2021学年第三章 相互作用——力综合与测试练习

第三章相互作用---力单元过关2021-2022学年度高一物理（暑期衔接练习三）（人教版2019）

一、单选题

1．如图历示，轻质三角支架的水平杆末端放着一盆花，斜杆与竖直墙面的夹角为θ，若花盆（看成质点）的质量为m，重力加速度大小为g，水平横杆和斜杆中的弹力方向均沿杆方向，大小分别为F1和F2，下列判断正确的是（　　）

A． B．

C． D．

2．如图所示，焊有光滑轻杆的三角形斜劈固定在水平地面上，轻杆与斜面垂直。放置于斜劈上的光滑小球与套在轻杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一沿杆向上的拉力，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．轻绳对小滑块的拉力逐渐增大

B．小球对斜劈的压力逐渐增大

C．轻杆对小滑块的弹力不变

D．对小滑块施加的沿杆向上的拉力不变

3．如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳悬挂于点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂小球A，另一端系一位于水平粗糙面上的物体B，绳与竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（　　）

A．将B向左移动少许，若B仍能保持静止，则B与地面的摩擦力变大

B．增大小球A的质量，若B仍能保持静止，则B与地面的摩擦力变大

C．无论物体B在水平面上左移还是右移，只要移动后B仍能保持静止且移动距离很小，角将不变

D．无论物体B在水平面上左移还是右移，只要移动后B仍能保持静止，绳上的张力大小不变

4．如图所示，轻绳一端系在物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接。用水平力F拉住绳子上的一点O，使物体A及轻圆环B静止在实线所示的位置。现保持力F的方向不变，使物体A缓慢移到虚线所示的位置，这一过程中圆环B保持静止。若杆对环的弹力为FN，杆对环的摩擦力为Ff，OB段绳子的张力为FT，则在上述过程中（　　）

A．F不变，FN减小

B．Ff不变，FT增大

C．Ff减小，FN不变

D．FN减小，FT减小

5．下图是甲、乙两物体做直线运动的v-t图像。下列表述正确的是（　　）

A．乙的加速度大小为1m/s2

B．3s内甲位移大小为6m

C．甲和乙的加速度方向相同

D．0-1s甲相对乙的位移大小为0.5m

6．质量为m1和m2的两个带电小球，被两根丝线悬挂着，当达到平衡时，两小球在同一水平线上，且两根丝线与竖直方向的夹角分别为α和β，如图所示.则（    ）

A．=    B．=

C．=    D．=

7．以下说达正确的是（　　）

A．“强弩之末，势不能穿鲁缟也”，表明箭的惯性越来越小

B．处于平衡状态的物体的合外力、加速度、速度一定为零

C．物体的加速度的方向总与合外力方向相同，也总与速度的方向相同

D．俗话说“鸡蛋碰石头——自不量力”，虽然鸡蛋碎了，但鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力却一样大

8．如图所示，表面光滑的半球形物体固定在水平面上，光滑小环固定在半球形物体球心的正上方，轻质弹簧一端用轻质细绳固定在点，另一端用轻质细绳穿过小环与放在半球形物体上的小球相连，水平。现将细绳固定点向右缓慢平移的过程中（小球未到达半球最高点前），下列说法正确的是（　　）

A．弹簧长度不变 B．弹簧长度变短

C．小球对半球的压力变大 D．小球对半球的压力变小

9．小孩从滑梯顶端滑下，对小孩进行受力分析时，某同学考虑了如下各个力，其中不正确的是（　　）

A．重力 B．支持力 C．滑动摩擦力 D．下滑力

10．如图所示，用一根不可伸长的轻绳将一个沙袋悬挂在天花板上，开始时绳子处于竖直状态。现在小明同学用一个水平推力缓慢推动沙袋，直至轻绳与竖直线夹角为θ角。在此过程中，下列判断正确的是（　　）

A．轻绳对沙袋的拉力大小不变

B．轻绳对沙袋的拉力大小逐渐变小

C．小明同学对沙袋的水平推力逐渐变大

D．小明同学对沙袋的水平推力可能不变

二、多选题

11．如图所示，绳子质量、滑轮质量可忽略，滑轮与绳、滑轮与轴之间的摩擦都可忽略。质量分别为m1、m2的两物体都处于静止状态，下列说法中正确的是（　　）

A．

B．

C．当m1增加少许时，系统仍可保持平衡，绳子间的夹角a增大

D．当m1增加少许时，系统仍可保持平衡，绳子间的夹角a减小

12．如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上，且受到水平力F的作用，二者之间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（ ）

A．若木块静止，木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向是竖直向上

B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大

C．若木块沿墙壁向下运动，则墙壁对木块的摩擦力大小为μF

D．若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用

13．如图所示，两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内，用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止．现将B球移动一些，发现A球随之移动少许，两球在虚线位置重新平衡．则重新平衡时的情况与移动前相比，下列说法中正确的是(   )

A．推力F变小

B．墙面对A的弹力变大

C．斜面对B的弹力变大

D．两小球之间的距离变大

14．（多选题）如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A.B两点，衣服处于静止状态．如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置．则下列说法正确的是（   ）

A．B端移到B1位置时，绳子张力变大

B．B端移到B2位置时，绳子张力不变

C．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大

D．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小

15．如图所示，倾角θ＝30°的斜面体A静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。现给物块b施加一个水平向右的力F，使b缓慢移动直到轻绳与竖直方向成30°角(不计绳与滑轮间的摩擦)，对此过程说法正确的是(　　)

A．b受到绳的拉力逐渐增大

B．水平拉力F逐渐增大

C．小物块a受到的摩擦力先增大再减小

D．小物块a一定沿斜面缓慢上移

三、填空题

16．质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，轻轻推动一下，恰好能沿斜面匀速下滑，则物体与斜面间的动摩擦因数μ＝_______________.

四、实验题

17．如图为一同学利用压力传感器探究弹力与弹簧伸长量关系的装置示意图，水平放置的压力传感器上叠放着连接轻弹簧的重物，左侧固定有竖直直尺。静止时弹簧上端的指针指示如图所示，表格中记录此时压力传感器的示数为6.00N；缓慢竖直向上拉动弹簧，分别记录指针示数和对应的传感器示数如表中所示。

(1)补充完整表格中直尺的读数________；

(2)在以传感器示数N为纵轴、指针示数x为横轴的坐标系中，描点画出N-x图像_____，并根据图像求得弹簧的劲度系数为_________N/m。(结果保留3位有效数字)

18．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某小组利用如图甲所示的装置完成实验，橡皮条的一端C固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点。

(1)下列叙述正确的是______

A．该实验中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力

B．两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

C．实验中AO和BO的夹角应尽可能大

D．在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线

E．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置

(2)对数据处理后得到如图乙所示的图线，则F与F′两力中，方向一定沿CO方向的是_______。

(3)本实验采用的科学方法是_______。

五、解答题

19．有些地方，人们常用狗拉雪橇载人及物品。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为0.02，雪橇（包括所载人及物品）的总重量为300kg。若近似认为狗以水平拉力拉着雪橇在水平地面上做匀速直线运动，求狗拉雪橇的拉力大小。

20．如图所示，甲、乙两车沿着同一条平直公路同向行驶，甲车以速度20m/s做匀速运动，乙车原来速度为4m/s，从距甲车114m处以大小为1m/s2的加速度做匀加速运动．求：

（1）追及前甲、乙两车何时相距最远？

（2）经多长时间乙车能追上甲车？

参考答案

1．D

【详解】

由平衡条件得

故选D。

2．A

【详解】

AB．对小球受力分析，受重力、支持力和细线的拉力，如图所示：

根据平衡条件可知，细线的拉力T增加，支持力N减小，根据牛顿第三定律，球对斜面的压力也减小；故A正确、B错误；
CD．对球和滑块整体分析，受重力、斜面的支持力N，杆的支持力N′，拉力F，如图所示：

根据平衡条件，有：
水平方向

N′=Nsinθ

竖直方向

F+Ncosθ=G

由于N减小，故N′减小，F增加；故CD错误；
故选A。

3．B

【详解】

AB．细绳对B的拉力等于球A的重力，则B与地面之间的摩擦力

fB=Tcosθ=mAgcosθ

将B向左移动少许，若B仍能保持静止，则θ角变大，则B与地面的摩擦力变小；增大小球A的质量，若B仍能保持静止，则B与地面的摩擦力变大，选项A错误，B正确；

CD．因为滑轮两边绳子的拉力相等，则OO′总是在∠AOB的角平分线上，若物体B在水平面上左移，则∠AOB减小，则α角减小，滑轮两边细绳的合力变大，即OO′绳上的张力变大；同理物体B在水平面上右移，则∠AOB变大，则α角增加，滑轮两边细绳的合力变小，即OO′绳上的张力变小，选项CD错误；

故选B。

4．D

【详解】

先以O点为研究对象，进行受力分析，有A物体的重力GA，外力F和绳子的拉力FT，设绳子与竖直方向的夹角为，则

，

由题可知减小，所以F减小，FT减小；

再以物体B为研究对象，进行受力分析，有B物体的重力GB，绳子的拉力FT，竖直杆对B的支持力FN和摩擦力Ff，则

所以当减小时，FN减小，Ff不变，所以D正确，ABC错误。

故选D。

5．D

【详解】

A．由乙的v-t图像可知，乙的加速度为

A错误；

B．由甲的v-t图像可知，3s内甲位移大小为3m，B错误；

C．v-t图像中，图线的斜率的正负表示加速的方向，由于甲物体的v-t图像中图线斜率为正，而甲物体的v-t图像中图线斜率为负，故甲和乙的加速度方向不同，C错误；

D．由v-t图像可知，0-1s甲相对乙的位移大小为0.5m，D正确。

故选D。

6．B

【解析】对两球受力分析，如图所示：

根据共点力平衡和几何关系得：m1gtanα=F1，m2gtanβ=F2；根据牛顿第三定律，有：F1=F2，故；故选B。

点睛：本题要比较两球质量关系，我们要通过电场力把两重力联系起来进行比较，结合共点力平衡条件列式求解重力与电场力的关系式是关键．

7．D

【详解】

A．“强弩之末，势不能穿鲁缟也”，表明箭的能量越来越小，但是惯性是不变的，选项A错误；

B．处于平衡状态的物体的合外力、加速度一定为零，但是速度不一定为零，选项B错误；

C．物体的加速度的方向总与合外力方向相同，但是与速度的方向不一定相同，选项C错误；

D．俗话说“鸡蛋碰石头——自不量力”，虽然鸡蛋碎了，但鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力是一对作用力与反作用力，是等大反向的，选项D正确。

故选D。

8．B

【详解】

以小球为研究对象，分析小球受力情况：重力G，细线的拉力T和半球面的支持力N，作出N、T的合力F，如图

由平衡条件得知

由△NFP∽△PDO得

将

代入得

，

由题缓慢地将小球从A点拉到B点过程中，DO、PO不变，PD变小，可见T变小；N不变。即知弹簧的弹力变小，弹簧变短。由牛顿第三定律知小球对半球的压力不变，故B正确，ACD错误。

故选B。

9．D

【详解】

小孩从滑梯顶端滑下时，受到重力、支持力和滑动摩擦力作用，不存在下滑力，下滑力是重力的一个效果，所以选D．

10．C

【详解】

对沙袋受力分析并合成矢量三角形如图

随着沙袋逐渐移动，可知小明对沙袋的水平推力和轻绳对沙袋的拉力均变大，ABD错误，C正确。

故选C。

11．AC

【详解】

AB．对m1受力分析，可知绳子对m1的拉力等于m1的重力；由于绳子各部分拉力相等，故动滑轮受m2产生的拉力，及两绳子的拉力而处于平衡，由于两股绳的拉力的合力等于m2的重力，由力的合成规律可知

2m1g＞m2g

故

m1＞m2

故A正确，B错误；
CD．当m1增加稍许时绳子的拉力增大，而增大绳子间的夹角时，两股绳子的拉力的合力减小，故可以使两绳子的合力等于m2的重力，故C正确，D错误；
故选AC。

12．ACD

【详解】

试题分析：若木块静止，木块受到重力G、向左的推力F、向右的弹力FN、以及静摩擦力Ff，重力与静摩擦力是平衡力，则摩擦力方向是竖直向上，大小等于mg，A正确．当F增大时，木块受到的静摩擦力仍然与重力平衡，则不会增大，B错；若木块沿墙壁向下运动，是滑动摩擦力，则墙壁对木块的摩擦力大小为；若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，由于不再受到弹力，则木不受滑动摩擦力作用，所以D正确．

考点：本题考查 物体的平衡．

13．AD

【解析】

先对小球A受力分析，受重力、支持力、静电力，如图所示：

根据共点力平衡条件，有：
F库=…①
FN=mgtanα…②
再对AB整体受力分析，受重力、斜面支持力N、墙壁支持力FN、推力F，如图所示：

根据共点力平衡条件，有：
Nsinβ+FN=F
Ncosβ=（m+M）g
解得：F=（m+M）gtanβ+mgtanα…③
N=…④
由于α减小，β不变，根据③式，推力F减小；故A正确；由于α减小，β不变，根据④式，斜面对B的弹力不变；故B错误；由于α减小，根据②式，墙面对A的弹力变小；故C错误；由于α减小，根据①式，库仑力减小，故两球间距增加；故D正确；故选AD。

点睛：本题考查了连接体问题的动态平衡，整体法隔离法相结合是解决此类问题根本方法，并掌握矢量的合成法则应用，及三角知识的运用．

14．BD

【详解】

AB.对挂钩受力分析，如图

设挂钩为O，从B移到B1时，有：

故，即悬点从B移到B1或B2，细线与杆的夹角不变；

根据平衡条件，有：

，

A错误，B正确；

CD.绳子右端的B点在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，角度θ变小，故绳子拉力T变小，C错误，D正确；

【名师点睛】

选择合适的研究对象，分析它的受力情况，列出平衡方程，再辅以几何关系，即可求出所要分析的力的表达式；注意光滑挂钩和光滑滑轮两侧的绳子的拉力大小相等．

15．AB

【解析】

【详解】

b受力平衡，对b受力分析，如图所示：

设绳与竖直方向的夹角为α，b缓慢离开直到与竖直方向成30°的过程中，α变大，根据平行四边形定则可知，T逐渐增大，F逐渐增大，故AB正确；对a受力分析，如图所示：

刚开始T=mg，a处于静止状态，则，方向向下，T增大时，f增大，摩擦力增大，由于不知道最大摩擦力的具体值，所以不能判断a是否会滑动，故BD错误。所以AB正确，CD错误。

16．

【解析】对物体进行受力情况分析：重力、支持力N和滑动摩擦力，由平衡条件得知，N和的合力与重力大小相等、方向相反，如图，则有：

，，故动摩擦因数为：。

点睛：物体沿斜面匀速下滑，分析其受力情况，根据平衡条件求解物体在下滑过程中所受的支持力N和滑动摩擦力f，由 求出动摩擦因数。

17．12.20        83.3(82.0~83.8都算正确)   

【详解】

(1)[1]直尺的最小刻度为，根据直尺的读数规则可知，估读到最小刻度的下一位，故读数为；

(2)[2]根据表格数据做出图象，如图所示

[3]由题意可知

则

即

得图象的斜率绝对值为弹簧的劲度系数，由图象可知

18．BD    F′    等效替代   

【详解】

(1)[1]A．该实验中CO的拉力与AO和BO的拉力平衡，即CO的拉力与AO和BO的拉力的合力等大反向，选项A错误；

B．本实验利用等效法验证平行四边形定则，故两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，选项B正确；

C．实验中AO和BO的夹角应适度，选项C错误；

D．在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线，选项D正确；

E．实验中，需记录弹簧测力计的读数、拉力的方向和O点的位置，选项E错误；

故选BD。

(2)[2]F是用平行四边形定则得出来的理论值，F′是与橡皮筋共线的实际值，方向一定沿CO方向的是F′；

(3) [3]本实验采用的科学方法是等效替代法。

19．58.8N

【详解】

地面对雪橇（包括所载人及物品）的滑动摩擦力

因雪橇在水平地面做匀速直线运动，由受力平衡可知，狗拉雪橇的拉力大小为

20．(1)乙车追上甲车之前两车在16s时相距最远；(2)经38s时间乙车能追上甲车．

【详解】

(1)追及前甲、乙两车相距最远时，二者速度相等，则：

v乙=v甲

即：

v0+at=20…①

代入数据解得：

t=16s…②

(2)设经ts乙车追上甲车
对甲车：

x甲=v甲t=20t…③

对乙车：

…④

又有：

x乙=x甲+114…⑤

即：

整理得：

t2-32t-228=0

解得：

t=38s（t=-6舍去）