑動，同理，第3張到第53張牌也不發(fā)生相對滑動，故C正確，D錯誤。故選C。4．如圖所示，將一個的力分解為兩個分力，如果已知其中一個不為零的分力的方向與F成30°角，則下列說法正確的是（

）A．另一分力的方向可能與F平行 B．另一分力的大小可能小于10NC．的大小不可能小于5N D．另一分力的方向與的方向垂直時，最小【答案】D【解析】A.合力和兩個分力構(gòu)成了力的矢量三角形，如圖所示不為零，由圖可知的方向不可能與F平行，故A錯誤；BD.當(dāng)和垂直時，最小故的大小不可能小于10N，故B錯誤，D正確；C.先減小后增大，從零開始（不含零）一直增大，的大小可能小于5N，故C錯誤。故選D。5．如圖所示，一光滑球體放在支架與豎直墻壁之間，支架的傾角，光滑球體的質(zhì)量為m，支架的質(zhì)量為，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個裝置保持靜止，則支架和地面間的動摩擦因數(shù)至少為（）A． B． C． D．【答案】D【解析】對光滑球體受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件可得對支架受力分析如圖所示根據(jù)牛頓第三定律可知對支架由平衡條件可得又聯(lián)立解得可知支架和地面間的動摩擦因數(shù)至少為。故選D。6．如圖甲所示，為杭州亞運(yùn)吉祥物琮琮演示的攀巖運(yùn)動。當(dāng)琮琮處于平衡狀態(tài)，且?guī)r釘A位置固定時，分析問題可以將該實際情境進(jìn)行簡化處理，得到如圖乙所示模型。下列說法正確的是（）A．僅縮短主繩長度，繩子對琮琮的拉力不變B．僅縮短主繩長度，巖壁對琮琮的作用力的大小不變C．僅增加主繩長度，繩子對琮琮的拉力減小D．僅增加主繩長度，巖壁對琮琮的作用力增大【答案】B【解析】桿OB為可轉(zhuǎn)動桿，其施加的彈力為沿著桿的支持力力，對琮琮受力分析如圖所示因力的三角形與幾何三角形相似，有AC．繩子對琮琮的拉力為僅縮短主繩長度，則拉力變??；僅增加主繩長度，繩子對琮琮的拉力變大，故AC錯誤；BD．巖壁對琮琮的作用力為僅縮短主繩長度，或僅增加主繩長度，可知巖壁對琮琮的作用力的大小不變，故B正確，D錯誤。故選B。7．如圖所示，一玻璃清潔工人坐在簡易的小木板BC上，通過樓頂?shù)幕喓洼p質(zhì)繩索OA在豎直平面內(nèi)緩慢下降。工人兩腿并攏伸直，腿與豎直玻璃墻的夾角β=53°，在下降過程中β角保持不變。玻璃墻對腳的作用力始終沿腿方向，小木板BC保持水平且與玻璃墻平行。某時刻輕繩OA與豎直玻璃墻的夾角α=37°，連接小木板的兩等長輕繩AB、AC的夾角θ=120°，且與OA在同一傾斜平面內(nèi)。已知工人及工具的總質(zhì)量m=60kg，小木板的質(zhì)量可忽略不計，忽略一切摩擦。工人在穩(wěn)定且未觸墻時，下列說法正確的是（）A．從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，腳對墻的作用力增大B．從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，繩OA的彈力增大C．此時若工人不觸碰輕繩，小木板受的壓力大小為480ND．此時若工人不觸碰輕繩，繩AB的張力大小為600N【答案】B【解析】AB．對工人、木板及繩整體進(jìn)行受力分析，整體受重力、玻璃墻對腳的作用力F及OA繩的拉力，由于處于平衡狀態(tài)，三個力組成首尾相連的矢量三角形，如圖所示初始狀態(tài)因為、，所以F與垂直，緩慢下移的過程中，與豎直方向的夾角逐漸減小，所以增大、F減小，A錯誤，B正確；C．玻璃墻對腳的作用力為此時若工人不觸碰輕繩，人受重力、玻璃墻對腳的作用力，小木板的支持力及人與板之間的摩擦力，則小木板對工人的支持力為，故C錯誤；D．初始狀態(tài)OA繩的拉力以A點為研究對象，A點在OA、AB、AC三條繩的拉力作用下處于平衡狀態(tài)，AB、AC的夾角為，且所以，故D錯誤。故選B。8．下列對圖中彈力有無的判斷，正確的是（）A．小球隨車廂（底部光滑）一起向右做勻速直線運(yùn)動，則車廂左壁對小球有彈力B．小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，則繩對小球有彈力C．小球被a、b兩輕繩懸掛而靜止，其中a繩處于豎直方向，則b繩對小球一定沒有拉力D．小球靜止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，傾斜面對球有彈力【答案】BC【解析】A．小球隨車廂（底部光滑）一起向右做勻速直線運(yùn)動，小球受到的重力和小車底部對小球的支持力平衡，車廂左壁對小球無彈力，A錯誤；B．小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，假設(shè)輕繩對小球沒有彈力，去掉輕繩，小球會沿斜面下滑，假設(shè)不成立，即輕繩對小球有彈力，B正確；C．小球被a、b兩輕繩懸掛而靜止，其中a繩處于豎直方向，則小球的重力和a繩的拉力平衡，故b繩對小球一定沒有拉力，C正確；D．小球靜止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，小球的重力和三角槽底部對小球的支持力平衡，傾斜面對小球一定無彈力，D錯誤。故選BC。9．如圖所示，一放置在水平地面上的籃球收納架由矩形底座、豎直細(xì)立柱和傾斜細(xì)擋桿等組成，傾斜擋桿與豎直方向間的夾角均為60°，已知籃球A的質(zhì)量為，半徑為，兩同層傾斜擋桿間、兩豎直立柱間的距離均為，現(xiàn)以底座邊為轉(zhuǎn)軸，將籃球架緩慢轉(zhuǎn)到傾斜擋桿接近水平，重力加速度為，不計一切摩擦，下列說法正確的是（）A．初始時一根傾斜擋桿對籃球A的彈力大小為B．初始時一根傾斜擋桿對籃球A的彈力大小為C．轉(zhuǎn)動過程一根豎直立柱對籃球A的彈力逐漸減小D．轉(zhuǎn)動過程一根傾斜擋桿對籃球A的彈力逐漸增大【答案】AC【解析】AB．籃球A受到重力、兩傾斜擋桿的彈力和兩豎直立柱的彈力，將兩傾斜擋桿的彈力合成一個力，將兩豎直立柱的彈力合成一個力，受力分析如圖1所示根據(jù)三角形法則，有，根據(jù)幾何關(guān)系可知兩傾斜擋桿對籃球的彈力與夾角的余弦值均為則有同理有聯(lián)立解得，，故B錯誤，A正確；CD．以MN為轉(zhuǎn)軸，將籃球架緩慢轉(zhuǎn)到傾斜擋桿接近水平的過程，與豎直方向的夾角逐漸減小，與水平方向的夾角逐漸增大，但兩力的夾角始終不變，如圖2所示可以發(fā)現(xiàn)和均逐漸減小，故C正確，D錯誤。故選BC。10．如圖所示，水平地面上放置一光滑斜面體，斜面上一個質(zhì)量的小球被輕繩拴住懸掛在天花板上，已知繩子與豎直方向的夾角為，斜面傾角為，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度取。下列說法正確的是（）A．繩對小球的拉力與斜面對小球的支持力大小相等，均為B．繩對小球的拉力與斜面對小球的支持力大小相等，均為C．地面對斜面的摩擦力大小為D．緩慢向右推動斜面，斜面對小球的支持力逐漸增大【答案】AD【解析】AB．分析小球的受力，如圖所示將拉力和支持力沿水平方向和豎直方向正交分解，由平衡條件有，解得，故A正確，B錯誤；C．分析斜面的受力，如圖所示根據(jù)牛頓第三定律有將沿水平方向和豎直方向正交分解，水平方向有，故C錯誤；D．緩慢向右推動斜面，變大，由可知變大，故D正確。故選AD。第Ⅱ卷非選擇題（共54分）二、實驗題（本題共2小題，每空2分，共20分。）11．（10分）某實驗興趣小組為了測量物體間的動摩擦因數(shù)，設(shè)計了如下實驗：（1）如圖甲，將輕彈簧豎直懸掛，用刻度尺測出彈簧自由懸掛時的長度；（2）如圖乙，在彈簧的下端懸掛小木塊，用刻度尺測出穩(wěn)定時彈簧的長度cm；（3）將一長木板平放在水平面上，小木塊放置于木板上，如圖丙，將彈簧左端固定在豎直墻壁上，右端拴接小木塊，使彈簧水平，用力向右拉動長木板，長木板與小木塊發(fā)生相對運(yùn)動，當(dāng)小木塊靜止后，測出此時彈簧的長度。若認(rèn)為彈簧的原長仍為，則此時彈簧的伸長量cm。拉動長木板是否需要勻速拉動（填“需要”或“不需要”）；（4）根據(jù)上面的操作，可以得出小木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（5）若考慮彈簧自身重力，上述計算得到的彈簧伸長量將（填“偏大”或“偏小”）。【答案】（2）8.50（3）1.68不需要（4）0.37（5）偏小【解析】（2）[1]刻度尺的分度值為0.1cm，刻度尺的讀數(shù)為8.50cm；（3）[2]彈簧的伸長量為cm[3]小木塊受彈力與摩擦力作用，根據(jù)實驗原理可知無需勻速拉動木板；（4）[4]根據(jù)平衡條件可得小木塊的重力為用力向右拉動長木板，長木板與小木塊發(fā)生相對運(yùn)動，當(dāng)小木塊穩(wěn)定時，則有可以得出小木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為（5）[5]若考慮彈簧自身重力，水平測量時彈簧的原長將變小，因此上述計算得到的彈簧伸長量將偏小。12．（10分）某實驗小組做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗，如圖1所示，A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩。（1）關(guān)于本實驗，下列說法正確的是______A．B與O、C與O間的細(xì)繩可以用橡皮筋代替B．確定力的方向時，可用鉛筆沿著細(xì)繩畫直線C．橡皮筋的反向延長線必須是兩條細(xì)繩夾角的角平分線D．實驗應(yīng)作出力的圖示來探究合力與分力的關(guān)系（2）實驗中，用一個彈簧測力計拉橡皮筋使橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點到達(dá)O點，彈簧測力計的示數(shù)如圖2所示，此時橡皮筋的彈力大小為N。（3）若只有一個彈簧測力計，為了完成一次該實驗，至少需要（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點拉到O點。（4）幾位同學(xué)在用圖3所示裝置做“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗時，甲同學(xué)作出了兩彈簧彈力與彈簧長度的關(guān)系圖像甲，乙和丙同學(xué)分別作出了彈簧彈力與形變量的關(guān)系圖像乙和丙。關(guān)于圖像，判斷正確的是_____。A．甲圖中彈簧a的原長比b的長B．甲圖中彈簧a的勁度系數(shù)比b的大C．乙圖像末端發(fā)生彎曲，其原因可能是形變超出彈性限度D．丙圖像中直線不過坐標(biāo)原點的原因是彈簧自身重力的影響，這對測量彈簧的勁度系數(shù)無影響（5）根據(jù)丙圖像，測得的彈簧勁度系數(shù)N/m。（保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）AD（2）4.20（3）3（4）BCD（5）50.0【解析】（1）A．B與O、C與O間的細(xì)繩用橡皮筋代替對實驗沒有任何影響，故A正確；B．確定力的方向時，應(yīng)在細(xì)繩的正下方距離結(jié)點較遠(yuǎn)處點上一個點，該點與橡皮筋結(jié)點所在位置的連線即為拉力的方向，若用鉛筆沿著細(xì)繩畫直線容易造成較大誤差，不宜采用，故B錯誤；C．橡皮筋的反向延長線不一定是兩條細(xì)繩夾角的角平分線，故C錯誤；D．實驗應(yīng)作出力的圖示來探究合力與分力的關(guān)系，故D正確。故選AD。（2）圖2中彈簧測力計的示數(shù)為，所以此時橡皮筋的彈力大小為。（3）若只有一個彈簧測力計，為了完成一次該實驗，第一次用一個彈簧測力計和細(xì)繩互成角度拉橡皮筋，記錄結(jié)點的位置和兩個拉力的方向、彈簧測力計的示數(shù)，第二次互換細(xì)繩和彈簧測力計的位置但拉力的方向不變，仍將結(jié)點拉到同一位置，記錄彈簧測力計的示數(shù)，第三次用一個彈簧測力計拉橡皮筋，仍將結(jié)點拉到同一位置，記錄彈簧測力計的示數(shù)和拉力的方向，所以，至少需要3次次把橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點拉到O點。（4）A．彈簧彈力為0時的長度即為彈簧原長，由甲圖可知，彈簧a的原長較小，故A錯誤；B．圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，因彈簧a的對應(yīng)的圖像較陡，所以彈簧a的勁度系數(shù)比b的大，故B正確；C．乙圖像末端發(fā)生彎曲，其原因可能是形變超出彈性限度，故C正確；D．丙圖像中直線不過坐標(biāo)原點的原因是彈簧自身重力的影響，這對所作圖像的斜率無影響，即對測量彈簧的勁度系數(shù)無影響，故D正確。故選BCD。（5）根據(jù)丙圖像，測得的彈簧勁度系數(shù)為三、計算題（本題共3小題，共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13．（8分）如圖甲所示，物體A放在水平地面上，彈簧1的兩端與物體A和物體B相連，彈簧2的一端與物體B相連，另一端與繩子相連，繩子繞過定滑輪另一端與物體C相連，三個物體A、B、C的質(zhì)量分別是mA=0.3kg，mB=0.2kg，mC=0.1kg，彈簧1和彈簧2完全相同，每一根彈簧的彈力F與彈簧總長度l的關(guān)系如圖乙所示?，F(xiàn)用豎直向下的力緩慢拉動物體C，直到物體A剛要離開地面。不計彈簧與繩子的重力和一切摩擦，重力加速度大小g取10m/s2。求：（1）未拉動物體C之前彈簧1的形變量和彈簧2的形變量；（2）物體A剛要離地時，物體C向下移動的距離?！敬鸢浮浚?）0.005m，0.005m（2）0.04m【解析】（1）由圖乙可知，彈簧的原長為10cm，彈簧的勁度系數(shù)為初始時，彈簧2處于伸長狀態(tài)，對C有對B有聯(lián)立解得彈簧1處于壓縮狀態(tài)；（2）物體A剛要離地時，對A有所以彈簧1處于伸長狀態(tài)，對B有解得所以物體C向下移動的距離為14．（12分）質(zhì)量為m=0.8kg的砝碼懸掛在輕繩PA和PB的結(jié)點上并處于靜止?fàn)顟B(tài)，PA與豎直方向的夾角為37°，PB沿水平方向。質(zhì)量為M=2.2kg的木塊與PB相連，M在平行于斜面向上的力F作用下，靜止于傾角為37°的斜面上，物體與斜面的動摩擦因數(shù)μ=0.8，如圖所示。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m