高中物理 第三章 相互作用综合测评 新人教版必修1

综合测评(三)相互作用(分值：100分时间：60分钟)命题报告知识点简单中等较难受力分析1、2弹力摩擦力311力的合成与分解54杆模型7物体平衡条件及应用68、12实验：验证力的平行四边形定则探究弹簧力与伸长的关系9、10一、选择题(本大题共8个小题，每小题6分，共48分)1(2013上海高考)如图1，质量mAmB的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是()图1【解析】A、B在竖直下落过程中与墙面没有弹力，所以也没有摩擦力，A、B均做自由落体运动，均只受重力，故A正确【答案】A2(2014宿州高一检测)如图2所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是()图2A物体可能只受两个力作用B物体可能受三个力作用C物体可能不受摩擦力作用D物体一定受四个力作用【解析】根据平衡条件可以知道物体所受的合力为零，则一定受到摩擦力的作用，从而一定存在弹力作用，所以受到四个力的作用【答案】D3(2014广东高考)如图3所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()图3AM处受到的支持力竖直向上BN处受到的支持力竖直向上CM处受到的静摩擦力沿MN方向DN处受到的静摩擦力沿水平方向【解析】原木P的支撑点M、N处弹力垂直于接触面，M处的支持力竖直向上，N处受到的支持力垂直MN斜向上，故A项正确、B项错误；M处受到的静摩擦力沿水平方向，C项错误；N处受到的静摩擦力沿MN方向，D项错误【答案】A4(2015合肥六中高一检测)如图4所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，若F2的大小已知，则这三个力的合力为()图4AF2B2F2C3F2 D4F2【解析】由几何知识知，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形，如图所示，则F1、F3的合力为PC代表的线段，由于2，即PC代表的力等于2F2，故三个力的合力为3F2，C正确【答案】C5(2014山东高考)如图5，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()图5AF1不变，F2变大 BF1不变，F2变小CF1变大，F2变大 DF1变小，F2变小【解析】由于木板始终处于静止状态，因此木板所受合力为零，故选项C、D错误；对木板进行受力分析如图所示，由平衡条件得：2F2cosG，当轻绳被剪短后，增大，cos减小，则F2增大，故选项A正确，B错误【答案】A6(2013山东高考)如图6所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为()图6A.4B4C12 D21【解析】将两小球及弹簧B视为一个整体系统，因小球处于静止状态，故该系统水平方向受力平衡，则有kxAsin 30kxc，可得xAxc21，选项D正确【答案】D7如图7所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力()图7A大小为7.5 NB大小为10 NC方向与水平方向成53角斜向右下方D方向与水平方向成53角斜向左上方【解析】对小球进行受力分析如图所示，AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等大反向，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为，可得：tan ，53，故D项正确【答案】D8(2014上海高考)如图8，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N.在运动过程中()图8AF增大，N减小 BF减小，N减小CF增大，N增大 DF减小，N增大【解析】设小球受到的弹力N与竖直方向的夹角为，则在小球运动的过程中增大小球受三个力：重力、拉力F和弹力N，则Fmgsin 、Nmgcos ，所以拉力F增大，弹力N减小【答案】A二、填空题(本大题共2个小题，共20分)9(10分)(2014衡水高一检测)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图9)实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.图9(1)(多选)某同学在做该实验时认为：A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些D拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是_(填入相应的字母)(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则_(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是_【解析】(1)拉力F1和F2的夹角越大，则合力越小，作图时相对误差太大，正确的选项为A、B、C.(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则其合力为4N5 N，故不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力【答案】(1)A、B、C(2)不能量程太小10(10分)(2014临沂高一检测)某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系下表是他的实验数据实验时弹力始终没有超过弹簧的弹性限度，弹簧很轻，自身质量可以不计.弹簧伸长量x/m弹力F/N000.0120.300.0230.600.0350.900.0461.200.0581.50(1)根据实验数据在给定的坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象(2)根据图象可知弹簧的劲度系数为_N/m(保留两位有效数字)【解析】(1)用描点法得出图象如图所示：(2)图象的斜率表示劲度系数的大小，注意单位要换算成国际单位，由此可得：kN/m26 N/m.【答案】(1)见解析(2)26三、计算题(本大题共2个小题，共32分)11(16分)(2014大庆一中高一检测)如图10所示，放在长木板上的木块质量为m，当木板与水平方向夹角为时，木块静止在长木板上图10(1)此时木块所受的弹力和摩擦力各多大？(2)当把长木板的倾角增大到()时，木块刚好沿长木板匀速下滑，木块和长木板之间的动摩擦因数为多少？【解析】(1)木块受力情况如图所示，根据重力的作用效果把重力分解为F1、F2.由静止时二力平衡可得FNF2mgcos ，FfF1mgsin .(2)当倾角增大到时，木块刚好匀速下滑，木块受力情况仍如图所示由二力平衡可知FfF1mgsin ，FNF2mgcos ，由FfFN得tan .【答案】(1)mgcos mgsin (2)tan 12(16分)(2014新课标全国卷)2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录取重力加速度的大小g10 m/s2.(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为fkv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图11所示若该运动员和所带装备的总质量m100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)图11【解析】(1)设运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t，此时速度大小为v.根据运动学公式