第三章相互作用章末江苏省届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习.docx

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第三章相互作用章末江苏省届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习

第三章相互作用

一、单项选择题（本题共6小题，每小题5分，共30分）

1．如图1所示，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数k的弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态，现通过细绳将A向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L，假设弹簧一直在弹性限度内，则（　　）

A．L＝

B．L＜

C．L＝

D．L＞

2.如图2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θ，则物体A、B的质量之比mA∶mB等于（　　）

A．cosθ∶1　　　　　B．1∶cosθ

C．tanθ∶1D．1∶sinθ

3.如图3所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上

一直处于静止状态．若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为（　　）

A．μ1MgB．μ1（m＋M）g

C．μ2mgD．μ1Mg＋μ2mg

4.如图4所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（　　）

A．将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑

B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑

C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ＝tanθ，拉力大小应是2mgsinθ

D．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ＝tanθ，拉力大小应是mgsinθ

5.如图5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α，B与斜面之间的动摩擦因数是

（　　）

A.

tanαB.

cotαC．tanαD．cotα

6．（2010·苏州模拟）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6所示．铁块受到的摩擦力Ff随木板倾角α变化的图线在图7中正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）

（　　）

二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）

7．如图8所示，在水平力F作用下，A、B保持静止．若A与B的接触面是水平的，且F≠0.则关于B的受力个数可能为（　　）

A．3个　　　　　B．4个C．5个D．6个

8．一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图9所示．现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是（　　）

A．FN先减小，后增大B．FN始终不变

C．F先减小，后增大D．F逐渐减小

9．如图10所示，在一根粗糙的水平直杆上套有两个质量均为m的铁环，两铁环上系着两根等长细线，共同拴住质量为M的小球，两铁环与小球都处于静止状态．现想办法使得两铁环间距离增大稍许而同时仍能保持系统平衡，则水平直杆对铁环的支持力FN和摩擦力Ff的可能变化是（　　）

A．FN不变B．FN增大

C．Ff增大D．Ff不变

10.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B施加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，A对B的作用力为F2，地面对A的作用力为F3，若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图11所示，在此过程中（　　）

A．F1缓慢增大B．F2缓慢增大

C．F3缓慢增大D．以上说法均不对

三、简答题（本题共2小题，共18分．请将解答填写在相应的位置）

11．（9分）在“探究力的平行四边形定则”的实验中．

（1）其中的两个实验步骤分别是：

A．在水平放置的方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另

一端拴上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计（弹簧测力计与方木板平面平行）互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F1和F2.

B．只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相

同，读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向．

请指出以上步骤中的错误或疏漏：

A中是______________________；B中是

____________________________．

（2）在某次实验中，两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在图12中画出，图中的方格每边长

度表示2N，O点是橡皮条的结点，请用两个直角三角板严格作出合力F的图示，并求

出合力的大小为________N.

12．（9分）（2010·苏南模拟）在“探究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13）．实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，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.

（1）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4N，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5N的弹簧测力计测量出它们的合力，

理由是__________________________．

四、计算题（本题共4小题，共48分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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14所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮（不计重力），某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2.试求：

（1）此时地面对人的支持力的大小；

（2）轻杆BC和绳AB所受力的大小．

14．（12分）如图15所示，光滑小圆环A吊着一个重为G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上，今有一细绳拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B处的一个小滑轮后吊着一个重为G2的砝码，如果不计小环、滑轮、绳子的重量大小．绳子又不可伸长，求平衡时弦AB所对的圆心角θ.

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F＝kr（k为常数）．

（2）阻力只与速度的平方成正比，即F＝kv2（k为常数）．

（3）阻力与速度的平方和半径的乘积成正比，即F＝krv2（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．

16.（14分）如图16所示，光滑匀质圆球的直径d＝40cm，质量为M＝20kg，悬线长L＝30cm，正方形物块A的厚度b＝10cm，质量为m＝2kg，物块A与墙之间的动摩擦因数μ＝0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手，取g＝10m/s2，求：

（1）墙对A的摩擦力为多大？

（2）施加一个与墙面平行的外力于物体A上，使物体A在未脱离圆球前贴着墙

沿水平方向做加速度a＝5m/s2的匀加速直线运动，那么这个外力的大小和方

向如何？

第二章相互作用

【参考答案与详细解析】

一、单项选择题（本题共6小题，每小题5分，共30分）

1．解析：

拉A之前，A静止时，mg＝kx1，弹簧的压缩量为x1，当B刚要离开地面时，弹簧的伸长量为x2，mg＝kx2，所以A上升的距离为L＝x1＋x2＝

，故A正确．

答案：

A

2.解析：

对A、B受力分析可知mAgcosθ＝mBg，则有mA∶mB＝1∶cosθ，B项正确．

答案：

B

3.解析：

若长木板ab未动即地面对长木板ab的摩擦力为静摩擦力，由于P在长木板ab上滑动，即P对长木板ab的摩擦力大小为μ2mg.由平衡条件可知地面对ab的静摩擦力大小为μ2mg.即只有C正确．

答案：

C

4.解析：

对放在斜面上的滑块进行受力分析，当mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ时，滑块受力平衡，若先前静止，则滑块静止；若有向下的初速度，则做匀速运动．A中，μ＞tanθ，滑块静止在斜面上不会下滑；B中，滑块要加速下滑；C中，拉力沿斜面向上，滑动摩擦力向下，则拉力的大小为2mgsinθ；D中，滑块沿斜面向下匀速滑动，不需要外力作用．

答案：

C

5.解析：

A、B两物体受到斜面的支持力均为mgcosα，所受滑动摩擦力分别为：

FfA＝μAmgcosα，FfB＝μBmgcosα，对整体受力分析结合平衡条件可得：

2mgsinα＝μAmgcosα＋μBmgcosα，且μA＝2μB，解之得μB＝

tanα，A项正确．

答案：

A

6．解析：

本题应分三种情况进行分析：

（1）当0°≤α＜arctanμ（μ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Ff＝mgsinα，α＝0°时，Ff＝0；Ff随α的增大按正弦规律增大．

（2）当α＝arctanμ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arctanμ＜α≤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Ff＝μFN＝μmgcosα，Ff随α的增大按余弦规律减小．

答案：

C

二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）

7．解析：

对于B物体，一定受到的力有重力、斜面支持力、A的压力和A

对B的摩擦力，若以整体为研究对象，当F较大或较小时，斜面对B有

摩擦力，当F大小适当时，斜面对B摩擦力为零，故B可能受4个力，也可能受5个

力．

答案：

BC

8．解析：

取BO杆的B端为研究对象，受到绳子拉力（大小为F）、BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳子的拉力（大小为G）的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，如图所示，得到一个力三角形（如图中画斜线部分），此力三角形与几何三角形OBA相似，可利用相似三角形对应边成比例来解．

如图所示，力三角形与几何三角形OBA相似，设AO高为H，BO长为

L，绳长AB为l，则由对应边成比例可得：

＝

＝

，式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知FN不变，F逐渐变小．

答案：

BD

9．解析：

分析本题可以先用整体法，把小球和两个铁环看做一个整体，且该整体受到竖直向下的重力和杆竖直向上的支持力作用，由题意整体平衡知该整体在竖直方向上受力必然平衡，即受到竖直向下的重力为（2mg＋Mg），与竖直向上的支持力大小相等，所以选项B错误，选项A正确；再用隔离法，分析小球平衡得到细线中的拉力随两铁环间距离变大而增大，所以当对其中一个铁环受力分析可以得到细线沿水平方向的分力F在逐渐变大，则铁环水平方向受到的摩擦力必与F大小相等，所以摩擦力在变大，选项C正确，选项D错．综上所述，本题的正确答案应该为A、C.

答案：

AC

10.解析：

如图所示，球B受到四个力作用，整个系统保持静止，则θ不变，F2cosθ＝F＋

mg.若F缓慢增加，则F2增加，F2sinθ＝F1，若F2缓慢增加，则F1增加；对于整体而

言，地面对A的摩擦力Ff＝F1，地面对A的支持力FN＝F＋G总，Ff

和FN均缓慢增加，

所以F3缓慢增加，选项A、B、C对．

答案：

ABC

三、简答题（本题共2小题，共18分．请将解答填写在相应的位置）

11．解析：

（1）当用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔应记下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数F1和F2及此时两细绳的方向．当只用一只弹簧测力计拉时，应使结点拉到同样的位置O，并记下弹簧测力计的读数和细绳的方向．

（2）如图所示：

答案：

（1）未记下两条细绳的方向　应将橡皮条与细绳的结点拉到原来的位置O点

（2）见解析图　10

12．解析：

（1）拉力F1和F2的夹角越大，而合力小，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4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则其合力

为4

N＞5N，故不能用一个量程为5N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

四、计算题（本题共4小题，共48分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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．解析：

（1）因匀速提起重物，则FT＝mg.且绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力

为：

FN＝Mg－mg＝（50－30）×10N＝200N，方向竖直向上．

（2）定滑轮对B点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对B点的弹力方向沿杆的方向，

由共点力平衡条件得：

FAB＝2mgtan30°＝2×30×10×

N＝200

N

FBC＝

＝

N＝400

N.

答案：

（1）200N　

（2）400

N　200

N

14．解析：

以小圆环A为研究对象，它受到的力有：

竖直绳对它的拉力F1＝

G1，其方向竖直向下；AB绳对它的拉力F2＝G2，其方向沿AB方向；大

圆环对它的弹力FN，其方向沿半径指向圆外，在F1、F2、FN三力的共同作用下，小圆

环处于平衡状态．

将小圆环A所受的三个力利用力的合成和力的分解，组成三角形，如图所示．

由几何关系得△OAB与△FNAF2′相似，得

＝

＝

.

所以FN＝F1，sin

＝

，

将F1＝G1、F2＝G2代入

解得θ＝2arcsin

.

答案：

2arcsin

15．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

F＝G＝mg＝

πr3ρg.①

r、ρ分别为雨滴的半径、密度

由题意知v＝k1r②

k1为常数

由①②得F＝

rv2＝krv2③

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F＝krv2假设才能解释v∝r.

答案：

见解析

16.解析：

（1）球与物体A的受力图分别如图所示

对球有：

tanθ＝

FN＝Mgtanθ＝150N

对物体A有：

Ff＝μFN球＝μFN＝30N>mg

所以A物体处于静止状态，静摩擦力Ff＝mg＝20N.

（2）A沿水平方向运动，面对着墙看，作出A物体在竖直平面内的受力图如图所示，有：

Fsinα＝mg

Fcosα－μFN＝ma

解出：

F＝20

N，α＝arctan

.

答案：

（1）20N　

（2）20

N，与水平方向成arctan

角斜向上