高三物理人教版复习习题综合测试题Word下载.docx
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把木块和斜面看做整体,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N=Mg+mg,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.(2017·
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( )
A.T和N都减小 B.T和N都增大
C.T增大,N减小D.T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α,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=
=
,FN=Ftanα=mgtanα,因AC加长,C点左移,细绳AC与地面的夹角α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θ=30°
,则轻绳对小球的拉力大小为( )
A.
mgB.
mg
C.2mgD.mg
[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)、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mgsin2θ=Fsinθ,可得所求的绳子拉力大小是:
F=
mg,选项A正确。
5.(2017·
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.(2017·
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
[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θ,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mAgsinθ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mAgsinθ>
mBg,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.(2017·
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α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N=Mg+mg-Fsinα
B.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f=Fcosα,方向向左
D.木块A对桌面的摩擦力大小为f=Fsinα,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f=Fcosα,木块A对桌面的摩擦力大小也为f=Fcosα,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N=Mg+mg-Fsinα,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θ,弹簧处于拉伸状态,根据平衡条件得Fcosα=Tcosθ,Fsinα-mg=Tsinθ,解得T=
,B正确。
8.(2017·
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( )
A.3个B.4个
C.5个D.6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.(2017·
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θ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
B.A对斜面的压力逐渐增大
C.A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M′gcosθ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.(2017·
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( )
A.A所受合外力增大
B.A对竖直墙壁的压力增大
C.B对地面的压力一定增大
D.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Ⅱ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F2=2F,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
4mgcosα=3mgcosβ
解得
13.(6分)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,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
L0
Lx
L1
L2
L3
L4
L5
L6
数值(cm)
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30
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 L3 0.1cm (3)Lx
(4)4.9 10g
[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k=
=4.9N/m;
砝码盘质量为m=
=10-2kg=10g。
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α,求绳在最低点C处的张力大小和在A处的张力。
[答案]
mgtanα
A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=
,FC=
mgtanα。
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FC=
mgtanα代入得
tanβ=
A处张力方向与垂直方向的夹角为
β=arctan=
。
15.(10分)(2017·
广东珠海一中联考)一光滑圆环固定在竖直平面内,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] 2mg 2m
[解析] 对B球,受力分析如图所示。
Fsin30°
=mg
得FT=2mg
对A球,受力分析如图所示。
在水平方向:
FT′cos30°
=FNAsin30°
在竖直方向:
FNAcos30°
=mAg+FT′sin30°
由牛顿第三定律知FT=FT′,
由以上方程解得mA=2m。
16.(2017·
江西南昌三模)如图所示,质量为mB=14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10kg的木箱A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θ=37°
已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的
动摩擦因数μ2=0.4。
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:
(sin37°
=0.6,cos37°
=0.8)
(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
Ff=FTcosθ FTsinθ+mAg=FN1,又Ff=μ1FN1
联立解得FT=
=100N。
(2)木板B受力如图所示,对木板B,由平衡条件
得F=μ1FN1+μ2FN2
mBg+FN1=FN2
联立解得F=200N。
17.(11分)如图所示,质量m1=0.4kg的物体A与质量m2=2kg的物体B叠放在倾角为θ=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mAgsinθ=fAB,fAB=0.4×
10×
N=2N。
(2)由整体法可知(如图所示):
F=(m1g+m2g)sinθ+f,f=μB(m1+m2)gcosθ,代入数据得:
F=21N。
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