第三章限时检测
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．
满分100分，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，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．(重庆一中11～12学年高一上学期检测)关于力的概念，下列说法正确的是( )
A．力既有大小，又有方向，是一个矢量
B．力可以从一个物体传递给另一个物体
C．只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用
D．一个受力物体可以不对其他物体施力
答案：A
解析：力是矢量A对；力是物体间的相互作用，受力物体同时也是施力物体，B、D错误；两物体不接触也可能产生相互作用力，如电荷之间的相互作用等，C错误。
2．如图所示是以燃烧蜡烛为动力的玩具小船，船头设置一块耐高温材料制作的倾斜帆板，蜡烛燃烧产生的热气流对倾斜帆板产生作用力，使船前进，热气流对倾斜帆板产生作用力的方向是( )
A．水平向前 B．竖直向上
C．垂直于倾斜帆板向上 D．沿倾斜帆板向下
答案：C
解析：热气流对倾斜帆板作用力是弹力，而弹力的方向是与接触面垂直的，所以正确的选项是C。
3．(珠海市12～13学年高一上学期期末)一位运动员正在跑上斜坡，如图所示，运动员受到的力有(空气阻力忽略不计)( )
A．重力、压力
B．重力、支持力
C．重力、支持力、摩擦力
D．重力、支持力、压力
答案：C
4.(深圳三校12～13学年高一上学期期末)如图所示，a、b、c三根绳子完全相同，其中b绳水平，c绳下挂一个重物。若使重物加重，则这三根绳子最先断的是( )
A．a绳 B．b绳
C．c绳 D．无法确定
答案：A
解析：将重物分解为拉a绳和拉b绳的力，如图所示，显然a绳受力最大，所以A选项正确。
5．(2012·华师附中一模)如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置。某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端系绳的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则( )
A．躺着比坐着时F1大 B．坐着比躺着时F1大
C．坐着比躺着时F2大 D．躺着比坐着时F2大
答案：B
解析：人坐在吊床上时，可把人视为一个质点挂在吊床中间；人躺在吊床上时，可把人视为一根等于人身高的杆。显然，人坐在吊床上时，吊床两端系绳的拉力夹角较大，根据力的平行四边形定则，坐着比躺着时F1大，选项B正确，A错误；人坐在吊床上或躺在吊床上，处于静止状态时，吊床对该人的作用力都等于重力，选项C、D错误。
6．(河北冀州市11～12学年高一上学期期中)在5.12汶川大地震的救援行动中，千斤顶发挥了很大作用，如图所示是简式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是( )
A．此时两臂受到的压力大小均为1.0×105N
B．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105N
C．若继续摇动手把，两臂受到的压力将增大
D．若继续摇动手把，两臂受到的压力将减小
答案：ABD
解析：由于汽车对千斤顶的压力与千斤顶对汽车的支持力是一对相互作用力，它们大小相等，故B对；又由两臂产生的合力应为1.0×105N，而两臂的夹角恰为120°，所以两臂所受压力大小均为1.0×105N，A对。若使两臂靠拢，则两臂夹角变小，两分力变小，故C错，D对。
7．如图所示，
重为G的小孩沿斜面匀速滑下，小孩受力如图所示，这些力之间的关系是( )
A．N＝Gcosθ
B．f＝Gsinθ
C．f＋N＝G
D．G2＝N2＋f 2
答案：ABD
解析：由受力图知N＝G2＝Gcosθ，A对；f＝G1＝Gsinθ，B对；重力G大小等于N与f合力大小，G2＝N2＋f 2，D对。
8．如图所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)则由下表分析可知，下列哪些选项是正确的是( )
实验
次数
小木块的
运动状态
弹簧测力计
读数(N)
1
静止
0.4
2
静止
0.6
3
直线加速
0.7
4
匀速直线
0.5
5
直线减速
0.3
A.木块受到的最大摩擦力为0.7N
B．木块受到最大静摩擦力可能为0.6N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到摩擦力大小各不相同
答案：BC
解析：第一和第二次实验都没有拉动木块，说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力，第三次实验时，木块做加速运动，说明拉力已经大于最大静摩擦力Fm，因此可知，最大静摩擦力范围0.6N≤Fm<0.7N，故A错B对。滑动摩擦力与运动情况无关，因此第三、四、五次的摩擦力大小相等，故C对D错。
9．(安溪一中12～13学年高一上学期期末)如图所示，水平地面上固定着一根竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100N的货物拉住。已知人拉着绳子的一端，且该绳端与水平方向的夹角为30°，则柱顶所受压力的大小为( )
A．200N B．100N
C．100N D．50N
答案：B
解析：
如图所示，定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，所以绳的拉力F1＝F2＝100N，柱顶受力大小F＝2F1cos30°＝2×100×N＝100N。故B选项正确。
10．(徐州市12～13学年高一上学期期末)三个质量均为1kg的相同木块A、B、C用两个相同的劲度系数均为500N/m的轻弹簧P、Q和轻绳连接如图。其中A放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到C木块刚好离开水平地面为止，该过程p弹簧的左端向左移动的距离是(在弹性限度内，g取10m/s2)( )
A．4cm B．6cm
C．8cm D．10cm
答案：C
解析：开始时Q弹簧的压缩量为x1＝＝2cm
木块C刚离地面时，Q弹簧的伸长量为
x2＝＝2cm
P弹簧的伸长量为x3＝＝4cm
所以P弹簧左端向左移动的距离为x1＋x2＋x3＝8cm。
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．(山西大学附中12～13学年高一上学期期中)某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图(甲)所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图(乙)所示，则弹簧的劲度系数为k＝______N/m，弹簧的原长l0＝________cm。
答案：200 20
解析：根据胡克定律F与l的关系式：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋k(h－l0)，从图象中得到直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为k＝2N/cm＝200N/m，由k(h－l0)＝20N，可得l0＝20cm。
12．如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ
②对两个传感器进行调零
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数
④取下钩码，移动传感器A改变θ角
重复上述实验步骤，得到表格。
F1
1.001
0.580
…
1.002
…
F2
－0.868
－0.291
…
0.865
…
θ
30°
60°
…
150°
…
(1)根据表格，A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)。钩码质量为________kg(保留1位有效数字)。
(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是( )
A．因为事先忘记调零
B．何时调零对实验结果没有影响
C．为了消除横杆自身重力对结果的影响
D．可以完全消除实验的误差
答案：(1)F1 0.05 (2)C
解析：(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1。将钩码重力分解为沿AO方向拉A的力F1和沿OB方向压B的力F2，由平衡条件知，mg＝F1sinθ，当θ＝30°时，F1＝1.001N，可求得m＝0.05kg。
(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确。
13．(淄博一中12～13学年高一检测)“验证力的平行四边形定则”实验中
(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：
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，另一端绑上两根细线。
B．其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：________、____________、____________。
C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个或3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使__________________________，记录________________________。
(2)如果“力的平行四边形”得到验证，那么图乙中cosα ∶cosβ＝________。
答案：(1)B.钩码个数(或细线拉力) 橡皮筋与细线结点的位置O 细线的方向(说明：能反映细线方向的其他记录也可以)
C．橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合 钩码个数和对应的细线方向 (2)
解析：(2)竖直方向：4mgsinα＋3mgsinβ＝5mg；水平方向，4mgcosα＝3mgcosβ
＝
三、论述、计算题(本题共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)(江苏省苏北教育联合体12～13学年度高一第一学期期中)“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17米/秒以上，甚至在60m/s以上。据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿。台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害。不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走。大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹的在地面上滑动。设某次台风登陆时的风力为9级，方向水平风速大小可达到22m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164N。假设这个人重60kg，台风来临时人站立在水平地面上，人与地面间的滑动摩擦系数为0.26。试通过计算分析：
(1)当风速达到22m/s时，人能不能被吹动？
(2)当风速达到15m/s时，吹在人身上的水平风力达到76N，站在地上的人受的摩擦力多大？
(3)当风速达以25m/s时，吹在人身上的水平风力达到 212N，站在地面的人受的摩擦力多大？
答案：(1)能被吹动 (2)76N (3)156N
解析：(1)人和地面之间的压力为N＝mg＝600N
人和地面之间的最大摩擦力为f＝μN＝156N
因为F>f，所以人能被吹走，
(2)当风力F1＝76N时，由于F1f
所以人能被吹动，人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力其大小为f2＝f
摩擦力大小为f2＝f＝μN＝156N
15．(10分)(海岳中学12～13学年高一上学期期末)有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800g的书，当按钮压缩量为2.4mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动。试求：
(1)笔内小弹簧的劲度系数；
(2)书与桌面间的动摩擦因数大小。
答案：(1)1000N/m (2)0.3
解析：(1)由于砝码处于静止，则kΔx＝mg
所以有k＝＝N/m＝1000N/m
(2)要使书恰好能匀速运动，则kΔx′＝μmg
得μ＝＝＝0.3
16．(11分)拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有效方法，像欧洲古罗马的万神庙、我国古代的赵州桥都是拱券结构的典型建筑。拱券结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱券两端的基石来承受(如图甲)。
现有六块大小、形状、质量都相等的楔块组成一个半圆形实验拱券，如图乙所示。如果每个楔块质量m＝3kg，则：
(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力是多大？
(2)如果在中间两个楔块上加一个向下的50N的压力F，那么其一边相邻的支撑物给予楔块的支持弹力是多大？(g取9.8N/kg)
答案：(1)88.2N (2)108.8N
解析：(1)六块楔块受到的总重力G＝6mg＝176.4N
由二力平衡条件知拱券对一边支撑物的压力为，即88.2N
(2)以中间两楔块为研究对象，其受力如图所示
F1和F2间夹角为120°，由对称性可知F1＝F2
由互成120°角二力合成的特点知F1＝F2＝2mg＋F＝108.8N。
17．(11分)(湖北省武汉市部分重点中学11～12学年高一上学期期中)如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？
(2)物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？
(3)若物体乙的质量m2＝4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？
答案：(1)m1g m1g (2)m1g 方向水平向左 (3)1.6kg
解析：(1)FTOA＝＝m1g
FTOB＝m1gtanθ＝m1g
(2)Ff＝FTOB＝m1g
方向水平向左
(3)Ffm＝μm2g＝0.3×40N＝12N
当FTOB＝m1g＝Ffm＝12N时，
m1＝1.6kg，即物体甲的质量m1最大不能超过1.6kg。
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