1、1单元质检二 相互作用 共点力的平衡(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,第 15 题只有一项符合题目要求,第 68 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分)1.(2019四川攀枝花十二中月考)两个劲度系数分别为 k1和 k2的轻质弹簧 a、 b 串接在一起, a 弹簧的一端固定在墙上,如图所示。开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在 b 弹簧的 P 端向右拉动弹簧,已知 a 弹簧的伸长量为 L,则( )A.b 弹簧的伸长量也为 LB.b 弹簧的伸长量为k1
2、Lk2C.P 端向右移运动的距离为 2LD.P 端向右移运动的距离为 L(1+k2k1)答案 B解析 a,b 两根轻弹簧串联,弹力大小相等,根据胡克定律 F=kx 得 x 与 k 成反比,则得 b 弹簧的伸长量为 ,故 A 错误,B 正确; P 端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和 ,即为 S=L+ L,k1Lk2 k1Lk2=(1+k1k2)故 C、D 错误。22.(2019陕西城固一中月考)最近,不少人喜欢踩着一种独轮车,穿梭街头。这种独轮车全名叫电动平衡独轮车,其中间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板。当人站在踏板上向右运动时,可简化为如图甲、乙所示的模型。关于人在运动中踏板对人脚的摩
3、擦力,下列说法正确的是( )A.考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左B.不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左C.考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零D.不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零答案 C解析 考虑空气阻力,当人以如图甲所示状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力向右,故 A 错误;不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所受摩擦力向右,故 B 错误;当考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件
4、,则重力、支持力与空气阻力平衡时,则脚所受摩擦力可能为零,故 C 正确;当不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与支持力提供加速度时,那么脚所受摩擦力可能为零,故 D 错误。3.(2018浙江杭州学军中学模拟)小明想推动家里的衣橱,但使了很大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用 A、 B 两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱被推动了。下列说法中正确的是( )A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B.这有可能, A 板对衣橱的推力有可能大于小明的重力C.A、 B 板的夹角应该尽可能小,才能推动衣橱D.这不可能, A
5、 板对衣橱的推力不可能大于小明的重力3答案 B解析 开始小明是推不动衣橱的,但是小明的推力与他自身的重力没什么关系。后来 A、 B 两块木板构成的顶角很大,将小明的重力沿两板方向分解,小明的重力可以分解成沿 A,B 两个方向的力,如图甲由于顶角很大,所以 A,B 方向的力会很大, A 对衣橱的力可以分解成水平方向和垂直方向的力,如图乙,水平方向的力有可能大于小明重力,B 正确,AD 错误; A、 B 的夹角应尽可能的大,才能推动衣橱,C错误。4.(2019安徽亳州高三期末)一物块用轻绳 AB 悬挂于天花板上,用力 F 拉住套在轻绳上的光滑小圆环 O(圆环质量忽略不计),系统在图示位置处于静止状
6、态,此时细绳 OA 与竖直方向的夹角为 ,力 F 与竖直方向的夹角为 ,当缓慢拉动圆环使 (0mg cos ,则 A、 B 不能保持相对静止,故 A 错误;以 A为研究的对象, A 受到重力、支持力和 B 对 A 的摩擦力,如图甲。垂直于斜面的方向: FN=mgcos沿斜面的方向: mgsin-F N=maA由于 0加速度 aA=gsin-g cos ,将 B 和斜面体视为整体,受力分析,如图乙。乙可知地面对斜面体的摩擦力等于 m(gsin-g cos )cos+F cos ,地面受到的压力为( M+m)g-Fsin+m (gcos+g sin )cos ,故 C 正确,B 错误; B 对斜面
7、体的正压力 FN2=2mgcos ,对 B 分析,根据共点力平衡有: F=mgsin+mg cos+F f2,则动摩擦因数= ,故 D 正确。Ff2FN2=F-mgsin -mgcos2mgcos7.如图所示,一个物体静止放在倾斜的木板上,在木板的倾角缓慢增大到某一角度的过程中,物体一直静止在木板上,则下列说法中正确的有( )A.物体所受的支持力逐渐减小B.物体所受的支持力与摩擦力的合力不变C.物体所受重力、支持力、摩擦力和下滑力四个力的作用D.物体所受的重力、支持力和摩擦力这三个力的合力不变,但不为零答案 AB6解析 物体受力如图,根据平衡条件得:支持力 FN=Gcos ,摩擦力 Ff=Gs
8、in 。当 增大时, FN减小, Ff增大,故 A 正确;物体受重力、支持力、摩擦力三个力的作用,下滑力只是重力的分力,选项 C 错误;由于物体一直静止在木板上,物体所受的重力、支持力和摩擦力的合力一直为零,保持不变,支持力与摩擦的合力一直等于重力,保持不变,故 B 正确,D 错误。8.(2018江西上饶二模)如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细绳结于 O 点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块 P。一条绳连接小球 Q,P、 Q 两物体处于静止状态,另一条绳 OA 在外力 F 的作用下处于水平方向,现缓慢改变绳 OA 的方向至 90,且保持结点O 位置不变,整个装置
9、始终处于静止状态。下列说法正确的是( )A.绳 OA 的拉力先减小后增大B.绳 OB 的拉力一直增大C.地面对斜面体有向右的摩擦力D.地面对斜面体的支持力不断减小答案 AD解析 缓慢改变绳 OA 的方向至 90的过程, OA 拉力的方向变化如图从 3 位置到 2 位置到 1 位置所示,7可见 OA 的拉力先减小后增大, OB 的拉力一直减小,故 A 正确,B 错误;以斜面和 PQ 整体为研究对象受力分析,根据平衡条件,斜面受地面的摩擦力与 OA 绳子水平方向的拉力等大反向,故摩擦力方向向左,C 错误;以斜面体和 P、 Q 整体为研究对象受力分析,设绳 OA 的方向与水平方向的夹角为 ,根据竖直
10、方向受力平衡:FN+Fsin=M 斜 g+MPg+MQg,现缓慢改变绳 OA 的方向的过程中, 增大,由上图分析可知 OA 绳子竖直方向的拉力 Fy=Fsin 增大, FN不断减小,故 D 正确。故选 AD。二、实验题(本题共 2 小题,共 20 分)9.(8 分)(2019河南周口中英文学校月考)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小 F 和弹簧长度 L 的关系如图 1 所示,则由图线可知:(1)弹簧的劲度系数为 。 (2)为了用弹簧测力计测定两木块 A、 B 间的动摩擦因数 ,两同学分别设计了如图 2 所示的甲、乙两种方案。 为了用某一弹簧测力计的示数表示 A 和 B 之
11、间的滑动摩擦力的大小,你认为方案 更合理。 甲方案中,若 A 和 B 的重力分别为 10.0 N 和 20.0 N。当 A 被拉动时,弹簧测力计 a 的示数为 6.0 N,b 的示数为 11.0 N,则 A、 B 间的动摩擦因数为 。 答案 (1)300 N/m (2)甲 (3)0.3解析 (1)图线的斜率表示劲度系数, k= N/m=300N/m;(2) 甲方案较合理,因为在图甲中, B 静止,弹600.2簧测力计 a 的示数等于 B 所受的滑动摩擦力; 利用 a 的示数和 B 的重力,得 6=20 ,= 0.3。10.(12 分)(2018江西赣州月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中
12、(1)采用的科学方法是 。 A.理想实验法 B.等效替代法8C.控制变量法 D.建立物理模型法(2)下列是某同学在做该实验的一些看法,其中正确的是 (填相应的字母)。 A.拉橡皮筋的绳线要细长,实验中弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行B.拉橡皮筋结点到某一位置 O 时,拉力要适当大些, 读数时视线要正对弹簧测力计刻度C.拉橡皮筋结点到某一位置 O 时,两个弹簧测力计之间夹角应取 90以便于算出合力大小D.实验中,橡皮筋应该与两个弹簧测力计之间夹角的平分线在同一直线上E.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮筋另
13、一端拉到 O 点(3)实验中的情况如图甲所示,其中 A 为固定橡皮筋的图钉, OB 和 OC 为绳线。 O 为橡皮筋与绳线的结点,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的 F 与 F两力中,方向一定沿 AO 方向的是 (选填“ F”或“ F”)。 答案 (1)B (2)AB (3)F解析 (1)该实验中采用的科学方法是等效替代法。故 B 正确,A、C、D 错误。故选 B。(2)拉橡皮筋的绳线要细长,便于确定拉力的方向;要准确地表示出拉力的大小和方向,故实验中弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行,故 A 正确;为减小读数的误差,拉橡皮筋结点到某一位置 O 时,拉力要适当大些,读
14、数时视线要正对弹簧测力计刻度,故 B 正确;平行四边形定则中两个分力的夹角是任意的,故拉橡皮筋结点到某一位置 O 时,两个弹簧测力计之间夹角是任意的,故 C 错误;实验中,两个分力的大小不一定相同,故合力不一定在其夹角平分线上,故 D 错误;在实验中,拉力不需太大,也不要太小,不需要先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,故E 错误。故选 AB。(3)F1与 F2的合力的实际测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向,而理论值是通过平行四边形定则得到的值。方向一定沿 AO 方向的是 F。9三、计算题(本题共 2 小题,共 32 分)11.(16 分)(2019宁夏育才中学月考)如图所
15、示,质量 M 等于 2 kg 的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量 m=1 kg 的小球相连。今用跟水平方向成 60角的力 F=10 N 拉着球并带动木块一起3向右匀速运动,运动中 M、 m 相对位置保持不变, g 取 10 m/s2。求:(1)轻绳与水平方向的夹角 ;(2)木块 M 与水平杆间的动摩擦因数 。答案 (1)30 (2)33解析 (1)m 处于平衡状态,其合力为零,以 m 为研究对象,由平衡条件得:水平方向 Fcos60-FTcos= 0 竖直方向 Fsin60-FTsin-mg= 0 计算得出: = 30(2)M、 m 整体处于平衡状态,可看作整体,系统所受合力为零。以 M、
16、 m 整体为研究对象,由平衡条件得水平方向 Fcos60-F N=0 竖直方向 FN+Fsin60-Mg-mg=0 由 得 =3312.(16 分)(2018河北衡水中学一模)如图所示,放在粗糙的固定斜面上的物块 A 和悬挂的物体 B均处于静止状态。轻绳 AO 绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳 BO 的上端连接于 O 点,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的 OC 段与竖直方向的夹角 = 53,斜面倾角 = 37,物块 A 和 B 的质量10分别为 mA=5 kg,mB=1.5 kg,弹簧的劲度系数 k=500 N/m(sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g 取 10 m/s2),求:(1)弹簧的伸长量 x;(2)物块 A 受到的摩擦力。答案 (1)4 cm (2)5 N,方向沿斜面向上。甲解析 (1)对结点 O 受力分析如图甲所示:根据平衡条件,有 FTcos-m Bg=0FTsin-F= 0且 F=kx解得 x=4cm;(2)设物体 A 所受摩擦力沿斜面向下,对物体 A 受力分析如图乙所示:乙根据平衡条件,有 FT-Ff-mAgsin= 0解得 Ff=-5N即物体 A 所受摩擦力大小为 5N,方向沿斜面向上。11
