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【期中模拟】(人教版2019)2023-2024学年高一上册物理 必修1 第三章 相互作用——力 单元考点卷.zip
展开高一物理必修一第三章相互作用——力:题型专练
题型一:对重力、弹力、摩擦力基本概念的考查
1.(对力概念的理解•单选)下列关于力的说法中,正确的是( )
A.力只能产生在相互接触的物体之间
B.有受力物体,就必有施力物体
C.施力物体施力在先,受力物体受力在后
D.力是一个物体就能产生的,而并不需要其他物体的存在
【答案】B
【详解】A.力是物体对物体的作用,可以是相互接触的物体之间,也可以是发生在没有接触的物体间,如重力、电场力、磁力等,故A错误;
B.力是物体间的相互作用,任何力有受力物体,就必然有施力物体,故B正确;
C.物体间力的作用发生时,施力物体和受力物体同时出现,没有先后,故C错误;
D.力是物体间的相互作用,任何一个力伴随有两个物体,施力物体和受力物体,故D错误。
故选B。
2.(对重心概念的理解•单选)关于物体的重心,以下说法中正确的是( )
A.把物体挖空后就没有重心了
B.用线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过物体的重心
C.一块砖平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变,与地面的高度也不变
D.舞蹈演员在做各种优美动作时,其重心的位置不变
【答案】B
【详解】A.把物体挖空后其重心仍然存在,只是位置可能改变,也可能仍在原来位置,如篮球的重心就在球心位置,故A错误;
B.重心是重力在物体上的作用点,用一根悬线竖直挂起的物体静止时,细线方向一定通过物体的重心,故B正确;
C.一块砖平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变,但与地面的高度改变,故C错误;
D.舞蹈演员在做各种优美动作时,其重心的位置随肢体的形状的变化会发生变化,故D错误。
故选B。
3.(对重力和弹力的理解•单选)下列关于重力和弹力,下列说法正确的是( )
A.形状规则的物体的重心一定在它的几何中心上
B.物体静止时受到的重力比下落时要小
C.木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于桌面发生了形变而产生的
D.拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于木头发生了形变而产生的
【答案】C
【详解】A.形状规则且质量分布均匀的物体,其重心一定在其几何中心上,故A错误;
B.物体受到的重力与其运动状态无关,物体静止时受到的重力与下落时相等,故B错误;
C.木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于桌面发生了形变而产生的,故C正确;
D.拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于竹竿发生了形变而产生的,故D错误。
故选C。
4.(对对摩擦力和弹力的产生条件的考察•单选)下列说法正确的是( )
A.放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力
B.两个相互接触的物体间产生了弹力,就一定会有摩擦力
C.弹力的方向总是跟接触面垂直
D.用细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变而产生的
【答案】C
【详解】A.静止在水平面上的物体所受的重力与它对水平面的压力不是一个力,重力的施力物体是地球,而压力的施力物体是该物体,性质也不同,故A错误;
B.根据弹力产生条件,接触且发生弹性形变,而摩擦力产生的条件是两个接触挤压的物体之间还需要产生相对位移或者具有相对位移的趋势,且接触面不光滑,故B错误;
C.弹力的方向总是跟接触面垂直的,故C正确;
D.用细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的,故D错误;
故选C。
5.(对对摩擦力的考察•单选)如图所示,寒风萧瑟的冬天已经来临,手握一杯热腾腾的奶茶是一件很温暖的举动,下列说法正确的是( )
A.奶茶杯对手的摩擦力竖直向上
B.此时的摩擦力为静摩擦力
C.当我们增大手握杯子的力,摩擦力增大
D.当杯中的奶茶越来越少时,摩擦力不变
【答案】B
【详解】AB.根据力的平衡可知,奶茶杯受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,且为静摩擦力,根据牛顿第三定律可知奶茶杯对手的摩擦力应竖直向下,故A错误,B正确;
C.由于摩擦力的大小始终与重力大小相等,所以当我们增大手握杯子的力,摩擦力不变,故C错误;
D.当杯中的奶茶越来越少时,即重力不断减小,所以摩擦力也减小,故D错误。
故选B。
6.(对对摩擦力的考察•单选)下列关于摩擦力的理解正确的是( )
A.有摩擦力的地方一定有弹力
B.摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势
C.摩擦力与该处弹力的方向可能相互垂直
D.摩擦力的大小与该处弹力大小成正比
【答案】A
【详解】A.弹力是产生摩擦力的条件之一,则有摩擦力的地方一定有弹力,选项A正确;
B.摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,选项B错误;
C.摩擦力方向与接触面相平行,总与弹力方向垂直,故C错误;
D.当动摩擦因数确定时,滑动摩擦力的大小一定与所受的弹力成正比,而静摩擦力没有这关系,故D错误。故选A。
7.(对三种性质力的综合考察•单选)关于重力、弹力和摩擦力,下列说法正确的是( )
A.形状规则的物体,其重心一定在几何中心处
B.质量小的物体受到的重力小,其做自由落体运动时的加速度也小
C.滑动摩擦力总是与物体的运动方向相反
D.若两个物体在接触面间有摩擦力,则两个物体间一定有弹力
【答案】D
【详解】A.形状规则、质量分布均匀的物体,其重心与它的几何中心重合,如果质量分布不均匀,其重心不一定在几何中心处,选项A错误;
B.质量小的物体受到的重力小,但重力加速度一样大,选项B错误;
C.滑动摩擦力总是与物体的相对运动方向相反,选项C错误;
D.产生摩擦力的条件:①有弹力,②接触面粗糙,③有相对运动或有相对运动趋势,可见有弹力是产生摩擦力的必要不充分条件,两接触面间有摩擦力存在,一定有弹力存在,选项D正确。
故选D。
题型二:对弹力的有无和方向的考查
8.(弹力有无和方向的判断•单选)如图所示,下列4种情境中的小球或杆均处于静止状态,则关于它们受到的弹力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.物体只受到重力和拉力,才能保持平衡,如果存在斜向上的支持力,物体将无法保持平衡,所以不能有F1存在,故A错误;
B.杆的M点与地面接触,则垂直地面向上,杆在N点与球面接触,则弹力方向垂直于杆的方向指向上,故B正确;
C.杆与半球容器有两个接触点,左侧处为点与球面接触,所以弹力的方向过圆心与接触点,且垂直于球的切面,方向指向被支持的杆;右侧是点与直杆接触,所以弹力方向垂直于杆的方向指向上,故C错误;
D.物体受到重力和杆给球的弹力两个力作用下处于平衡状态,所以杆给物体的作用力应该竖直向上,与重力的大小相等,故D错误。故选B。
8.(弹力的产生和方向•单选)关于弹力,下列说法正确的是( )
A.轻杆一端所受弹力的作用线一定与轻杆方向重合
B.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,这是由于电灯发生微小形变而产生的
C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向
D.形变大的物体产生的弹力一定比性变小的物体产生的弹力大
【答案】C
【详解】A.轻杆所受弹力的方向是任意的,与受力情况及运动情况有关,故A错误;
B.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,这是由于电线发生微小形变而产生的,故B错误;
C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,故C正确;
D.在弹性限度内,在相同的劲度系数下,形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大,故D错误。
故选C。
9.(弹力的大小计算•单选)如图所示,两只同样的弹簧秤每只自重0.1N,下面的挂钩重力忽略不计,甲“正挂”,乙“倒挂”,在乙的下方挂上0.2N的砝码,则甲、乙弹簧秤的读数分别为( )
A.0.2N,0.3N
B.0.3N,0.2N
C.0.3N,0.3N
D.0.4N,0.3N
【答案】C
【详解】试题分析:甲弹簧受力为,乙弹簧由于倒挂,故受力为物体的重力和下面弹簧秤的重力之和,为.
考点:胡克定律
【名师点睛】弹簧测力计在静止下使用,此时弹簧受到的力为平衡力,弹簧测力计指针指示的示数为这个力的大小,考虑弹簧测力计外壳重,分析出甲、乙、两弹簧挂钩的受力情况,就可得出正确答案.
10.(弹力的方向•单选)如图所示,四种情境中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面(点)均光滑,其中物体A所受弹力示意图正确的是( )
A.O为A球的球心,C为A球的重心
B.两球完全相同且接触,O为A球的球心
C.O为A球的球心,墙壁竖直
D.O为半球形的球心,A为一根均匀直棒
【答案】ABC
【详解】AC.弹力的方向为垂直接触面指向受力物体,与物体的重心无关。AC正确;
B.假设两球间有弹力,两球将分离,所以两球无弹力。B正确;
D.弹力的方向为垂直接触面指向受力物体,所以F2应指向球心。D错误。
故选ABC。
题型三:对胡克定律的考查
11.(对劲度系数的理解•单选)关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是( )
A.因胡克定律可写成k=,由此可知弹力越大,劲度系数越大
B.在弹性限度内,弹簧拉长一些后,劲度系数变小
C.在弹性限度内,无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变
D.劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大
【答案】C
【详解】ABC.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,不同弹簧k一般不同,在弹性限度内,同一弹簧k一定,与弹力和形变量无关,故AB错误,C正确;
D.弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定,故D错误。
故选C。
11.(对胡克定律的简单应用•单选)如图所示,轻弹簧的劲度系数为k,小球的质量为m,平衡时小球在A位置.今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B,则此时弹簧的弹力大小为( )
A.kx B.mg+kx C.F D.mg-kx
【答案】B
【详解】当弹簧处于平衡位置A时,设弹簧的形变量为,由受力平衡可得
小球向下压缩x至B位置时,小球的形变量为
由胡克定律得
故选B。
12..(对胡克定律的简单应用•单选)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力拉弹簧的另一端,平衡时长度为l1,改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2,弹簧的拉伸均在弹性限度内,该弹簧的原长为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设弹簧原长为l0,由胡克定律得
联立解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
13.(对胡克定律的图像问题•单选)一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系如图所示,根据图像判断,下列结论正确的是( )
A.弹簧的原长为20cm
B.弹簧的劲度系数为2N/m
C.弹簧的劲度系数为20N/m
D.弹簧压缩0.05m时,弹力的大小为10N
【答案】D
【详解】A.当F=0时,弹簧处于原长状态,由图读出L=10cm,即弹簧的原长为L0=10cm。故A错误;
BC.由图可知,当F=10N时,L=5cm,则弹簧被压缩的长度为
根据胡克定律,有
代入数据,可得
故BC错误;
D.弹簧压缩0.05m时,弹力的大小为
故D正确。
故选D。
13.(弹簧的串联问题•单选)如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧1,竖直地固定在桌面上,上面压一质量为m的物体,弹簧1上、下端分别与物体和桌面相连;另一劲度系数为的轻质弹簧2竖直固定在物体的上表面。要想使物体在静止时,物体下面弹簧1的弹力大小减为原来的,则应将弹簧2的上端A竖直向上缓慢移动的距离可能是(已知两根弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】初始时刻弹簧1处于压缩状态,弹簧1的压缩量
弹簧2处于原长;最终时刻有两种可能性,其一,当弹簧1的弹力大小减小为原来的时,弹簧1仍处于压缩状态,其压缩量
弹簧2处于伸长状态,弹簧2的伸长量
则A端竖直向上提高的距离
当弹簧1的弹力大小减为原来的时,弹簧1处于拉伸状态,其伸长量
弹簧2处于伸长状态,弹簧2的伸长量
则A端竖直向上移动的距离
故选AD。
14.(关于弹簧的多解问题•单选)如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧形变量为2cm。已知A、B两物体的重力分别为3N和5N。则细线的拉力及B对地面的压力大小分别是( )
A.1N和7N
B.5N和7N
C.5N和3N
D.7N和7N
【答案】AC
【详解】B受重力,弹簧的弹力
及地面的支持力而处于平衡状态;若弹簧拉伸,则支持力
F=GB−F1=5N−2N=3N
绳的拉力
若弹簧压缩,支持力
F′=GB+F1=5N+2N=7N
绳的拉力
AC正确,BD错误。
故选AC。
15.(弹簧的组合问题)一根大弹簧内套一根小弹簧如图乙所示,大弹簧比小弹簧长0.2 m,如图甲所示,它们的下端平齐并固定,另一端自由,当压缩此组合弹簧时,测得弹力与弹簧压缩量的关系如图丙所示。试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2。
【答案】10 N/m,20 N/m
【详解】据题意,当压缩量只有0.2m的过程,只有大弹簧发生形变。从图中读出x=0.2m时,F=2N,根据
F=k1x
解得
k1 =10N/m
其中OO′图线的斜率就是k1,弹簧组合形变量为0.3m时,大弹簧的形变量为x1=0.3m,小弹簧的形变量x2=0.1m,根据
F1+F2=5 N
即有
k1x1+k2x2=5 N
则有
k2=20N/m
题型四:对摩擦力基本概念的考察
15.(对静摩擦力的理解•多选)关于静摩擦力,下列说法正确的是( )
A.静摩擦力一定是阻力
B.受静摩擦力作用的物体可以是运动的
C.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
D.在压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一定限度
【答案】BD
【详解】A.静摩擦力的方向可以与物体运动方向相反,充当阻力,也可以与物体运动方向相同,充当动力,故A错误;
B.运动的物体也可能受静摩擦力,比如在水平路面上,汽车启动时,车厢底板上的物体会受到静摩擦力作用,故B正确;
C.两个相对静止的粗糙物体之间有相对运动趋势,且存在弹力时,才有静摩擦力的作用,故C错误;
D.对于一个确定的接触面而言,静摩擦力的大小根据平衡条件来确定,是可以变化的,但不能超过最大静摩擦力,故D正确。
故选BD。
15.(摩擦力的方向•单选)下列关于摩擦力的论述错误的是( )
A.运动的物体也可以受静摩擦力
B.接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直
C.两物体接触处的弹力增大时,接触面间的摩擦力大小可能不变
D.运动的物体受到的摩擦力的方向一定与其运动方向相同或者相反
【答案】D
【详解】A.运动的物体也可以受到静摩擦力作用,比如相对静止一起运动的两物体间如果存在相对运动趋势,则可能受到静摩擦力作用,故A正确,不符合题意;
B.由于摩擦力与接触面平行,而弹力与接触面垂直,因此接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直,故B正确,不符合题意;
C.两物体之间是静摩擦力时,摩擦力大小与两物体之间的弹力无关,故C正确,不符合题意;
D.运动的物体受到的静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直、或成任意角度,故D错误,符合题意。
故选D。
16.(摩擦力的理解•单选)一运动员做了一个罕见的一字马动作而爆红网络。如图所示,她在走廊里用双腿撑墙,使自己静止于两墙之间(全身离地有一定高度)。下列说法正确的是( )
A.运动员对墙壁的压力是墙壁发生形变产生的
B.墙壁对运动员的摩擦力方向沿墙面向下
C.墙壁越粗糙,则墙壁对运动员的摩擦力越大
D.运动员对墙壁的压力增大,其所受摩擦力不变
【答案】D
【详解】A.运动员对墙壁的压力是脚发生形变产生的,故A错误;
BCD.以运动员为研究对象,运动员受到重力和墙对运动员的摩擦力,处于平衡状态,根据平衡条件可知墙壁对运动员的摩擦力和重力大小相等、方向相反,沿墙面竖直向上,与墙壁的粗糙程度和运动员对墙壁的压力没有关系,故BC错误,D正确。
故选D。
17.(摩擦力的理解•单选)下列有关摩擦力的说法中正确的是( )
A.计算摩擦力大小时一般首先要判断是静摩擦力还是滑动摩擦力
B.静摩擦力存在静止的物体之间,滑动摩擦力存在滑动的物体之间
C.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
D.摩擦力总是阻力
【答案】A
【详解】A.计算摩擦力的大小,首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力,然后根据静 摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小,选项A正确;
B.受静摩擦力的两物体是相对静止的,但两物体可以运动,受滑动摩擦力两物体间是相对运动的,但某一物体可以是静止的,选项B错误;
C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,与物体的运动方向可能相同,也可能相反,选项C错误;
D.摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反,跟运动方向可能相同,也可能相反.当摩擦力方向与运动方向相同时,该力为动力,当摩擦力方向与运动方向相反时,该力为阻力,选项D错误。
故选A。
18.(摩擦力的理解•单选)关于摩擦力,有人总结了“四条不一定”,其中说法错误的是( )
A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同
B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线
C.受静摩擦力的物体不一定静止
D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力
【答案】D
【详解】A.滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,与物体的实际运动方向可以成任意角度,故A说法正确,不符合题意;
B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,如某同学手竖直握住水杯并向前行走时,水杯受到的静摩擦力方向竖直向上,而运动方向向前,故B说法正确,不符合题意;
C.货物随传送带向高处运动时,货物受静摩擦力但不静止,用力推静止在地面上的箱子,箱子仍静止,故C说法正确,不符合题意;
D.静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,而不是阻碍物体的运动,故D说法错误,符合题意。
故选D。
题型五:最大静摩擦力的考查
19.(多选)如图所示,木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20,夹在A、B之间的弹簧被压缩了1 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力)。现用F=2 N的水平拉力作用在木块B上,此时木块A、B所受摩擦力分别记为fA和fB。则( )
A.fA=10 N B.fA的方向水平向左
C.fB=6 N D.fB的方向水平向左
【答案】CD
【详解】两个木块的最大静摩擦力为
弹簧的弹力为
现用的水平拉力作用在木块B上,拉力与弹簧的弹力之和小于B的最大静摩擦力,木块B仍然处于静止状态,木块B所受的静摩擦力为
,方向水平向左
弹簧弹力不变,木块A仍然处于静止状态
,方向水平向右
故选CD。
20.(单选)如图所示,物体放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力作用,即F1、F2和摩擦力作用,物块处于静止状态,其中F1=8N,F2=4N,若撤去F1,物体仍静止不动,则物块受到的摩擦力是( )
A.8N,方向向右
B.8N,方向向左
C.4N,方向向右
D.4N,方向向左
【答案】C
【详解】木块在水平方向共受到三个力F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,合外力为零,得知此时摩擦力为
f=F1-F2=8 N -4 N =4N
最大静摩擦力应大于等于4N,当撤去F1,作用在物体上的力F2=4N,小于等于最大静摩擦力,木块仍处于静止状态,则此时受的静摩擦力为
f′=F2=4N
方向与F2的方向相反,即为方向向右。
故选C。
21.(压轴题•单选)如图所示,有一方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( )
A.容器与墙面间的最大静摩擦力一定逐渐增大
B.容器受到的摩擦力不变
C.水平力F必须逐渐增大
D.水平力F可能不变
【答案】D
【详解】物体处于静止状态,受力平衡,水平方向上,力F可能不变,可能增大,也可能减小;竖直方向上,摩擦力等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,但最大静摩擦力跟F有关,不一定逐渐增大;D正确,ABC错误。
故选D。
题型六:静摩擦力的突变
22.(单选)把一重力为G的物体,用一大小为F=kt(k为恒量,t为时间)的水平推力压在足够高的竖直墙上,如图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力随t的变化关系的图象可能正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】由题意,当
时,物体受到的摩擦力为
因此滑动摩擦力随着时间的增加不断增大,直到滑动摩擦力大于重力时,物体做减速运动,当物体速度减为零时,摩擦力变成静摩擦力,物体处于静止状态,即使推力增大,静摩擦力大小不变,故选B。
23.(单选)如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N.,则下列说法正确的是( )
A.若撤去F1,物体受的摩擦力一定为2 N,方向向右
B.若撤去F1,物体有可能滑动
C.若撤去F2物体受的摩擦力为一定为10N,方向向左
D.若撤去F2物体一定会滑动
【答案】A
【详解】木块开始在水平方向受三个力而平衡,则有f=F1-F2=10-2=8N; 物体处于静止状态,则说明物体受到的最大静摩擦力大于等于8N;
A、B、撤去F1后,外力为2N,故物体仍能处于平衡,故所受静摩擦力为2N,方向向右;A正确,B错误.
C、D、撤去F2后,外力为10N;若,物体仍然静止,静摩擦为10N,方向向左;若,则物体会滑动;可知C,D均错误.
故选A.
【点睛】本题是初学摩擦力的同学易错的一个题目,解答本题应准确理解静摩擦力的定义,并能根据受力分析得出力之间的关系.
题型七:传送带上的摩擦力
24.(水平传送带•单选)水平的皮带传动装置如图所示,皮带的速度大小保持不变,将一滑块轻轻地放在A点,开始时滑块在皮带上滑动,当它到达位置C时滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端。在传送过程中,滑块受到的摩擦力情况为( )
A.在AC段为水平向左的滑动摩擦力
B.在AC段不受滑动摩擦力
C.在CB段不受静摩擦力
D.在CB段受水平向右的静摩擦力
【答案】C
【详解】AB.根据题意可知,在AC段,滑块的速度小于传送带的速度,滑块相对于传送带水平向左运动,则滑块受到水平向右的滑动摩擦力,故AB错误;
CD.由题意可知,在CB段,滑块与传送带相对静止一起向右匀速运动,根据受力平衡可知滑块在CB段不受静摩擦力,故C正确,D错误。
故选C。
25.(倾斜传送带•单选)如图所示,物块在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来,则传送带转动后,下列说法正确的是( )
A.受的摩擦力不变
B.受到的摩擦力变大
C.可能减速下滑
D.可能减速上滑
【答案】A
【详解】试题分析:开始物块受到的是滑动摩擦力,大小为,皮带转动起来后,物体仍受到的是滑动摩擦力,大小 仍为,因此受到的摩擦力大小方向都不变,物体仍匀速下滑,A正确,BCD错误.
26.(高考题•单选)如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知>,则( )
A.时刻,小物块离A处的距离达到最大
B.时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.0~时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
【答案】D
【详解】A.根据图像的面积表示位移可知,时刻,小物块离A处的距离达到最大,故A错误;
B.由图可知,0~时间内,小物块向左减速,时刻速度减为零后,~时间内,又开始向右加速,时刻与传送带共速,此后与传送带一起匀速回到A处,则时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大,故B错误;
CD.由图像的斜率表示加速度可知,0~时间内,小物块的加速度大小方向都不变,对小物块受力分析,由牛顿第二定律可知,0~时间内,小物块始终受到大小方向都不变的摩擦力作用,故C错误,D正确。
故选D。
题型八:牛顿第三定律
26.(对牛顿第三定律的理解•单选)关于牛顿第三定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第三定律告诉我们:先有作用力,后有反作用力
B.牛顿第三定律告诉我们:作用力和反作用力大小一定相等
C.牛顿第三定律告诉我们:作用力和反作用力就是一个力
D.牛顿第三定律告诉我们:作用力和反作用力产生的作用效果一定相同
【答案】B
【详解】A.牛顿第三定律告诉我们:作用力和反作用力同时产生同时消失,故A错误;
B.牛顿第三定律告诉我们:作用力和反作用力大小一定相等,故B正确;
C.牛顿第三定律告诉我们:作用力和反作用力受力物体不同,不是同一个力,故C错误;
D.牛顿第三定律告诉我们:作用力和反作用力受力物体不同,产生的作用效果不一定相同,故D错误。
故选B。
27.(对牛顿第三定律的理解•单选)关于牛顿第三定律,下列说法正确的是( )
A.作用力先于反作用力产生,反作用力是由作用力引起的
B.作用力变化,反作用力不一定同时发生变化
C.任何一个力的产生必涉及两个物体,它总有反作用力
D.一对作用力和反作用力的作用效果可以抵消
【答案】C
【详解】AB.相互作用力总是大小相等,所以作用力和反作用力同时产生,同时消失,同时变化,故AB错误;
C.力是相互作用,因此任何一个力的产生必涉及两个物体,它总有反作用力,故C正确;
D.一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上,力作用在不同的两个物体上,作用效果不能抵消,故D错误。
故选C。
28.(作用力与反作用力和平衡力的区别和理解•单选)几位同学在学习牛顿第三定律时,对马拉车发表了下列看法,其中正确的是( )
A.马拉车不动,是因为马拉车的力小于车拉马的力
B.马拉车前进,是因为马拉车的力大于车拉马的力
C.马拉车不动时,是因为马拉车的力跟车拉马的力互相平衡
D.马拉车加速前进,马拉车的力的大小等于车拉马的力的大小
【答案】D
【详解】ABD.不管马拉车不动还是马拉车前进,马拉车的力都等于车拉马的力,这是一对作用力和反作用力,故AB错误,D正确;
C.马拉车的力与车拉马的力是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反、作用在两个物体上,而一对平衡力作用在同一物体上,故C错误。
故选D。
29.(作用力与反作用力和平衡力的区别和理解•单选)图甲为无人机拍摄的校园照片,图乙为正在高空进行拍摄的无人机,若图乙中无人机在空中处于悬停状态进行拍摄,在无风无雨的理想情况下,下列说法正确的是( )
A.无人机所受重力和无人机对空气向下推力为一对平衡力
B.无人机所受重力和空气对其向上的推力为一对平衡力
C.无人机所受重力和空气对其向上的推力为一对作用力和反作用力
D.空气对无人机向上的推力大于无人机对空气向下的推力时无人机才能上升
【答案】B
【详解】A.无人机所受重力受力物体是无人机,无人机对空气向下的推力受力物体是空气,而一对平衡力作用于同一物体上,故A错误;
BC.无人机所受重力和空气对其向上的推力为一对平衡力,故B正确,C错误;
D.空气对无人机向上的推力始终等于无人机对空气向下的推力,是一对相互作用力,当空气对其向上的推力大于无人机的重力时无人机才能上升,故D错误。
故选B。
30.(作用力与反作用力和平衡力的区别和理解•单选)如图所示为非物质文化遗产“高杆船技”的表演场景,表演时利用人的重力、毛竹天然的柔性与韧性,使毛竹的上半部分自然弯曲,形成类似于单杠的表演区域。下列说法正确的是( )
A.人对竹子的力和竹子对人的力是一对平衡力
B.竹子对人的弹力方向始终沿着竹子
C.当表演者分别做双手倒立和单手悬挂两个静态造型时,竹子对人的作用力相同
D.当表演者越靠近竹尖摆静态造型时,竹子弯曲越厉害,对人的作用力也越大
【答案】C
【详解】A.人对竹子的力和竹子对人的力作用在两个物体上,是一对相互作用力,A错误;
B.竹子对人的弹力垂直于人与竹子接触的方向,不始终沿着竹子,B错误;
C.对人根据平衡条件,可知当表演者分别做双手倒立和单手悬挂两个静态造型时,竹子对人的作用力相同,等于人的重力大小,C正确;
D.对人根据平衡条件,可知当表演者越靠近竹尖摆静态造型时,对人的作用力始终相等,D错误。
故选C。
题型九:对力的合成与分解概念的理解
31.(多选)下列关于力的合成与分解的说法中正确的有( )
A.若两分力的大小不变,两分力之间的夹角越大,合力F就越小
B.合力F总比两分力F1和F2中的任何一个力都大
C.已知合力和两个分力的方向,分解结果是唯一的
D.两个分力的夹角一定,只让其中的某个分力增大,则合力一定增大
【答案】AC
【详解】A.设两分力间的夹角为θ,如图所示
则有
其中
可知,若两分力的大小不变,两分力之间的夹角越大,合力F就越小,故A正确;
B.根据合力与分力的关系,将平行四边形转化为三角形,根据边角关系,可知合力F可能比两分力F1和F2中的任何一个力都大,可能比两分力F1和F2中的任何一个力都小,也可能与两分力F1和F2大小相等,故B错误;
C.力的分解遵循平行四边形定则,已知合力和两个分力的方向,即已知平行四边形的两邻边与对角线方向,就能够确定该平行四边形,可知已知合力和两个分力的方向,分解结果是唯一的,故C正确;
D.设两分力间的夹角为θ,如图所示
若θ、F1一定,则有
若图中初始位置的夹角α为锐角,当增大F2时,夹角α逐渐增大至,可知合力F先减小后增大,故D错误。
故选AC。
32.(多选)关于力的合成和分解,以下说法中正确的是( )
A.合力可比任一个分力都小
B.一对作用力与反作用力的合力为0
C.物体受三个共点力作用而平衡,其中任意两个力的合力必与第三个力等大反向
D.合力产生的效果与各分力共同产生的效果相同
【答案】ACD
【详解】A.当两个分力方向相同时,合力等于两分力之和,合力大于每一个分力;当两个分力方向相反时,合力等于两个分力之差,合力可能小于分力,由此可见,合力可能大于任一个分力,也可能小于任一个分力,也可能等于任一个分力,故A正确;
B.一对作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的力,只有作用在同一物体上的共点力才可以求合力,故B错误;
C.物体受三个共点力作用而平衡,三个力的合力为零,则其中任意两个力的合力必与第三个力等大反向,故C正确;
D.合力与分力的关系是等效替代的关系,即合力产生的效果与各分力共同产生的效果相同,故D正确。
故选ACD。
32.(单选)某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数,即为冲击力最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是( )
A.建立“瞬时速度”的概念 B.显示微小形变的过程
C.建立“合力与分力”的概念 D.建立“质点”的模型
【答案】C
【详解】由题可知,题干中的实验过程用到了等效替代法:
A.建立“瞬时速度”的概念用的是极限法,故A错误;
B.显示微小形变的过程利用了放大法,故B错误;
C.建立“合力与分力”的概念用到了等效替代法,故C正确;
D.建立“质点”的模型用到了理想模型法,故D错误。
故选C。
33.(单选)下列关于力的合成的叙述,正确的是( )
A.合力的大小一定比最大的那个分力大
B.两个力夹角为,它们的合力随增大而增大
C.不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成运算
D.合力是原来几个力的等效替代,合力的单独作用效果与分力的共同作用效果相同
【答案】D
【详解】A.合力可能大于、等于或小于任一分力,故A错误;
B.根据平行四边形定则,两个力夹角为,它们的合力随增大而减小,故B错误;
C.不是同时作用在同一物体上的力不能进行力的合成运算,故C错误;
D.合力是原来几个力的等效替代,合力的单独作用效果与分力的共同作用效果相同,故D正确。
故选D。
33.(单选)下列关于力的合成和分解的说法,正确的是( )
A.合力一定大于任一分力
B.若两个分力F1与F2的夹角不变且F1不变,适当增大F2,则其合力F不一定增大
C.若两个分力F1与F2大小一定,则合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而增大
D.若合力F确定,一个分力F1方向确定,则F1变大,F2一定变小
【答案】B
【详解】A.合力可能大于任一分力,也可能小于或等于分力,选项A错误;
B.若两个分力F1与F2的夹角不变且F1不变,适当增大F2,则其合力F不一定增大;例如F1=4N,F2=1N两力夹角为180°,若F1不变,将F2增加到2N时,合力由3N减小为2N,选项B正确;
C.若两个分力F1与F2大小一定,则合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而减小,选项C错误;
D.若合力F确定,一个分力F1方向确定,则F1变大,F2可能先变小再变大,如下图所示,故D错误;
故选B。
题型十:合力的计算
34.(单选)如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图像,则这两个分力的大小可能为( )
A.1N和4N
B.2N和3N
C.1N和5N
D.2N和4N
【答案】B
【详解】由题图知,当两分力方向相同时,合力为5N,即
当两分力方向相反时,合力为1N,即
所以
,或,
故选B。
35.(单选)如图所示,AB是半圆的直径,O为圆心,P点是圆上的一点,在P点作用了三个共点力F1、F2、F3。若F2的大小已知,则这三个力的合力为( )
A.F2 B.2F2 C.3F2 D.4F2
【答案】C
【详解】试题分析:以F1、F3为邻边作平行四边形,由几何特征,可知平行四边形是矩形,
则合力F13=2F2,故F1、F2、F3的合力F=3F2,所以C正确;
故选C.
36.(单选)元旦期间我市某商场推出“消费满 100 减 20”的优惠活动并在其外墙上悬挂一块告示牌,下图所示为一些悬挂告示牌的方式,若α < β,则每根细绳所受的拉力中,数值最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据“下图所示为一些悬挂告示牌的方式,若,则每根细绳所受的拉力中,数值最大的是”可知,本题考查共点力平衡、力的平行四边形定则,根据两力的合力一定时,两力的大小与两力夹角的关系分析解答.
【详解】由题意可知,两绳子的拉力的合力相等,根据力的平行四边形定则,可知当两绳子的夹角越大时,其拉力也越大.因此,B图的拉力数值最大;故B正确,ACD错误;
故选B.
【点睛】两绳子拉力的合力一定,细绳与竖直方向夹角越大,绳子的拉力越大;夹角越小,拉力越小.
题型十一:力的分解的应用
37.(单选)如图所示,重力为G的小球静止在斜面上,下列关于重力的两个分力说法正确的是( )
A.F1是小球对挡板的压力,大小为
B.F2是小球对斜面的正压力,大小为
C.F1是小球所受重力的一个分力,大小为
D.由于重力的存在,小球同时受G、F1、F2的作用
【答案】C
【详解】AB.F1和F2是小球重力的两个分力,不是小球对挡板、斜面的正压力,只是大小与小球对挡板、斜面的正压力相等,故AB错误;
C.F1是小球所受重力的一个分力,由几何关系可知,其大小为,故C正确;
D.F1、F2均是重力的分力,是重力产生的两个效果,不是小球受到的力,故D错误。
故选C。
38.(单选)某同学周末在家大扫除,移动衣橱时,无论怎么推也推不动,于是他组装了一个装置,如图所示,两块相同木板可绕处的环转动,两木板的另一端点、分别用薄木板顶住衣橱和墙角,该同学站在该装置的处。若调整装置点距地面的高时,、两点的间距,处衣橱恰好移动。已知该同学的质量为,重力加速度大小取,忽略A处的摩擦,则此时衣橱受到该装置的水平推力为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】该同学站在点时,重力产生两个作用效果力、,如图所示
设、与竖直方向夹角为,则
在点分解如图所示
则水平推力为
由几何关系得
联立可得
故选C。
40.(单选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“……姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可,一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间缓慢敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力为FN,(木楔重力、木楔与砖缝间的摩擦力不计)则有 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】选木楔为研究对象,木楔受到的力有:水平向左的F和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力,由于木楔处于平衡状态,所以两侧给木楔的垂直斜面的弹力与F沿两侧分解的力是相等的,力F的分解如图。则
F=F1cos(90°-)+F2cos(90°-)=2F1cos(90°-)=2F1sin
FN=F1
故得
故选A。
题型十二:力的正交分解
40.(单选)明如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力作用下向右运动,木块与地面间的动摩擦因数为,已知,,取重力加速度大小为,则木块与水平地面间的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对木块受力分析,竖直方向
木块与水平地面间的摩擦力为
联立可得
故选D。
41.(单选)在同一平面内作用着三个共点力,它们的大小和方向如图所示。已知,,则这三个力的合力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】如图所示,以三力共同作用点为原点,竖直向上为y轴,水平向左为x轴建立坐标系,则x方向上的合力大小为
y方向上的合力大小为
这三个力的合力大小为
故选A。
42.(正交分解的应用)如图所示,水平地面上静止的物体重,若受一与水平方向成角的拉力,此时物体所受的摩擦力.(已知,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)求物体所受的合力;
(2)求物体与地面间的动摩擦因数;
(3)若将拉力改成与水平方向仍成角斜向下方的推力,其他条件不变,求此时物体所受合力的大小。
【答案】(1)32N;(2)0.25;(3)14N
【详解】(1)物体受力如图所示
物体所受合力
(2)竖直方向受力平衡有
解得
则动摩擦因数
(3)水平方向有
竖直方向有
又
联立解得
题型十三:共点力的平衡
43.(整体法与隔离法•多选)如图所示,A、B、C三个物块叠在一起静止放置在水平地面上,现在给物块B施加一个大小为8N、水平向右的拉力,三物块依然保持静止,则下列说法正确的是( )
A.物块A受到B对它的摩擦力大小为0N
B.物块C对B的摩擦力大小为8N,方向向左
C.物块A和物块B之间的接触面一定粗糙
D.物块C对地面的摩擦力大小为8N,方向向左
【答案】AB
【详解】AC.对于物块A,假设受到B对它的摩擦力,则A不能处于静止状态,故A不受B对它的摩擦力,物块A和物块B之间的接触面不一定粗糙,故A正确,C错误;
B.将A、B看作整体,整体处于平衡状态,则可知物块C对B的摩擦力与F大小相等,方向相反,即摩擦力方向向左,大小为8N,故B正确;
D.可将A、B、C看成整体,整体处于平衡状态,可知地面对C的摩擦力与F大小相等,方向相反,即地面对C的摩擦力方向向左,大小为8N,根据牛顿第三定律,则C对地面的摩擦力方向向右,大小为8N,故D错误;
故选AB。
43.(整体法与隔离法•单选)如图所示,工地上的建筑工人用砖夹搬运五块相同的砖。假设每块砖的质量均为m,砖与砖及砖与砖夹的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当砖处于平衡状态时,则右边砖夹对砖施加的水平力最小为(重力加速度为g)( )
A. B.
B.C. D.
【答案】C
【详解】以五块砖为研究对象,进行受力分析。砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等,即
又
联立两式可得
即右边砖夹对砖施加的水平力最小为
故选C。
44.(三角形法的应用•单选)如图所示,内壁光滑的等边三角形框架中放置一铁球,铁球跟三角形框架的三个面刚好接触,在一次搬运过程中,工人将框架以A为轴逆时针缓慢抬起,当AC边转到偏离竖直方向向左的夹角为15°时(),AB边与AC边受到的压力之比为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】当AC边以A为轴逆时针转动到向左偏离竖直方向15°角时,对铁球进行受力分析可知,此时BC边跟铁球之间没有作用力,铁球受到重力G、AB边作用力FAB和AC边作用力FAC三个力作用,力的方向及力的矢量三角形如图所示
根据正弦定理有
故选A。
45.(动态平衡问题•单选)如图所示,清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总质量为,悬绳与竖直墙壁的夹角为,墙壁对工人的弹力大小为,悬绳对工人的拉力大小为,重力加速度为,则( )
A.
B.
C.缓慢减小悬绳的长度时,与的合力变大
D.缓慢减小悬绳的长度时,增大,减小
【答案】A
【详解】ABD.根据题意,对工人受力分析,工人受到重力、墙壁的支持力和悬绳的拉力,如图所示
由平衡条件有
解得
缓慢减小悬绳的长度时,可知悬绳与竖直方向的夹角增大,、都增大,故BD错误,A正确;
C.由受力平衡可知,与的合力大小始终等于工人的重力,方向竖直向上,则与的合力不变,故C错误。
故选A。
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【期中模拟】(人教版2019)2023-2024学年高一上册物理 必修1 第二章 匀变速直线运动的研究 单元考点卷.zip: 这是一份【期中模拟】(人教版2019)2023-2024学年高一上册物理 必修1 第二章 匀变速直线运动的研究 单元考点卷.zip,文件包含期中模拟人教版20192023-2024学年高一上册物理必修1第二章匀变速直线运动的研究单元考点卷原卷版docx、期中模拟人教版20192023-2024学年高一上册物理必修1第二章匀变速直线运动的研究单元考点卷解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共33页, 欢迎下载使用。