人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试课后测评

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试课后测评，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图甲所示，空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，若空调外机的重心恰好在横梁和斜梁连接点O的上方，重力大小为300N。水平，BO与的夹角为37°，。假定横梁对O点的力总沿方向，斜梁对O点的力总沿方向，下列里判断正确的是（ ）
A．横梁对O点的拉力为225N
B．斜梁对O点的推力为400N
C．如果要使横梁对O点的作用力变小，可以把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平
D．如果要使横梁对O点的作用力变小，可以把斜梁减短一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平
2．2018年08月20日中国选手林超攀获得雅加达亚运会体操男子个人全能冠军，现在在备战2021年的东京奥运会。图为林超攀在自由体操比赛中双臂对称倒立在水平地面上并保持静止的情景，若林超攀两手臂间的夹角由120°减小为90°，则（ ）
A．每只手臂对手掌的作用力大小不变
B．每只手臂对手掌的作用力增大
C．地面对手掌的摩擦力减小
D．地面对手掌的摩擦力始终为零
3．福建师大附中物理组校本课程《疯狂物理》开设了制作水火箭这节课（如图所示），其原理图如图所示：用橡皮塞紧的装水瓶子，形成一个密闭的空间。在发射水火箭前，用打气筒把气体打入密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当气压增大到一定程度时，瓶口与橡皮塞自由脱离。假设箭内水向下喷出时，火箭获得向上的速度，以下说法正确的是：
A．水火箭的水向下喷出时，水给水火箭一个向上的反作用力
B．水火箭的水向下喷出时，周围的空气给水火箭一个向上的反作用力
C．水火箭的水向下喷出时，给火箭向上的力小于水火箭的重力
D．水火箭的水向下喷出时，给火箭向上的力等于于水火箭的重力
4．如图所示，铁板与水平地面间的夹角为，一块磁铁吸附在铁板下方。在缓慢抬起铁块的端使角增加（始终小于）的过程中，磁铁始终相对铁板静止。则下列说法正确的是（ ）
A．磁铁所受合外力逐渐减小B．磁铁可能受到三个力的作用
C．磁铁受到的摩擦力逐渐减小D．铁板对磁铁的弹力逐渐增大
5．如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将左边木桩向右移动一小段，但仍保持绳长和悬挂点不变。木板静止时，表示木板所受合力的大小，表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（ ）
A．变大B．变小C．不变D．不变
6． 如图所示为一质点的v－t图象，下列对质点运动的描述正确的是( )
A．该质点做曲线运动
B．该质点做匀加速直线运动
C．该质点的加速度逐渐增大
D．该质点的加速度逐渐减小
7．气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速.在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来.已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积,当风速v0=3 m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°.下列说法正确的是( )
A．当θ=60°时,风速v=6 m/s
B．当风速增大到某一值时,θ可能等于90°
C．若风速不变,换用半径变大、质量不变的球,则θ不变
D．若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,则θ减小
8．两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止与水平地面上，不计动滑轮与各个物体之间的摩擦，物体A对轻绳的作用力的大小和地面对对物体A的作用力的大小分别为（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，挑水时，水桶上绳子分别为a、b、c三种情况，且各段绳子承受的最大拉力相同，则绳子在这三种情况下最容易断的是（ ）
A．aB．bC．cD．都一样
10．体育课上某同学做引体向上．他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠（身体无摆动）；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上．在身体悬垂时，下列说法正确的是（ ）
A．人受到的重力和人对单杠的作用力是一对平衡力
B．人受到的重力和人对单杠的作用力是一越对相互作用力
C．若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力不变
D．若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力变大
二、多选题
11．如图所示的装置，用两根细绳拉住一个小球，两细绳间的夹角为θ，细绳AC呈水平状态。现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动，共转过90°。在转动的过程中，CA绳中的拉力F1和CB绳中的拉力F2的大小发生变化，正确的是（ ）
A．F1先变小后变大
B．F1先变大后变小
C．F2逐渐减小
D．F2先增大后减小
12．如图所示，光滑半圆形球面固定在水平面上，两个可视为质点的小球a和b用质量可忽略的刚性细杆相连并静止在球面内，已知细杆长度是半球面半径的倍，细杆与水平面的夹角。现给a球上施加外力，使得a、b小球沿球面缓慢移动（O、a、b始终在同一竖直平面内），直至小球b到达与球心O点等高处。已知，，则（ ）
A．a、b的质量之比为5∶4B．a、b的质量之比为4∶3
C．轻杆对a、b的作用力先增大后减小D．球面对b的作用力逐渐减小
13．如图所示，光滑轻质挂钩下端悬挂质量为m的重物，跨在长度为L的轻绳上，开始时绳子固定在框架上等高的A、B两点，与水平方向的夹角为θ，绳子拉力为F.现保持绳长不变，将绳子右端从B点沿竖直方向缓慢移至C点，再从C点沿水平方向向左缓慢移至D点，关于绳子拉力F和重物重力势能，的变化，下列说法正确的是（ ）
A．从B移至C的过程中，拉力F保持不变
B．从B移至C的过程中重力势能逐渐变小
C．从C移至D的过程中，拉力F保持不变
D．从C移至D的过程中，重力势能逐渐变小
14．一木箱停在水平地面上，一人用水平力推箱，但箱仍然静止，下述正确的是（ ）
A．推力小于静摩擦力
B．推力越大，静摩擦力越大，推力与静摩擦力平衡
C．推力大小变化时，静摩擦力大小不变
D．推力大小变化时，静摩擦力大小改变
15．如图所示，完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上，每个足球的质量都是m，不考虑转动情况，下列说法正确的是（ ）
A．下面每个球对地面的压力均为mg
B．下面的球不受地面给的摩擦力
C．下面每个球受地面给的摩擦力均为mg
D．上面球对下面每个球的压力均为mg
三、填空题
16．如图所示，质量为m的物体在与竖直方向成θ角的推力F作用下，沿竖直墙壁向上匀速运动。若物体与墙面间的摩擦因数为μ，则F的大小是___________。
四、实验题
17．如图甲为做“验证力的平行四边形定则”的实验情况，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_______
(2)本实验采用的科学方法是______________
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
(3)某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图丙所示，弹簧秤示数为________N；
(4)实验时，主要的步骤是：
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钩住绳套，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．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个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，有重要遗漏的两个步骤的序号是_____；
(5)下列做法有利于减小误差的是_____（填正确答案标号）。
A．F1、F2两个力的夹角尽可能大一些
B．F1、F2两个力越大越好
C．在拉橡皮条时，弹簧测力计的外壳不要与纸面接触，产生摩擦
D．拉力F1、F2的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触
18．(1)在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中，小明同学用甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验，由实验得到弹簧伸长X与弹簧受到拉力F关系如图a所示，由图求得弹簧乙的劲度系数___N/m．若要在两根弹簧中选用一个来制作精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧_________；用制作好的弹簧秤来测量物质的重力，如图b所示，物体重______N．
(2)小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线（电压变化要求从零开始），并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．
A．电流表（0.6A, 1）
B．电压表（3V,1k）
C．滑动变阻器（10，1A）
D．电源（4V，内阻不计）
①用笔画线代替导线，将图中的实验仪器连成完整的实验电路__________．
②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________端（填“a”或“b”）．
③闭合开关，变阻器的滑片向b端移动，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为_________________．
④排除故障后，小明完成了实验，并由实验数据画出小灯泡I-U图像如图中实线所示．由图可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为________（保留两位有效数字）
⑤下左图是用多用电表欧姆挡“×1”挡直接测量小灯泡灯丝在27℃时电阻值，则阻值为_______，若小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(203+t)，k为比例常数．根据I-U图中的实线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为_________℃．
⑥若I-U图中的虚线I或II表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实线相比，虚线____（填I或II）才是真实的伏安特性曲线．
五、解答题
19．一小球从高处自由下落，下落0.5s时，一颗子弹从其正上方竖直向下射击，要使在球下落1.8m时被击中，则子弹发射的初速度是多大？
20．在某一旅游景区，建有一山坡滑雪运动项目．某段斜坡可看成倾角的斜面，一名滑雪者总质量m=80kg，他在这段斜坡上从静止开始匀加速下滑50m时，其速度增大到20m/s，（不计空气阻力，取g=10m/s2）问：
（1）滑雪者在下滑过程中受到的摩擦力f为多大？
（2）滑板与雪地之间的动摩擦因数μ为多大？
参考答案
1．C
【详解】
AB．以O点为研究对象，受到空调外机的压力G、支架的作用力和支架的作用力，受力如图所示
由受力图结合几何关系可得
，
斜梁对O是支持力，故AB错误；
CD．若把斜梁加长一点，仍保持点O的位置不变，横梁仍然水平，则此时变大，变大、变大，由
，
可知，将减小、将减小，故C正确，D错误；
故选C。
2．C
【详解】
AB．林超攀处于平衡状态，地面对每只手掌的支持力均为自身重力的一半，即，对其中一只手掌进行受力分析，如图
每只手臂对手掌的作用力大小
由60°减为45°，则每只手臂对手掌的作用力减小，故AB错误；
CD．地面对手掌的摩擦力大小
则减小时也减小，故C正确，D错误。
故选C。
3．A
【详解】
AB.由牛顿第三定律可知，当水火箭向下喷水时，水会给火箭一个向上的反作用力，A正确，B错误；
CD.由于水火箭向下喷水时，水火箭有向上的加速度，有牛顿第二定律可知，给火箭向上的力大于水火箭的重力，C、D错误；
故选A。
4．D
【详解】
AB．对铁块受力分析，受重力G、磁力F、支持力N和摩擦力f，如图：
由于始终平衡，故合力为零，故AB错误；
CD．根据平衡条件，有：
解得：
由于不断变大，故不断变大，N不断变大，故C 错误，D正确．
故选D。
5．C
【详解】
ABC．木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即
F1=0
所以F1不变，选项AB错误，C正确；
D．根据共点力平衡条件，有
2F2csθ=mg
解得
当左边木桩向右移动一小段时，细线与竖直方向的夹角θ减小，故csθ增大，拉力F2变小，选项D错误。
故选C。
6．D
【解析】
在速度图象中图线的斜率表示加速度，图线并不代表运动轨迹，v-t图描述的是直线运动，故A错误；由图象可知，速度越来越大，图线的斜率等于加速度，而斜率逐渐减小，所以质点做加速度减小的加速运动，故BC错误，D正确．所以D正确，ABC错误．
7．D
【详解】
设球正对风的截面积为S，由于已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，所以风力大小为F=kSv，当速度为3m/s时，由平衡条件得，mgtan30°=Sv0k，当角度为60°时，同理可得mgtan60°=Svk，由此可解的v=9m/s，故A错误．
风速增大，θ不可能变为90°，因为绳子拉力在竖直方向上的分力与重力平衡．故B错误．若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则风力变大，根据F=mgtanθ，知θ变大．故C错误．若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，知风力不变，根据F=mgtanθ，知重力减小，风力不变，则θ减小．故D正确．
8．C
【解析】先对B受力分析，受重力mg和拉力T，物体B处于平衡状态，故有，再对物体A受力分析，受重力Mg、支持力N和拉力T，根据平衡条件，有，解得，根据牛顿第三定律，物体A的对地压力和地面的支持力相等，故压力也等于，C正确．
9．C
【解析】
【详解】
对水桶研究：受到重力和绳子的两个拉力作用，根据平衡条件得知：两个拉力的合力与重力平衡，大小等于重力，方向竖直向上。根据两个力的合力一定时，绳子夹角增大，两个拉力的大小越大；夹角越小，绳子拉力越小。
可见，绳子越长，夹角越小，绳子的拉力越小，而绳子越短，夹角越大，绳子的拉力越大，越容易断。故C正确，ABD错误。
故选C。
10．D
【详解】
AB．在上升或下降过程中，由于身体的运动性质不确定，因此无法确定，单杠对人的作用力与人的重力大小关系．AB错误；
CD．依据力的合成法则，当增大两手间的距离，即增大两拉力的夹角，因拉力的合力不变，则有拉力大小增大，C错误，D正确。
选D。
11．BC
【解析】
【详解】
设AC绳与竖直方向的夹角为α，则BC绳与竖直方向的夹角为θ-α；根据平衡条件，得F1sinα=F2sin（θ-α）；F1csα+F2cs（θ-α）=G；解得，F1=Gsin(θ−α)sinθ，F2=Gsinαsinθ；由题θ不变，α由90°变到0°；根据数学知识，得F1先变大后变小，F2逐渐减小，当α=0°时，F2=0，故BC正确，AD错误；故选BC。
【点睛】
本题属于动态变化分析问题，采用的是函数法．有的题目也可以用作图法求解．作图时要抓住不变的量，它是作图的依据．
12．BD
【详解】
AB．a、b两球受力情况如图所示
过O作竖直线交ab于c点，设球面半径为R，则与左侧力的三角形相似，与右侧力的三角形相似，由几何关系可得
即
由题可知，细杆长度是球面半径的倍，根据几何关系可得，在中，根据正弦定理可得
在中，根据正弦定理可得
则
故A错误，B正确；
CD．将b球的受力分析画到如图所示的圆中，由几何关系可知轻杆对球的作用力逐渐增大，球面对b球的作用力逐渐减小，故C错误，D正确。
故选BD。
13．AD
【详解】
AB. 当轻绳的右端从点移到直杆最上端时，设两绳的夹角为，以滑轮为研究对象，根据平衡条件得：
得到绳子的拉力：
设绳子总长为，两直杆间的距离为，由数学知识得到：
、不变，则保持不变，所以在轻绳的右端从点移到直杆的过程中，不变，不变，则不变，但升高了，故增大，故A正确，B错误；
CD. 当轻绳的右端从点移到点时，变小，变大，则减小，减小，故减小，故D正确，C错误。
14．BD
【详解】
A．人推木箱，而木箱仍然静止，此时推力等于木箱受到的静摩擦力，A错误；
BCD．木箱静止，因此受力平衡，即推力和静摩擦力平衡，由平衡关系可知，推力越大，静摩擦力越大， BD正确，C错误。
故选BD。
15．AD
【详解】
A．以四个球整体为研究对象，受力分析可得
3FN＝4mg
可知下面每个球对地面的压力均为
FN′=FN=mg
故A正确；
B．四个球的球心连线构成了正四面体，对下面的球受力分析可知，下面的每个小球都受到静摩擦力作用，故B错误；
CD．隔离上面球分析，由几何关系可得
3F1=mg
得
F1＝mg
隔离下面一个球分析
Ff=F1=mg
故C错误，D正确。
故选AD。
16．
【详解】
对物体受力分析，受推力、重力、支持力和摩擦力，如图所示：
取竖直方向为y方向，水平方向为x方向，根据共点力平衡条件，有：x方向：Fsinθ-N=0，y方向：Fcsθ-f-mg=0，又有：f=μN，联立解得：
17．F′ B 2.62 CE CD
【详解】
(1)[1]由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而两根弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′。
(2)[2]一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故选B。
(3)[3]弹簧秤示数需要估读到下一位，故为2.62N。
(4)[4]C中未记下“两条细绳的方向”，E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”。
(5)[5]
A．画平行四边形时，夹角大的话画出的平行四边形就会准些，而不是要求夹角尽量大，故A错误；
B．数据处理时，需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但是并非越大越好，如果太大可能导致平行四边形太大，整个纸面画不开，故B错误；
C．为了使所测量的力更准确，弹簧秤的外壳不能与纸面接触，以免产生摩擦，影响拉力大小。故C正确；
D．我们作图时，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行。故D正确。
故选CD。
18．200 甲 4.00 a 小灯泡断路 0.38W 1.5 1797 II
【详解】
(1)注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，
由此可求出;
由于甲的劲度系数小，因此其精度高;若要在两根弹簧中选用一个来制作精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧甲;
用制作好的弹簧秤来测量物体的重力，如图b所示，精确度为0.1N，估读到0.01N，则物体重4.00N.
(2)①电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻很小约为几欧姆，电压表内阻约为几千欧姆，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示：
②测量电路与左半部分并联，为了让电流从零开始调节，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于a端．
③电压表有示数，说明电压表的两个接线柱和电源的两极连接的电路中无断路；电流表指针几乎不动，说明电路中电阻很大，可能是断路了，故出现这种情况的可能性是小灯泡断路．
④根据灯泡的I-U图象可知，当灯泡的电压为2V时，灯泡的电流为0.19A，因此此时灯泡的时间功率为：P=UI=2.0V×0.19A=0.38W．
⑤多用电表欧姆档“×1”档，因此欧姆读数结果为：R=1.5×1Ω=1.5Ω，此时温度为t=27°代入公式：R=k（203+t） ①
得k的大小为： ②
灯泡正常工作的电压为3V，根据根据灯泡的I-U图象可知此时灯泡的电流为0.23A，此时灯泡的电阻为： ③
联立①②③解得：t=1797°
⑥根据实验电路图可知，由于电压表的分流作用，导致测量的灯泡的电流值偏大，即相同电压情况下，灯泡实际电流比测量值偏小，因此II是真实的伏安特性曲线．
【点睛】
根据胡克定律结合数学知识即可正确解答．用弹簧测力计测量力的大小时，要明确每一个大格和每一个小格代表的示数，再看指针位置．掌握描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作，尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点，在平时中要加强训练．
19．17.5m/s
【解析】
解：根据h=知，t=，
则子弹的运动时间t′=0.6﹣0.5s=0.1s
子弹击中小球时，两者的位移相等，则有h=，
代入数据解得v0=17.5m/s．
答：子弹发射的初速度为17.5m/s．
【点评】本题考查了运动学中的追及问题，抓住位移相等，结合运动学公式灵活求解，基础题．
20．（1）80N（2）0.12或
【详解】
解：（1）以滑雪者为研究对象，受到重力G=mg，斜坡的支持力N和摩擦力f，其受力情况如图所示：

将重力G沿斜面和垂直斜面方向分解为和，由几何知识得：
设下滑的加速度为a，由公式
解得：m/s2
由牛顿第二定律得：
联立解得：f=80N
（2）斜面的支持力
滑动摩擦力公式
两式联立解得：或