人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试同步练习题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试同步练习题，共18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，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。他估测得足球的直径约为20cm质量约为0.32kg，收纳架两根平行等高的横杆之间的距离d约为12cm。忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为（ ）
A．1.6NB．1.8NC．2.0ND．2.2N
2．跑和走是两种简单的锻炼方式，跑和走的区别之一是跑具有腾空过程。关于跑和走过程中人与地面的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．跑的过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力
B．走的过程中，地面对人的支持力小于人对地面的压力
C．地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力
D．不管是跑还是走，地面对人的支持力始终大于人对地面的压力
3．如图所示，用一轻绳将光滑小球系于竖直墙壁上的O点，现用一细杆压在轻绳上紧贴墙壁从O点缓慢下移，下列说法正确的是( )
A．轻绳对小球的拉力逐渐减小
B．轻绳对小球的拉力逐渐增大
C．小球对墙壁的压力逐渐减小
D．小球对墙壁的压力保持不变
4．如图所示，物体A靠在竖直墙壁上，在竖直向上的力作用下，A、B—起匀速向上运动．则物体A和物体B的受力个数分别为（ ）
A．2，3B．3，4C．4，4D．5，4
5．如图，斜面体a放置在水平地面上。一根跨过光滑定滑轮的轻绳，左侧平行斜面与斜面 上的物块b相连，另一端与小球c相连，整个系统处于静止状态。现对c施加一水平力F，使小球缓慢上升一小段距离，整个过程中a、b保持静止状态。则该过程中（ ）
A．轻绳的拉力一定不变
B．a、b间的摩擦力一定增大
C．地面对a的摩擦力可能不变
D．地面对a的弹力一定减小
6．如图，穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A和B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成θ=37°，不计所有摩擦．当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则球A和B的质量之比为（ ）
A．4：3
B．3：4
C．3：5
D．5：8
7．如图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从图示方向吹向小球P．P是质量为m的金属球，固定在一细长钢性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力大小有关，下列关于风力F与θ的关系式正确的是
A．F=mgsinθ
B．F=mgtanθ
C．F=mgcsθ
D．F=mg/csθ
8．如图所示，甲、乙两个物体系在一根通过定滑轮（质量忽略不计）的轻绳两端，甲放在水平地板上，乙被悬挂在空中，若将甲沿水平地板向右缓慢移动少许后甲仍静止，则（ ）
A．轻绳对甲的拉力变大
B．甲对地面的压力变大
C．甲所受的静摩擦力变大
D．悬挂滑轮的绳的张力变大
9．如图所示，用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q，P、Q均处于静止状态，现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移，则在铅笔缓慢下移的过程中( )
A．P所受的合力增大
B．Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大
C．P对Q的压力逐渐减小
D．细绳的拉力逐渐增大
10．下列四个图象哪一个属于匀加速直线运动的v-t 图象
A．B．
C．D．
二、多选题
11．如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止．现用力F沿斜面向上推A，但A、B并未运动．下列说法正确的是( )
A．A、B之间的摩擦力大小可能不变
B．B与墙之间的弹力一定变小
C．B与墙之间一定存在摩擦力
D．弹簧弹力一定减小
12．如图所示，固定有光滑竖直杆的三角形斜劈放置在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的拉力F，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则（ ）
A．小球对斜劈的压力逐渐减小
B．斜劈对地面压力逐渐减小
C．地面对斜劈的摩擦力逐渐减小
D．轻绳对滑块的拉力先减小后增大
13．如图所示，三个木块A、B、C在水平推力F的作用下靠在竖直墙上，且处于静止状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．B与C的接触面不可能是光滑的
B．B受到A作用的摩擦力方向可能竖直向下
C．当力F增大时，A受到墙作用的静摩擦力变大
D．C受4个力的作用
14．如图所示，将一个物体用两根等长的绳子OA、OB悬挂在半圆形的架子上，B点固定不动，结点O也不移动，悬点A由位置C向位置D缓慢地移动，在此移动过程中，下列关于OA，OB绳中张力的说法正确的是( )
A．OA拉力先减小后增大
B．OA拉力先增大后减小
C．OB拉力先减小后增大
D．OA与OC成60°时OA张力最小
15．如图所示，斜面体固定在水平地面上，一物块静止在斜面上，物块上端连接一轻弹簧，现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端，则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是（ ）（时间足够长，斜面足够长，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
A．B．
C．D．
三、填空题
16．一人用绳子通过滑轮拉住重物，如图所示，当人拉着绳子向右跨一步时，系统仍平衡，则与原来相比，人对地面的压力大小将___________，地面对人的摩擦力大小将___________，滑轮对轴的作用力大小将___________，绳对人的拉力将___________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
四、实验题
17．在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时，小明同学用如图甲所示的实验装置进行实验：将该弹簧竖直悬挂，在自由端挂上砝码盘，通过改变盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得实验数据如下：
(1)小明同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x­m图象如图乙所示，根据图象他得出结论：弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系，而是一次函数关系．他结论错误的原因是：___________________________________。
(2)作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是：________________，该弹簧的劲度系数k＝______N/m(取g＝10m/s2，结果保留三位有效数字)．
(3)请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果________。（填“偏大”、“ 偏小”或“相同”）
18．下图为“探究求合力的方法”的实验装置，下列能减小实验误差的是____（填字母）；
A．两细绳必须等长
B．用两弹簧秤拉细绳时，两弹簧秤示数之差尽可能大
C．拉橡皮条的细绳要长些，标记方向的两点尽可能远些
D.实验操作时，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
五、解答题
19．水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，便于对旅客的行李进行安全检查．图为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带A、B始终保持m/s的恒定速率运行．一质量为kg的行李无初速地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李由静止开始做直线运动．已知行李在传送带上发生相对滑动时的加速度为1m/s2,AB间的距离m,m/s2。
（1）求行李由A运动到B的时间是多少？
（2）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处.求行李从A处传送到B处的最短时间是多大？
（3）如果行李能用最短时间被送到B处，求传送带对应的最小运行速率是多大？
20．如图所示，物体A重40 N，物体B重30 N，A与B、B与地面间的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住，当水平力F=10 N时，才能将A匀速拉出.求接触面间的动摩擦因数.
实验次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量m/g
0
30
60
90
120
150
弹簧的长度x/cm
6.00
7.14
8.34
9.48
10.64
11.79
参考答案
1．C
【详解】
以足球为研究对象，受到重力，两边收纳架的弹力，如图所示，由几何关系可得
所以
由平衡条件可得
解得
T=2.0N
ABD错误，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
不管是跑还是走，地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，则地面对人的支持力始终等于人对地面的压力。
故选C。
3．B
【详解】
小球受到重力、拉力和墙壁对小球的弹力处于平衡，设拉力与竖直方向的夹角为，根据共点力平衡有轻绳对小球的拉力，墙壁对小球的弹力，因为在增大，则拉力逐渐增大，墙壁对小球的弹力逐渐增大，可知小球对墙壁的压力逐渐增大，故选项B正确，A、C、D错误．
4．B
【分析】
A和B—起向上匀速运动:A、B所受合力均为零，水平方向上墙壁对A的弹力一定为零，竖直方向上墙壁对A的摩擦力一定为零．
对于不涉及物体间相互作用的内力时，应首先考虑整体法，要求解内力时需隔离分析，通常采用整体法与隔离法相结合解题．
【详解】
先隔离物体B，分析B的受力情况．如图所示：
B受重力、外力，这两个力均沿竖直方向，A对B的压力，方向垂直于A、B的接触面斜向右下方，B能够在水平方向上保持平衡，则B—定要受到A平行接触面向下的摩擦力，故物体B受4个力作用；
再分析A的受力情况，将A、B看成一个整体，假设墙壁对A有弹力作用，则A、B整体在水平方向上不能保持平衡，故墙壁对A没有弹力作用，因此A也不受墙壁的摩擦力作用，故A受重力和B的支持力及摩擦力3个力作用．故B正确，ACD错误．
【点睛】
受力分析的常用方法有整体法、隔离法和假设法，一个力按性质力分析过后，不能再按效果力重复分析．
5．D
【详解】
A．对小球ｃ受力分析，如图所示：
三个力构成动态平衡，由图解法可知，绳的拉力逐渐增大，水平力F逐渐增大，故A错误；
B．对b物体分析，由于不知变化前b所受摩擦力方向，故绳的拉力增大时，b物体的滑动趋势无法确定，则a、b间的摩擦力可能增大或减小，故B错误；
CD．以a、b为整体分析，如图所示：
由平衡条件可得：
因绳的拉力变大，可知a与地间的摩擦力一定增大，地面对a的弹力一定减小，故C错误，D正确；
故选D。
6．A
【详解】
分别对AB两球分析，运用合成法，如图：
根据共点力平衡条件，得
T=mBg
根据正弦定理
故
mA：mB=1：tanθ=1：=4：3
故选A．
7．B
【详解】
以金属球为研究对象,受到重力mg、水平向左的风力F和金属丝的拉力T,作出受力图如图所示：
根据平衡条件得到：F=mgtanθ，故B正确，ACD错误．
故选B．
8．D
【解析】
因m处于静止状态，故绳子的拉力等于m的重力，即，绳的张力不变，A错误；对M受力分析如图甲所示，把F进行正交分解可得关系式，，当M向右移动少许后，θ变大，故减小，减小，BC错误；对滑轮受力分析如图乙所示，把拉物体的绳子的拉力合成得，因F不变，两绳的夹角变小，则变大，故悬挂滑轮的绳的张力变大，D正确．
【点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解．
9．D
【详解】
P受重力、绳的拉力和Q的支持力而始终处于平衡状态，合力为零，故A错误；设拉力与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡有：拉力，Q对P的支持力N=mgtanθ，铅笔缓慢下移的过程中，θ增大，则拉力T增大，Q对P的支持力增大．故D正确，C错误；对Q分析知，在竖直方向上，Q受到重力与摩擦力始终平衡，所以Q受到的摩擦力不变,故B错误．所以D正确，ABC错误．
【点睛】
本题主要考查了受力分析、物体的平衡．键是能够灵活地选择研究对象进行受力分析，根据平衡条件列方程求解．分别对P、Q受力分析，通过P、Q处于平衡，求出各力的表达式，再根据角度变化，判断各力的变化．
10．B
【详解】
v-t图象直观地反映了速度随时间的变化规律，看随着时间的增加，速度的大小如何变化，若越来越大，则加速；反之，则减速．图线的斜率大小表示加速度的大小．
A．图A速度随时间减小，图线斜率不变，为匀减速直线运动；A错误；
B．图B速度随时间增大，图线斜率不变，为匀加速直线运动；B正确；
C．图C速度随时间增大，图线斜率增大，为变加速直线运动；C错误；
D．图D速度随时间不变，为匀速直线运动；D错误。
故选B．
11．AC
【解析】
对A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsinθ，若F=2mAgsinθ，则A、B之间的摩擦力大小可能不变．故A正确．对整体分析，由于AB不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知识可知，则B与墙之间一定有摩擦力．故C正确，BD错误．故选AC．
点睛：解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解以及掌握整体法和隔离法的运用，抓住AB不动，弹簧的弹力不变分析.
12．AB
【详解】
AD．对小球受力分析，受重力、支持力和轻绳的拉力，如图所示
为使小滑块沿杆缓慢上升，根据平衡条件可知，轻绳的拉力T增加，支持力N减小，根据牛顿第三定律，球对斜劈的压力也减小，故A正确，D错误；
BC．以球和滑块为整体，进行受力分析可知，受重力、斜劈的支持力N，竖直杆的弹力N′，拉力F，如图所示
在竖直方向，根据平衡条件可得
由于N减小，故F增大；
再以小球、滑块和斜劈为整体，进行受力分析，在竖直方向，根据平衡条件有
由于F增大，则FN减小；根据牛顿第三定律可知斜劈的对地面压力减小；整体在水平方向不受力，故地面对斜劈的摩擦力始终为零，保持不变，故B正确，C错误。
故选AB。
13．AD
【详解】
A．对物体C进行受力分析可知，B对C的摩擦力与C物体所受到的重力相平衡，因此B与C的接触面不可能是光滑的，A正确；
B．将BC作为整体进行受力分析可知。对A对B的摩擦力方向竖直向上，与BC的总重量相平衡，B错误；
C．将ABC作为整体可知。墙壁对A的摩擦力等于三个物体的总重量，当力F增大时，A受到墙壁的静摩擦力不变，C错误；
D．物体C受到重力G。水平推力F，B对C的支持力N，和B对C的摩擦力f，四个力的作用，D正确。
故选AD。
14．AD
【解析】
作出力的示意图可知，因两绳子的拉力与物体的重力大小相等方向相反，作出平行四边形；
在OA转动的过程中，对角线不变，同时OB方向不变，故由图可知，在A移动中，OB的拉力一直增大，而OA的力先减小后增大，当OA垂直于OB时力最小,即OA与OC成60°时张力最小，故AD正确，BC错误；
故选AD．
【点睛】处理动态分析这个类型的题需要找出不变的物理量，然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析．
15．AD
【详解】
AB．弹簧的弹力始终等于拉力F，即F′=kt，故A正确，B错误；
CD．物块开始受到的是静摩擦力，且大小为mgsin α，方向向上，在拉力F增大的过程中，静摩擦力的大小变化满足
F+Ff=mgsin α
随着F的增大，静摩擦力先向上均匀减小到零，再向下均匀增大，当增大到等于最大静摩擦力时，再增大拉力，摩擦力变为滑动摩擦力，大小就保持恒定，故C错误，D正确。
故选AD。
16．增大 增大 减小 不变
【详解】
[1][2][3][4]当人拉绳子向右走一步，绳子与竖直方向夹角变大，系统仍保持平衡，绳子的拉力F等于物体的重力Mg，保持不变。以人为研究对象，受力如图所示：
设绳子与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件得，N+Fcsθ=mg，可得：
N=mg-Fcsθ=mg-Mgcsθ
θ增大时，csθ减小，N增大。由牛顿第三定律得知，人对地面的正压力增加。由上得到，f=Fsinθ=Mgsinθ，θ增大，sinθ增大，即地面给人的摩擦力f增大。绳子的拉力不变，但两边绳子的夹角变大，则由力的合成可知，绳子对轴作用力减小。
17．x­m图象的纵坐标不是弹簧的伸长量 未加砝码时弹簧的长度 25.9 相同
【详解】
(1)[1]在x-m的图线中，x表示弹簧的长度而不是弹簧的伸长量，故他得出弹簧弹力和弹簧伸长量不是正比例关系而是一次函数关系；
(2)[2][3]图线与横坐标的交点表示拉力等于0时弹簧的长度，即弹簧的原长；图线的斜率表示弹簧的劲度系数：
(3)[4]根据公式计算出的劲度系数，与是否考虑砝码盘的质量对结果无影响，故结果相同；
【点睛】
该题考查探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系，涉及到该实验的实验原理、作图与时间处理的方法和技巧，考查非常全面．这要求我们对实验有全面的掌握。
18．CD
【解析】
【详解】
通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时,并非要求两细绳等长,故A错误; 用弹簧秤同时拉细绳时,拉力不能太太,也不能太小，不要求弹簧秤示数之差尽可能大，故B错；为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故C对；测量力的实验要求尽量准确,为了减小实验中因摩擦造成的误差,操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,故D对；
故选CD
19．（1）2.5s（2）2s （3）2m/s
【详解】
（1）设行李做匀加速运动的时间为，位移为，匀速运动时间为位移为，由题意知行李加速运动的末速度m/s
由速度时间公式：
代入数据解得：
s
根据速度位移公式：
可得加速位移为：
m
匀速的运动阶段有：
m
代入数据解得：s
则总时间为：
s
（2）行李从A一直匀加速运动到B时，传送时间最短，则有：
代人数据解得：s
（3）由速度公式可得行李在B处的速度为：
代人数据解得：m/s
故由（2）可知：传送带对应的最小运行速率是2m/s
20．0.1
【解析】试题分析：以A物体为研究对象，分析受力情况，作出力图．根据平衡条件和摩擦力公式求解动摩擦因数．
以A物体为研究对象，其受力情况如图所示：
则物体B对其压力： ，地面对A的支持力
所以A受B的滑动摩擦力
A受地面的摩擦力
由于匀速，所以处于平衡态，即：
将F=10N， 代入解得
【点睛】以A物体为研究对象，分析受力情况，作出受力分析图．根据平衡条件和摩擦力公式求解动摩擦因数．