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1、第二章综合测试题本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项符合题目要求,第710题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)1(2015江西上饶质检)下列四个图中所有接触面均粗糙,各物体均处于静止状态,其中物体A受力个数可能超过5个的是()答案C解析选项A,首先对整体受力分析可知,墙壁对物体A无作用力,对物体A,若弹簧弹力为零,则物体A受三个力的作用;若弹簧弹力不等于零,则物体A受四个力的作用。选项B,物体A最多受四
2、个力的作用。选项C,物体A最多可能受到重力、斜面支持力、斜面摩擦力、物体B对其的压力和摩擦力以及外力F共六个力的作用。选项D,物体A最多可能受到重力、斜面支持力、斜面摩擦力、物体B对其的压力以及外力F共五个力的作用,所以选C。2.(2014北京东城区期末)如图所示,在粗糙水平地面上放一质量为M的斜面,质量为m的木块沿斜面匀速下滑,此过程中斜面保持静止,则()A地面对斜面有水平向右的摩擦力B地面对斜面有水平向左的摩擦力C地面对斜面的支持力等于(Mm)gD地面对斜面的支持力小于(Mm)g答案C解析本题考查摩擦力方向的判断及整体法和隔离法的应用,意在考查考生应用整体法、隔离法分析问题的能力。把木块和
3、斜面看做整体,受力情况如图所示,因为整体处于平衡状体。所以竖直方向有NMgmg,水平方向不受力,所以地面对斜面的摩擦力为零。选项C正确,A、B、D错误。3(2014南昌模拟)如图所示,竖直轻杆AB在细绳AC和水平拉力作用下处于平衡状态。若AC加长,使C点左移,AB仍保持平衡状态。细绳AC上的拉力T和杆AB受到的压力N与原先相比,下列说法正确的是()AT和N都减小BT和N都增大CT增大,N减小DT减小,N增大答案A解析本题考查物体的平衡及受力分析,意在考查考生对物体平衡条件的理解。设细绳AC与地面的夹角为,结点A受到三个力的作用,细绳AC的拉力T、水平绳向右的拉力F(大小、方向均不变,等于所挂物
4、体重力的大小mg)、轻杆AB对A点向上的弹力FN,根据物体的平衡条件有:T,FNFtanmgtan,因AC加长,C点左移,细绳AC与地面的夹角减小,所以细绳AC的拉力T、轻杆AB对A点向上的弹力FN均减小。根据牛顿第三定律可知AB受到的压力N与FN是作用力与反作用力关系,故AB受到的压力N减小,选项A正确。4.如图所示,质量为m的小球套在竖直放置的固定光滑圆环上,轻绳一端固定在圆环的顶点A,另一端与小球相连。小球静止时位于环上的B点,此时轻绳与竖直方向的夹角30,则轻绳对小球的拉力大小为()A.mgB.mgC2mgDmg答案A解析小球静止时,受到重力mg(竖直向下)、绳子拉力F(沿绳子向上)、
5、圆环的弹力N(垂直圆环向下,弹力作用线过环的圆心),合力为零。用正交分解法将各力分解在过B点处的切线与法线方向上,在切线方向有mgsin2Fsin,可得所求的绳子拉力大小是:Fmg,选项A正确。5(2014北京东城区期末)如图所示,小车静止在光滑水平地面上,小车的上表面由光滑的斜面AB和粗糙的水平面BC组成(它们在B处由极短的光滑圆弧平滑连接),小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当传感器受压力时,其示数为正值;当传感器受拉力时,其示数为负值。一个小滑块(可视为质点)从A点由静止开始下滑,经B至C点的过程中,传感器记录到的力F随时间t变化的关系如下面四图所示,其中可能正确的是()答案D解
6、析滑块在斜面上时,小车受到滑块的作用力如图甲所示,滑块滑到水平面时,小车受到滑块的摩擦力如图乙所示,滑块在斜面上或在水平面上,对应状态下小车受到的力的大小恒定,在斜面上时,传感器受压力;在水平面上时,传感器受拉力。选项D正确。6(2014贵州六校联考)如图所示,物体A和物体B(砂和砂桶)通过不可伸缩的轻绳跨过定滑轮连接,斜面体固定,A、B处于静止状态。在缓慢地向B中加入一些砂子的过程中,A、B仍然处于静止,不计滑轮的质量和滑轮与绳子间的摩擦,则下列说法正确的是()A物体A受到斜面体的摩擦力一定增大B物体A受斜面体的摩擦力方向一定沿斜面向下C剪断绳子的瞬间砂和砂桶之间的相互作用力为零D若剪断绳子
7、后,A和斜面体仍然静止,则地面对斜面体的摩擦力方向水平向右答案C解析本题考查物体的平衡、摩擦力等知识,意在考查考生对物体的平衡条件、摩擦力的判定等知识的理解和应用。设题图中斜面的倾角为,物体A和物体B(砂和砂桶)通过不可伸缩的轻绳跨过定滑轮连接,斜面体固定,A、B处于静止状态,如果开始时A的重力沿斜面向下的分力mAgsin和绳沿斜面向上的拉力mBg正好相等,则此时没有摩擦力,在缓慢地向B中加入一些砂子的过程中,若A、B仍然处于静止,物体A受到斜面体的摩擦力方向向下且一定增大;如果开始时mAgsinmBg,物体A受到斜面体的摩擦力方向向上,则一定减小,反之一定增大,选项A、B错误;剪断绳子的瞬间
8、砂和砂桶同时做自由落体运动,因此它们之间的相互作用力为零,选项C正确;若剪断绳子后A和斜面体仍然静止,则地面对斜面体的摩擦力为零,选项D错误。7(2015山西四校联考)如图所示,质量分别为M、m的两个木块A、B通过劲度系数为K的轻弹簧连接,木块A放在水平桌面上,木块B用轻绳通过定滑轮在力F的作用下整体处于静止状态,绳与水平方向成角。不计滑轮与绳间的摩擦,则下列说法正确的是()A木块A对桌面的压力为NMgmgFsinB轻弹簧处于拉伸状态,弹簧的弹力大小为C木块A对桌面的摩擦力大小为fFcos,方向向左D木块A对桌面的摩擦力大小为fFsin,方向向右答案AB解析选两个木块A、B和轻弹簧整体为研究对
9、象,在水平方向上,整体所受摩擦力和轻绳拉力在水平方向上的分力平衡,则木块A受到摩擦力大小为fFcos,木块A对桌面的摩擦力大小也为fFcos,但方向向右,所以C、D错误;在竖直方向上,整体所受支持力N、重力和轻绳拉力在竖直方向上的分力平衡,解得NMgmgFsin,所以A正确;选木块B为研究对象,设弹簧弹力方向与水平面夹角为,弹簧处于拉伸状态,根据平衡条件得FcosTcos,FsinmgTsin,解得T,B正确。8(2014潍坊模拟)如图所示,光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上,物块A放在斜面体B上,开始A、B静止。现用水平力F推A,A、B仍静止,则此时B受力个数可能是()A3个
10、B4个C5个D6个答案BC解析物体B受重力作用,地面对B的支持力、A对B的压力和墙壁对B的弹力作用,因为F大小未知,不能确定A是否具有相对B的运动趋势,也就不能确定A、B间是否存在摩擦力,故B受力可能是4个,也可能是5个,B、C项正确。9. (2014江西九江三模)如图所示,A是一质量为M的盒子,B的质量为m,A、B用细绳相连,跨过光滑的定滑轮置于倾角为的斜面上,B悬于斜面之外而处于静止状态,斜面放置在水平地面上。现在向A中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中()A绳子拉力逐渐增大BA对斜面的压力逐渐增大CA所受的摩擦力逐渐增大D地面对斜面无摩擦力作用答案BD解析绳子的拉力
11、始终等于B的重力mg,大小不变,A错误。设盒子和沙子的总质量为M,A对斜面的压力等于Mgcos且随着沙子的增多而增大,B正确。如果开始时摩擦力沿斜面向下,随着沙子的增多摩擦力会先减小后反向增大,C错误。把A、B和斜面视为一个整体,整体处于平衡状态,水平方向不受力,故地面对斜面无摩擦力,D正确。10.(2014哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学联考)如图所示,横截面为直角三角形的斜劈A,底面靠在粗糙的竖直墙面上,力F指向球心水平作用在光滑球B上,系统处于静止状态。当力F增大时,系统还保持静止,则下列说法正确的是()AA所受合外力增大 BA对竖直墙壁的压力增大CB对地面的压力一定增大 D
12、墙面对A的摩擦力可能变为零答案BCD解析本题考查力学知识,意在考查考生对整体法和隔离法的应用。斜劈A始终处于静止状态,因而A所受到的合力始终为零,选项A错误;以斜劈A和球B为研究对象,通过受力分析可知竖直墙壁对A的弹力增大,选项B正确;以球B为研究对象可知斜劈A对球B的弹力增大,因而地面对B的支持力增大,B对地面的压力增大,选项C正确;由于初始状态竖直墙壁对斜劈的摩擦力的方向未知,因而F增大时,墙面对A的摩擦力可能变为零,选项D正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题,每小题6分,共18分。把答案直接填在横线上)11(6分)设有五个力同时作用在质点P,它们的大小和方向相当于正六边形的
13、两条边和三条对角线,如图所示。这五个力中的最小力的大小为F,则这五个力的合力等于_。答案6F解析如图,由几何知识可知F22F,F和F1的合力等于F2,所以这五个力的合力等于6F。12(6分)在“验证力的平行四边形定则”实验中:(1)部分实验步骤如下,请完成有关内容:A将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线。B在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录_、_、_。C将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使_,记录_。(2)如果力的平行四边形
14、定则得到验证,那么图乙中_。答案(1)细线的方向结点的位置O钩码个数结点位置与步骤B中结点位置重合钩码个数和对应的细线方向解析(1)验证力的平行四边形定则时,用一根细线拉橡皮筋的力和用两根细线拉橡皮筋的力效果相同,故两次拉橡皮筋时必须使橡皮筋伸长到同一位置,因此需要记录的有B步骤中:钩码个数(或细线拉力)、橡皮筋与细线的结点位置O、细线的方向(能反映细线方向的其他记录也可以)。C步骤中:橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合,并记录钩码个数和对应的细线方向。(2)设每个钩码的质量为m,水平方向受力平衡,有4mgcos3mgcos解得13(6分)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。(1)将弹
15、簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)(2)弹簧自然悬挂,待弹簧_时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小分度为_。(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_的差值(填“L0”或“Lx”)。(4)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m;通过
16、图和表可知砝码盘的质量为_(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。答案(1)竖直(2)静止L30.1cm(3)Lx(4)4.910g解析探究弹力与弹簧伸长量的关系时:(1)弹簧轴线和刻度尺都应在“竖直”方向。(2)弹簧“静止”时测原长。数据记录时要保留四位有效数字,所以L3不规范;刻度尺的最小刻度为0.1cm。(3)横轴是弹簧长度与Lx的差值。(4)弹簧的劲度系数为k4.9N/m;砝码盘质量为m102kg10g。三、论述计算题(共4小题,共42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)14(10分)如
17、图所示,在墙角有一根质量为m的均匀柔软细绳,一端悬于天花板上的A点,另一端悬于竖直墙壁上的B点,平衡后最低点为C点,现测得AC段长度是BC段长度的两倍,且细绳在B端附近的切线与墙壁夹角为,求绳在最低点C处的张力大小和在A处的张力。答案mgtanA处张力方向与竖直方向的夹角为arctan解析选取BC段绳为研究对象,受力情况如图甲所示。BC段绳处于平衡状态,所以有FB,FCmgtan。再选取AC段绳为研究对象,受力情况如图乙所示,AC段绳也处于平衡状态,所以有FA将FCmgtan代入得FAtanA处张力方向与垂直方向的夹角为arctan。15(10分)(2014广东珠海一中联考)一光滑圆环固定在竖
18、直平面内,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,B球与环中心O处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,与水平线成30夹角。已知B球的质量为m,求细绳对B球的拉力和A球的质量。答案2mg2m解析对B球,受力分析如图所示。Fsin30mg得FT2mg对A球,受力分析如图所示。在水平方向:FTcos30FNAsin30在竖直方向:FNAcos30mAgFTsin30由牛顿第三定律知FTFT,由以上方程解得mA2m。16.(2014江西南昌三模)如图所示, 质量为mB14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA10kg的木箱A
19、放在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时与水平面的夹角为37。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数10.5,木板B与地面之间的动摩擦因数20.4。重力加速度g取10m/s2。现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出,试求:(sin370.6,cos370.8)(1)绳上张力FT的大小;(2)拉力F的大小。答案(1)100N(2)200N解析(1)隔离木箱A,对A进行受力分析,A受到重力、支持力、轻绳拉力FT、摩擦力Ff,将轻绳拉力FT沿水平方向和竖直方向分解,由平衡条件得FfFTcosFTsinmAgFN1,又Ff1FN1联立解得FT100N。(2)木板B受力如图所示,对木板B,由平衡条件得F1FN12FN2mBgFN1FN2联立解得F200N。17(11分)如图所示,质量m10.4kg的物体A与质量m22kg的物体B叠放在倾角为30的斜面上,物体B在平行于斜面向上的拉力F作用下匀速运动,已知A、B总保持相对静止,若A、B间的动摩擦因数为,B与斜面间的动摩擦因数为(g取10m/s2),求:(1)A、B间的摩擦力;(2)拉力F。答案(1)2N(2)21N解析(1)对A分析,A匀速向上运动,所以受力平衡,有mAgsinfAB,fAB0.410N2N。(2)由整体法可知(如图所示):F(m1gm2g)sinf,fB(m1m2)gcos,代入数据得:F21N。