高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 相互作用同步測試卷 新人教版-新人教版高三物理試題

相互作用同步測試卷時間：90分鐘總分：100分一、選擇題(本大題共10小題，每小題4分，共40分．其中1～7為單項選擇題，8～10題為多項選擇題，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分)1．水泥是一種重要的建筑材料，以石灰石、黏土以及其他輔助原料燒制成硅酸鹽水泥．把這種水泥用在建筑上，堅固耐壓但不耐拉，鋼筋耐壓也耐拉，通常在混凝土建筑物需承受張力的部位用鋼筋來加固．正確地放置鋼筋的位置，可以使建筑物更加牢固，圖中，樓板和陽臺的加固鋼筋位置都正確的是(A)【解析】陽臺承受壓力時向下彎曲，其上表面的拉伸形變比下表面的大，故陽臺上的鋼筋應(yīng)靠近上表面，而房間內(nèi)樓板受到重壓時，向下凸起，其下表面的拉伸形變比上表面的大，故鋼筋應(yīng)靠近樓板的下表面，故A正確，B、C、D錯誤．2．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，不計繩與滑輪間的摩擦，當(dāng)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，則球A、B的質(zhì)量之比為(A)A．2cosθ∶1B．1∶2cosθC．tanθ∶1D．1∶2sinθ【解析】設(shè)細繩對兩小球的拉力大小均為T，分別對小球A、B受力分析并根據(jù)平衡條件得，Tsin2θ＝mAg，Tsinθ＝mBg，解得eq\f(mA,mB)＝eq\f(sin2θ,sinθ)＝eq\f(2cosθ,1)，所以A正確．3．課堂上，老師準(zhǔn)備了“L”形光滑木板和三個完全相同、外表面光滑的勻質(zhì)圓柱形積木，要將三個積木按圖示(截面圖)方式堆放在木板上，且三個圓柱形積木保持平衡狀態(tài)，則木板與水平面夾角θ的最大值為(D)A．90°B．60°C．45°D．30°【解析】將三個積木按如圖所示疊放在一起，緩慢增大光滑木板與水平面的夾角θ，當(dāng)頂端積木的重心恰好與左下角積木重心在同一條豎直線上時，頂端積木即將失去平衡，此時θ角最大，如下圖所示：由幾何關(guān)系可知，最大的θ角為30°，故本題選D.4．如圖，自動卸貨車靜止在水平地面上，車廂在液壓機的作用下，與水平面的夾角θ緩慢增大，當(dāng)夾角增大到45°時，貨物開始下滑，下列說法正確的是(C)A．在θ增大到45°的過程中，貨物受到的支持力變大B．在θ增大到45°的過程中，貨物受到的摩擦力變小C．在θ增大到45°后，若繼續(xù)增大，則貨物受到的摩擦力變小D．在θ增大到45°后，若繼續(xù)增大，則貨物受到的合力大小不變【解析】貨物處于平衡狀態(tài)，受到重力mg、支持力N和摩擦力f，則根據(jù)平衡條件有：N＝mgcosθ；f＝mgsinθ，當(dāng)θ角增大時，N減小，f增大，故A、B錯誤；在θ增大到45°后，受到的摩擦力是滑動摩擦力，f＝μmgcosθ，隨著角度的增大，摩擦力在減小，故C正確；貨物開始下滑后，存在加速度，合外力F＝mgsinθ－μmgcosθ，隨著角度的增大，根據(jù)公式可以判斷合外力在增大，故D錯．5．舉重運動員在抓舉比賽時，為了減小杠鈴上升的高度和便于發(fā)力，抓握杠鈴的兩手間要有較大距離，使兩臂上舉后兩臂間成鈍角，手臂伸直后所受作用力沿手臂方向，一質(zhì)量為75kg的運動員，在舉起125kg的杠鈴時，兩臂成120°角，如圖所示，則此時運動員的每只手臂對杠鈴的作用力F及運動員對地面的壓力FN的大小分別為(g取10m/s2)(A)A．F＝1250N，F(xiàn)N＝2000NB．F＝1250N，F(xiàn)N＝3250NC．F＝625N，F(xiàn)N＝2000ND．F＝722N，F(xiàn)N＝2194N【解析】以杠鈴為研究對象，分析受力情況：重力mg和運動員兩臂對杠鈴的作用力F1和F2，作出受力圖如圖：根據(jù)對稱性可知，F(xiàn)1＝F2，設(shè)F1＝F2＝F根據(jù)平衡條件得：2Fcos60°＝mg，得到：F＝mg＝1250N；以運動員和杠鈴整體為研究對象，分析受力可知：整體受到總重力G＝(75＋125)×10N＝2000N，地面的支持力FN′，則FN′＝G＝2000N．由牛頓第三定律得知：運動員對地面的壓力：FN＝FN′＝2000N，故選項A正確，B、C、D錯誤．6．如圖所示，一個教學(xué)用的直角三角板的邊長分別為a、b、c，被沿兩直角邊的細繩A、B懸吊在天花板上，且斜邊c恰好平行天花板，過直角的豎直線為MN.設(shè)A、B兩繩對三角形薄板的拉力分別為Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力為在同一平面的共點力，則下列判斷正確的是(C)A．薄板的重心不一定在MN線上B．薄板的重心不在MN線上C.eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(b,a)D.eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(b,c)【解析】如圖把三角板的重力G分解為拉A繩的力Fa和拉B繩的力Fb，由三角形相似，得eq\f(Fb,Fa)＝eq\f(a,b).7．如圖，電機通過纜繩把物體(視為質(zhì)點)從樓下提升至樓頂，上升過程中樓下有人通過拉繩控制物體與墻壁的距離，避免與墻壁碰撞．如果在纜繩和拉繩的共同作用下物體勻速豎直上升，拉繩與豎直方向的夾角β保持不變，則在提升物體過程中，纜繩上的拉力大小F1和拉繩上的拉力大小F2的變化情況是(A)A．F1增大，F(xiàn)2增大B．F1減小，F(xiàn)2增大C．F1增大，F(xiàn)2減小D．F1減小，F(xiàn)2減小【解析】物體勻速上升，受力平衡，三個力構(gòu)成一閉合三角形如圖．β不變，G大小、方向不變，當(dāng)α增大時，F(xiàn)1、F2都變大，A對．8．如圖所示，兩個小球a、b質(zhì)量均為m，用細線相連并懸掛于O點，現(xiàn)用一輕質(zhì)彈簧給小球a施加一個力F，使整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，且Oa與豎直方向夾角為θ＝45°，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則彈簧形變量可能是(ACD)A.eq\f(\r(2)mg,k)B.eq\f(\r(2)mg,2k)C.eq\f(4\r(2)mg,3k)D.eq\f(2mg,k)【解析】以小球ab整體為研究對象，分析受力，作出F在幾個方向時整體的受力圖：根據(jù)平衡條件得知：F與T的合力與整體重力2mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知，當(dāng)F與繩子Oa垂直時，F(xiàn)有最小值，即圖中2位置，F(xiàn)的最小值為：Fmin＝2mgsinθ＝2×eq\f(\r(2),2)mg＝eq\r(2)mg所以：xmin＝eq\f(\r(2)mg,k)，故應(yīng)選A、C、D.9．如圖所示，在“共點力合成”實驗中，橡皮條一端固定于P點，另一端連接兩個彈簧秤，分別用F1與F2拉兩個彈簧秤，將結(jié)點拉至O點．現(xiàn)讓F2大小不變，方向沿順時針方向轉(zhuǎn)動某一角度(不超過180°)，要使這端的結(jié)點仍位于O點，則F1的大小及圖中β角相應(yīng)作如下哪些變化才有可能(BCD)A．減小F1的同時增大β角B．增大F1而保持β角不變C．增大F1的同時減小β角D．增大F1的同時增大β角【解析】根據(jù)平行四邊形定則有：若如圖1變化，可以增大F1的同時減小β角，C正確；如圖2所示，可以增大F1的同時增大β角，D正確；如圖3所示，可以增大F1而保持β角不變，B正確；同時根據(jù)平行四邊形定則可知，減小F1的同時增大β角是不可能的，A錯誤．10．如圖所示，傾角θ＝30°的斜面上有一重為G的物體，在與斜面底邊平行的水平推力作用下沿斜面上的虛線勻速運動，若圖中φ＝45°，則(AD)A．物體所受摩擦力方向平行于斜面沿虛線向上B．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3)C．物體所受摩擦力方向與水平推力垂直且平行斜面向上D．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(6),3)【解析】物體受重力、支持力、摩擦力及推力，因f是滑動摩擦力，方向與相對運動相反，故f方向平行于斜面沿虛線向上．將重力分解為沿斜面向下的分力G1＝Gsinθ，垂直斜面的分力G2＝Gcosθ，在與斜面所在的平面的受力如圖，其中φ＝45°，則f＝eq\r(2)G1＝eq\r(2)Gsinθ，又f＝μN，N＝Gcosθ，代入解得μ＝eq\f(\r(6),3).二、實驗題(本大題共2個小題，每空3分，共21分)11．(6分)某同學(xué)用以下器材，驗證力的平行四邊形定則并測量橡皮筋的勁度系數(shù)：刻度尺、橡皮筋、裝有水的礦泉水瓶(總質(zhì)量為m)、量角器和細線若干條，實驗時始終沒有超過橡皮筋的彈性限度．a(chǎn)．將橡皮筋上端固定，下端系一段細線1，讓其自然下垂，用刻度尺測出橡皮筋的長度為l0；b．將礦泉水瓶通過細線連接在橡皮筋下端，待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測出此時橡皮筋的長度l1；c．如圖所示，用另一根細線2的一端系在細線1與橡皮筋結(jié)點處，通過細線2的另一端將礦泉水瓶緩慢拉起，該過程中保持細線2與橡皮筋垂直，用量角器測得最終橡皮筋偏離豎直方向的夾角為60°，并用刻度尺測出此時橡皮筋的長度為l2.(1)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，則橡皮筋的勁度系數(shù)k＝__eq\f(mg,l1－l0)__．(2)若l0、l1、l2滿足__l1＝2l2－l0__．則說明力的平行四邊形定則成立．【解析】(1)橡皮筋的原長l0，掛上質(zhì)量為m的礦泉水瓶后的長度為l1，根據(jù)胡克定律：mg＝k(l1－l0)，解得k＝eq\f(mg,l1－l0)；(2)由平衡關(guān)系可知：mgcos60°＝k(l2－l0)，即：l1＝2l2－l0.即若l0、l1、l2滿足l1＝2l2－l0，則說明力的平行四邊形定則成立．12．(15分)某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系．實驗裝置如圖甲所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設(shè)彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2)．已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88cm.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.8eq\f(1,k)(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整：①__81.7__，②__0.012__2__．(2)以n為橫坐標(biāo)，eq\f(1,k)為縱坐標(biāo)，在圖乙給出的坐標(biāo)紙上畫出eq\f(1,k)－n圖象．__eq\f(1,k)－n圖象見解析__(3)圖乙中畫出的直線可近似認為通過原點．若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達式為k＝__eq\f(1.75×103,n)(在eq\f(1.67×103,n)～eq\f(1.83×103,n)之間均同樣給分)__N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達式為k＝__eq\f(3.47,l0)(在eq\f(3.31,l0)～eq\f(3.62,l0)之間均同樣給分)__N/m.【解析】(1)根據(jù)胡克定律有mg＝k(x－x0)，解得k＝eq\f(mg,x－x0)＝eq\f(0.100×9.80,（5.26－4.06）×10－2)N/m≈81.7N/m，eq\f(1,k)≈0.0122m/N.(2)eq\f(1,k)－n圖象如圖所示(3)根據(jù)圖象可知，k與n的關(guān)系表達式為k＝eq\f(1.75×103,n)N/m，k與l0的關(guān)系表達式為k＝eq\f(3.47,l0)N/m.三、計算題(本大題共3個小題，共39分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13．(8分)如圖所示，半徑為R，重為G的均勻球靠豎直墻放置，左下方有厚為h的木塊，(h<R)若不計摩擦，用至少多大的水平推力F推木塊才能使球離開地面．【解析】以球為研究對象，球離開地面時受力如圖所示．有N1sinθ＝G，N1cosθ＝N2sinθ＝eq\f(R－h(huán),R)再以整體為研究對象得：N2＝F，F(xiàn)＝Geq\f(\r(h（2R－h(huán)）),R－h(huán))14．(14分)如圖所示，質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點為O，輕繩OB水平且B端與站在水平面上質(zhì)量為m2的人相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài)．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(1)輕繩OA、OB受到的拉力分別是多大？(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若人的質(zhì)量m2＝60kg，人與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑動，則物體甲的質(zhì)量最大不能超過多少？【解析】(1)以結(jié)點O為研究對象進行受力分析，如圖1所示，由平衡條件有FOB＝FOAsinθ，F(xiàn)OAcosθ＝m1g聯(lián)立解得FOA＝eq\f(m1g,cosθ)＝eq\f(5,4)m1g，F(xiàn)OB＝m1gtanθ＝eq\f(3,4)m1g由輕繩OA、OB受到的拉力分別為eq\f(5,4)m1g、eq\f(3,4)m1g.(2)對人受力分析，如圖2所示，人在水平方向受到OB繩的拉力FOB′和水平