人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试精品单元测试课后练习题

第三章 相互作用—力 单元测试卷

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 重庆育才中学教学楼的读书角迎来了一位新客人，如图所示。这个小瓶子非常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣。关于这个装饰瓶，下列说法正确的是(　　)

   A. 装饰瓶受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力

   B. 装饰瓶的重心一定在其几何中心

   C. 装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关

   D. 若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心一直在降低

2. 如图所示，杯底对铅笔底端的弹力的方向是(　　)

   A. 垂直于杯底向上   

   B. 垂直于杯底向下    

   C. 垂直于铅笔杆斜向左上方   

   D. 垂直于铅笔杆斜向右下方

3. 如图所示，运动员把冰壶推出后，冰壶在向前直线运动的过程中(　　)

   A. 受到向后的静摩擦力    B. 受到向后的滑动摩擦力   

   C. 受到向前的静摩擦力    D. 受到向前的滑动摩擦力

4. 同一平面内的三个力，大小分别为4 N、2 N、7 N，若三力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为(　　)

   A. 13 N　0 N    B. 5 N　0 N    C. 13 N　1 N    D. 9 N　1 N

5. 如图所示，某质点在共点力F1、F2、F3(互成120°)作用下处于静止状态，现将F1逆时针旋转60°，其他力均保持不变，那么该质点的合力大小为(　　)

   A. F1    B. F2＋F1    C. F3    D. F1＋F2

6.弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（    ）

A.    B.      C.         D.

7. 如图甲所示，用水平力F将质量为0.4 kg的物块压在竖直墙壁上静止不动，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力F随时间t变化的规律如图乙所示，g取10m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反映物块所受墙的摩擦力大小f随时间t变化规律的是(　　)

        A                 B                  C                   D

8.如图所示，AB都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O’是三根细线的结点，bO'水平拉着B物体，cO' 沿竖直方向拉着弹簧。弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略。整个装置处于平衡静止状态。g取10m/s2.若悬挂小滑轮的细线OP的张力为20N,下列说法不正确的是（       ）

A.弹簧的弹力是10N

B.重物A的质量为2kg

C.桌面对B物体的摩擦力为10

D.OP与竖直方向的夹角为60°

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，下列说法正确的是(　　)

   A. 若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大

   B. 若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力不变

   C. 机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下

   D. 若铁夹水平缓慢移动且小球仍然相对铁夹静止，小球受到的摩擦力不变

10. 引体向上是中学生正常开展的一项体育活动。如图所示为某运动员在单杆上处

    于静止的情形，两手臂对称抓拉，夹角为θ，则下列说法正确的是(　　)

    A. 当θ＝0时，运动员每个手臂的拉力大小都等于人体重力的一半    

    B. 当θ不同时，两手臂拉单杠的合力相同

    C. 当θ不同时，运动员受到的合力不同   

    D. 运动员两手臂逐渐分开的过程中，手臂的拉力逐渐变小

11. 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100 g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2 mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为900 g的书，当按钮压缩量为3.6 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动。下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)

    A. 笔内小弹簧的劲度系数是500 N/m   

    B. 笔内小弹簧的劲度系数是50 N/m

    C. 书与桌面间的动摩擦因数大小是0.02   

    D. 书与桌面间的动摩擦因数大小是0.2

12. 如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图。 一根轻绳跨过光滑的动滑轮，轻绳的一端系在位置A处，动滑轮的下端挂上重物，轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处。起吊重物前，重物处于静止状态。 起吊重物过程是这样的：先让吊钩从位置C竖直向上缓慢地移动到位置B，然后让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D，最后把重物卸在某一个位置。则关于轻绳上的拉力大小变化情况，下列说法正确的是(　　)

    A. 吊钩从C向B移动的过程中，轻绳上的拉力不变   

    B. 吊钩从B向D移动的过程中，轻绳上的拉力变大

    C. 吊钩从C向B移动的过程中，轻绳上的拉力变大   

    D. 吊钩从B向D移动的过程中，轻绳上的拉力不变

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. (6分)某同学利用所学知识解决如下问题：一轻弹簧固定于某一深度h＝0.25 m且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的自由端位于筒内)，小筒固定在水平桌面上，如图甲所示。如果本实验的长度测量工具只能测量出筒口右端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变钩码的个数来改变l，作出F关于l变化的图线，如图乙所示。

    (1) 弹簧的原长l0＝________ cm，弹簧的劲度系数为___    _____N/m。

    (2) 由图线可得出的结论：_____________________________________________。

    (3) 该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于_______

    _________________________________。

14. (8分)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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。图乙是某实验小组在白纸上根据实验结果画出的图。

  (1) 小明同学在做该实验时有下面的一些想法，其中不正确的是________。

A. 拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度

B. 橡皮条弹性要好，系橡皮条的细绳应细一些且长一些，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些

C. 实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端的结点拉到O点

D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角应取 90°以便于算出合力大小

(2) 实验中，小张同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2 N，根据平行四边形定则作出合力F，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，下列说法正确的是________。

A. F1＝4 N    B. F＝12 N    C. θ1＝45°    D. θ1＜θ2

(3) 为提高实验结论的可靠性，在重复进行实验时，结点O的位置________(填“可以”或“不可以”)变动。

15. (8分)“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s 以上，甚至在60 m/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。设某次台风登陆时的风力为9级，水平方向风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为1.7 m左右人体的面积时，所产生的水平风力约为164 N。假设这个人质量为60 kg，台风来临时此人站立在水平地面上， 竖直方向不受风力作用，此人与地面间的动摩擦因数为0.26。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试通过计算分析：(g取10 m/s2)

(1) 当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？

(2) 当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？

(3) 当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到212 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？

16. (8分)如图所示，工人需要把质量m＝20 kg的货箱沿斜放的木板推上卡车。木板与水平面夹角θ＝37°，货箱与木板间的动摩擦因数μ＝0.5。假定工人推力的方向与板面平行，货箱始终沿板面匀速运动。求：(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10  m/s2)

    (1) 货箱对木板压力的大小N。

    (2) 木板对货箱的摩擦力f。

    (3) 工人对货箱的推力大小F。

17. (14分)如图，重物A和B的质量分别为mA＝3 kg、mB＝2 kg，斜面体质量M＝4 kg，滑轮和绳质量及其之间的摩擦不计，整个装置均静止，试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)

    (1) 绳中张力F的大小。

    (2) A受斜面的摩擦力f的大小和方向。

    (3) 地面给斜面体的支持力大小，以及地面给斜面体的摩擦力f′的大小和方向。

18．(16分)在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个棱长为a，质量为M的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，如图所示。球的球心为O，OB与竖直方向的夹角为θ，正方体的棱长a>R，正方体与水平地面间的动摩擦因数μ=，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则：

(1)正方体和墙壁对球的支持力N1、N2分别是多大？

(2)若θ=45°，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，球质量的最大值是多少？

参考答案

1. C
2. A
3. B
4. C
5. A
6. D
7. B
8. D
9. BCD
10. AB
11. AD
12. AB
13. 
     
14. (1)CD    (2)BC     (3)可以
     
15. 解 (1) 人对地面的压力FN＝mg＝600 N，人和地面之间的最大静摩擦力f＝μFN＝0.26×600 N＝156 N。因为F＞f，所以人能被吹动。

（2) 当风力F1＝76 N时，由于F1<f，所以人不能被吹动，人受到地面给他的力是静摩擦力，其大小f1＝F1＝76 N。

(3) 当风力F2＝212 N时，由于F2 ＞ f，所以人能被吹动，人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力，摩擦力大小为f2＝f＝μFN＝156 N。

16. 解(1) 以货箱为研究对象，货箱受到重力、木板的支持力、摩擦力以及工人的推力，受力分析如图所示，根据平衡条件得垂直于斜面方向有：N′＝G cos 37°＝160 N，由牛顿第三定律可知，货箱对木板的压力大小N＝N′＝160 N。

(2) f＝μN＝0.5×160 N＝80 N，方向沿木板向下。

(3) 根据平衡条件得平行于斜面方向有： F＝f＋G sin 37°＝200 N。

甲                                           乙