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第二章 相互作用 本章綜合能力提升練 (限時：45分鐘) 一、單項選擇題 1.(2016浙江10月選考3)中國女排在2016年奧運會比賽中再度奪冠．圖1為比賽中精彩瞬間的照片，此時排球受到的力有(　　) 圖1 A．推力 B．重力、推力 C．重力、空氣對球的作用力 D．重力、推力、空氣對球的作用力 答案　C 解析　此時手與球并沒有接觸，所以沒有推力，故C選項正確． 2．如圖2所示，鐵質(zhì)的棋盤豎直放置，每個棋子都是一個小磁鐵，能吸在棋盤上，不計棋子間的相互作用力，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．棋子共受三個力作用 B．棋子對棋盤的壓力大小一定等于重力 C．磁性越強的棋子所受的摩擦力越大 D．質(zhì)量不同的棋子所受的摩擦力不同 答案　D 解析　棋子受重力、棋盤的吸引力、棋盤的彈力、摩擦力，共四個力，A錯誤；棋子對棋盤的壓力大小等于棋盤對棋子的吸引力的大小，與重力大小無關(guān)，B錯誤；棋子所受摩擦力的大小總是等于重力，與棋子的磁性強弱無關(guān)，C錯誤；棋子所受摩擦力的大小等于重力，則質(zhì)量不同的棋子所受摩擦力不同，D正確． 3.如圖3所示是放在水平地面上的磁懸浮地球儀，地球儀依靠它與底座之間的磁力懸浮在底座的正上方保持靜止，已知地球儀的質(zhì)量為m，底座的質(zhì)量為M，則底座對水平地面的作用力大小為(　　) 圖3 A．0 B．mg C．Mg D．(m＋M)g 答案　D 解析　將地球儀和底座看成整體，整體受到的重力為(m＋M)g，支持力為FN，滿足FN＝(m＋M)g，根據(jù)牛頓第三定律可知底座對水平地面的作用力大小為(m＋M)g，D正確． 4．假期里，一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜，對菜刀產(chǎn)生了興趣．他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，如圖4所示，菜刀刀刃橫截面為等腰三角形，刀刃前部的橫截面頂角較小，后部的頂角較大，他先后做出過幾個猜想，其中合理的是(　　) 圖4 A．刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便，外形美觀，跟使用功能無關(guān) B．在刀背上加上同樣的壓力時，分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān) C．在刀背上加上同樣的壓力時，頂角越大，分開其他物體的力越大 D．在刀背上加上同樣的壓力時，頂角越小，分開其他物體的力越大 答案　D 5.如圖5所示，兩個相同的小物塊P、Q靜止在斜面上，P與Q之間的輕彈簧A處于伸長狀態(tài)，Q與擋板間的輕彈簧B處于壓縮狀態(tài)，則以下判斷正確的是(　　) 圖5 A．撤去彈簧A，物塊P將下滑，物塊Q將靜止 B．撤去彈簧A，彈簧B的彈力將變小 C．撤去彈簧B，兩個物塊均保持靜止 D．撤去彈簧B，彈簧A的彈力將變小 答案　C 解析　根據(jù)題意：將P、彈簧A、Q看成整體可以知道，整體所受的摩擦力方向均沿斜面向上，整體所受的摩擦力大于整體重力沿斜面向下的分力，撤去彈簧B后，兩個物塊均保持靜止，彈簧A的彈力不變，撤去彈簧A后物塊P和Q仍然可以處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧B的彈力可能不變，故A、B、D錯誤，C正確． 6．浙江省某中學(xué)校園環(huán)境優(yōu)美，景色宜人，如圖6甲所示，淡如橋是同學(xué)們必走之路，淡如橋是座石拱橋，圖乙是簡化圖，用四塊相同的堅固石塊壘成圓弧形的石拱，其中第3、4塊固定在地基上，第1、2塊間的接觸面是豎直的，每塊石塊的兩個側(cè)面間所夾的圓心角為30.假定石塊間的摩擦力忽略不計，則第1、2石塊間的作用力和第1、3石塊間的作用力大小之比為(　　) 　　　甲　　　　　　　　　　　乙 圖6 A.B.C.D. 答案　C 解析　對石塊1受力分析，可知FN12∶FN13＝sin60＝，故C正確． 7.(2018溫州市3月選考)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常低頭玩手機會引起各類疾?。?dāng)人體直立時，頸椎所承受的壓力等于頭部的重量，低頭玩手機時，頸椎受到的壓力會隨之變化．現(xiàn)將人體頭頸部簡化為如圖7所示的模型，P點為頭部的重心，PO為提供支持力的頸椎(視為輕桿)可繞O點轉(zhuǎn)動，PQ為提供拉力的肌肉(視為輕繩)．當(dāng)某人低頭時，PO、PQ與豎直方向的夾角分別為30、60，此時頸椎受到的壓力與直立時頸椎受到的壓力之比約為(　　) 圖7 A．1∶1 B.∶1 C.∶1 D．2∶1 答案　C 8.光滑斜面上固定著一根剛性圓弧形細(xì)桿，小球通過輕繩與細(xì)桿相連，此時輕繩處于水平方向，球心恰位于圓弧形細(xì)桿的圓心處，如圖8所示．將懸點A緩慢沿桿向上移動，直到輕繩處于豎直方向，在這個過程中，輕繩的拉力(　　) 圖8 A．逐漸增大 B．大小不變 C．先減小后增大 D．先增大后減小 答案　C 解析　當(dāng)懸點A緩慢沿桿向上移動的過程中，小球始終處于平衡狀態(tài)，小球所受重力mg的大小和方向都不變，支持力的方向不變，對球進行受力分析如圖所示，由圖可知，拉力FT先減小后增大，C正確． 9.如圖9所示，兩個小球a、b質(zhì)量均為m，用細(xì)線相連并懸掛于O點，現(xiàn)用一輕質(zhì)彈簧給小球a施加一個拉力F，使整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，且Oa與豎直方向夾角為θ＝45，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則彈簧形變量不可能是(　　) 圖9 A.B.C.D. 答案　B 解析　當(dāng)F與細(xì)線Oa垂直時，F(xiàn)有最小值，F(xiàn)的最小值為Fmin＝2mgsinθ＝2mg＝mg.根據(jù)胡克定律得Fmin＝kxmin，所以xmin＝，A、C、D可能，B不可能． 二、多項選擇題 10.在2015年9月3日抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵中，20架直升機組成數(shù)字“70”字樣飛過天安門上空．如圖10所示，為了使領(lǐng)航的直升機下懸掛的國旗不致上飄，在國旗的下端懸掛了重物，假設(shè)國旗(包括懸掛物，看成一個物體)的質(zhì)量為m，直升機的質(zhì)量為M，直升機水平勻速飛行，在飛行過程中，懸掛國旗的細(xì)線與豎直方向的夾角始終為α.以下說法正確的是(　　) 圖10 A．國旗受到2個力的作用 B．細(xì)線的拉力大于mg C．空氣對國旗的阻力大小為mgtanα D．空氣給直升機的力的方向豎直向上 答案　BC 解析　對國旗受力分析如圖，國旗受三個力，重力、細(xì)線的拉力和空氣阻力，其中空氣阻力與運動的方向相反，沿水平方向．根據(jù)共點力平衡得F＝，F(xiàn)f＝mgtanα，故B、C正確，A、D錯誤． 11.有一堆沙子在水平地面上堆成圓錐形，穩(wěn)定時底角為α，如圖11所示．如果視每粒沙子完全相同，沙子與沙子之間、沙子與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ，沙子之間的最大靜摩擦力可近似認(rèn)為與滑動摩擦力相等，下列說法正確的是(　　) 圖11 A．沙子穩(wěn)定時，沙堆底面受到地面的摩擦力一定為零 B．沙子穩(wěn)定時，只有形成嚴(yán)格規(guī)則的圓錐底面受到地面的摩擦力才為零 C．沙子穩(wěn)定形成的圓錐底角最大值為αmax＝arctanμ D．沙子穩(wěn)定形成的圓錐底角最大值為αmax＝arcsinμ 答案　AC 解析　只要沙子穩(wěn)定，沙堆底面受到地面的摩擦力就一定為零，不一定是嚴(yán)格規(guī)則的圓錐底面，故A正確，B錯誤．當(dāng)沙子形成穩(wěn)定的圓錐時，由二力平衡得μmgcosα＝mgsinα，αmax＝arctanμ，故C正確，D錯誤． 12.(20189＋1高中聯(lián)盟聯(lián)考)如圖12所示，光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO′懸掛于O點，另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b，外力F水平向右拉b，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊b始終保持靜止，則(　　) 圖12 A．繩OO′的張力保持不變 B．物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化 C．連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化 D．物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化 答案　AD 三、實驗題 13．圖13甲為“探究求合力的方法”的實驗裝置． 圖13 (1)下列說法中正確的是________． A．在測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條結(jié)點O的位置不能變化 B．彈簧測力計拉細(xì)線時，拉力方向必須豎直向下 C．F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計的量程 D．為減小測量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90 (2)彈簧測力計的指針如圖乙所示，由圖可知拉力F的大小為________N. 答案　(1)AC　(2)4.00 解析　(1)在同一組數(shù)據(jù)中，只有當(dāng)橡皮條結(jié)點O的位置相同時，兩個力的作用效果和一個力的作用效果才相同，故A正確；彈簧測力計拉細(xì)線時，方向不一定豎直向下，只要把O點拉到同一位置即可，故B錯誤；根據(jù)彈簧測力計的使用原則可知，在測力時不能超過彈簧測力計的量程，故C正確；F1、F2方向間夾角為90并不能減小誤差，故D錯誤． (2)由題圖乙彈簧測力計的指針指示位置可知，拉力F的大小為4.00N. 四、計算題 14．如圖14所示為小朋友在水平冰面上用繩子拉著冰車玩耍的情景．已知冰車與冰車上小朋友的總質(zhì)量為30kg，細(xì)繩受到的拉力為100N，拉力與水平方向的夾角為37，冰車做勻速直線運動．(取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8)求： 圖14 (1)冰車對冰面的壓力大?。? (2)冰車與冰面間的動摩擦因數(shù)． 答案　(1)240N　(2) 解析　(1)對冰車及冰車上小朋友組成的整體受力分析得：冰面的支持力FN＝mg－Fsin37，解得FN＝240N 根據(jù)牛頓第三定律得冰車對冰面的壓力大小FN′＝FN＝240N (2)根據(jù)滑動摩擦力公式Ff＝μFN 冰車勻速滑動，水平方向受力平衡Ff＝Fcos37 解得μ＝. 15.如圖15所示，水平細(xì)桿上套有一質(zhì)量為0.54kg的小環(huán)A，用輕繩將質(zhì)量為0.5kg的小球B與A相連．B受到始終與水平方向成53角的斜向右上的風(fēng)力作用，與A一起向右勻速運動，此時輕繩與水平方向夾角為37，運動過程中B球始終在水平細(xì)桿的下方，求：(取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8) 圖15 (1)B對繩子的拉力大??； (2)A與桿間的動摩擦因數(shù)． 答案　(1)3.0N　(2) 解析　(1)對小球B由平衡條件得繩的拉力為 FT＝mgsin37＝3.0N 由牛頓第三定律知B對繩子的拉力大小為3.0N (2)環(huán)A做勻速直線運動，有 FTcos37－Ff＝0 FN＝Mg＋FTsin37 而Ff＝μFN，聯(lián)立解得μ＝.