1、相互作用检测试题(时间:90 分钟 满分:100 分)【二维选题表】物理观念 科学思维 科学探究科学态度与责任力的理解、重力1(易),2(易)3(易)弹力的理解,胡克定律4(易),5(易)16(中)摩擦力的理解及大小6(易)7(易),18(中)力的合成与分解9(易),10(易),11(中),12(中),17(中)8(易),19(中)实验13(易),14(中),15(中)一、选择题(第 17 题为单项选择题,第 812 题为多项选择题,每小题 4 分,选对但选不全得 2 分,共 48 分)1. 关于如图所示的两个力 F1和 F2,下列说法正确的是( D )A.F1=F2,因为表示两个力的线段一样
2、长B.F1F2,因为表示 F1的标度较大C.F1Ff2Ff3 B.Ff1=Ff2=Ff3C.Ff10,F 2不断增大时,合力 F 不断增大,故选项 A 正确,B 错误;当 F1与 F2的夹角 为钝角时,由图(乙)可知当 F2从小于 F1cos(180-)开始增大时,F 先变小后变大,故选项 C 正确;当 F2从大于等于F1cos(180-)开始增大时,F 会一直增大,故选项 D 正确.12. 如图所示,物体在沿粗糙斜面向上的拉力 F 作用下处于静止状态.当 F 逐渐增大到物体即将相对于斜面向上运动的过程中,斜面对物体的作用力可能( AD )A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小 D.先减小
3、后增大解析: 因为初始状态拉力 F 的大小未知,所以斜面对物体的摩擦力大小和方向未知,故在 F逐渐增大的过程中,斜面对物体的作用力的变化存在多种可能.斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力与摩擦力的合力.因为物体始终保持静止状态,所以斜面对物体的作用力和物体重力 G 与拉力 F 的合力是平衡力.因此,判断斜面对物体的作用力的变化就转化为分析物体的重力 G 和拉力 F 的合力的变化.物体的重力 G 和拉力 F 的合力的变化如图所示,由图可知,F 合 可能先减小后增大,也可能逐渐增大,选项 A,D 正确.二、非选择题(共 52 分)13.(5 分)某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则,实验
4、装置如图(甲)所示.在贴有白纸的竖直板上,有一水平细杆 MN,细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器 A,B,传感器与计算机相连接.两条不可伸长的轻质细线 AC,BC(ACBC)的一端结于 C 点,另一端分别与传感器 A,B 相连.结点 C 下用轻细线悬挂重力为 G 的钩码 D.实验时,先将拉力传感器 A,B靠在一起,然后不断缓慢增大两个传感器 A,B 间的距离 d,传感器将记录的 AC,BC 绳的张力数据传输给计算机进行处理,得到如图(乙)所示张力 F 随距离 d 的变化图线.AB 间的距离每增加 0.2 m,就在竖直板的白纸上记录一次 A,B,C 点的位置.则在本次实验中,所用钩码的重力
5、 G= N;当 AB 间距离为 1.00 m 时,BC 绳的张力大小 FB= N;实验中记录 A,B,C点位置的目的是 . 解析:根据题意,由于 ACBC,所以刚开始分开的时候,只有绳 AC 有拉力,而且其拉力大小等于物块的重力,即 G=30 N;由图像分析可以知道图线为绳 BC 拉力的图像,则当 AB 间距离为 1.00 m 时, 由图线可以知道此时 BC 绳的张力大小 FB=18 N;实验中记录 A,B,C 点位置的目的是记录 AC,BC 绳张力的方向,从而便于画出平行四边形.答案:30 18 记录 AC,BC 绳张力的方向14.(6 分)(1)某次研究弹簧所受弹力 F 与弹簧长度 L 关
6、系实验时得到如图(甲)所示的 F-L图像,由图像可知:弹簧原长 L0= cm,求得弹簧的劲度系数 k= N/m. (2)如图(乙)的方式挂上钩码(已知每个钩码重 G=1 N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图(乙),则指针所指刻度尺示数为 cm.由此可推测图(乙)中所挂钩码的个数为 个. 解析:(1)当弹簧弹力为零,弹簧处于自然状态,由图知原长为 L0=3.0 cm.由 F=kx,知图线的斜率为弹簧的劲度系数,即 k= =2 N/cm=200 N/m.(2)由图 b 可知,该刻度尺的读数为 L=1.50 cm.可知弹簧被压缩x=L 0-L=3.0 cm-1.50 cm=1.5 cm
7、.弹簧的弹力F=kx=200 N/m1.510 -2 m=3 N.已知每个钩码重 G=1 N,可推测图(乙)中所挂钩码的个数为 3 个.答案:(1)3.0 200 (2)1.50 315.(7 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,
8、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 = . 解析:(1)根据验证力的平行四边形定则实验步骤可知:B 中应记录的是:结点 O 的位置;钩码个数(或细线拉力大小);拉力方向(或细线方向).C 中调整 B,C 位置的目的是使橡皮筋与细线的结点 O 与步骤 B 中记录的结点位置重合,需要记录的是细线方向和钩码个数(或细线拉力大小).(2)若平行四边形定则得到验证,设每个钩码重为 G,则 F=5G,F1=4G,F2=3G,由三角函数关系可知三力恰好构成直角三角形,则 cos = ,cos = ,所以 = .答案:(1)结点 O 的位置 钩码个数 拉力方向
9、(或细线方向) 橡皮筋与细线的结点 O 与步骤 B 中结点位置重合 钩码个数和对应细线的方向 (2)16.(8 分)木块 A,B 分别重 50 N 和 60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0.25.夹在A,B 之间的轻弹簧被压缩了 2 cm,弹簧的劲度系数为 400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用 F=1 N 的水平拉力作用在木块 B 上,如图所示,求力 F 作用后木块 A,B 所受摩擦力的大小.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析:没有施加力 F 时,木块 A,B 受力平衡,所受静摩擦力相等,且等于弹簧的弹力,即 Ff=kx=4000.02 N=8 N,木块 B 受到地面
10、的最大静摩擦力为Fmax=F N=0.2560 N=15 N,施加力 F 后,对木块 B 有 F+kxFmax,所以木块 B 仍静止,静摩擦力大小为FfB=F+kx=1 N+8 N=9 N,施加力 F 后,木块 A 仍静止,静摩擦力大小为FfA=Ff=8 N.答案:8 N 9 N17. (8 分)在同一平面内共点的四个力 F1,F2,F3,F4的大小依次为19 N,40 N,30 N 和 15 N,方向如图所示,求它们的合力.(sin 37=0.6,cos 37=0.8)解析:本题若直接运用平行四边形定则求解,需解多个斜三角形,需多次确定各个力的合力的大小和方向,计算过程十分复杂.为此,可采用
11、力的正交分解法求解此题.如图(甲),建立直角坐标系,把各个力分解到这两个坐标轴上,并求出 x 轴和 y 轴上的合力 Fx和 Fy,有 Fx=F1+F2cos 37-F3cos 37=27 N.Fy=F2sin 37+F3sin 37-F4=27 N.因此,如图(乙)所示,合力F= 38.2 N,tan = =1.即合力的大小约为 38.2 N,方向与 F1夹角为 45斜向右上.答案:38.2 N,方向与 F1夹角为 45斜向右上18.(9 分)如图所示,在托盘里放重物,使木块 A 的木质面与木板表面接触,当木块质量为 300 g 时,木块在木板上匀速运动,托盘里重物质量为 60 g,不计托盘重
12、力,g 取 10 m/s2,求:(1)木块所受摩擦力大小以及木块与木板之间的动摩擦因数为多少?(2)如果在木块上再加一质量为 600 g 的物体,要使木块(包括物体)仍做匀速直线运动,则重物质量应为多少?这时绳子的拉力多大?解析:(1)木块做匀速运动,摩擦力与重物重力相等Ff1=m1g=0.6 N,= =0.2.(2)加物体之后摩擦力Ff2=M 2g=1.8 N,Ff2=m2g,m2=0.18 kg,绳子拉力F2=Ff2=1.8 N.答案:(1)0.6 N 0.2(2)0.18 kg 1.8 N19.(9 分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力 FN
13、垂直于板面,大小为 kv2,其中 v 为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力的作用下,当滑板和水面的夹角 =37时(如图所示),滑板做匀速直线运动,相应的k=54 kg/m,人和滑板的总质量为 108 kg,试求:(重力加速度 g 取10 m/s2,sin 37= ,忽略空气阻力)(1)水平牵引力 F 的大小;(2)滑板的速率.解析:(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力为重力,水平牵引力和水的支持力,如图所示,因为滑板做匀速直线运动,所以 FN与 F 的合力与重力是一对平衡力,所以有 F 合 =mg由几何知识得FNcos =mg,F Nsin =F联立解得 F=810 N.(2)由 FN=kv2得 v=5 m/s.答案:(1)810 N (2)5 m/s
