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1、单元质检二单元质检二 相互作用 共点力的平衡相互作用 共点力的平衡 (时间:45分钟 满分:100分) 单元质检第单元质检第 4 页页 一、选择题(本题共 8小题,每小题 6分,共 48分。在每小题给出的四个选项中,第 15题 只有一项符合题目要求,第 68题有多项符合题目要求。全部选对的得 6分,选对但不全 的得 3 分,有选错的得 0 分) 1.(2019四川攀枝花十二中月考)两个劲度系数分别为 k1和 k2的轻质弹簧 a、b 串接在一起,a 弹 簧的一端固定在墙上,如图所示。开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在 b 弹簧的 P 端 向右拉动弹簧,已知 a弹簧的伸长量为 L,则( )
2、 A.b弹簧的伸长量也为 L B.b 弹簧的伸长量为 1 2 C.P 端向右移运动的距离为 2L D.P 端向右移运动的距离为L (1 + 2 1) 答案 B 解析 a,b 两根轻弹簧串联,弹力大小相等,根据胡克定律 F=kx 得 x 与 k成反比,则得 b 弹簧的伸长 量为,故 A 错误,B正确;P 端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和,即为 S=L+ 1 2 1 2 = L,故 C、D错误。 (1 + 1 2) 2.(2019陕西城固一中月考)最近,不少人喜欢踩着一种独轮车,穿梭街头。这种独轮车全名叫电 动平衡独轮车,其中间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板。当人站在踏板上向右运动时,可
3、简 化为如图甲、乙所示的模型。关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力,下列说法正确的是( ) A.考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左 B.不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左 C.考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零 D.不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零 答案 C 解析考虑空气阻力,当人以如图甲所示状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力向右, 故 A错误;不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所受摩擦力 向右,故 B 错
4、误;当考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则重 力、支持力与空气阻力平衡时,则脚所受摩擦力可能为零,故 C 正确;当不计空气阻力,当人以如 图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与支持力提供加速度时,那么 脚所受摩擦力可能为零,故 D错误。 3.(2018浙江杭州学军中学模拟)小明想推动家里的衣橱,但使了很大的力气也推不动,他便想了 个妙招,如图所示,用 A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱被推动 了。下列说法中正确的是( ) A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱 B.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于
5、小明的重力 C.A、B 板的夹角应该尽可能小,才能推动衣橱 D.这不可能,A 板对衣橱的推力不可能大于小明的重力 答案 B 解析开始小明是推不动衣橱的,但是小明的推力与他自身的重力没什么关系。后来 A、B 两块木 板构成的顶角很大,将小明的重力沿两板方向分解,小明的重力可以分解成沿 A,B 两个方向的力, 如图甲由于顶角很大,所以 A,B方向的力会很大,A对衣橱的力可以分解成水平方向和垂直方向 的力,如图乙,水平方向的力有可能大于小明重力,B正确,AD 错误;A、B 的夹角应尽可能的大,才 能推动衣橱,C错误。 4.(2019安徽亳州高三期末)一物块用轻绳 AB悬挂于天花板上,用力 F拉住套在
6、轻绳上的光滑小 圆环 O(圆环质量忽略不计),系统在图示位置处于静止状态,此时细绳 OA 与竖直方向的夹角为 , 力 F 与竖直方向的夹角为 ,当缓慢拉动圆环使 (0mgcos,则 A、B不能保持相对静止,故 A 错误;以 A 为研 究的对象,A 受到重力、支持力和 B对 A的摩擦力,如图甲。 垂直于斜面的方向:FN=mgcos 沿斜面的方向:mgsin-FN=maA 由于 0 加速度 aA=gsin-gcos, 将 B 和斜面体视为整体,受力分析,如图乙。 乙 可知地面对斜面体的摩擦力等于 m(gsin-gcos)cos+Fcos,地面受到的压力为(M+m)g- Fsin+m(gcos+gs
7、in)cos,故 C正确,B错误;B对斜面体的正压力 FN2=2mgcos,对 B 分析,根据 共点力平衡有:F=mgsin+mgcos+Ff2,则动摩擦因数 =,故 D 正确。 f2 N2 = - sin - cos 2cos 7.如图所示,一个物体静止放在倾斜的木板上,在木板的倾角缓慢增大到某一角度的过程中,物体 一直静止在木板上,则下列说法中正确的有( ) A.物体所受的支持力逐渐减小 B.物体所受的支持力与摩擦力的合力不变 C.物体所受重力、支持力、摩擦力和下滑力四个力的作用 D.物体所受的重力、支持力和摩擦力这三个力的合力不变,但不为零 答案 AB 解析物体受力如图,根据平衡条件得:
8、 支持力 FN=Gcos,摩擦力 Ff=Gsin。 当 增大时,FN减小,Ff增大,故 A正确;物体受重力、支持力、摩擦力三个力的作用,下滑力只是 重力的分力,选项 C错误;由于物体一直静止在木板上,物体所受的重力、支持力和摩擦力的合力 一直为零,保持不变,支持力与摩擦的合力一直等于重力,保持不变,故 B 正确,D 错误。 8.(2018江西上饶二模)如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细 绳结于 O点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块 P。一条绳连接小球 Q,P、Q 两物体处于 静止状态,另一条绳 OA 在外力 F的作用下处于水平方向,现缓慢改变绳 OA 的方向至
9、 90,且 保持结点 O位置不变,整个装置始终处于静止状态。下列说法正确的是( ) A.绳 OA 的拉力先减小后增大 B.绳 OB的拉力一直增大 C.地面对斜面体有向右的摩擦力 D.地面对斜面体的支持力不断减小 答案 AD 解析缓慢改变绳 OA的方向至 90的过程,OA拉力的方向变化如图从 3 位置到 2 位置到 1 位 置所示, 可见 OA 的拉力先减小后增大,OB的拉力一直减小,故 A 正确,B 错误; 以斜面和 PQ 整体为研究对象受力分析,根据平衡条件,斜面受地面的摩擦力与 OA 绳子水平方 向的拉力等大反向,故摩擦力方向向左,C错误; 以斜面体和 P、Q整体为研究对象受力分析,设绳
10、OA 的方向与水平方向的夹角为 ,根据竖直方 向受力平衡: FN+Fsin=M斜g+MPg+MQg,现缓慢改变绳 OA 的方向的过程中, 增大,由上图分析可知 OA 绳子 竖直方向的拉力 Fy=Fsin 增大,FN不断减小,故 D 正确。故选 AD。 二、实验题(本题共 2小题,共 20分) 9.(8分)(2019河南周口中英文学校月考)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹 力的大小 F 和弹簧长度 L的关系如图 1 所示,则由图线可知: (1)弹簧的劲度系数为 。 (2)为了用弹簧测力计测定两木块 A、B间的动摩擦因数 ,两同学分别设计了如图 2 所示的甲、 乙两种方案。 为了用
11、某一弹簧测力计的示数表示 A和 B之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案 更 合理。 甲方案中,若 A和 B的重力分别为 10.0 N 和 20.0 N。当 A 被拉动时,弹簧测力计 a 的示数为 6.0 N,b的示数为 11.0 N,则 A、B间的动摩擦因数为 。 答案(1)300 N/m (2)甲 (3)0.3 解析(1)图线的斜率表示劲度系数,k=N/m=300N/m;(2)甲方案较合理,因为在图甲中,B 静止, 60 0.2 弹簧测力计 a的示数等于 B所受的滑动摩擦力;利用 a 的示数和 B 的重力,得 6=20,=0.3。 10.(12分)(2018江西赣州月考)在“验证力的平行四边形
12、定则”的实验中 (1)采用的科学方法是 。 A.理想实验法B.等效替代法 C.控制变量法D.建立物理模型法 (2)下列是某同学在做该实验的一些看法,其中正确的是 (填相应的字母)。 A.拉橡皮筋的绳线要细长,实验中弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行 B.拉橡皮筋结点到某一位置 O时,拉力要适当大些, 读数时视线要正对弹簧测力计刻度 C.拉橡皮筋结点到某一位置 O时,两个弹簧测力计之间夹角应取 90以便于算出合力大小 D.实验中,橡皮筋应该与两个弹簧测力计之间夹角的平分线在同一直线上 E.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧测力计 拉力的大
13、小和方向,把橡皮筋另一端拉到 O 点 (3)实验中的情况如图甲所示,其中 A为固定橡皮筋的图钉,OB 和 OC 为绳线。O 为橡皮筋与绳线 的结点,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的 F 与 F两力中,方向一定沿 AO 方向 的是 (选填“F”或“F”)。 答案(1)B (2)AB (3)F 解析(1)该实验中采用的科学方法是等效替代法。故 B 正确,A、C、D 错误。故选 B。 (2)拉橡皮筋的绳线要细长,便于确定拉力的方向;要准确地表示出拉力的大小和方向,故实验中弹 簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行,故 A 正确;为减小读数的误差,拉橡皮筋 结点到某一位置 O时,
14、拉力要适当大些,读数时视线要正对弹簧测力计刻度,故 B 正确;平行四边 形定则中两个分力的夹角是任意的,故拉橡皮筋结点到某一位置 O 时,两个弹簧测力计之间夹角 是任意的,故 C错误;实验中,两个分力的大小不一定相同,故合力不一定在其夹角平分线上,故 D 错误;在实验中,拉力不需太大,也不要太小,不需要先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大 量程,故 E 错误。故选 AB。 (3)F1与 F2的合力的实际测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向,而理论值是通过 平行四边形定则得到的值。方向一定沿 AO方向的是 F。 三、计算题(本题共 2小题,共 32分) 11.(16分)(2019宁
15、夏育才中学月考)如图所示,质量 M等于 2 kg 的木块套在水平固定杆上,并用 轻绳与质量 m=1 kg的小球相连。今用跟水平方向成 60角的力 F=10 N 拉着球并带动木块 3 一起向右匀速运动,运动中 M、m相对位置保持不变,g 取 10 m/s2。求: (1)轻绳与水平方向的夹角 ; (2)木块 M与水平杆间的动摩擦因数 。 答案(1)30 (2) 3 3 解析(1)m 处于平衡状态,其合力为零,以 m 为研究对象,由平衡条件得: 水平方向 Fcos60-FTcos=0 竖直方向 Fsin60-FTsin-mg=0 计算得出:=30 (2)M、m 整体处于平衡状态,可看作整体,系统所受
16、合力为零。 以 M、m 整体为研究对象,由平衡条件得 水平方向 Fcos60-FN=0 竖直方向 FN+Fsin60-Mg-mg=0 由得 = 3 3 12.(16分)(2018河北衡水中学一模)如图所示,放在粗糙的固定斜面上的物块 A 和悬挂的物体 B 均处于静止状态。轻绳 AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳 BO 的上端连接于 O 点,轻 弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的 OC段与竖直方向的夹角 =53,斜面倾角 =37,物块 A 和 B 的质量分别为 mA=5 kg,mB=1.5 kg,弹簧的劲度系数 k=500 N/m(sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力 加速度 g取 10 m/s2),求: (1)弹簧的伸长量 x; (2)物块 A受到的摩擦力。 答案(1)4 cm (2)5 N,方向沿斜面向上。 甲 解析(1)对结点 O 受力分析如图甲所示: 根据平衡条件,有 FTcos-mBg=0 FTsin-F=0 且 F=kx 解得 x=4cm; (2)设物体 A 所受摩擦力沿斜面向下,对物体 A受力分析如图乙所示: 乙 根据平衡条件,有 FT-Ff-mAgsin=0 解得 Ff=-5N 即物体 A 所受摩擦力大小为 5N,方向沿斜面向上。