《相互作用》单元检测

相互作用单元检测（90分钟，100分）一、选择题（本题共10个小题，每小题4分，共40分。每小题所给的四个选项中至少有一个选项是正确的，每小题选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）1关于力的概念，下列说法正确的是()A没有相互接触的物体间也可能有力的作用B力是使物体位移增加的原因C压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力而使之压缩，弹簧压缩后再反过来给手一个弹力D力可以从一个物体传给另一个物体，而不改变其大小解析：有相互作用力存在的物体之间不一定是相互接触的，各种场力就是没有相互接触的物体间存在的力的作用，A对力是改变运动状态的原因，B错力的作用是相互的、同时的，没有先后顺序，C错力是物体间的相互作用，不能传递，D错答案：A2如图所示，用水平力F推乙物块，使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动，各物块受到摩擦力的情况是()A甲物块受到一个摩擦力的作用B乙物块受到两个摩擦力的作用C丙物块受到两个摩擦力的作用D.丁物块没有受到摩擦力的作用解析：四个物块做匀速运动，故所受F合0，所以甲不会受摩擦力，乙受到丙施加的向左的摩擦力，丙受到乙、地面施加的摩擦力，丁受到地面的摩擦力，故C项正确答案：C3（2011山东卷）如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间() AFfa大小不变BFfa方向改变CFfb仍然为零 DFfb方向向右解析：将右侧绳子剪断的瞬间，弹簧的长度不发生变化，对a来说，还处于平衡状态，摩擦力的大小和方向都不发生变化，A项正确，B项错误对b来说，这时有向左运动的趋势，所以摩擦力不为零，方向向右，C项错误，D项正确答案：AD4如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角，则物体A、B的质量之比mAmB等于 () Acos1 B1cos Ctan1 D1sin解析：对A、B受力分析可知mAgcosmBg，则有mAmB1cos，B项正确答案：B5如图所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mAmB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角变化情况是()A物体A的高度升高，角变大 B物体A的高度降低，角变小C物体A的高度升高，角不变 D物体A的高度不变，角变小解析：最终平衡时，绳的拉力F大小仍为mAg，由二力平衡可得2Fsin mBg，故角不变，但因悬点由Q到P，左侧部分绳子变长，故A应升高，所以C正确答案：C6如右图所示，重80 N的物体A放在倾角为30的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为1 000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若滑块与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计读数不可能为()A10 N B20 NC40 N D60 N解析：设物体与斜面的静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件得：FFfkxmgsin 30.可得：FFf20 N，F由0逐渐增大Ff逐渐减小，当Ff0时，F为20 N；故A、B均可能；当Ff沿斜面向下时，FkxFfmgsin 30.有：FFf20 N，随F增大，Ff也逐渐增大，直到Ff25 N，此时F45 N，当F45 N，滑块就沿斜面滑动，故测力计的读数不可能为60 N.答案：D7（2011江苏物理卷）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为()A.B.C.mgtanD.mgcot解析：以楔形石块为研究对象，它受到竖直向下的重力和垂直侧面斜向上的两个支持力，利用正交分解法可得：2Fsinmg，则F，A正确答案：A8如右图所示，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为，B与斜成之间的动摩擦因数是()A.tan B.cot Ctan Dcot 解析:A、B两物体受到斜面的支持力均为mgcos ，所受滑动摩擦力分别为：FfAAmgcos ，FfBBmgcos ，对整体受力分析结合平衡条件可得：2mgsin Amgcos Bmgcos ，且A2B，解之得Btan ，A项正确答案:A9如图所示，在穹形支架上，现将用一根不可伸长的光滑轻绳通过滑轮悬挂一个重力为G的重物。将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢向C点靠近。则绳中拉力大小变化变化情况是（）A先变小后变大B先变小后不变C先变大后不变D先变大后变小解析:两侧绳子上的拉力总是相等的，将绳子拉力合成，构成的平行四边形是菱形，因为物体总处于平衡状态，菱形的对角线不变，等于物体的重力，随着两侧绳子夹角的增大，绳子拉力先变小后变大.答案:A 10长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如上图所示铁块受到原摩擦力Ff随木板倾角变化的图线在下列选项图中正确的是(设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小)()解析：本题应分三种情况进行分析：(1)当0arctan (为铁块与木板间的动摩擦因数)时，铁块相对木板处于静止状态，铁块受静摩擦力作用，其大小与重力沿木板(斜面)方向分力大小相等，即Ffmgsin ，0时，Ff0；Ff随的增大按正弦规律增大(2)当arctan 时处于临界状态，此时摩擦力达到最大静摩擦力，由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小(3)当arctan 90时，铁块相对木板向下滑动，铁块受到滑动摩擦力的作用，可知FfFNmgcos ，Ff随的增大按余弦规律减小答案：C二、填空题（本题共2个小题，共16分）11（6分）为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线的原因是_B弹簧的劲度系数为_若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧_(填A或B)解析：在弹簧的弹性限度以内，弹力与形变量是成正比的，图象上端出现弯曲是因为拉力过大，超过了弹簧的弹性限度由胡克定律得x，则图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数k100 N/m.精确度高意味着相同拉力下形变量大，相同刻度线下最小分度值小，故应选用劲度系数小的弹簧A.答案：拉力过大，超过了弹簧的弹性限度100 N/mA12（10分）（2011安徽卷）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出(g9.8 m/s2)(1)作出ml的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为_N/m.解析：(1)根据所描的点画直线即可(2)在直线上取相距较远的两点，横轴之差l为弹簧长度的变化量，纵轴之差m为砝码质量的变化量，根据k0.26 N/m.答案：(1)如图所示(2)0.2480.262三、计算题（本题共4个小题，共44分。要求写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，仅写出最后结果的不予给分）13（10分）如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演，如果演员与独轮车的总质量为80 kg，两侧的钢索互成150夹角，求钢索所受拉力有多大？(钢索自重不计，取cos 750.259)解析：对钢丝绳上与车轮接触的点作为受力对象，其受力如下图所示其中F1、F2为两侧钢索对O点的拉力，显然，F1F2，G为O点受到的独轮车的压力，平衡时，F1、F2的合力F大小与G相等G数值上等于人和车的重力G.由几何关系得：2F1cos 75=G=G所以F1= N1 544 N答案 1 544 N14（10分）鸵鸟是当今世界上最大的鸟，有人说，如果鸵鸟能长出一副与身材大小成比例的翅膀，就能飞起来生物学研究的结论指出：鸟的质量与鸟的体长立方成正比鸟扇动翅膀，获得向上的升力的大小可以表示为FcSv2，式中S是翅膀展开后的面积，v为鸟的运动速度，c是比例常数我们不妨以燕子和鸵鸟为例，假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀，已知燕子的最小飞行速度是5.5 m/s，鸵鸟的最大奔跑速度为22 m/s，又测得鸵鸟的体长是燕子的25倍，试分析鸵鸟能飞起来吗？解析：燕子以最小速度飞行时，m1gcS1v.而鸵鸟展翅以最大速度奔跑时，获得的升力为：F2cS2v又252，4可得F210 000m1g而鸵鸟重力m2g253m1g故F2m2g，鸵鸟不能飞起来答案：鸵鸟不能飞起来15（12分）雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动，此时雨滴的速度称为收尾速度某同学在一本资料上看到，雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比，由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设：(1)阻力只与雨滴的半径成正比，即Fkr(k为常数)(2)阻力只与速度的平方成正比，即Fkv2(k为常数)(3)阻力与速度的平方和半径的乘积成正比，即Fkrv2(k为常数)你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系？请写出推导过程解析：雨滴达到收尾速度状态时，处于平衡状态，只受重力和空气阻力F.由平衡条件得FGmgr3g.r、分别为雨滴的半径、密度由题意知vk1rk1为常数由得Frv2krv2式中k由推导知，阻力与速度的平方和半径的乘积成正比即Fkrv2假设才能解释vr.答案：见解析16.（12分）如右图所示，劲度系数为k2的轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物体上面，其下端与物块上表面连接在一起，要想使物块在静止时下面弹簧承受物重的2/3，应将上面弹簧的上端A竖直向上提高多大的距离？解析：末态时的物块受力分析如右图所示，其中F1与F2分别是弹簧k1、k2的作用力，物块静止有F1+F2=mg.初态时，弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg.末态时，弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg，弹簧k2的长度变化量x2=F2/k2=(F2-F2)/k2=得F1=初态时，弹簧k1(原长)的弹力F1=0末态时，弹簧k1(伸长)的弹力F1=弹簧k1的长度变化量x1=F1/k1=(F1-F1)/k1=由几何关系知所求距离为x1+x2=mg(k1+k2)/(3k1k2)答案：2-5