2027届高三物理一轮复习专题检测 相互作用与共点力平衡

高三一轮复习专题检测——相互作用与共点力平衡 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．从科学方法而言，物理学中“用一个力代替几个力，且效果相同”，所运用的方法是(    ) A．等效替代 B．控制变量 C．理想实验 D．建立模型 2．家用室内引体向上器作为一种简单实用的健身器材，受到很多人的青睐。它通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与门框或墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，当健身者在单杠上悬停时（　　） A．手臂间距离越小，人所受到单杠的作用力越小 B．手臂间距离越大，人所受到单杠的作用力越大 C．健身者的质量越大，橡胶垫与墙面间的摩擦力越小 D．健身者的质量改变，橡胶垫与墙面间的摩擦力一定改变 3．如题图所示，一中学生用弹簧拉力器锻炼身体，该弹簧拉力器配置的每根弹簧完全相同。当只用2根弹簧时，该同学能将弹簧在弹性限度内从原长最大拉抻到。不计弹簧拉力器自重，若同时用5根弹簧，则该同学能将弹簧拉伸到的最大长度为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，水平地面上有一木箱，受到水平拉力F的作用，F随时间t正比增大，即（k为常数）。则木箱所受摩擦力f随时间t的变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，A、B两个物体的质量分别是、，且，整个系统处于静止状态，此时动滑轮与定滑轮之间的轻绳与水平方向夹角为，滑轮的质量和一切摩擦均不计，绳为轻质绳，如果将绳一端的固定点P缓慢向上移动到Q点，整个系统重新平衡后（　　） A．物体B的高度增大，不变 B．物体B的高度增大，变大 C．物体B的高度不变，变小 D．物体B的高度不变，不变 6．如图所示，轻质细杆的C端通过铰链固定在竖直墙壁上，B端固定一个小球。一根不可伸长的细绳，一端固定于墙上的A点，另一端与小球相连。已知小球受到的重力大小为G，，，取，，铰链处的摩擦力忽略不计，则细杆对小球的作用力大小为（　　） A． B． C． D．G 二、多选题 7．某同学为了探究弹簧弹力F和长度l的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置。实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度l为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F-l图像。某实验小组在上述实验中，使用两根不同的轻弹簧a和b（自重很小），得到弹力F与弹簧总长度l的图像如图所示。下列表述正确的是（　　） A．b的原长比a的长 B．a的劲度系数比b的大 C．施加同样大的力，a的形变量比b的大 D．测得的弹力与弹簧的总长度成正比 8．如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间动摩擦因数为，则物体受到的摩擦力的大小为（　　） A． B． C． D． 9．如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（    ） A．圆柱体对木板的压力先增大后减小 B．圆柱体对木板的压力逐渐增大 C．两根细绳上的拉力逐渐减小 D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变 10．质量为M的木楔倾角θ为37°，在水平面上保持静止。当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。如图所示，当用与木楔斜面成α角的力F拉木块，木块匀速上升（已知木楔在整个过程中始终静止）。可取sin37°=0.6。已知重力加速度为g，下列说法正确的有（    ） A．物块与斜面间的动摩擦因数为0.75 B．当α=37°时F有最小值 C．当α=30°时F有最小值 D．F的最小值为0.96mg 三、实验题 11．某同学在研究性学习中，利用所学的知识设计了如下的实验：一轻弹簧一端固定于某一开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示，如果本实验所用刻度尺的零刻度线恰好与弹簧左端对齐，在弹簧右端安装一个指针指向刻度尺，该同学通过改变细线上所挂钩码（未画出）的个数来改变弹簧的长度，现将测量数据记录在图乙表中，现要求在图丙中作出图线，并利用测量数据及描绘出的图线，对弹簧的有关特性进行研究，重力加速度。 m/kg 1.0 2.0 3.0 4.0 l/cm 25 35 45 55 图乙 （1）根据题目要求在图丙中作出图线______； （2）该实验设计排除了________对实验的影响，由图象可得出的结论是________； （3）弹簧的劲度系数为_________N/m，原长为_________cm。 12．在探究滑块与平板小车间的摩擦因数实验中，某同学设计了如下实验装置。如甲图所示，力传感器A与计算机相连，可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过细绳1与滑块相连，滑块放在较长平板小车右端，滑块的质量，小车的质量为M。另一根细绳2跨过定滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，初始整个装置处于静止状态，（重力加速度取）。 （1）时刻开始缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚开始运动时，立即停止倒沙子。传感器测得力的结果如图乙所示。则可求得滑块与小车间的动摩擦因数为___________；从图乙还可以看出本实验中滑块与小车间的最大静摩擦力为___________N。 （2）实验时如果发现桌面粗糙，则你认为对求的有何影响___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；实验中___________必须要保持水平（填“细绳1”、“细绳2”或“细绳1和2”）；小车开始运动后如果继续添加沙子，对实验是否有影响___________（填“有影响”或“无影响”）。 四、解答题 13．如图所示，一轻质三角形框架B处悬挂一定滑轮（质量可忽略不计）．一体重为500N的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为300N的物体． （1）此时人对地面的压力是多大？ （2）斜杆BC，横杆AB所受的力是多大？ 14．如图甲所示，一重力为的圆柱体工件放在形槽中，槽顶角，槽的两侧面与水平方向的夹角相等，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)要沿圆柱体的轴线方向（如图乙所示）水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？ (2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成角，如图丙所示，且保证工件对形槽两侧面的压力大小相等，发现工件能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．A 【详解】物理学中“用一个力代替几个力，且效果相同”，属于等效替代法，即一个力的效果与几个力的效果是相同，故A正确，BCD错误。 故选A。 2．D 【详解】AB．手臂间距离越小或者越大，健身者在单杆上悬停时，以健身者为研究对象，健身者处于平衡状态，受到单杠的作用力的大小始终等于健身者的重力大小，故AB错误； CD．健身者在单杆上悬停时，把健身者与室内引体向上器作为研究对象，摩擦力的大小等于健身者与室内引体向上器的重力，故健身者的质量越大，摩擦力越大，质量改变，橡胶垫与墙面间的摩擦力一定改变。C错误，D正确。 故选D。 3．C 【详解】当只用2根弹簧时，该同学能将弹簧在弹性限度内从原长最大拉抻到，则人的拉力为 若同时用5根弹簧，则有 解得 故选C。 4．D 【详解】水平拉力，从开始不断增大，则木箱刚开始受到静摩擦力作用，静摩擦力的大小与拉力相等，随时间增大，当木箱的拉力大于最大静摩擦力时，木箱开始滑动，此后滑动摩擦力的大小不变，而最大静摩擦力大于滑动摩擦力。 故选D。 5．D 【详解】当绳子端点在P点时，对B受力分析易得，绳子的张力 有绳子为绳，张力处处相等，可知 可得 当绳子的端点移到Q点平衡后，对B受力分析可得绳子的张力不变，故角度也不变。 故选D。 6．C 【详解】如图所示 对小球受力分析，通过图解法得细杆对小球的作用力F与重力G的关系为 解得 故选C。 7．AC 【详解】AB．根据胡克定律可得 由此可知，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，图线的横截距为弹簧的原长，所以 ， 即b的原长比a的原长大，b的劲度系数比a的劲度系数大，故A正确，B错误； C．施加同样大的力，b的劲度系数比a的劲度系数大，则b的形变量比a的形变量小，故C正确； D．弹簧弹力与形变量成正比，而与弹簧长度是一次函数关系，故D错误。 故选AC。 8．AB 【详解】物体在水平方向做匀速直线运动，对物体进行受力分析，则由题意可得 由摩擦力公式可得 故选AB。 9．AC 【详解】ABD．设两根细绳拉力的合力为T，圆柱体的受力分析图（侧视图）如图所示 根据正弦定理 当木板缓慢转动直至水平的过程中，保持不变，不变，由直角逐渐减小，减小，由锐角逐渐增大变为钝角，先增大后减小，故减小，先增大后减小，所以压力先增大后减小。故AC正确，B错误； D．由于两绳拉力的合力减小，而两绳的夹角保持不变，故两绳上的拉力减小。故D错误。 故选AC。 10．ABD 【详解】A．物块匀速下滑时，有 解得 A正确； BCD．物块匀速上升时，有 整理得 可知，当时F有最小值，最小值为 BD正确，C错误。 故选ABD。 11． 弹簧自身重力 在弹性限度内弹力与弹簧的伸长量成正比 100 15 【详解】（1）[1]根据实验数据在坐标系中描点连线如图所示 【答题空1】 【答题空2】 弹簧自身重力 【答题空3】 在弹性限度内弹力与弹簧的伸长量成正比 【答题空4】 100 【答题空5】 15 （2）[2]把弹簧竖直悬挂进行实验时，由于弹簧自身的重力往往使弹簧长度的测量存在误差，本实验把弹簧水平放置进行实验，排除了弹簧自身重力对实验的影响； [3]根据图象结合数学知识可知，图线与横轴的交点的横坐标表示弹簧的原长，由图线可建立与的函数关系 图线的斜率为 说明在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比； （3）[4]根据胡克定律有 说明弹簧的劲度系数大小等于图线的斜率，故 [5]弹簧原长 12． 0.15 3.5 不变 细绳1 无影响 【详解】（1）[1][2]由题图可知，滑动摩擦力的大小为3N，滑块重力为20N。根据 可得摩擦因数为0.15，题图中还可以看出滑块与小车间的最大静摩擦力为3.5N。 （2）[3][4][5]本实验滑块静止，受到滑动摩擦力和绳子拉力保持平衡，因此只要滑块的重力不变则滑动摩擦力不变，因此桌面粗糙，不影响滑动摩擦力的测量，故对的测量没影响。细绳1必须水平，否则绳子拉力就不等于滑动摩擦力。而细绳2即使不水平，只要小车运动了，不影响滑动摩擦力的测量，同理小车开始运动后如果继续添加沙子，无非就是小车运动更快，也不影响滑动摩擦力的测量。 【点睛】理解实验原理，理解图像拉力传感器数据突变的意义。 13．（1）200N（2） 【详解】（1）先以人为研究对象，人受三个力作用，重力G、地面对人的支持力FN、绳子的拉力FT．由平衡方程可得：FN+FT=G， 解得 FN=200N．即人对地面的压力为200N． （2）以B点为研究对象，其受力情况如图所示． 将绳子的拉力F分解为两个力：一个分力是对 AB杆的拉力、一个分力是对 BC杆的压力．F="2" G=600N，由题意及受力分解图可知： 考点：考查受力分析能力 点评：本题难度较小，学生的失分往往是因为研究对象的选取不合适，无法求解造成的，在分析外力大小时注意采用整体法求解，而分析物体间的力的大小时，又要选择合适的对象使计算简单，本题还考查了绳子和杆的弹力方向的确定，这也是学生容易失分的原因 14．(1) (2) 【详解】（1）分析圆柱体竖直面内的受力，如图所示 根据对称性可知，槽的两侧对工件的支持力大小相等，根据受力平衡知识可知， 解得 则每个侧面对圆柱体的摩擦力大小为 要沿圆柱体的轴线方向（如图乙所示）水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加的拉力的大小为 （2）设此时V形槽的两个侧面对工件的支持力大小为，则有 解得 则每个侧面对圆柱体的摩擦力大小为 此时工件所受槽的摩擦力大小为 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $