2012【优化方案】精品练：物理教科必修1第2章章末综合检测

(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)
1．如图2－6所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是(　　)
图2－6
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．重力的方向总是垂直向下的
C．物体重心的位置与物体形状或质量分布有关
D．力是使物体运动的原因
解析：选AC.物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，故A对．重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，故B错．
从图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C对．力不是使物体运动的原因而是使物体发生形变或产生加速度的原因，故D错．
2. 质量为m的木块在推力F的作用下，在水平地面上做匀速运动(如图2－7)．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪一个(　　)
图2－7
A．μmg　　　　　　　　　　 B．μ(mg＋Fsin θ)
C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcosθ
解析：选BD.N＝mg＋Fsinθ，f＝μN＝μ(mg＋Fsinθ)又由于木块在水平面上做匀速运动，故有f＝Fcosθ.
3．(2010年高考课标全国卷)一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选C.设弹簧的原长为l0，劲度系数为k，由胡克定律有：
F1＝k(l0－l1)①
F2＝k(l2－l0)②
①＋②得k＝，故选项C正确．
4. 如图2－8所示，放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两个水平方向力的作用，其中水平向右的力F1＝5 N，水平向左的力F2＝10 N，当F2由10 N逐渐减小到零的过程中，二力的合力大小(　　)
图2－8
A．逐渐减小 B．逐渐增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
答案：C
5．在中央五套每周都有棋类节目，如棋类授课和评析节目，他们的棋盘都是竖直挂在墙上，棋盘是磁石制成的，而每个棋子都是一个小磁体，下列说法正确的是(　　)
①小棋子共受到四个力作用；②每个棋子的质量肯定都有细微差异，所以不同棋子所受的摩擦力不同；③棋盘表面应选相对粗糙的材料；④如果某个棋子贴不上棋盘，总会滑落，肯定是其质量偏大．
A．①②④ B．①③④
C．①②③ D．②③④
答案：C
6．如图2－9所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在弹簧上(但不拴接)，整个系统处于静止状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中下面木块移动的距离为(　　)
图2－9
A. B.
C. D.
解析：选C.设未提木块之前，弹簧k2缩短的长度为x2，根据二力平衡和胡克定律有：k2x2＝(m1＋m2)g，
解得：x2＝.
当上面木块被提离弹簧时，弹簧k2缩短的长度变为x2′，同样可求得x2′＝.
所以下面木块向上移动的距离为：
Δx＝x2－x2′＝.
7. 把一重为G的物体用一个水平的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖立的足够高的平整的墙上如图2－10所示．从t＝0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是(　　)
图2－10
图2－11
解析：选B.因物体在水平方向受力平衡，故墙壁给物体的压力N始终等于水平推力F的大小，即N＝F＝kt.当墙壁给物体的摩擦力f＝μktG后，物体虽然减速下滑，但滑动摩擦力仍随时间t成正比例的增加，且一直增大到物体停止滑行前为止．当物体速度减小到零时，物体受到的滑动摩擦力“突变”成静摩擦力．由力的平衡条件得静摩擦力的大小f＝G.综上可知，正确选项应是B.
8. 如图2－11所示，轻弹簧的两端各受10 N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内)；那么下列说法中正确的是(　　)
图2－11
A．该弹簧的劲度系数k＝200 N/m
B．该弹簧的劲度系数k＝400 N/m
C．根据公式k＝F/x，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
D．弹簧所受的合力为10 N
解析：选A.轻弹簧的两端各受10 N的拉力，方向相反，所以弹簧所受的合力为零，D错误，弹簧的弹力等于一端的拉力，由F＝kx可求出k＝＝＝200 N/m，B错误，A正确；弹簧的劲度系数k由弹簧本身决定，与F无关，C错误．
9. 如图2－12所示，完全相同的两物块A、B，质量均为1 kg，与地面间的动摩擦因数均为0.2，它们之间连接有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧．整个系统置于水平地面上静止不动，弹簧处于原长．现有一水平向右的变力F作用于物块A上，F从0开始，缓慢增大到3 N时，轻弹簧的伸长量为(　　)
图2－12
A．0 B．1 cm
C．2 cm D．3 cm
解析：选B.先对整体受力分析，要使整体能运动，必须克服整体的最大静摩擦力fmax＝2mgμ＝4 N>F＝3 N，故B仍能保持静止，但力F大于A受到的最大静摩擦力fmax＝2 N，F力缓慢增大到2 N时A发生运动，之后弹簧伸长，当弹力T＝F－fmax＝1 N时，对B由平衡条件可知受到的摩擦力为1 N，根据胡克定律，弹簧的伸长量Δx＝T/k＝0.01 m＝1 cm，B对．考查受力分析、物体的平衡条件的应用、整体法的受力分析．
10．如图2－13所示，一轻绳通过固定在墙边的小滑轮与均匀铁球相连，在水平拉力F作用下，铁球缓缓上升．不计一切摩擦，则在铁球上升的过程中(　　)
图2－13
A．球对绳的拉力增大，球对墙的压力增大
B．球对绳的拉力减小，球对墙的压力增大
C．球对绳的拉力增大，球对墙的压力减小
D．球对绳的拉力和墙的压力都减小
解析：选A.以球为研究对象，受力分析如图，重力产生两个作用效果，使球拉绳子的力F1和使球压墙的力F2，设绳子与竖直墙壁夹角为θ，则F1＝，F2＝Gtanθ.
当铁球上升时，θ逐渐增大，故F1变大，F2变大，A正确．
二、填空题(本题共2小题，每小题5分，共10分．按题目要求作答)
11．为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图2－14所示的图像，从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线的原因是__________________．弹簧B的劲度系数为__________．若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧__________(填“A”或“B”)．
图2－14
解析：在弹性限度内弹簧的弹力和伸长量成正比，图像后半部分不成正比，说明超过了弹簧的弹性限度；由图像可知，k＝＝100 N/m；精确度高，说明受较小的力就能读出对应的形变量，因此选A.
答案：超过了弹簧的弹性限度　100 N/m　A
12．某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上．
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套．
C．用两个弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数．
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F.
E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳套的方向，按同一标度作出这个力F′的图示．
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是__________和__________；
(2)遗漏的内容分别是__________和__________．
解析：根据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条细绳的方向．E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.
答案：(1)C　E
(2)记下两条绳的方向　把橡皮条的结点拉到同一位置O
三、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13. (9分)如图2－15所示，质量M＝2 kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m＝ kg的小球相连．今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g＝10 m/s2.求：
图2－15
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.
解析：(1)以小球为研究对象，受力分析如图．
由物体的平衡条件得：
Fcos30°＝Tcosθ，
Fsin30°＋Tsinθ＝mg，
解得：T＝10 N，θ＝30°.
(2)以木块为研究对象，受力分析如图
由平衡条件得：
Tcosθ＝f
N＝Mg＋Tsinθ
f＝μN，解得：μ＝0.35.
答案：(1)30°　(2)0.35
14．(9分)如图2－16甲所示，完全相同的A、B两物体放在水平面上，与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，每个物体重G＝10 N，设物体A、B与水平面间的最大静摩擦力均为fm＝2.5 N，若对A施加一个向右的由零均匀增大到6 N的水平推力F，请将A所受到的摩擦力随水平推力F的变化情况在图乙中表示出来．(要求写出作图过程)
图2－16
解析：(1)当推力F由0均匀增大到2.5 N时，A、B均未动，fA由0均匀增大到2.5 N，
(2)当推力F由2.5 N增大到5 N时．fA＝2.5 N，
(3)当推力F由5 N增大到6 N时，A处于运动状态：fA＝μG＝2 N.
答案：见解析
15．(10分)水平面上有一重40 N的物体，受到F1＝12 N和F2＝6 N的两方向相反的水平力作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2.
(1)此时物体所受的摩擦力为多大？
(2)将F1撤去后，物体受的摩擦力为多大？
(3)将F2撤去后，物体受的摩擦力为多大？
解析：计算题中，若无特殊说明，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则fmax＝μN＝μG＝0.2×40 N＝8 N.
(1)根据平衡条件，f′＝F1－F2＝12 N－6 N＝6 N.
(2)若将F1撤去，此时摩擦力小于最大静摩擦力，则f″＝F2＝6 N.
(3)若将F2撤去，F1>fmax，物体发生相对滑动，为滑动摩擦力，则f?＝μN＝μG＝0.2×40 N＝8 N.
答案：(1)6 N　(2)6 N　(3)8 N
16. (12分)如图2－17所示，物体A重100 N，物体B重20 N，A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N，整个系统处于静止状态，这时A受到的静摩擦力是多大？如果逐渐加大B的重力，而仍保持系统静止，则B物体重力的最大值是多少？
图2－17
解析：以结点O为研究对象，建立直角坐标系．
x轴上：
FA＝Tcos45°①
y轴上：
FB＝GB＝Tsin45°②
①②联立，得
FA＝GBtan45°
代入其值得FA＝20 N，以A为研究对象，受力分析，可得fA＝F′A＝FA＝20 N，方向水平向右．当逐渐增大B的重力时，要使系统处于平衡状态，当A达到最大静摩擦力时，B物体的重力达到最大．由上述表达式可知：
GBm＝＝30 N
故A受到的静摩擦力为20 N，B物体的重力最大值为30 N.
答案：20 N　30 N