9 章末过关检测(三)

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章末过关检测(三)
(时间：90分钟　分值：100分)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．对牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是(　　)
A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失 []《优化&方案~%*》教辅[#]
B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力
C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力
D．作用力和反作用力在任何情况下都不会平衡
解析：选D。根据牛顿第三定律可知，两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反、性质相同、同时产生、同时消失，故A、B、C错误，D正确。 []#*~《%优^化方案》教辅[]
2．下列关于重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是(　　)
A．静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间 []2^022版@新教材*教辅&%[]
B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大 []%#《*优化方案^》教辅&[]
C．动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比
D．物体的重心一定在物体上
解析：选A。静摩擦力Ff的范围是0Fb>Fc B．Fa>Fc＝Fb
C．Fa＝Fb>Fc D．Fa＝Fb＝Fc []《优化方#案》教辅[%~^@]
解析：选C。分别对三种形式的结点进行受力分析，设杆子的作用力分别为F1、F2、F3，各图中T＝mg。
[]^20*2%2版@新教材教辅[&]
在图(a)中，F1＝2mg cos 30°＝mg。
在图(b)中，F2＝mg tan 60°＝mg。
在图(c)中，F3＝mg cos 30°＝mg。
可知Fa＝Fb＞Fc，故C正确，A、B、D错误。 []@《优#化方案》*教%辅[&]
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
9.

物体b在力F作用下将物体a向光滑的竖直墙壁挤压。如图所示，a处于静止状态。则(　　)
A．a受到的摩擦力有两个
B．a受到的摩擦力大小不随F变化
C．a受到的摩擦力大小随F的增大而增大
D．a受到的摩擦力方向始终竖直向上
解析：选BD。对于a，由于墙壁光滑，只受到b对a的摩擦力，所以a受重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的静摩擦力处于平衡状态，则b对a的摩擦力等于a的重力，方向竖直向上，F增大，摩擦力大小不变，始终等于a的重力，故B、D正确，A、C错误。
10．如图所示，用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻，F减小为零。物体所受的摩擦力Ff随时间变化的图像可能是(　　)



解析：选AD。由题意可知，物体在匀速运动，从t＝0时刻，拉力F开始均匀减小，t1时刻拉力减小为零，出现的摩擦力有两种可能，一是当拉力为零时，物体仍在滑动，则受到的一直是滑动摩擦力，即大小不变，A正确；另一是当拉力为零前，物体已静止，则当拉力为零时，先是滑动摩擦力，后是静摩擦力，滑动摩擦力大小不变，而静摩擦力的大小与拉力相等，而此时拉力小于滑动摩擦力大小，D正确，B、C错误。
11．一根长为L的易断的均匀细绳，两端固定在水平天花板上的A、B两点。若在细绳的C处悬挂一重物，已知AC>CB，如图所示，则下列说法中正确的是(　　) []2*02~^2&版新教材%教辅[]

A．增加重物的质量，BC段先断
B．增加重物的质量，AC段先断
C．将A端往左移比往右移时绳子容易断
D．将A端往右移比往左移时绳子容易断
解析：选AC。对C点进行受力分析，如图：

由于C点处于平衡状态，对AC、BC两绳的拉力合成得到合力F，根据平衡条件得：F＝FC＝G
由于AC>BC，据几何关系得出：α>θ，FB>FA
增加重物的质量时，BC先断，故A正确，B错误；将A端往左移，根据几何关系得两绳夹角变大；根据平衡条件得两绳的合力不变，由于两绳夹角变大，所以两绳的拉力都变大，绳子容易断，故C正确；A端向右移，根据几何关系得两绳夹角变小，根据平衡条件得两绳的合力不变，由于两绳夹角变小，所以两绳的拉力都变小，都不会容易断，故D错误。
12.

明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。 []《优化%方案》*教@^辅[&]
一游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则(　　) []202@&*%2版新教材教辅[^]
A．若F一定，θ大时N大
B．若F一定，θ小时N大
C．若θ一定，F大时N大 []2~0#22版@新教材^%教辅[]
D．若θ一定，F小时N大
解析：选BC。选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的，力F的分解如图： []2~02@2%版新教*材教辅#[]

则：F＝F1cos ＋F2cos ＝2F1cos (90°－)＝2F1sin ，所以：F1＝，由公式可知，当F一定，θ小时N大；当θ一定，F大时N大。故A、D错误，B、C正确。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(6分)某同学用钩码和弹簧测力计做“验证力的平行四边形定则”实验。
(1)请将实验内容补充完整：
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，在另一端绑上两根系有细绳套的细线。
B．其中一根细线挂上5个质量相等的钩码(每个钩码质量均为50 g)，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录________、结点的位置O和细线方向。

C．将图甲中钩码取下一个，并将细线用一光滑铁钉B(可随时固定)支开，在另一细线上挂上弹簧测力计，使两细线成一定角度，拉弹簧测力计，如图乙所示，图中α、β可测定，当＝时，橡皮筋正好位于竖直方向且橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点的位置O重合，此时弹簧测力计的示数应为________N(当地重力加速度g取10 m/s2)。 []~*20#22版新教材教辅^[&]
(2)本实验采用的科学方法是________。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
解析：(1)由实验原理可知本实验利用等效替代法来验证“力的平行四边形定则”，图甲中钩码的重力即合力大小，细线方向即合力方向，所以应记录钩码的个数(细线上的拉力)、结点O的位置和细线方向，在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时，一定要将橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点的位置O重合，此时应记录钩码个数、弹簧测力计示数及对应的细线方向，分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有
4mg cos α＝F cos β，
代入数据得弹簧测力计的示数应为F＝3mg＝1.5 N。
(2)由(1)知是等效替代法。
答案：(1)钩码的个数(细线上的拉力)　1.5　(2)B
14．(8分)(2020·三门峡市外国语高级中学期中)(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是(　　) []2%^022版&新~*教材教辅[]
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用刻度尺测得弹簧的长度即弹簧的伸长量
D．用几根不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学甲做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把(L－L0)作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是(　　) []2~0%22&版@新教*材教辅[]

(3)某同学乙在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)。由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________N/m。

解析：(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，A正确；用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态，B正确；弹簧长度与弹簧原长之差为弹簧的伸长量，C错误； 本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，D错误；
(2)实验中用横轴表示弹簧的伸长量x，纵轴表示弹簧的拉力F(即所挂重物的重力大小)，当竖直悬挂时，由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量，但此时所挂重物的重力为0(即F＝0)，所以选C。 []《%优化方@~案*^》教辅[]
(3)当外力F＝0时，弹簧的长度即原长为L0＝10 cm，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k＝N/m＝50 N/m。
答案：(1)AB　(2)C　(3)10　50
15．(10分)如图所示，在竖直悬挂的弹簧下吊着一轻质定滑轮，一细线穿过滑轮连接着P、Q两物体，其中物体P放在水平地面上，物体Q竖直悬挂着，已知物体P的质量M＝1 kg，物体Q的质量m＝0.4 kg，弹簧的劲度系数k＝200 N/m，g取10 m/s2，求：

(1)物体P所受地面的弹力大小F；
(2)弹簧的伸长量x。 []202%2#版新教*^材教辅~[]
解析：(1)对Q进行受力分析，Q受到重力、细线的拉力，则细线的拉力为：T＝mQg＝4 N；对P受力分析，受到重力、支持力FN和绳子的拉力，由平衡条件得：T＋FN＝GP，解得：FN＝6 N；
(2)对轻质滑轮受力分析，根据平衡条件可知，弹簧弹力为：F＝2T＝8 N []*《优化方^案》&教辅#~[]
根据胡克定律得：F＝kx []^%2~022版新教材教辅@*[]
代入数据解得：x＝0.04 m。
答案：(1)6 N　(2)0.04 m
16．(12分)如图所示，物体A放在某一水平面上，已知物体A重60 N，A与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角，CD绳上的拉力为15 N。sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

(1)物体A受到的摩擦力为多大？
(2)物体B重力为多大？
解析：以结点C为研究对象，受力情况如图所示，因为处于静止状态，F1＝15 N，在x轴上，
AC绳的拉力F2＝F1cos 37°＝12 N
在y轴上，BC绳的拉力F3＝F1sin 37°＝9 N
A物体处于静止，在水平方向受到的摩擦力f大小与绳AC拉力大小相等，即f＝F2＝12 N
B物体处于静止，则GB＝F3＝9 N。

答案：(1)12 N　(2)9 N []202^2@版新教材教%~辅&[]
17．(12分)在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，如图所示。球的球心为O，OB与竖直方向的夹角为θ，正方体的边长a>R，正方体与水平地面的动摩擦因数为μ＝，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。 []202#2版~^@新教*材教辅[]

(1)正方体和墙壁对球的支持力N1、N2分别是多大？ []《优化方案&@》教~%辅*[]
(2)若θ＝45°，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球质量的最大值为多少？(tan 45°＝1)
解析：(1)球受力情况如图所示，根据平衡条件知

N1cos θ＝mg
N1sin θ＝N2 []《优&%化方案@》教^~辅[]
解得N1＝，N2＝mg tan θ。 []2*@0&2%2版新教^材教辅[]
(2)对整体受力分析如图
[]2@*022版新教材#^教辅&[]
则有N3＝Mg＋mg
N2＝f
f≤μN3 []《#*优~化方@案》%教辅[]
三式联立得mg tan θ≤μ(Mg＋mg)
解得m≤M。
答案：(1)　mg tan θ　(2)M
18．(12分)如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为10 kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为30°，整个装置处于静止状态。(g取10 m/s2，所有结果均保留3位有效数字)
[]《优化@&方案》教辅#~%[]
(1)求绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；
(2)若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小拉力的大小。
解析：(1)如图，水平竖直建立直角坐标系，对小球受力分析：

水平方向： T cos 45°＝N sin 30°
竖直方向：T sin 45°＋N cos 30°＝mg
联立解得：T＝51.8 N，N＝73.2 N；
(2)对小球受力分析，利用三角形定则：

由图可知，当F与绳垂直时，拉力最小，拉力的最小值为：Fmin ＝mg sin 45°＝70.7 N。
答案：(1)51.8 N　73.2 N　(2)70.7 N