2019-2020学年高中物理第三单元相互作用课堂同步训练卷二含解析 人教版必修

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此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ 第三单元训练卷 物 理 （二）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 一、单项选择题(本大题共10小题；每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)‎ ‎1．已知两个力的合力为20 N，则这两个力的大小不可能是(　　)‎ A．8 N、7 N B．10 N、20 N C．18 N、18 N D．20 N、28 N ‎【答案】A ‎【解析】二力合成时，当两者方向同向时，合力最大，为两力大小之和，当两者方向相反时，合力最小，为两力大小之差，A中合力为15 N≥F≥1 N，B中合力为36 N≥F≥0，C中合力为30 N≥F≥10 N，D中合力为48 N≥F≥8 N，故A不可能。‎ ‎2．A、B、C三物块的质量分别为M、m和m0，作如图所示的连接。绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若随一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定(　　)‎ A．物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g B．物块A与B之间有摩擦力，大小为m0g C．桌面对A、B对A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为m0g D．桌面对A、B对A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g ‎【答案】A ‎【解析】对整体受力分析可知，整体受C的拉力、重力、支持力，要使整体做匀速直线运动，M应受到桌面对其向左的摩擦力，大小与绳子的拉力相同，A正确；对m分析，因m受重力、支持力；因m水平方向不受外力，故m不会受到M对m的摩擦力，故AB间没有摩擦力，故BCD错误。‎ ‎3．如图所示，在同学利用钩码来探究共点力合成的规律，图中OE是橡皮条，甲图按两个互成角度的方向牵拉，乙图是一个拉力作用于橡皮条上，下列说法正确的是(　　)‎ A．甲步骤中两个拉力的方向必须是相互垂直 B．甲、乙步骤中，橡皮条拉伸方向EO必须水平 C．甲、乙两步骤必须将橡皮条拉到相同位置O点 D．甲步骤完成后，可更换橡皮条，继续进行乙步骤实验 ‎【答案】C ‎【解析】本实验探究共点力合成的规律，研究合力与分力的关系，而合力与分力效果相同，对两个拉力的方向没有要求，故A错误；橡皮条拉伸方向不一定要水平，只要橡皮条两次拉到相同位置O点就行，故B错误；两次将橡皮条拉到相同位置O点，两个拉力与一个拉力效果相同，故C正确；不同的橡皮条，劲度系数不同，同一次实验不得更换橡皮条，故D错误。‎ ‎4．一个长度为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L。现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接，A、B两小球的质量均为m，则两小球平衡时，B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小，且弹簧都在弹性限度范围内)(　　)‎ A．3L B．4L C．5L D．6L ‎【答案】C ‎【解析】当挂一个小球时，根据胡克定律，有：mg＝k•△x＝kL；当挂两个小球时，上面弹簧，有：2mg＝k•△x1；下面弹簧，有：mg＝k•△x2；故B球距悬点O的距离为：x＝2L+△x＝2L+△x1+△x2＝5L，C正确。‎ ‎5．质量为m的杆AB，处于静止状态，A端用细绳竖直悬挂，B端放在地板上，如图所示，下列有关杆B端所受摩擦力的说法中，正确的是(　　)‎ A．B端受到的静摩擦力方向向右 5‎ B．B端受到的静摩擦力方向向左 C．B端受到的静摩擦力沿细杆AB斜向下 D．B端不受静摩擦力作用 ‎【答案】D ‎【解析】假设B端和水平面是光滑的，则杆AB受到竖直向上的支持力，竖直向上的绳子拉力和竖直向下的重力，能够保持静止状态，则B端和地面无相对运动趋势，即不受摩擦力，故选D。‎ ‎6．如图所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同。先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，则(　　)‎ A．F1≠F2 B．F1＝F2 C．FT1＞FT2 D．FT1＝FT2‎ ‎【答案】B ‎【解析】对整体受力分析可知，整体受重力、拉力、支持力及摩擦力；因整体对地面的压力相同，故摩擦力相同，因此水平拉力相等，即，故B正确，A错误；再对A受力分析可知，A受重力、支持力及细线的拉力而处于平衡状态；对第一种状态有： ，解得：；对第二状态有：， 解得： ，故，故C、D错误。‎ ‎7．如下图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是(　　)‎ A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用 B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用 C．量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用 D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用 ‎【答案】A ‎【解析】如果将各容器的侧壁搬离，我们可以知道钢球还能处于静止状态，所以各容器的侧壁对钢球均无弹力作用，故A正确，BCD错误。‎ ‎8．如图所示，质量为m的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，则在四个选项中反映木块受到的静摩擦力f随水平推力F变化的关系图线是(　　)‎ ‎【答案】A ‎【解析】水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，说明此时木块受静摩擦力作用且f＝F，只有A正确。‎ ‎9．如图所示，用水平力F将质量为m的物体压紧在竖直墙壁上，物体处于静止状态，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，物体受到的摩擦力大小为(　　)‎ A．μF B．μmg C．mg D．F ‎【答案】C ‎【解析】对物体受力分析，受推力、重力、支持力和向上的静摩擦力，根据共点力平衡条件，有：f＝mg，F＝N，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎10．将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为(　　)‎ A．mg B．mg C．mg D．mg ‎【答案】B ‎【解析】将ab看成一个整体受力分析可知，当力F与Oa垂直时F最小，可知此时F＝2mgsin θ＝mg，选项B正确。‎ 二、多项选择题(本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)‎ 5‎ ‎11．下列关于力的作用效果的叙述正确的是(　　)‎ A．物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用 B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用 C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关 D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变 ‎【答案】ABC ‎【解析】因为力是改变物体运动状态的原因．所以A正确；力的作用效果是使物体运动状态改变或者使物体发生形变，所以B正确，D不正确．力的三要素大小、方向、作用点都影响力的作用效果，故C正确．‎ ‎12．下列说法中正确的是(　　)‎ A．人走路时，会受到静摩擦力作用 B．武警战士双手握住竖立的竹竿匀速攀上时，所受的摩擦力的方向是向下的 C．将酒瓶竖直用手握住停留在空中，当再增大手的用力，酒瓶受的摩擦力不变 D．在结冰的水平路面上撒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了 ‎【答案】ACD ‎【解析】人走路时，当人的鞋与地面之间无相对滑动时，人受到静摩擦力作用，选项A正确；武警战士双手握住竖立的竹竿匀速上攀时，所受的向上的摩擦力与向下的重力平衡，选项B错误；将酒瓶竖直用手握住停留在空中，此时向上的摩擦力等于酒瓶的重力；当增大手的用力时，酒瓶受的摩擦力不变，仍然等于重力，选项C正确；在结冰的水平路面上撒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了，选项D正确。‎ ‎13．如图所示， 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态。若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则(　　)‎ A．A对B的支持力减小 B．A对B的支持力增大 C．墙对B的弹力减小 D．墙对B的弹力增大 ‎【答案】AC ‎【解析】对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示，A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向外平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A球对B的弹力及墙壁对球的弹力均减小；故A正确，B错误；以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故C正确，D错误。‎ ‎14．如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面体，弹簧的另一端固定在墙上，一人站在斜面上，系统静止不动，然后人沿斜面加速上升，则(　　)‎ A．系统静止时弹簧处于压缩状态 B．系统静止时斜面体共受到4个力作用 C．人加速时弹簧伸长 D．人加速时斜面体对地面的压力变大 ‎【答案】BCD ‎【解析】系统静止时，系统受力平衡，水平方向不受力，弹簧弹力等于零，弹簧处于原长，故A错误；系统静止时斜面受到4个力的作用，人对斜面的压力（垂直斜面向下），对斜面的摩擦力（沿斜面向下），地面对斜面的支持力（竖直向上），斜面的重力（竖直向下），故B正确；对斜面与人整体分析，整体有沿斜面向上的加速度，可以在直角坐标系中分解成水平向右和竖直向上的分量，水平方向外力只有弹簧可以提供，竖直方向由地面提供，所以弹簧处于伸长状态，地面的压力增大，故C、D正确。‎ ‎15．如图所示，质量分别为m1和m2两个物体用两根轻质细线，分别悬挂在天花板上的A、B两点，两线与水平方向夹角分别为α、β，且α＞β，两物体间的轻质弹簧恰好处于水平状态，两根细线拉力分别为FTA和FTB，则下列说法正确的是(　　)‎ A．FTA＞FTB B．FTA＜FTB C．m1＞m2 D．m1＜m2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】对整体，FTAcos α＝FTBcos β，由于α>β，有cos αFTB，A正确，B错误；对m1和m2竖直方向受力平衡，FTAsin α＝m1g，FTBsin β＝m2g，得m1>m2，C正确，D错误。‎ 5‎ 三、计算题(共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎16．(4分)如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球，小球所受重力均为G，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，则球1对挡板的压力F1＝________，对斜面压力F2＝________；球2对挡板压力F3＝______，对斜面压力F4＝________。‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】对球1所受的重力来说，其效果有二：第一，使物体欲沿水平方向推开挡板；第二，使物体压紧斜面．因此，力的分解如图所示，由此得两个分力，大小分别为：‎ 对球1，， ‎ 对球2， ， 。‎ ‎17．(8分)某学校物理学习小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”。‎ ‎(1)如图甲所示，将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上，旁边放置一刻度尺，刻度尺的零刻度线跟O点对齐，在弹簧的下部A处做一标记，如固定一个指针。在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都是50 g)，指针在刻度尺上指示的刻度为x。逐个增加所挂钩码的个数，刻度x随挂钩上的钩码的重力F的不同而发生变化，将实验测得的相应F、x各点描绘在图乙中。请在图乙中描绘出x随F变化的图象。由图象得出弹簧的劲度系数kA＝______ N/m(结果取两位有效数字)；此弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量Δx的关系是______。‎ ‎(2)如果将指针固定在A点的下方P处，再作出x随F变化的图象，得出弹簧的劲度系数与kA相比，可能是______。‎ A．大于kA B．等于kA C．小于kA D．无法确定 ‎(3)如果将指针固定在A点的上方Q处，再作出x随F变化的图象，得出弹簧的劲度系数与kA相比，可能是______。‎ A．大于kA B．等于kA C．小于kA D．无法确定 ‎【答案】(1)如图所示　32　F弹＝32Δx (2)B (3)A ‎【解析】(1)如图所示直线的斜率的倒数表示弹簧的劲度系数，即k＝，代入数据得kA＝N/m＝32 N/m，所以弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量Δx的函数关系是F弹＝32Δx。‎ ‎(2)如果将指针固定在A点的下方P处，指针在P处变化的距离与指针在A处变化的距离相同，故据，得出弹簧的劲度系数与kA相比一样，故选B。‎ ‎(3)如果将指针固定在A点的上方Q处，指针在Q处变化的距离比指针在A处变化的距离小，故据，得出弹簧的劲度系数与比kA大，故选A。‎ ‎18．(6分)质量为2 kg的物体静止在水平地面上，物体与地面之间的动摩擦因素为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。对物体施加一水平拉力，求：（取g＝10 N/kg）‎ ‎(1)当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？‎ ‎(2)当拉力大小变为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？‎ ‎(3)若撤去拉力，在物体继续滑动过程中，地面对物体的摩擦力是多大？ ‎ ‎【解析】在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为 ‎(1)当推力F＝5 N时，FFmax，物体滑动．则地面对物体的滑动摩擦力的大小 ‎(3)物体运动过程中突然把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小 ‎19．(10分)如图所示，质量为M的斜劈倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑。如果用与斜面成α角的力F拉着木块沿斜面匀速上滑。‎ ‎(1)求拉力F的大小；‎ ‎(2)若m＝1 kg，θ＝15°，g＝10 m/s2，求F的最小值以及对应的α的取值。‎ ‎【解析】(1)由木块在斜面上匀速向下滑动，可得：mgsin θ＝μmgcos θ①‎ 在拉力F作用下匀速向上滑动时，有：‎ Fcos α＝mgsin θ＋Ff②‎ Fsin α＋FN＝mgcos θ③‎ Ff＝μFN④‎ ‎①②③④联立可解得：F＝⑤‎ ‎(2)由⑤式可知：当α＝θ时，F有最小值．即：‎ 当α＝15°时，F有最小值．Fmin＝mgsin 2θ 代入题中已知数据，可解得：Fmin＝5 N。‎ ‎20．(12分)如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态。（已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）‎ ‎(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？‎ ‎(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？‎ ‎(3)若人的质量m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？‎ ‎【解析】(1)以结点O为研究对象进行受力分析，如图甲所示，由平衡条件有 FOB＝FOAsin θ FOAcos θ＝m1g ‎ 联立解得FOA＝＝m1g，FOB＝m1gtan θ＝m1g 故轻绳OA、OB受到的拉力分别为m1g、m1g。‎ ‎(2)对人受力分析，如图乙所示，人在水平方向受到OB绳的拉力FOB′和水平向左的静摩擦力作用，由平衡条件得f＝FOB′‎ 又FOB′＝FOB 所以f＝FOB＝m1g ‎(3)当人刚要滑动时，甲的质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值，有fm＝μm2g 由平衡条件得FOBm′＝fm 又FOBm′＝FOBm＝m1mgtan θ＝m1mg 联立解得m1m＝＝＝24 kg 即物体甲的质量最大不能超过24 kg。‎ 5‎