1、单元素养测评（三）(90分钟100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1下列说法正确的是()A.两个物体接触必有相互作用的弹力B.重物挂于绳下端，重物对绳的拉力就是重物的重力C.支持力一定沿竖直方向D.书放在桌面上静止，桌面的形变产生了对书的支持力【解析】选D。弹力产生的条件是接触且发生形变，故A错误；拉力和重力是两种不同性质的力，重物挂于绳下端，重物对绳的拉力和重物的重力只是大小相等，故B错误；斜面上的物体受到的支持力不是沿竖直方向，而是垂直斜面向上，故C错误；书放在桌面上静止，桌面的形变产生了对书的支持力，选项D正确。2关于物体的重力和重
2、心，下列说法中正确的是()A.物体的重心就是物体上最重的点B.由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力C.物体的重心可以不在这个物体上，但有规则形状的均匀物体的重心就一定在物体上D.形状规则的物体的重心必与其几何中心重合【解析】选B。物体的重心是重力的等效作用点，不是物体上最重的点，A错误；由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，B正确；物体的重心可以不在这个物体上，有规则形状的均匀物体的重心也不一定在物体上，C错误；形状规则且质量分布均匀的物体的重心必与其几何中心重合，D错误。3下列几组同一平面内的三个共点力中，它们的合力不可能为零的是()A.3 N、3 N、5 N B2 N、5 N、10 NC.
3、5 N、6 N、7 N D6 N、8 N、10 N【解析】选B。由三角形定则可知：三个力的大小3、3、5可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故A不符合题意。 三个力的大小2、5、10不能组成一个三角形，三个力的合力不可能为零，故B符合题意。三个力的大小5、6、7可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故C不符合题意。三个力的大小6、8、10可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故D不符合题意。4如图所示，质量为m的箱子在与水平方向成角的恒力F作用下，静止在水平地面上。下列说法正确的是()A.物块受到的支持力大小为mgB.物块受到的支持力大小为F sin C.物块受到的摩擦力大小为0
4、D.物块受到的摩擦力大小为F cos 【解析】选D。设物体受到的支持力为N，摩擦力为f，由力的平衡可知，竖直方向有mgNF sin 水平方向有F cos f，故有NmgF sin 故选D。5小明同学想要悬挂一个画框，以下四种方法中每根绳子所受拉力最小的是()【解析】选D。镜框受重力和两根绳子的拉力处于平衡，合力等于0，知两根绳子拉力的合力等于重力，绳子的夹角越小，绳子拉力越小，故A、C错误；B图中只有一根绳子，则其拉力大小等于画框的重力的大小，而D图中有两根绳子，而且两根绳子之间的夹角为0，夹角最小，绳子拉力也最小，则此时每根绳子的拉力大小等于其重力大小的，故B错误，D正确。6如图所示，一只气
5、球在风中处于静止状态。风对气球的作用力大小为F，方向水平向右，气球受到的浮力竖直向上，气球受到的重力为G，轻绳与水平方向的夹角为，则气球受到浮力的大小为()A.G BGC. DF tan G【解析】选D。由平衡条件得FFTcosF浮GFTsin解得F浮F tan G故选D。7.如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45角，则下列叙述正确的是()A.小球A、B受到的拉力
6、TOA与TOB相等，且TOATOBmgB.弹簧弹力大小mgC.A球质量为mD.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg【解析】选C。对B分析，根据共点力平衡得：水平方向有：TOBsin45F竖直方向有：TOBcos45mg，则TOBmg，弹簧弹力 Fmg，根据定滑轮的特性知：TOA与TOB相等；故A，B错误。对A分析，如图所示：由几何关系可知拉力TOA和支持力N与水平方向的夹角相等，夹角为60，则N和TOA相等，有：2TOAsin60mAg，解得：mAm，由对称性可得：NTOAmg，故C正确，D错误。8用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图所示。P、Q均处于静
7、止状态，则下列说法正确的是()A.若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大B.小球P受4个力的作用C.物块Q受到3个力的作用D.若绳子变短，绳子的拉力将变小【解析】选B。Q受到的静摩擦力竖直向上，与其重力平衡，与绳子长度无关，所以若绳子变短，Q受到的静摩擦力不变，故A错误；P受到重力、Q的支持力和静摩擦力，绳子的拉力，共4个力作用，故B正确；Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和静摩擦力，共4个力作用，故C错误；设绳子与竖直方向的夹角为，Q对P的支持力FN，P、Q之间摩擦力为F，Q重力为GQ，P的重力为GP，绳子的拉力大小为F，则由平衡条件得：fGQ，GPfF cos ，则GPGQF cos ，GP与G
8、Q不变，若绳子变短，变大，cos 变小，则F变大，故D错误。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9如图所示，两个相同的光滑小球甲和乙放在倾角为45的斜面上，被一固定在斜面上的竖直挡板挡住，设每个小球的重力大小为G，斜面对甲球的作用力大小为F1，挡板对甲球的作用力大小为F2，甲球对乙球的作用力大小为F3。当竖直挡板绕铰链A逆时针转到与斜面垂直位置的过程中，以下结论正确的是()A.F1减小、F2减小 BF2增大、F3减小C.F2减小、F3不变 DF1增大、F2增大【解析】选A、C。对整体受力分析，当缓
9、慢转动挡板至挡板与斜面垂直的过程中，弹力F2的方向也从图示位置转动到与斜面平行位置。受力情况如图所示，所以F1减小、F2减小，故A正确、D错误；虽然挡板在变化，但小球甲对小球乙的弹力方向没变，小球乙的重力没变，斜面对小球乙的支持力方向也没变，虽然小球乙位置在缓慢变化，但小球乙所受力没有变化，故F3不变，故B错误、C正确。10长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大)，另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随着角度的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是()A.木块与木板间的动摩擦因数B.木块与木
10、板间的动摩擦因数C.木板由水平位置转到1的过程中，木块受到的摩擦力逐渐增大，木块相对于木板保持静止D.木板由1转到2的过程中，木块的速度变化越来越快【解析】选A、C、D。木块受到的摩擦力在开始到滑动前为静摩擦力，fmg sin ，故为正弦规律变化；而滑动后变为了滑动摩擦力，则摩擦力fmg cos ，为余弦规律变化，而滑动摩擦力一般小于最大静摩擦力，当夹角为1时，最大静摩擦力为Ff2，而滑动摩擦力为Ff1；当mg cos 1Ff1解得：，故A正确，B错误；木板由水平位置转到1的过程中，木块受到的静摩擦力渐渐增大，木块相对于木板保持静止，故C正确；当木板由1转到2的过程中，依据mg cos Ff；
11、可知，木块受到的摩擦力大小会减小，重力沿斜面方向的分力越来越大，则其受到的合力增大，那么加速度增大，因此木块的速度变化越来越快，故D正确。11如图所示，在竖直平面内，固定有半圆弧轨道，其两端点M、N连线水平。将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环A，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，小球恰好静止在图示位置。不计所有摩擦，重力加速度大小为g。下列说法正确的是()A.轨道对轻环的支持力大小为mgB.细线对M点的拉力大小为mgC.细线对轻环的作用力大小为mgD.N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30【解析】选A、D。对球分析，受重力和拉力而平衡，故Tmg；再对环受力分析，受两个拉力和支持力，两
12、拉力等大，如图所示。根据平衡条件与圆环的受力特点可知，图中12，再根据等腰三角形底角相等，有213，而12390，故12330，故D正确；轨道对轻环的支持力大小为：FNTmg，故A正确；细线对M点的拉力大小为：Tmg，故B错误；细线对轻环的作用力大小为两个拉力的合力为Tmg，故C错误。12如图所示，一小环套在竖直平面内放置的光滑大圆环上，轻弹簧一端与小环相连，另一端固定在大环的最高点A，当小环保持静止时，弹簧与竖直方向的夹角为37，下列说法正确的是()A.弹簧可能处于伸长状态，也可能处于压缩状态B.大环对小环的弹力等于小环的重力C.大环对小环的弹力小于小环的重力D.弹簧的弹力大于小环的重力【解
13、析】选B、D。小环受到重力、弹簧的弹力和大环的弹力而平衡，根据三力平衡合力为零可知，弹簧不可能处于压缩状态，受力情况如图所示，故A错误；由于弹簧的弹力与小环的重力的合力与大环对小环的弹力平衡，三力构成一个矢量三角形，根据几何关系可知，OB与AB的夹角也为，则Nmg，其中弹簧弹力对应的角为AOB180237106，根据三角形中大边对大角可知，Fmg，故B、D正确，C错误。三、非选择题(本题共6小题，共60分)13(6分)在“探究求合力的方法”实验中，欧阳同学用两把弹簧测力计将橡皮筋的端点拉到点O后，作出了这两个拉力F1、F2的图示，如图甲所示。改用一把弹簧测力计将橡皮筋的端点拉到同一点O，此时弹
14、簧测力计的示数F如图乙所示。(1)图乙中，弹簧测力计的示数F大小为_N；(2)在图甲中作出弹簧测力计拉力F的图示；(3)用虚线把力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，观察图形，可以发现的规律是_。【解析】(1)由图可知，弹簧测力计的最小分度为0.1 N，则弹簧测力计的示数F大小为2.05 N；(2)运用图示法作出弹簧测力计拉力F的图示，如图所示；(3)用虚线把力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，观察图形，可以发现的规律是：在实验误差允许范围内以分力F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线为合力F。答案：(1)2.05(2)图见解析(3)见解析14(8分)“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实
15、验中，组成了如图所示的装置，所用的每个钩码的质量都是30 g。某同学先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，在坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线。(弹簧认为是轻弹簧，弹力始终未超出弹性限度，取g10 m/s2) (1)由图线求得该弹簧的劲度系数k_N/m，原长为_cm。(结果均保留两位有效数字)(2)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用毫米刻度尺测出弹簧的原长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LL0作为弹簧的伸长量x。这样操作，由于弹簧
16、自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的_。【解析】(1)根据胡克定律Fk(xx0)即Fkxkx0，图像斜率等于弹簧的劲度系数，故：k N/m28 N/m当F0时，xx0，即图像与x轴的交点等于弹簧的原长，即x06.0 cm。(2)把弹簧悬挂后，由于弹簧自身有重力，在不加外力的情况下，弹簧已经有一定的伸长，故C正确。答案：(1)27(2529均可)6.0(2)C15(7分)在水平拉力F的作用下，A、B两球均处于静止状态，OA、AB绳倾斜，OB绳竖直，请分别作出A、B两球的受力示意图。【解析】对球B受力分析，B球受到重力和OB绳子的拉力，AB绳对B球没有拉力，否则OB不能处于竖直状态；对球A受
17、力分析，受到重力、拉力F和OA绳子的拉力，共三个力作用，如图所示。答案：见解析16(9分)探究弹力和弹簧伸长量的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N的重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，求：(1)弹簧的原长L0；(2)弹簧的劲度系数k。【解析】(1)(2)根据胡克定律得当悬挂15 N重物时F1k(L1L0)当悬挂20 N重物时F2k(L2L0)将F115 N，L10.16 m，F220 N，L20.18 m代入解得k250 N/m，L00.10 m答案：(1)0.10 m(2)250 N/m17(14分)如图所示，用力F将一质量为1 kg的物体压在竖直墙壁
18、上，F50 N，方向垂直于墙，若物体匀速下滑，(取g10 N/kg)，求：(1)物体与墙壁间的动摩擦因数；(2)若给物体施加的力大小为60 N，物体静止不动，求它受到的摩擦力大小。【解析】(1)物体匀速下滑时，物体受到重力mg、压力F、墙壁的支持力N和滑动摩擦力f，由平衡条件得fGmg1 kg10 N/kg10 N，FN根据滑动摩擦力公式可知fN解得0.2(2)若物体静止不动，说明物体仍处于平衡状态，由平衡条件得：fG10 N方向与重力的方向相反，竖直向上。答案：(1)0.2(2)10 N18(16分)如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为4 kg的物体，若保持AC绳的方向不变，AC与竖直
19、方向的夹角为60，BC绳的方向与竖直方向的夹角为且可以改变(取g10 m/s2)，试求：(1)当60且物体平衡时，BC绳上的拉力大小；(2)当物体能达到平衡时，角的取值范围，要求简要说明理由；(3)在090的范围内，物体平衡时BC绳上拉力的最大值和最小值。【解析】(1)60时，三力夹角均为120，由几何知识知F合FBCFAC，根据平衡条件，则FBCmg40 N；(2)改变BC绳的方向时，AC绳的拉力TA方向不变，两绳拉力的合力F与物体的重力平衡，重力大小和方向均保持不变，如图所示经分析可知，最小为0，此时TA0；且必须小于120，否则两绳的合力不可能竖直向上。所以角的取值范围为：0120(3)在090的范围内，由图知，90时FBC拉力最大Fmaxmg40 N30时FBC拉力最小Fminmg20 N答案：(1)40 N(2)0120理由见解析(3)40 N20 N
