人教版高中物理必修第一册第三章相互作用力测评含答案

这是一份人教版高中物理必修第一册第三章相互作用力测评含答案，共10页。
第三章测评(时间:75分钟　满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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.(2022江苏淮安)关于下列四幅图片的说法,正确的是(　　)A.甲图中足球对球网的作用力是球网发生形变产生的B.乙图中重力的分力G1就是物块对斜面的压力C.丙图中桌子对书的支持力与书对桌子的压力是一对平衡力D.丁图中轮胎上的花纹是为了增大接触面的粗糙程度2.(2021安徽滁州高一期末)马扎放在水平地面上,人站在马扎上保持静止,以下说法正确的是(　　)A.人受到的重力和马扎对人的支持力是一对作用力和反作用力B.人受到的重力和人对马扎的压力是一对平衡力C.马扎在光滑水平面上无法平衡D.斜撑之间的夹角越大,斜撑上的作用力越大3.如图所示,一物体受到1 N、2 N、3 N、4 N四个力的作用,沿3 N力的方向做匀速直线运动。现保持1 N、3 N、4 N三个力的方向和大小不变,而将2 N的力绕O点旋转60°,此时作用在物体上的合力大小为              (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.2 N B.2 N C.3 N D.3 N4.某同学用传感器来探究摩擦力,他将力传感器接入数据采集器,再连接到计算机上。将一质量m=3.75 kg的木块置于水平桌面上,用细绳将木块和传感器连接起来进行数据采集,然后沿水平方向缓慢地拉动传感器,至木块运动一段时间后停止拉动。获得的数据在计算机上显示出如图所示的图像。有关这个实验的几个说法,其中正确的是(g取10 m/s2)(　　)A.0~6 s内木块一直受到静摩擦力的作用B.最大静摩擦力比滑动摩擦力大C.木块与桌面间的动摩擦因数约为0.8D.木块与桌面间的动摩擦因数约为0.115.如图所示,光滑斜面的倾角为37°,一小球在细线的拉力作用下静止在斜面上,若小球所受的重力为G,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则细线对小球拉力的最小值为(　　)A.0.6G B.0.5GC.G D.0.8G6.如图所示,竖直的轻质弹簧连接A、B两物体,弹簧劲度系数为k=400 N/m,A、B质量分别为3 kg、1 kg,g取10 m/s2;A放在水平地面上,A、B保持静止;现用力拉B,使其竖直向上慢慢移动,直到A刚好要离开地面,此过程中,B物体向上移动的距离为(　　)A.10 cm B.7.5 cm C.5 cm D.2.5 cm7.某班级在布置元旦晚会的舞台时,将12个质量均为m的彩球用轻绳依次连接,两端用轻绳固定在天花板上。如图所示为场景示意图,图中各段轻绳的长度均相等,连接天花板的轻绳与水平方向夹角为37°。已知重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,图中最下面的两个彩球之间的拉力大小为(　　)A.6mg B.8mg C.10mg D.12mg二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.(2022四川广安模拟)一端固定一定滑轮的木板与水平面成30°放置,如图所示。质量分别为mA=2m和mB=m的物体A、B用细线连接后跨过定滑轮,A静止在木板上,B静止在空中。不计细线与滑轮的摩擦,不计空气阻力。现将木板倾角由30°增大到40°,系统仍保持静止。下列判断错误的是(　　)A.细线对物体A的拉力将增大B.物体A对木板的压力将增大C.物体A受到的静摩擦力将增大D.物体A受到的合力将增大9.(2021安徽宣城期中)如图所示,两段等长细绳1、2串接着两个质量相等的小球a、b,悬挂于O点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力,其中作用在b球上的力大小为F,作用在a球上的力大小为2F,则此装置平衡时的位置不可能是下列哪幅图(　　)10.如图甲所示,质量为m的木块在斜向左上方的推力F的作用下沿着竖直墙面向下匀速运动。已知木块与墙面间的动摩擦因数恒为μ(μ<1),设推力F与墙面间的夹角为α,在α从0°逐渐增大到90°的过程中,木块始终未离开墙面且保持速度不变。把支持力与滑动摩擦力看成一个力F0,重力加速度为g,四力平衡可以等效为三力平衡,其矢量三角形如图乙所示,下列说法正确的是(　　)A.F0与竖直方向的夹角是定值,且有tan θ=B.推力F与重力mg的合力与水平方向的夹角为θC.推力F的最小值为mgsin θD.推力F的最大值为mg三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(9分)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个质量已知且相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。(1)为完成实验,除了图甲中提供的实验器材,还需要的实验器材有　　　　; (2)实验中需要测量的物理量有　　　　; (3)若实验开始时将图甲中的指针从P位置往下挪到Q,其余实验步骤不变且操作正确,则测量得到弹簧的劲度系数将　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”); (4)图乙是一位同学实验得到的弹簧弹力与弹簧伸长量的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为　　　　 N/m(结果保留3位有效数字),图线不过原点的原因是　　　　　　　　　　　　　。 12.(7分)在探究两个互成角度的力的合成规律的实验中,用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上的G点,橡皮条的原长是GE,如图甲所示。橡皮条的另一端系上两个细绳套,用两个弹簧测力计分别勾住细绳套,互成角度拉动橡皮条的另一端至某位置,记为O点,橡皮条伸长的长度为EO,如图乙所示。(1)为完成上述实验,下列操作中正确的是　　　　。 A.测量橡皮条的原长和伸长量B.弹簧测力计在使用前需调零C.记录O的位置、两个弹簧测力计的示数和细绳所在的方向D.为减小误差,拉动弹簧测力计时,需增大细绳与木板间的夹角(2)其中一个弹簧测力计的示数如图丙所示,其大小是　　　　　　　　 N。 (3)现保持两弹簧测力计的示数不变,增大两个拉力间的夹角,则橡皮条的伸长量会　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 13.(10分)(2022山东潍坊高一期末)如图所示,将一个质量为4 kg的铅球放在倾角为30°的斜面上,并用挡板挡住。挡板由图示位置绕斜面上的固定转轴O逆时针缓慢转动,直至挡板水平。不考虑铅球受到的摩擦力,g取10 m/s2,求缓慢转动挡板过程中:(1)挡板对铅球支持力的最小值;(2)挡板对铅球支持力最小时,铅球对斜面压力的大小。         14.(12分)(2022江苏盐城高一期末)一根轻质弹簧下端悬挂一质量m=0.5 kg的小球,静止时弹簧长度l1=16 cm,现用一系在天花板上B点的细绳拉住小球,此时弹簧与天花板的夹角为53°、弹簧长度l2=15 cm,细绳与天花板的夹角为37°。已知弹簧形变始终在弹性限度范围内,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:(1)细绳对小球拉力的大小;(2)弹簧的劲度系数k。           15.(16分)(2022山东烟台高一期末)如图所示,静置于水平地面上的两个完全相同、质量均为3m的半圆柱体A、B刚好接触,现将一质量为2m的光滑圆柱体C放置在两半圆柱体上,半圆柱体A、B与地面保持相对静止,已知圆柱体C与半圆柱体A的截面半径之比r∶R=1∶4,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:(1)圆柱体C对半圆柱体A的压力;(2)半圆柱体A与地面间的动摩擦因数μ满足的条件。
第三章测评1.D　甲图中足球对球网的作用力是球发生形变而恢复原状时对球网产生的,选项A错误;乙图中重力的分力属于引力,压力属于弹力,二者只是大小相等,选项B错误;丙图中桌子对书的支持力与书对桌子的压力是一对作用力与反作用力,选项C错误;丁图中轮胎上的花纹是为了增大接触面的粗糙程度,选项D正确。2.D　人受到的重力和马扎对人的支持力是一对平衡力,选项A错误;人受到的重力和人对马扎的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,选项B错误;对马扎和人的整体分析可知,整体在水平方向不受力,则马扎在光滑水平面上也能平衡,选项C错误;人对马扎的压力是一定的,即两个斜撑的合力是一定的,斜撑之间的夹角越大,斜撑上的作用力越大,选项D正确。3.A　四个力的合力为零,则1 N、3 N、4 N三个力的合力F3合等于2 N,方向与2 N的力反向;将2 N的力绕O点旋转60°,则该2 N的力与F3合夹角变为120°,则这两个力的合力为2 N。故选A。4.B　在0~2 s内,木块不受外力,此时没有摩擦力,A错误;用力沿水平方向拉木块,刚开始木块处于静止状态,木块受拉力和水平桌面对木块的静摩擦力相平衡,当拉力达到4 N时,木块开始发生相对滑动,木块与水平桌面间产生了滑动摩擦力。由题图可知最大静摩擦力Ffm=4 N,而滑动摩擦力Ff=3 N,B正确;根据滑动摩擦力公式μ==0.08,C、D错误。5.A　对小球受力分析如图所示由图可以看出当拉力与斜面的支持力垂直时,拉力最小,则拉力最小值FT=Gsin 37°=0.6G,故选A。6.A　开始时,A、B都处于静止状态,弹簧的压缩量设为x1,此时弹簧受到的弹力为mBg,由胡克定律有kx1=mBg。物体A恰好离开地面时,弹簧弹力为mAg,设此时弹簧的伸长量为x2,由胡克定律有kx2=mAg。这一过程中,物体B上移的距离d=x1+x2,联立解得d= m=0.1 m=10 cm,故A正确。7.B　选左边6个彩球为研究对象,其受力分析如图所示,根据力平衡条件,有=tan 37°,得F2=8mg,选项B正确。8.ABD　因为系统一直保持静止,故细线拉力一直等于物体B的重力,故细线对物体A的拉力将不变,且物体A受到的合力一直为零,故A、D错误;对A受力分析得,倾角为30°时,FT=mg=2mgsin 30°+Ff,即此时摩擦力Ff=0,FN=2mgcos 30°。倾角为40°时,FT'=mg=2mgsin 40°-Ff',即此时摩擦力为Ff'=2mgsin 40°-mg>0,FN'=2mgcos 40°<FN,木板倾角由30°增大到40°的过程中,物体A对木板的压力将减小,物体A受到的静摩擦力将增大,故B错误,C正确。9.ACD　对ab整体,受重力、细绳1的拉力、F和2F四力平衡,因此细绳1向右偏。假设细绳1与竖直方向夹角为α,细绳2与竖直方向夹角为β,对ab整体受力分析如图甲所示,可得tan α=,对小球b受力分析如图乙所示,可知tan β=,因此α<β。故B符合题意,A、C、D不符合题意。10.AC　木块受到的滑动摩擦力Ff=μFN,由支持力与滑动摩擦力合成的矢量三角形可知tan θ=,故A正确;木块做匀速直线运动,由平衡条件可知,推力F与重力mg的合力与F0等大反向,即推力F与重力mg的合力与竖直方向的夹角为θ,故B错误;由题图乙所示矢量三角形可知,当推力F与F0垂直时,F有最小值为mgsin θ,故C正确;由以上分析可知,tan θ>1,所以θ一定大于45°,当α为90°时,推力F达到最大值为mgtan θ=,故D错误。11.解析 (1)实验需要测弹簧的长度、形变量,故还需要有刻度尺。(2)为了测量弹簧的形变量,实验中还应测量弹簧原长和弹簧每次的长度。(3)指针从P位置往下挪到Q,只是测量的弹簧的原长和弹簧每次的长度变长,弹簧的伸长量没有改变,故没有影响,测量得到弹簧的劲度系数不变。(4)图像的斜率表示弹簧的劲度系数,则k= N/m=200 N/m,图线不过原点说明弹簧没有力时就有了形变量,故主要是由于弹簧自身存在重力。答案 (1)刻度尺　(2)弹簧原长、弹簧每次的长度(3)不变　(4)200　弹簧自身存在重力12.解析 (1)不需要测量橡皮条的原长和伸长量,只要记下E点和O点位置即可,故A错误;弹簧测力计在使用前需调零,避免读数错误,故B正确;实验需要记下O点的位置,拉力大小和方向,故C正确;为减小误差,拉动弹簧测力计时,需使细绳与木板平行,故D错误。(2)图中指针指在了刻度2.0,再估读一位,读数是2.00 N。(3)保持两弹簧测力计的示数不变,增大两个拉力间的夹角,合力减小,橡皮条的伸长量会减小。答案 (1)BC　(2)2.00　(3)变小13.解析 (1)铅球所受重力、挡板的支持力FN1、斜面的支持力FN2构成力三角形如图所示,当挡板逆时针缓慢转动,FN1与FN2垂直时,其值最小,有FN1=mgsin 30°=mg。 (2)斜面的支持力FN2=mgcos 30°=mg。答案 (1)mg(2)mg14.解析 (1)小球受力分析如图所示,根据力平衡条件,沿AB方向有FT=mgcos 53°=5×0.6 N=3 N。(2)沿OA方向,弹簧的弹力F=mgsin 53°=5×0.8 N=4 N弹簧长度l2=15 cm当小球静止时弹簧长度l1=16 cm,有F'=mg=5 N根据胡克定律可得ΔF=kΔx,其中ΔF=F'-F,Δx=l1-l2解得k=100 N/m。答案 (1)3 N　(2)100 N/m15.解析 (1)如图甲所示,由几何关系可知cos θ=,sin θ=设A、B对C的支持力为FN1、FN2,由题意可知FN1=FN2=FN对C受力分析如图乙所示,则有2FNsin θ=2mg解得FN=mg由牛顿第三定律可知FN'=FN=mg。(2)对A受力分析如图丙所示,则有FN'cos θ≤FfmFN'=3mg+FN'sin θA与地面间的最大静摩擦力为Ffm=μFN'联立各式解得μ≥。答案 (1)　(2)μ≥