2024高中物理第三章相互作用綜合評估3含解析

PAGEPAGE9第三章相互作用綜合評估eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘總分：100分),\s\do5())一、選擇題(1～6為單選每小題4分，7～10為多選每小題5分，共44分)1．關(guān)于力的概念，下列說法正確的是(A)A．力既有大小，又有方向，是一個(gè)矢量B．力可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體C．只有相互接觸的物體之間才可能存在力的作用D．一個(gè)受力物體可以不對其他物體施力解析：力是矢量，A正確；力是物體間的相互作用，受力物體同時(shí)也是施力物體，B、D錯(cuò)誤；兩物體不接觸也可能產(chǎn)生相互作用力，如電荷之間的相互作用，C錯(cuò)誤．2．下列說法正確的是(D)A．形態(tài)規(guī)則的物體的重心必與其幾何中心重合B．物體受滑動(dòng)摩擦力肯定運(yùn)動(dòng)C．只要物體發(fā)生形變肯定產(chǎn)生彈力D．靜摩擦力的方向肯定與物體相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反解析：形態(tài)規(guī)則的、質(zhì)量分布勻稱的物體的重心必與其幾何中心重合，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體受滑動(dòng)摩擦力，則物體肯定有相對運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；只要物體發(fā)生彈性形變，則肯定產(chǎn)生彈力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜摩擦力的方向肯定與物體相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，選項(xiàng)D正確．3．如圖所示，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于B物體的受力狀況，下列敘述中不正確的是(A)A．B物體可能受三個(gè)力，也可能受四個(gè)力B．B物體肯定受四個(gè)力C．B物體必受到地面的靜摩擦力作用D．B物體必受到地面的支持力作用解析：由于B受繩的拉力，大小等于A的重力，其水平重量必定使物體B產(chǎn)生沿地面對左運(yùn)動(dòng)的趨勢，因此B必受地面對右的靜摩擦力，據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件，B與地面間必有相互作用的彈力，所以B共受四個(gè)力作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、C、D正確．4．如圖所示，在水平放置的傳送帶上放有一物體，當(dāng)皮帶不動(dòng)時(shí)，要使物體向右勻速運(yùn)動(dòng)，作用在物體上的水平拉力為F1；當(dāng)皮帶向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，要使物體仍向右勻速運(yùn)動(dòng)，作用在物體上的水平拉力為F2，則(A)A．F1＝F2B．F1＞F2C．F1＜F2D．以上三種狀況都有可能解析：兩種狀況下，物體相對于傳送帶均向右勻速運(yùn)動(dòng)，物體均受傳送帶向左的滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力大小均為Ff＝μmg，依據(jù)二力平衡條件得F1＝F2＝Ff＝μmg，故正確選項(xiàng)為A.5.如圖所示，表面光滑、質(zhì)量不計(jì)的尖劈插在縫A、B之間，尖劈的頂角為α，在尖劈背上加一壓力F，則尖劈對A側(cè)壓力和對B側(cè)壓力分別為(C)A．Fsinα，F(xiàn)tanα B.eq\f(F,sinα)，F(xiàn)tanαC.eq\f(F,sinα)，eq\f(F,tanα) D．Fsinα，eq\f(F,tanα)解析：對尖劈進(jìn)行受力分析如圖，對壓力F進(jìn)行分解F2＝eq\f(F,sinα)，等于對A側(cè)壓力；F1＝eq\f(F,tanα)，等于對B側(cè)壓力．6.運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行吊環(huán)競賽時(shí)，先雙手撐住吊環(huán)，然后身體下移，雙臂緩慢張開到如圖所示位置，則在兩手之間的距離增大過程中，吊環(huán)的兩根繩的拉力FT(兩根繩拉力大小相等)及它們的合力F的大小改變狀況為(A)A．FT增大，F(xiàn)不變B．FT增大，F(xiàn)增大C．FT增大，F(xiàn)減小D．FT減小，F(xiàn)不變解析：由平衡條件，合力F的大小等于人的重力，F(xiàn)恒定不變，當(dāng)兩手間的距離變大時(shí)，兩繩的拉力間的夾角由零變大，由平行四邊形定則知，F(xiàn)T變大，A正確．7．如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝3N，GB＝4N．A用細(xì)線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F＝2N，則細(xì)線中的張力FT及B對地面的壓力FN的可能值分別是(BC)A．5N和6NB．5N和2NC．1N和6ND．1N和2N解析：假如彈簧處于被拉伸的狀態(tài)，它將有收縮到原狀的趨勢，會向下拉A，向上提B，則對物體A、B，有FT＝GA＋F＝5N，F(xiàn)N＝GB－F＝2N，選項(xiàng)B正確；假如彈簧處于被壓縮的狀態(tài)，它將有向兩端伸長復(fù)原原狀的趨勢，會向上推A，向下壓B，則F′T＝GA－F＝1N，F(xiàn)′N＝GB＋F＝6N，選項(xiàng)C正確．8.如圖所示，質(zhì)量為m的物體在恒力F的作用下沿天花板勻速滑動(dòng)，F(xiàn)與水平方向的夾角為θ，物體與天花板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體受到的摩擦力大小是(AC)A．Fcosθ B．FsinθC．μ(Fsinθ－mg) D．μ(mg－Fsinθ)解析：物體受力如圖所示：將F沿水平方向和豎直方向分解，分力分別為F1＝Fcosθ，F(xiàn)2＝Fsinθ.由于物體做勻速運(yùn)動(dòng)，則Ff＝F1＝Fcosθ，F(xiàn)N＝F2－mg＝Fsinθ－mg，F(xiàn)f＝μFN＝μ(Fsinθ－mg)，故選項(xiàng)A、C正確．9．用彈簧測力計(jì)懸掛小球靜止時(shí)，下列說法正確的是(BD)A．彈簧測力計(jì)對小球的拉力就是小球所受的重力B．彈簧測力計(jì)對小球的拉力大小等于小球所受重力的大小C．小球所受重力的施力物體是彈簧測力計(jì)D．小球所受重力的施力物體是地球解析：“拉力”不是“重力”，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；靜止時(shí)彈簧測力計(jì)對小球的拉力大小等于小球所受重力的大小，選項(xiàng)B正確；重力的施力物體是地球，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．10．如圖所示，用輕繩吊一個(gè)重為G的小球，欲施一力F使小球在圖示位置平衡(θ<30°)，下列說法正確的是(ABD)A．力F最小值為GsinθB．若力F與繩拉力大小相等，力F方向與豎直方向必成θ角C．若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向必成θ角D．若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向可成2θ角解析：小球受三個(gè)力G、F、FT而靜止，三力可以組成閉合的矢量三角形，當(dāng)F⊥FT時(shí)，F(xiàn)最小，如圖甲所示，故最小值F＝Gsinθ，A對．若F與繩子拉力FT相等，如圖乙所示，則矢量三角形為等腰三角形，即F、FT與豎直方向的夾角均為θ，B對；若F與G相等，矢量三角形如圖丙所示，則F與豎直方向的夾角α＝2θ，C錯(cuò)，D對．二、填空題(共2小題，每小題8分，共16分)11．將橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為0～5N、最小刻度為0.1N的彈簧測力計(jì)．沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測力計(jì)．當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖所示．這時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出．(1)由圖可讀得水平和豎直拉力的大小分別為3.5N和2.5N．(只需讀到0.1N)(2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力．答案：如圖所示．解析：本題主要考查學(xué)生對基本儀器的讀數(shù)以及數(shù)據(jù)的處理．讀彈簧測力計(jì)示數(shù)時(shí)，應(yīng)留意首先找零刻度，尤其是豎直放置的彈簧測力計(jì)是倒置，它的讀數(shù)是2.5N(而不是3.5N)，水平放置的彈簧測力計(jì)讀數(shù)是3.5N.12．某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上．當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L0；彈簧下端掛一個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L1；彈簧下端掛兩個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L2……；掛七個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作L7.(1)下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個(gè)值，其中有兩個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)有誤，它們的代表符號分別是L5和L6.測量記錄表：(2)試驗(yàn)中，L3和L7兩個(gè)值還沒有測定，請你依據(jù)下圖將這兩個(gè)測量值填入記錄表中．(3)為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個(gè)差值：d1＝L4－L0＝6.90cm，d2＝L5－L1＝6.90cm，d3＝L6－L2＝7.00cm.請你給出第四個(gè)差值：d4＝L7－L3＝7.20(7.18～7.22)cm.(4)依據(jù)以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子為ΔL＝eq\f(d1＋d2＋d3＋d4,4×4)，代入數(shù)據(jù)解得ΔL＝1.75cm.(5)計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k＝28N/m.(g取9.8N/kg)解析：(1)讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀一位，所以表格中L5、L6數(shù)值在記錄時(shí)有誤．(2)依據(jù)圖示進(jìn)行測量結(jié)果讀數(shù)時(shí)，要確保有效位數(shù)正確，估讀在誤差允許的范圍內(nèi)．(3)第四個(gè)差值d4＝L7－L3＝7.20cm.(4)平均伸長量ΔL＝eq\f(d1＋d2＋d3＋d4,4×4)＝1.75cm.(5)k＝eq\f(F,ΔL)＝eq\f(0.05×9.8,0.0175)N/m＝28N/m.三、計(jì)算題(共4小題，每小題10分，共40分)13.如圖所示，一根輕彈簧的原長為20cm，豎直懸掛著，當(dāng)用15N的力向下拉彈簧時(shí)，量得彈簧長24cm.若把它直立在水平桌面上，用30N的力豎直向下壓時(shí)，彈簧長多少？答案：12cm解析：當(dāng)彈簧受向下的15N的拉力作用時(shí)，由胡克定律知F1＝k(L2－L1)，即15＝k(0.24－0.2)．解得勁度系數(shù)為k＝eq\f(15,0.04)N/m＝375N/m，當(dāng)用30N的力向下壓時(shí)，設(shè)彈簧長為L3，由胡克定律知F2＝k(L1－L3)整理得L3＝L1－eq\f(F2,k)＝0.20m－eq\f(30,375)m＝0.12m＝12cm.14．如圖所示，用一個(gè)輕質(zhì)三角支架懸掛重物，已知AB桿的左端用鉸鏈固定，且它所能承受的最大壓力為2000N，AC繩所能承受的最大拉力為1000N，α＝30°.為不使支架斷裂，求懸掛的重物應(yīng)滿意的條件．答案：重物的重力不大于500N解析：懸繩受到豎直向下的拉力F＝G.在這個(gè)拉力作用下，它將壓緊水平桿AB并拉緊繩AC，所以應(yīng)把拉力F沿AB、CA兩個(gè)方向分解，設(shè)兩分力為F1、F2，畫出力的平行四邊形如圖所示．eq\f(F1,F2)＝cos30°＝eq\f(\r(3),2).因?yàn)锳B、AC所能承受的最大拉力之比為eq\f(F1max,F2max)＝eq\f(2000,1000)＝2>eq\f(\r(3),2)，當(dāng)懸掛重物的重力增加時(shí)，對AC繩的拉力將先達(dá)到最大值，所以為不使三角支架斷裂，計(jì)算中應(yīng)以AC繩中拉力達(dá)到最大值為依據(jù)，即取F2＝F2max＝1000N，于是得懸掛物的重力應(yīng)滿意的條件為Gmax≤F2sin30°＝500N.15.如圖所示，在水平粗糙橫桿上，有一質(zhì)量為m的小圓環(huán)A，用一細(xì)線懸吊一個(gè)質(zhì)量為m的球B.現(xiàn)用一水平拉力緩慢地拉起球B，使細(xì)線與豎直方向成37°角，此時(shí)環(huán)A仍保持靜止．求：(1)此時(shí)水平拉力F的大??；(2)橫桿對環(huán)的支持力；(3)橫桿對環(huán)的摩擦力．答案：(1)eq\f(3,4)mg(2)2mg方向豎直向上(3)eq\f(3,4)mg方向水平向左解析：(1)取小球?yàn)樘接憣ο筮M(jìn)行受力分析，由平衡條件得FTsin37°＝F，F(xiàn)Tcos37°＝mg，聯(lián)立解得F＝eq\f(3,4)mg.(2)取A、B組成的系統(tǒng)為探討對象，環(huán)受到桿的支持力FN＝2mg，方向豎直向上．(3)取A、B組成的系統(tǒng)為探討對象，環(huán)受到的摩擦力Ff＝F＝eq\f(3,4)mg，方向水平向左．16.如圖所示，兩滑塊放在光滑的水平面上，中間用一細(xì)線相連，輕桿OA、OB擱在滑塊上，且可繞鉸鏈O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩桿長度相等，夾角為θ.當(dāng)豎直向下的力F