2022年高中物理相互作用测试卷新人教版必修 .pdf

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1、1 第三章相互作用测试卷本试卷分第卷( 选择题 )和第卷 (非选择题 ) 两部分， 满分 100 分，考试时间 90 分钟班级 _ 姓名_ 分数 _ 第卷 ( 选择题，共40 分) 一、选择题 ( 本大题共 10 小题，每题4 分，满分40 分在每小题给出的选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有错选或不选的得0 分) 1F1、F2是力F的两个分力，若F10 N，则下列哪组力不可能是F的两个分力 ( ) AF110 N，F210 N B F120 N，F220 N CF12 N，F26 N DF120 N，F230 N 【答案】 C 【解

2、析】 合力F和两分力F1、F2之间的大小关系为|F1F2| F|F1F2| ，经检验，只有选项C不可能2如图所示，A、B两球用轻杆相连，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点现有一水平力F作用于小球B上，使系统保持静止状态且A、B两球在同一水平线上已知两球重力均为G，轻杆与细线OA长均为L.则( ) A细线OB的拉力为 2GB细线OB的拉力为GC水平力F的大小为 2GD水平力F的大小为G【答案】 D 【解析】A球受到细线OA的拉力、 轻杆的拉力和重力G，因为FAO与重力是一对平衡力，所以轻杆的拉力为零；对B球，只受到重力G、细线OB的拉力FBO和水平拉力F作用，根据正交分解和力的平衡条件有，F

3、G，FBO2G，所以 D正确3如图所示， 质量为m的物体置于倾角为 的固定斜面上， 物体与斜面之间的动摩擦因数为 ，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次推力F1F2的值为 ( ) Acos sin Bcossin C1tan D1tan 【答案】 B 【解析】 对物体受力进行正交分解，结合力的平衡条件可知：第一次推力F1mgsin mgcos； 由F2cosmgsin (mgcosF2sin ) ， 解得第二次推力F2(mgsin 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

4、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 mgcos )/(cos sin ) ，故两次推力的比值F1F2cossin ，B正确4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与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则( ) AB对墙的压力增大BA与B之间的作用力减小C地面对A的摩擦力减小DA对地面的压力减小【答案】 BC 【解析】 对圆球B受力分析，作出受力的平行四边形如图所示A滑动前，圆球B受墙及A的

5、弹力的合力G与重力大小相等，方向相反，如图中实线所示；而将A向右平移少许后，B受A的弹力FAB的方向将上移，如图中虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A对圆球B的弹力及墙对圆球B的弹力均减小，故A错误， B正确；以AB为整体分析，水平方向上受墙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；竖直方向上受重力及地面的支持力，A和B的重力均不变，故A对地面的压力不变，故D错误5如图所示，水平地面上斜放着一块木板AB，在AB上面放一个木块，设木块对木板的压力为FN，木块所受重力沿木板向下的分力为F1，若使木板的B端逐渐放低时， 将会产生下述哪种结果 ( ) AFN增大，F1增大

6、 B FN增大，F1减小CFN减小，F1增大 D FN减小，F1减小【答案】 B 【解析】 设木块重力为G，则FNmgcos ，F1mgsin ，B端放低， 减小，故FN增大，F1减小6如图所示，A、B两物体重力都等于10 N，各接触面间的动摩擦因数都等于0.3 ，同时有F1 N 的两个水平力分别作用在A和B上，A和B均静止，则地面对B和B对A的摩擦力分别为 ( ) A6 N,3N B1 N,1 N C 0,1 N D 0,2 N 【答案】 C 【解析】A、B均静止，应用整体法，即A、B整体水平方向所受外力大小相等，方向相反，故地面对B无摩擦力以A为研究对象， 水平方向必受大小与F相等、 方向

7、与F相反的静摩擦力，故选项C正确名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 7如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计细绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为2，OB绳与水平方向的夹角为，则小球A、B的质量之比为 ( ) A2cos1 B 1(2cos ) Ctan 1 D 1(2sin ) 【答案】 A 【解析】 以A为研究对象，根据力的分解和平衡条件得：Tsi

8、n2 mAg. 以B为研究对象，根据力的分解和平衡条件得：Tsin mBg，解得mAmB2cos 1，故 A正确8如图所示，在倾角为 的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3，中间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为，其中木块1 被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运动，三个木块均处于平衡状态则下列结论正确的是( ) A2、3 两木块之间的距离等于LmgcoskB2、3 两木块之间的距离等于LcosmgkC1、2 两木块之间的距离等于2、3 两木块之间的距离D如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大【答案】 B 【解析】 对木块 3 进

9、行受力分析设2、3 之间的轻弹簧的形变量为x1，因为木块3处于平衡状态，故kx1mgsin mgcos，则2、3 两木块之间的距离等于L cosmgk，选项 A错误， B正确；将木块2、3 作为一个整体，设1、2 之间的轻弹簧的形变量为x2，由受力平衡得：kx22mgsin 2mgcos，则 1、2 两木块之间的距离等于Lcosmgk，选项 C 错误；如果传送带突然加速，不影响木块的受力情况，故相邻两木块之间的距离保持原值不变，选项D错误9假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图所示，他先后作出过几个猜想

10、，其中合理的是( ) A刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大【答案】 D 【解析】 把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角形劈，设顶角为2，背宽为d，侧面长为l，如图所示当在劈背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用中依靠着这两个分力分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

11、 - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 开被加工的其他物体由对称性知，这两个分力大小相等(F1F2) ，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图所示在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑( 图中阴影部分 ) 根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，有关系式F1F2ld21sin ，得F1F2F2sin . 由此可见， 刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小， sin 的值越小，F1和F2越大10用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L. 现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L. 斜面

12、倾角为30，则物体所受摩擦力( ) A等于 0 B大小为12mg，方向沿斜面向下C大小为32mg，方向沿斜面向上D大小为mg，方向沿斜面向上【答案】 A 【解析】 根据题设条件，系统静止时弹簧对质量为2m的物体的拉力Tmg，设此时物体受到的摩擦力f沿斜面向下，对物体受力分析如图所示，根据平衡条件可得fGsin30 T，即f0，选项 A正确第卷 ( 非选择题，共60 分) 二、非选择题 ( 本题共 6 小题， 11 题 6 分、12 题 6 分、 13 题 11 分、 14 题 11 分、 15 题13 分、 16 题 13 分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤) 11某同学利用

13、如图(a) 装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验(1) 在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态(2) 他通过实验得到如图(b) 所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线 由此图线可得该弹簧的原长x0_cm，劲度系数k_N/m. (3) 他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c) 所示时，该弹簧的长度x_cm. 【答案】 (1) 竖直(2) 4 50 (3)10 【解析】 (1) 悬挂重物后，弹簧沿竖直方向伸长，要测量弹簧沿竖直方向上的伸长量，刻度尺当然要保持竖直状态(2) 如果以弹簧长度x为横坐标，弹力大小F为纵坐标，作出名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

14、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 Fx图象，那么图象与横轴的截距表示弹簧的原长，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，所以根据图象可知，该弹簧的原长x04 cm，劲度系数kFx50 N/m.(3)弹簧的读数表示弹力的大小，即F3 N，所以该弹簧的长度xx0Fk10 cm. 12“探究合力与分力的关系”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，P为橡皮条与细绳的结点，用两根互成角度的弹簧测力计把结点P拉到位置O. (1) 从图甲可读得弹簧测力计B的示数为

15、_N. (2) 为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的 _( 选填“图示”或“示意图”) 来表示分力与合力(3) 图乙中与F1、F2共同作用效果相同的力是_( 选填“F”或“F”) (4) 图乙中方向一定沿AO方向的力是 _( 选填“F”或“F”) 【答案】 (1)3.8 (2) 图示(3)F(4)F【解析】 (1) 弹簧测力计B的示数为 3.8 N. (2) 为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的图示来表示分力与合力(3) 题图乙中与F1、F2共同作用效果相同的力是用一个弹簧测力计把结点P拉到位置O的力F.(4) 题图乙中方向一定沿AO方向的力是F，用平行四边形定则求得的合力F与

16、F有偏差13. 木块A、B分别重 50 N 和 60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25 ；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m.A、B、弹簧组成的系统置于水平地面上静止不动现用F1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小 ( 最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 【答案】 8 N 9 N 【解析】 没有施加力F时，木块 A、B受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，即FAFBF弹kx4000.02 N 8 N 木块 B受到地面的最大静摩擦力为：FBmGB0.2560 N 15 N 施加F后，对木块B有：FF弹FBm则

17、B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小为：FBFF弹9 N 施加F后，木块 A所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为FAF弹8 N 14如图所示，粗糙水平地面上放着个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态已知A、B的质量分别为m和M，半圆球B与半圆的柱状物体半径均为R，半圆球B的圆心到水平面的竖直距离为2R，重力加速度为g. 求：(1) 物体A对地面的压力大小；(2) 物体A对地面的摩擦力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 -

18、- - - - - - - - 6 【解】 (1) 把A、B看成一个系统，对其运用整体法，该系统在竖直方向上受到竖直向下的重力 (Mm)g和地面的支持力FN的作用，二力平衡，所以FN(Mm)g根据牛顿第三定律得，物体A对地面的压力大小为(Mm)g(2) 在水平方向上，该系统肯定受到竖直墙水平向右的弹力的作用，那么一定也受到地面水平向左的摩擦力，并且摩擦力大小等于弹力大小；再选取半圆球B为研究对象， 运用隔离法，受力分析如图所示根据力的分解和力的平衡条件可得：FN1Mg/cos ，FN2Mgtan 半圆球B的圆心到水平面的竖直距离为2R，所以 45所以FN2Mg根据受力分析，物体A对地面的摩擦力

19、大小等于FN2，所以物体A对地面的摩擦力大小为Mg，方向水平向右15一光滑圆环固定在竖直平面内，圆环上套着两个小球A和B( 中央有孔 ) ，A、B间由细绳连接着， 它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下， 球B与圆环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，且与水平方向成30角已知球B的质量为 3 kg ，求细绳对球B的拉力和球A的质量 (g取 10 m/s2) 【解】对球B受力分析如图所示，由球B处于平衡状态有：FTsin30 mBgFT2mBg2310 N 60 N 由球A处于平衡状态有：在水平方向：FTcos30FNAsin30 在竖直方向：FNAcos30mAgFT

20、sin30 联立解得：mA6 kg 16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端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角37，物体甲、乙均处于静止状态( 已知 sin37 0.6 ，cos37 0.8 ，tan37 0.75 ，g取 10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 求：(1) 轻绳OA、OB受到的拉力是多大？(2) 物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

21、6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 (3) 若物体乙的质量为m24 kg ，物体乙与水平面之间的动摩擦因数0.3 ，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？【答案】 (1)54m1g34m1g(2)34m1g水平向左(3)1.6 kg 【解析】 (1) 如图所示，对结点O进行受力分析，FTOAm1gcos54m1gFTOBm1gtan 34m1g. (2)FfFTOB34m1g，方向水平向左(3) 乙所受最大静摩擦力Ffmm2g0.3 40 N 12 N，当FTOB34m1gFfm12 N 时，m11.6 kg ，即物体甲的质量m1最大不能超过1.6 kg. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -