2011届《名师宝典》高考物理导航系列试题2 相互作用 人教大纲版

F 20112011 届届 名师宝典名师宝典 高考导航系列试题高考导航系列试题 高三上学期物理单元测试 高三上学期物理单元测试 2 2 新课标人教版新课标人教版 命题范围命题范围 相互作用相互作用 本试卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 共 100 分考试用时 90 分钟 第 卷 选择题 共 40 分 一 本题共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 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 选错或不答的得 0 分 1 两个大小分别为 1 F和 2 F 21 FF 的力作用在同一质点上 它们的合力的大小F满足 A 1 F F 2 FB 12 2 FF F 12 2 FF C 12 FF F 12 FF D 2 22 1 FF 2 F 2 22 1 FF 2 如图所示 一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下处于静 止状态 则下列判断正确的是 A 天花板与木块间的弹力可能为零 B 天花板对木块的摩擦力可能为零 C 推力F逐渐增大的过程中 木块将始终保持静止 D 木块受天花板的摩擦力随推力F的增大而变化 3 用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上 已知绳能承受的 最 大张力为10N 为使绳不断裂 画框上两个挂钉的间距最大为 g取 2 10m s A 3 m 2 B 2 m 2 C 1 m 2 D 3 m 4 4 在图中有两个物体 A B GA 3N GB 4N A 用悬线挂在天花板上 B 放在水平地面上 A B 间的弹簧的弹力为 2N 则悬线的拉力T B 对地面的压力FN的可能值分别是 G a b AB O A NT7 0 N F B NT5 NFN2 C NT1 NFN6 D NT2 NFN5 5 如图所示 在水平天花板的A点处固定一根轻杆a 杆与天花板保持垂直 杆的下端有 一 个轻滑轮O 另一根细线上端固定在该天花板的B点处 细线跨过滑轮O 下端系一个 重量为G的物体 BO段细线与天花板的夹角为 30 系统保持静止 不计一切摩擦 下列说法中正确的是 A 细线BO对天花板的拉力大小是 2 G B a杆对滑轮的作用力大小是 2 G C a杆和细线对滑轮的合力大小是G D a杆对滑轮的作用力大小是G 6 如图所示 水平细杆上套一环 A 环 A 与球 B 间用一轻质绳相连 质量分别为mA mB 由于 B 球受到风力作用 A 与 B 球一起向右匀速运动 已知细绳与竖直方向的夹角为 则下列说法中正确的是 A 风力增大时 轻质绳对 B 球的拉力保持不变 B B 球受到的风力F为 tangmB C 杆对 A 球的支持力随着风力的增加而增加 D A 球与水平细杆间的动摩擦因数为 BA B mm m 7 如图所示 A B 是两个位于固定斜面上的正方体物块 它们的质量相等 F是沿水平方 向作用于 A 上的外力 已知 A B 的接触面 A B 与斜面的接触面均光滑 下列说法正 确的是 A A 对 B 的作用力大于 B 对 A 的作用力 B A B 可能沿斜面向下运动 C A B 对斜面的压力相等 D A B 受的合外力沿水平方向的分力相等 8 如图所示 上表面光滑的半圆柱体放在水平面上 小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点 在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点 此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体 保持静止状态 下列说法中正确的是 A 半圆柱体对小物块的支持力变大 B 外力F先变小后变大 C 地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小 D 地面对半圆柱体的支持力变大 9 如图所示 轻绳一端系在质量为m的物体A上 另一端与套在粗糙竖直杆MN的轻圆环 B相连接 现用水平力F拉住绳子上一点O 使物体A及环B静止在图中虚线所在的位 置 现稍微增加力F使 O 点缓慢地移到实线所示的位置 这一过程中圆 环B仍保持在原来位置不动 则此过程中 环对杆摩擦力F1和环对杆 的弹力F2的变化情况是 A F1保持不变 F2逐渐增大 B F1逐渐增大 F2保持不变 C F1逐渐减小 F2保持不变 D F1保持不变 F2逐渐减小 10 如图所示 轻绳两端分别与A C两物体相连接 mA 1kg mB 2kg mC 3kg 物体A B C及C与地面间的动摩擦因数均为 0 1 轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计 若要 用力将C物体拉动 则作用在C物体上水平向左的拉力最小为 取g 10m s2 A 6NB 8N C 10ND 12N 第 卷 非选择题 共 60 分 二 本题共 2 小题 共 12 分 把答案填在题中的横线上或按题目要求作答 11 6 分 小明同学在学完力的合成与分解后 想在家里做实验验证力的平行四边形定 则 他 从学校的实验室里借来两只弹簧测力计 按如下步骤进行实验 A 在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向 B 在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯 记下静止时弹簧测力计的读数F C 将一根大约 30 cm 长的细线从杯带中穿过 再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂 钩上 在靠近白纸处用手对称地拉开细线 使两只弹簧测力计的读数相等 在白纸 上记下细线的方向和弹簧测力计的读数 如图甲所示 D 在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示 如图乙所示 根据力的平 行四边形定则可求出这两个力的合力 F 1 在步骤 C 中 弹簧测力计的读数为 N 2 在步骤 D 中 合力 F N 3 若 就可以验证力的平行四边形定则 12 6 分 某实验小组用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k 当挂在弹簧下端的砝码 处于静止状态时 测出弹簧受到的拉力F与对应的弹簧长度L 弹簧始终在弹性限度 内 列表记录如下 因为逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组 所以小组一成员用逐差法处理数 据 具体如下 将表中第三列相邻的两项求差 得出弹簧伸长量 L Li Li 1 每个 L都是与相同的拉力 F 0 49N 相对应的伸长量 求出 L的平均值 L cm 1 47cm L2 L1 L3 L2 L6 L5 5 L6 L1 5 67 55 60 20 5 故该弹簧的劲度系数为k L F 0 333N cm 0 49N 1 47cm 该成员在实验数据处理中存在的问题是 请你用逐差法处理表格中的数据 尽量精确计算出弹簧的劲度系数k N cm 结果保留三位有效数字 三 本题共 4 小题 满分 48 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只 写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 13 10 分 如图所示 物体A的质量m 3 kg 用两根轻绳B C连接于竖直墙上 要使两 绳都能绷直 即物体A在如图所示位置保持平衡 现施加一个力F作用于物体 力F 的方向如图 69 所示 若夹角 8 600 求力F的大小应满足的条件 取 g 10 m s 实验次数 iFi N Li cm 10 4960 20 20 9861 60 31 4763 05 41 9664 65 52 4566 10 62 9467 55 14 12 分 如图所示 某同学在地面上拉着一个质量为m 30kg 的箱子匀速前进 已知箱 与地面间的动摩擦因数为 0 5 拉力F1与水平面夹角为 45 g 10m s2 求 1 绳子的拉力F1为多少 2 该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进 如果能 请求出拉力的最小值 若 不能 请说明理由 15 14 分 当物体从高空下落时 所受阻力会随物体的速度增大而增大 因此经过下落 一段距离后将匀速下落 这个速度称为此物体下落的收尾速度 研究发现 在相同环 境条件下 球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关 下表是某次研究的实验数 据 小球编号 ABCDE 小球的半径 10 3m 0 50 51 522 5 小球的质量 10 6kg 254540100 小球的收尾速度 m s 1640402032 1 根据表中的数据 求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比 2 根据表中的数据 归纳出球形物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系 写出有关表达式 并求出比例系数 3 现将C号和D号小球用轻质细线连接 若它们在下落时所受阻力与单独下落时的 规律相同 让它们同时从足够高的同一高度下落 试求出它们的收尾速度 并判 断它们落地的顺序 不需要写出判断理由 16 12 分 如图所示 AO是具有一定质量的均匀细杆 可绕O轴在竖直平面内自由转动 细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触 圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡 已知杆的倾角 60 球的重力大小为G 竖直挡板对球的压力大小为G32 各处 的摩擦都不计 试回答下列问题 1 作出圆柱体的受力分析图 2 通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的 大小 参考答案 1 C 解析 共点的两个力合成 同向时最大为 1 F 2 F 反向时最小为 1 F 2 F 2 C 解析 物体保持静止状态 说明合外力为 0 将重力分解为垂直斜面方向和沿斜面 方 向 所以弹力不可能为 0 静摩擦力等于沿重力沿斜面方向的分力 D 项错误 因重力 沿 斜面的分力不变 所以F增大物体保持静止 3 A 解析 一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时 合力在分力的角平分线上 且 两分力的夹角越大 分力越大 题中当绳子拉力达到F 10N 的时候 绳子间的张角最大 即两个挂钉间的距离最大 画框受到重力和绳子的拉力 三个力为共点力 受力如图 绳子与竖直方向的夹角为 绳子长为L0 1m 则有 cos2Fmg 两个挂钉的间距 离 sin 2 2 0 L L 解得 2 3 Lm A 项正确 4 BC 解析 有题意 A B 间的弹簧的弹力为 2N 若弹簧处于拉伸状态 则 B 对地面的 压 力FN GB 2N 2N 悬绳的拉力T GA 2N 5N B 项正确 若弹簧处于压缩状态 则 B 对 地面的压力FN GB 2N 6N 悬绳的拉力T GA 2N 1N C 项正确 综述本题 BC 项正确 5 D 解析 细线对天花板的拉力等于物体的重力G 以滑轮为对象 两段绳的拉力都是 G 互成 120 因此合力大小是G 根据共点力平衡 a杆对滑轮的作用力大小也是G 方 向 与竖直成 60 斜向右上方 a杆和细线对滑轮的合力大小为零 6 B 解析 以 B 球为研究对象 受到重力 风力和拉力 三力平衡 解三角形得到拉力 cos gm T A 风力 tangmF B A 项错误 B 项正确 利用整体法水平有 gmmF BA 解得 BA B mm m tan D 项错误 竖直方向杆对 A 球的支持力 A Ngmm BA C 项错误 综述 B 项正确 7 BD 解析 A B 间的作用力大小相等 方向相反 故 A 项错误 A B 有可能静止在斜 面 还有可能沿斜面向下运动 故 B 项正确 由力的合成知识可知 A 对斜面的压力大于 B 对斜面的压力 故 C 项错误 不管 A B 做何种性质的运动 它们的运动情况相同 它们沿水平方向的分运动的加速度相同 由Fma 合 可知它们受到的合外力沿水平 方 向的分力相等 故 D 项正确 8 C 解析 建立斜面模型 设虚线 A 与虚线 O 的夹角为 有 sinmgF cosmgN 小物块在拉动过程中 变大 所以 AB 项错误 利用整体法 在水平 方向有 2sin 2 1 cosmgFf C 项正确 在竖直方向有 sin FgmMN 判断支持力是变小的 D 项错误 9 A 解析 结点O受力有 水平拉力 tanmgF 因 所以F 由整体法可知 杆对环B的摩擦力 1 F 不变 弹力FF 2 变大 再由相互作用关系可得 A 选项正确 10 B 解析 当物体 C 向左匀速运动时 拉力F最小 以物体 A 为研究对象 在水平方向 上有1 AA Tfm gN 以物体A B C整体为研究对象 在水平方向上有 2 8 ABC FTmmmgN 故选项 B 正确 11 1 3 00 2 分 2 5 2 0 2 2 分 3 F 近似在竖直方向 且数值与 F近似相等 2 分 1 问读数时要注意估读 在解答 2 问时要仔细 否则易造成误差太大 12 1 只利用了L1和L6两个数据 导致误差较大 或未利用L2 L3 L4 L5 L 导致误差较大 3 分 0 328 3 分 L 13 A 球受力如图所示 则有 水平方向 CB FFF coscos 2 分 竖直方向 mgFF B sinsin 2 分 由 式得NN mg F mg F B 6 34320 sinsin 2 分 由 式得NN Fmg F C 3 17310 cos2sin2 2 分 所以力 F 大小应满足的条件是 17 3 N F 34 6 N 2 分 14 1 F1cos45 mg F1sin45 2 分 2 分 F1 mg cos45 sin45 100 2N 2 设拉力与水平方向夹角为 则Fcos mg Fsin 2 分 2 分 F mg cos sin 当 arctan 时 F有最小值 其值为 4 分 Fmin mg 1 2 60 5 N 15 1 球在达到终极速度时为平衡状态 有f mg 1 分 则 fB fC mB mC 1 分 带入数据得 fB fC 1 9 2 分 2 由表中 A B 球的有关数据可得 阻力与速度成正比 即 fv 1 分 由表中 B C 球有关数据可得 阻力与球的半径的平方成正比 即 2 fr 1 分 得 2 fkvr 2 分 k 4 9Ns m3 或k 5Ns m3 2 分 3 将 C 号和 D 号小球用细线连接后 其收尾速度应满足 mCg