江蘇省XX中學(xué)第三章-相互作用-力單元測試卷附答案

一、第三章相互作用——力易錯題培優(yōu)（難）1．如圖所示，一固定的細(xì)直桿與水平面的夾角為α=15°，一個質(zhì)量忽略不計的小輕環(huán)C套在直桿上，一根輕質(zhì)細(xì)線的兩端分別固定于直桿上的A、B兩點，細(xì)線依次穿過小環(huán)甲、小輕環(huán)C和小環(huán)乙，且小環(huán)甲和小環(huán)乙分居在小輕環(huán)C的兩側(cè)．調(diào)節(jié)A、B間細(xì)線的長度，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時β=45°.不計一切摩擦．設(shè)小環(huán)甲的質(zhì)量為m1，小環(huán)乙的質(zhì)量為m2，則m1∶m2等于()A．tan15° B．tan30° C．tan60° D．tan75°【答案】C【解析】試題分析：小球C為輕環(huán)，重力不計，受兩邊細(xì)線的拉力的合力與桿垂直，C環(huán)與乙環(huán)的連線與豎直方向的夾角為600，C環(huán)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為300，A點與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為300，乙環(huán)與B點的連線與豎直方向的夾角為600，根據(jù)平衡條件，對甲環(huán)：，對乙環(huán)有：，得，故選C．【名師點睛】小球C為輕環(huán)，受兩邊細(xì)線的拉力的合力與桿垂直，可以根據(jù)平衡條件得到A段與豎直方向的夾角，然后分別對甲環(huán)和乙環(huán)進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成和分解列式求解．考點：共點力的平衡條件的應(yīng)用、彈力．2．如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下從半球形容器最低點緩慢移近最高點．設(shè)小滑塊所受支持力為N，則下列判斷正確的是（）A．F緩慢增大 B．F緩慢減小 C．N不變 D．N緩慢減小【答案】A【解析】【分析】【詳解】對物體進(jìn)行受力分析：物體受重力mg、支持力FN、水平力F．已知小滑塊從半球形容器最低點緩慢移近最高點，我們可以看成小滑塊每一個狀態(tài)都是平衡狀態(tài)．根據(jù)平衡條件，應(yīng)用力的合成得出：，由于小滑塊從半球形容器最低點緩慢移近最高點，所以θ減小，tanθ減小，sinθ減小．根據(jù)以上表達(dá)式可以發(fā)現(xiàn)F增大，F(xiàn)N增大．故選A.【點睛】物體的動態(tài)平衡依然為高考命題熱點，解決物體的平衡問題，一是要認(rèn)清物體平衡狀態(tài)的特征和受力環(huán)境是分析平衡問題的關(guān)鍵；二是要學(xué)會利用力學(xué)平衡的結(jié)論（比如：合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假設(shè)法等）來解答；三是要養(yǎng)成迅速處理矢量計算和辨析圖形幾何關(guān)系的能力．3．如圖所示，物塊A放在直角三角形斜面體B上面，B放在彈簧上面并緊挨著豎直墻壁，初始時A、B靜止?，F(xiàn)用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未動，則施力F后，下列說法正確的是（）A．A、B之間的摩擦力一定變大 B．B與墻之間可能沒有摩擦力C．B與墻面間的彈力可能不變 D．B與墻面間的彈力變大【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．對A物體，開始受重力、B對A的支持力和靜摩擦力平衡，當(dāng)施加F后，仍然處于靜止，開始A所受的靜摩擦力大小為，若，則A、B之間的靜摩擦力大小還是等于，所以A、B之間的摩擦力可能不變，故A錯誤；B．對整體分析，因為AB不動，彈簧的形變量不變，則彈簧的彈力不變，開始彈簧的彈力等于A、B的總重力，施加F后，彈簧的彈力不變，總重力不變，根據(jù)平衡知，則B與墻之間一定有摩擦力，摩擦力大小等于力F在豎直方向的分力，方向豎直向下，故B錯誤；CD．以整體為研究對象，開始時B與墻面的彈力為零，施加力F后，B與墻面的彈力變?yōu)镕cosα，彈力增大，故C錯誤，D正確。故選D。4．如圖所示，水平直桿OP右端固定于豎直墻上的O點，長為的輕繩一端固定于直桿P點，另一端固定于墻上O點正下方的Q點，OP長為，重為8N的鉤碼由光滑掛鉤掛在輕繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則輕繩的彈力大小為A．10N B．8N C．6N D．5N【答案】D【解析】【分析】根據(jù)幾何關(guān)系得到兩邊繩子與豎直方向的夾角，再根據(jù)豎直方向的平衡條件列方程求解.【詳解】設(shè)掛鉤所在處為N點，延長PN交墻于M點，如圖所示：同一條繩子拉力相等，根據(jù)對稱性可知兩邊的繩子與豎直方向的夾角相等，設(shè)為α，則根據(jù)幾何關(guān)系可知NQ=MN，即PM等于繩長；根據(jù)幾何關(guān)系可得：，則α=37°，根據(jù)平衡條件可得：2Tcosα=mg，解得：T=5N，故D正確，A、B、C錯誤.故選D.【點睛】本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進(jìn)行受力分析、然后建立平衡方程進(jìn)行解答.5．如圖所示，木塊B靜止在水平地面上，木塊A疊放在B上。A的左側(cè)靠在光滑的豎起墻面上。關(guān)于A、B的受力情況，下列說法中正確的是（）A．B對A的作用力方向一定豎直向上B．B對A的作用力一定大于A的重力C．地面對B的摩擦力方向可能向右D．地面對B的支持力大小等于A、B的總重力【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．對A受力分析可知：若A與B的接觸面光滑，則A受重力、支持力及墻壁對A的支持力作用，A處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，由于A、B之間的接觸面傾斜，則B對A的支持力垂直接觸面斜向上，且大于A的重力。若接觸面粗糙，A受到重力、B對A的支持力，還可能受到B對A的摩擦力，有可能A還受到墻壁的支持力；當(dāng)墻壁對A沒有支持力時，B對A的支持力與摩擦力的合力與A的重力大小相等，方向相反。由以上分析可知，故A錯誤，B錯誤；C．若A與B的接觸面光滑，木塊B受重力、地面的支持力、A對B斜向下的壓力以及地面的摩擦力處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，則摩擦力方向水平向左。若接觸面粗糙，木塊B受重力、地面的支持力、A對B斜向下的壓力以及A對B的靜摩擦力，其中A對B斜向下的壓力以及A對B的靜摩擦力的合力與A的重力大小相等，方向豎直向下，所以B不受地面的摩擦力，故C錯誤；D．對整體進(jìn)行受力分析可知，整體在豎直方向合外力為零，故地面對B的支持力一定等于兩物體的重力，故D正確。故選D。6．如圖所示，光滑的圓柱置于斜面上，擋板可繞固定軸轉(zhuǎn)動，使擋板從圖示位置（）緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在此過程中，擋板受到的壓力大小將（）A．逐漸變大 B．逐漸變小 C．先變大后變小 D．先變小后變大【答案】D【解析】【分析】【詳解】在擋板角度變化的過程中，圓柱在重力及兩個接觸面的彈力作用下處于動態(tài)平衡，受力分析如下三個力可以構(gòu)成一個閉合的矢量三角形如下圖由圖可知，隨著木板的轉(zhuǎn)動，木板對圓柱體的壓力先變小后變大，根據(jù)牛頓第三定律，擋板受到的壓力也先變小后變大。故選D。7．如圖所示，輕桿的一端固定一光滑球體，桿以另一端O為自由轉(zhuǎn)動軸，而球又?jǐn)R置在光滑斜面上，若桿與豎直墻面的夾角為β，斜面傾角為θ，開始時β<θ，且β+θ<90°，則為使斜面能在光滑水平面上緩慢向右運動，在球體離開斜面之前，作用于斜面上的水平外力F的大小、輕桿受力T和地面對斜面的支持力N的大小變化情況是（）A．F逐漸增大，T逐漸減小，N逐漸減小B．F逐漸減小，T逐漸減小，N逐漸增大C．F逐漸增大，T先減小后增大，N逐漸增大D．F逐漸減小，T先減小后增大，N逐漸減小【答案】C【解析】【分析】【詳解】對小球受力分析，受到重力mg、支持力N和桿的支持力T，如圖根據(jù)共點力平衡條件，有解得，對斜面體受力分析，受到推力F、重力Mg、支持力FN和壓力N，如圖根據(jù)共點力平衡條件，有Nsinα=FMg+Ncosα=FN解得故隨著β的增大，T減小，F(xiàn)增大，F(xiàn)N增大；故ABD錯誤，C正確。故選C。8．如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊靠在豎直粗糙墻壁上，且受到水平力F的作用，下列說法正確的是（）A．若撤去F，木塊沿墻壁下滑時，木塊受滑動摩擦力大小等于mgB．若木塊靜止，當(dāng)F增大時，木塊受到的靜摩擦力隨之增大C．若木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ，則當(dāng)撤去F時，木塊受到的滑動摩擦力大小等于μmgD．若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上【答案】D【解析】【分析】【詳解】AC．若撤去推力后，墻壁對物體的支持力減小為零，故最大靜摩擦力減為零，物體只受重力，做自由落體運動；故AC錯誤；BD．木塊在推力作用下靜止時，處于平衡態(tài)，受推力F、重力G、向上的靜摩擦力f和向右的支持力N，如圖根據(jù)共點力平衡條件：F=N，G=f，當(dāng)推力增大時，物體仍然保持靜止，故靜摩擦力的大小不變，始終與重力平衡；B錯誤，D正確；故選D。9．20世紀(jì)末，由于生態(tài)環(huán)境的破壞，我國北方地區(qū)3、4月份沙塵暴天氣明顯增多。近年來，我國加大了環(huán)境治理，踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，沙塵天氣明顯減少?，F(xiàn)把沙塵上揚后的情況簡化為沙塵顆粒懸浮在空中不動。已知風(fēng)對沙塵的作用力表達(dá)式為F=αρAv2，其中α為常數(shù)，ρ為空氣密度，A為沙塵顆粒的截面積，v為風(fēng)速。設(shè)沙塵顆粒為球形，密度為ρ0，半徑為r，風(fēng)速豎直向上，重力加速度為g，則v的表達(dá)式為（）A．B．C．D．【答案】B【解析】【分析】【詳解】沙塵懸浮時受力平衡，根據(jù)平衡條件有其中由題意知聯(lián)立以上四式得選項B正確，ACD錯誤。故選B。10．如圖所示，在斜面上放兩個光滑球A和B，兩球的質(zhì)量均為m(不隨r改變)，它們的半徑分別是R和r，球A左側(cè)有一垂直于斜面的擋板，兩球沿斜面排列并靜止，以下說法正確的是（）A．斜面傾角θ一定，R>r時，R越大，r越小，B對斜面的壓力越小B．斜面傾角θ一定，R=r時，兩球之間的彈力最小C．斜面傾角θ一定時，A球?qū)醢宓膲毫﹄S著r減小而減小D．半徑確定時，隨著斜面傾角θ逐漸增大，A受到擋板作用力先增大后減小【答案】B【解析】【分析】用整體法和隔離體法分別對B球和AB整體進(jìn)行受力分析，再根據(jù)R與r的關(guān)系變化及傾角變化，分析各個力的變化?！驹斀狻緽．對B球的受力分析，如圖所示N1、N2的合力與重力mg等大反向，在右側(cè)力的三角形中，豎直邊大小等于mg，當(dāng)傾斜角一定時，N2的方向保持不變，R=r時，N1恰好垂直于N2，此時N1最小，故B正確；A．當(dāng)R>r時，R越大，r越小，N1越向下傾斜，N2都越大，即斜右對B的支持力越大，根據(jù)牛頓第三定律，B對斜面的壓力也越大，故A錯誤；C．將兩個球做為一個整體，檔板對A的支持力等于兩球重力的下滑分力，斜面傾角θ一定時，下滑分力一定，與R及r無關(guān)，故C錯誤；D．半徑確定時，而當(dāng)斜面傾角θ逐漸增大，兩球的下滑分析增大，因此A對檔板的壓力一直增大，故D錯誤。故選B?！军c睛】動態(tài)分析時將各個力移動到一個三角形中進(jìn)行分析，比較容易發(fā)現(xiàn)各個力的大小變化。11．如圖所示，斜面體固定在水平面上，一輕質(zhì)細(xì)線繞過滑輪1和滑輪2，兩端分別與物體和輕環(huán)連接，輕環(huán)穿在水平橫桿上，滑輪2下吊一物體。物體和滑輪1間的細(xì)線平行于斜面，系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)將向右移動少許，物體始終靜止，系統(tǒng)再次靜止，不計滑輪質(zhì)量和滑輪與繩間的摩擦。則（）A．細(xì)線拉力將變大B．地面對斜面體的支持力將變大C．橫桿對輕環(huán)的摩擦力將變大D．斜面體對物體的摩擦力將變小【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．以滑輪2為研究的對象，受力如圖若將向右移動少許，兩個繩子之間的夾角增大，由于對滑輪的拉力不變，兩個繩子之間的夾角變大，根據(jù)繩子的拉力F一定變大，A正確；B．對斜面體、物體、物體整體受力分析，受重力、支持力、細(xì)線的拉力和地面的靜摩擦力，如圖所示根據(jù)平衡條件，有與角度無關(guān)，恒定不變，B錯誤；C．以為研究的對象水平方向向右移動少許，F(xiàn)變大，變大，變大，橫桿對輕環(huán)的摩擦力將變大，C正確；D．若原來物塊有下降趨勢，繩子拉力增大，可能有上升趨勢，因摩擦力大小和方向都不能確定，D錯誤。故選AC。12．如圖所示，傾角為30°的斜面體靜止在水平地面上，輕繩一端連著斜面上一質(zhì)量為m的物體A，輕繩與斜面平行，另一端通過兩個滑輪相連于天花板上的P點。動滑輪上懸掛物體B，開始時懸掛動滑輪的兩繩均豎直.現(xiàn)將P點緩慢向右移動，直到動滑輪兩邊輕繩的夾角為120°時，物體A剛好要滑動。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)為。整個過程斜面體始終靜止，不計滑輪的質(zhì)量及輕繩與滑輪間的摩擦。下列說法正確的是（）A．物體B的質(zhì)量為1.25mB．物體A受到的摩擦力先減小再增大C．地面對斜面體的摩擦力一直水平向左并逐漸增大D．斜面體對地面的壓力逐漸增大【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．隨著P點緩慢向右移動，拉物體B的兩邊繩子拉力越來越大，當(dāng)夾角為120o時繩子拉力恰好等于B物體的重力，此時物體A恰好達(dá)到最大靜摩擦力將向上滑動，則解得A正確；B．初始時刻，拉物體B的兩邊繩子豎直時，繩子拉力此時A受摩擦力沿斜面向下，因此當(dāng)P緩慢移動過程中，繩子拉力逐漸增大，A受斜面的摩擦力一直增大，B錯誤；C．將物體A與斜面體做為一個整體，設(shè)拉物體B的繩子與水平方向夾角為，則斜面體受地面的摩擦力隨P點緩慢移動，繩子拉力T越來越大，繩子與水平夾角越來越小，地面對斜面體的摩擦力越來越大，C正確；D．將物體A、B及斜面體做為一個整體，在P向右緩慢移動的過程中，繩子拉力的豎直分量為保持不變，因此地面的支持力保持不變，D錯誤。故選AC。13．如圖所示，光滑水平面和傾角為45°的光滑斜面對接，質(zhì)量為m的小球靜止在斜面底端。對小球施加一水平向右的作用力F，小球未離開水平面，F(xiàn)的值可能為（）A．mg B．mg C．mg D．2mg【答案】AB【解析】【分析】【詳解】對小球施加一水平向右的作用力F，當(dāng)力F為0時，小球受重力和水平面的支持力平衡，隨著力F的增大，斜面對小球也將產(chǎn)生彈力的作用。當(dāng)小球恰好與水平面無作用力，僅受斜面彈力而平衡時，F(xiàn)最大，受力如圖此時根據(jù)幾何關(guān)系有所以mg和mg為F的可能值，故選AB。14．如圖所示，傾角為α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物體a放在斜面上，輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上，另一端繞過光滑的滑輪固定在c點，滑輪2下懸掛物體b，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將固定點c向左緩慢移動少許，發(fā)現(xiàn)a與斜劈始終靜止，則在此過程中A．斜劈對地面的壓力不變B．細(xì)線對物體a的拉力增大C．細(xì)線對滑輪2的作用力不變D．地面對斜劈的摩擦力增大【答案】AC【解析】【分析】【詳解】BC．對滑輪和物體b受力分析，受重力和兩個拉力，如圖所示：根據(jù)平衡條件，有：解得：將固定點c向左移動少許，則減小，故拉力T減??；細(xì)線對滑輪2的作用力等于b的重力，保持不變，故B錯誤，C正確；AD．對斜面體、物體a、物體b整體受力分析，受重力、支持力、細(xì)線的拉力和地面的靜摩擦力，如圖所示：根據(jù)平衡條件，有：N=G總G總N與角度無關(guān)，恒定不變；根據(jù)牛頓第三