物理第二章综合测试题.docx

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物理第二章综合测试题

第二章综合测试题

本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题　共40分）

一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

）

1．（2014·北京西城区模拟）一根很轻的弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为4.0cm时，弹簧的弹力大小为8.0N；当它的压缩量为1.0cm时，该弹簧的弹力大小为（　　）

A．2.0N　　　B．4.0N　　　

C．6.0N　　　D．8.0N

[答案]　A

[解析]　根据胡克定律的内容：

F＝kx，x为弹簧的形变量，F1＝kx1（F1＝8N，x1＝4cm），F2＝kx2（x2＝1cm），所以F2＝2N，A选项正确。

2．（2014·北京西城区模拟）如图所示，一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子，箱子沿水平面做匀速运动。

若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ，则箱子所受的摩擦力大小为（　　）

A．FsinθB．Fcosθ

C．μmgD．μFsinθ

[答案]　B

[解析]　对箱子进行受力分析，箱子匀速运动，受力平衡，水平方向合力为零，水平方向有两个效果的力：

Fcosθ、摩擦力f。

这两个力等值反向，即摩擦力f大小也等于Fcosθ，所以B选项正确。

3．（2014·合肥模拟）

位于坐标原点O的质点在F1、F2和F3三力作用下保持静止，已知其中F1的大小恒定不变，方向沿y轴负方向；F2的方向与x轴正方向的夹角为θ（θ<45°），但大小未知。

如图所示。

则下列关于F3的判断正确的是（　　）

A．F3的最小值为F1cosθ

B．F3的大小可能为F1sinθ

C．F3的方向可能与F2的方向相反

D．F3与F2的合力大小与F2的大小有关

[答案]　A

[解析]　质点在三个力作用下保持静止，则合外力为零，故F3的方向不可能与F2的方向相反，C项错；F3与F2的合力与F1等大反向，D项错；F1恒定，F2方向一定，则F3与F2垂直时，F3最小，三个力可平移构成一闭合三角形，最小值F3＝F1cosθ；又θ<45°，故F3不可能等于F1sinθ，B项错，A项正确。

4．（2014·武汉武昌区模拟）

将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。

用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为（　　）

A.

mgB．mg

C.

mgD.

mg

[答案]　B

[解析]　将ab看成一个整体受力分析可知，当力F与Oa垂直时F最小，可知此时F＝2mgsinθ＝mg，B正确。

5．（2014·兰州模拟）

在2012伦敦奥运会女子3米跳板比赛中，我国跳水名将吴敏霞获得金牌。

经过对她跳水过程录像的分析，以吴敏霞（可视为质点）离开跳板时为计时起点，其运动过程的v－t图象如图所示，则（　　）

A．t1时刻开始进入水面

B．t2时刻开始进入水面

C．t3时刻已浮出水面

D．t2～t3的时间内，运动员处于失重状态

[答案]　B

[解析]　从开始到t2时刻，v－t图象为直线，说明整个过程中的加速度是相同的，所以在0～t2，时间内运动员在空中，处于完全失重状态，t2之后进入水中，所以A错误，B正确；t3时刻，运动员的速度减为零，此时运动员处于水下的最深处，没有浮出水面，所以C错误；t2～t3的时间内，运动员减速向下运动，运动员处于超重状态，选项D错误。

6．（2014·沈阳模拟）

如图是由某种材料制成的固定在水平地面上半圆柱体的截面图，O点为圆心，半圆柱体表面是光滑的。

质量为m的小物块（视为质点）在与竖直方向成θ角的斜向上的拉力F作用下静止在A处，半径OA与竖直方向的夹角也为θ，且A、O、F均在同一横截面内，则小物块对半圆柱体表面的压力为（　　）

A.

B．mgcosθ

C.

D.

[答案]　D

[解析]　对小物块受力分析可得，小物块受重力、支持力、拉力F三个力作用处于静止状态，因此三力合力为零，由平衡关系可得，支持力为

，由牛顿第三定律可知，压力也是

，答案选D。

7．（2014·潍坊模拟）平板车以速度v向正东方向匀速运动，车上一物体在水平力F作用下相对车以速度v向正南方向匀速运动（车速不变，物体没有脱离平板车）。

物体质量m，物体与平板车间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　）

A．F的大小为

μmg

B．F的大小为μmg

C．F的方向为东偏南45°

D．F的方向为正南

[答案]　BD

[解析]　物体与车之间为滑动摩擦力，F＝μFN＝μmg，A项错，B项正确；物体做匀速直线运动，拉力F与摩擦力为平衡力，与摩擦力方向相反，而摩擦力方向与物体相对车的运动方向相反，故力F的方向为正南，C项错，D项正确。

8．（2014·潍坊模拟）

如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上，开始A、B静止。

现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时B受力个数可能是（　　）

A．3个B．4个

C．5个D．6个

[答案]　BC

[解析]　物体B受重力作用，地面对B的支持力、A对B的压力和墙壁对B的弹力作用，因为F大小未知，不能确定A是否具有相对B的运动趋势，也就不能确定A、B间是否存在摩擦力，故B受力可能是4个，也可能是5个，BC项正确。

9．如图所示，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面部分粗糙，斜面上有小物块B。

用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。

现改变力F的方向至与斜面成一定的角度α（0<α<90°），仍使物体B沿斜面匀速上滑。

在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。

改变力F方向前后对各力的描述正确的有（　　）

A．楔形物块A对小物块B的摩擦力减小

B．拉力F一定增大

C．小物块B对楔形物块A的作用力不变

D．地面受到的摩擦力一定减小

[答案]　AD

[解析]　拉力F平行斜面向上时，先对B受力分析，如图1所示，根据平衡条件有平行斜面方向F＝f＋mgsinθ，垂直斜面方向N＝mgcosθ，其中f＝μN，解得F＝mg（sinθ＋μcosθ），f＝μmgcosθ；拉力改变方向后，根据平衡条件有平行斜面方向F′cosα＝f′＋mgsinθ，垂直斜面方向N′＋F′sinα＝mgcosθ，其中f′＝μN′，解得F′＝

，f′＝μ（mgcosθ－F′sinα），由f>f′，F与F′大小关系不确定，可知A对，B错；对A受力分析，受重力、支持力、B对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力，如图2所示，根据平衡条件有水平方向f静＝NBsinθ＋fBcosθ，当拉力改变方向后，NB和fB都减小，故fB和NB的合力一定减小，B对A的力减小，静摩擦力减小，故C错，D对。

10.

如图所示，两根条形磁铁A、B异名磁极靠在一起，接触面光滑，磁铁B放置在地面上，磁铁A上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，两磁铁A、B均保持静止。

则（　　）

A．绳子的拉力一定不为零

B．地面受的压力一定小于磁铁B的重力

C．磁铁B与地面间一定不存在摩擦力

D．磁铁A、B之间可能没有压力

[答案]　CD

[解析]　以A为研究对象，如果B对A的磁力和A受到的重力与支持力刚好平衡，则绳子的拉力可能为零，A错误；当绳子的拉力为零时，由整体法可知，地面受到的压力大小等于A、B的总重力，B错误；由于水平方向没有产生相对运动或者相对运动趋势，故B与地面之间一定没有摩擦力，C正确；当A受到的重力和磁力刚好被绳子的拉力平衡时，A、B之间就没有压力，D正确。

第Ⅱ卷（非选择题　共60分）

二、填空题（共3小题，每小题6分，共18分。

把答案直接填在横线上）

11．（6分）

设有五个力同时作用在质点P，它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，如图所示。

这五个力中的最小力的大小为F，则这五个力的合力等于________。

[答案]　6F

[解析]　如图，由几何知识可知F2＝2F，F和F1的合力等于F2，所以这五个力的合力等于6F。

12．（6分）（2014·大庆模拟）

利用如图装置来验证力的平行四边形定则：

在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力分别为FOA、FOB和FOC，回答下列问题：

（1）改变钩码个数，能够完成实验的是________（填字母代号）。

A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4

B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4

C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4

D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5

（2）在拆下钩码和绳子前，除了记下各段绳子所挂钩码的个数外，还应该记下：

____________________________________

_________________________________________________________。

[答案]　

（1）BCD　

（2）标记节点O的位置及OA、OB、OC三段绳子的方向

[解析]　

（1）因系统平衡，结点O受到的合力为零，由二力合成法则可知：

|F1－F2|

（2）以O点为力的作用点，OA、OB、OC三段绳子的方向为力的方向作平行四边形，故需标记结点O的位置及OA、OB、OC三段绳子的方向。

13．（6分）（2014·太原模拟）

杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

固体材料所受到的拉力F与其截面积S的比值称为该固体材料的应力，固体材料的伸长量ΔL与其原长L的比值称为该固体材料的应变。

应力与应变的比值称为该材料的杨氏模量（Y）。

（1）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k为橡皮筋的劲度系数。

某橡皮筋所受拉力F与其长度的关系如图所示，则该橡皮筋的劲度系数为k＝________N/m。

（2）若该橡皮筋的截面积为S＝1mm2，则该橡皮筋的杨氏模量Y＝________。

[答案]　

（1）100　

（2）2×107N/m2

[解析]　

（1）由题图可知，当橡皮筋受到的拉力为10N时，橡皮筋的伸长量为10cm，由胡克定律可得：

k＝F/x＝100N/m。

（2）由杨氏模量的定义可知，杨氏模量Y＝

，又因为F＝kΔL，联立可得Y＝

＝2×107N/m2。

三、论述计算题（共4小题，共42分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

14．（10分）如图所示，用绳AC和BC吊起一重100N的物体，两绳AC、BC与竖直方向的夹角分别为30°和45°。

求：

绳AC和BC对物体的拉力的大小。

[答案]　100（

－1）N　50

（

－1）N

[解析]　以物体C为研究对象，对其进行受力分析并建立如图所示的正交坐标系。

设AC、BC对物体的拉力分别为FAC和FBC，由平衡条件知：

x轴：

FBCsin45°－FACsin30°＝0①

y轴：

FBCcos45°＋FACcos30°－mg＝0②

由①②式得：

FAC＝100（

－1）N，

FBC＝50

（

－1）N。

即AC绳、BC绳对物体的拉力分别为100（

－1）N和50

（

－1）N。

15．（10分）如图所示，光滑斜面倾角为θ＝30°，一个重20N的物体在斜面上静止不动。

轻质弹簧原长为10cm，现在的长度为6cm。

（1）求弹簧的劲度系数；

（2）若斜面粗糙，将这个物体沿斜面上移6cm，弹簧与物体相连，下端固定，物体仍静止于斜面上，求物体受到的摩擦力的大小和方向。

[答案]　

（1）250N/m　

（2）15N　沿斜面向上

[解析]　

（1）对物体受力分析，则有：

mgsinθ＝F

此时F＝kx1

联立以上两式，代入数据，得：

k＝250N/m

（2）物体上移，则摩擦力方向沿斜面向上

有：

Ff＝mgsinθ＋F′

此时F′＝kx2＝5N

代入上式得Ff＝15N

16．（11分）滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板的速率（水可视为静止）。

某次运动中，在水平牵引力的作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时（如图所示），滑板做匀速直线运动，相应的k＝54kg/m，人和滑板的总质量为108kg，试求（重力加速度g取10m/s2，sin37°＝

，忽略空气阻力）：

（1）水平牵引力的大小；

（2）滑板的速率。

[答案]　

（1）810N　

（2）5m/s

[解析]　

（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力情况如图所示。

由共点力的平衡条件可得：

FNcosθ＝mg①

FNsinθ＝F②

由①②联立，得F＝810N。

（2）由FN＝mg/cosθ，

FN＝kv2，

得v＝

＝5m/s。

17．（11分）

如图所示，质量m1＝0.4kg的物体A与质量m2＝2kg的物体B叠放在倾角为θ＝30°的斜面上，物体B在平行于斜面向上的拉力F作用下匀速运动，已知A、B总保持相对静止，若A、B间的动摩擦因数为

，B与斜面间的动摩擦因数为

（g取10m/s2），求：

（1）A、B间的摩擦力；

（2）拉力F。

[答案]　

（1）2N　

（2）21N

[解析]　

（1）对A分析，A匀速向上运动，所以受力平衡，有mAgsinθ＝fAB，fAB＝0.4×10×

N＝2N。

（2）由整体法可知（如图所示）：

F＝（m1g＋m2g）sinθ＋f，f＝μB（m1＋m2）gcosθ，代入数据得：

F＝21N。