2023_2024学年新教材高中物理第三章相互作用__力质量评估新人教版必修第一册 试卷

第三章质量评估

(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.下列说法正确的是 (　　)

A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的

B.质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上,也可能在物体外

C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

D.由磁铁间存在相互作用可知:力可以离开物体而单独存在

答案:B

2.物体在斜面上匀速下滑,下图所示的四个受力示意图中能正确反映物体受力情况的是 (　　)

A             B               C             D

答案:A

3.脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成,可以做到手脚配合,锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位,深受健身人士的喜爱。如图所示,女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时,每只手拉力大小为120 N时,弹性绳比原长伸长了30 cm.弹性绳的弹力与伸长量成正比,且未超过弹性限度,不计把手和弹性绳重力,下列说法正确的是 (　　)

A.把手对弹性绳的拉力是由于弹性绳发生形变产生的

B.弹性绳的劲度系数为400 N/m

C.弹性绳的劲度系数为800 N/m

D.若每只手的拉力改为80 N,弹性绳长度为20 cm

解析:把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的,A错误;根据F=kx可得k== N/m=800 N/m,B错误,C正确;弹性绳原长度未知,每只手的拉力改为80 N, 弹性绳长度不知,D错误.故选C.

答案:C

4.在远距离输电中导线通常都比较长,由于热胀冷缩,冬天和夏天某根导线的悬挂情境可简化为下图.该导线(　　)

冬天　　　 　夏天

A.受到的合力在冬天时比在夏天时大

B.受到的合力在夏天时比在冬天时大

C.最低点处的拉力在冬天时比在夏天时大

D.最低点处的拉力在夏天时比在冬天时大

解析:以整条电线为研究对象,受力分析如图所示,由共点力的平衡条件知,两电线杆对电线的弹力的合力与其重力平衡,电线所受合力始终是0,A、B错误.由几何关系得Fcos θ=,即F=,由于夏天气温较高,电线的体积会膨胀,两杆正中部位电线下坠的距离h变大,则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角θ变小,故变小,所以两电线杆处的电线拉力冬天的比夏天的大,C正确,D错误.

答案:C

5.如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为 (　　)

A.G        B.Gsin θ        C.Gcos θ     D.Gtan θ

解析:因人静躺在椅子上,由二力平衡可知椅子各部分对人的作用力的合力大小为G,方向竖直向上.

答案:A

6.如图所示,某同学将一橡皮擦轻放在塑料尺的一端,并将该端伸出桌面边缘,塑料尺缓慢向外移动,弯曲程度变大,橡皮擦相对塑料尺始终保持静止,则在此过程中橡皮擦对尺子的(　　)

A.压力增大                  B.压力减小 

C.摩擦力不变            D.摩擦力减小

解析: 设尺子的弯曲角度为θ,根据对尺子的受力分析可得:F压=mgcos θ,f=mgsin θ, 随着角度逐渐增大,压力逐渐减小,摩擦力逐渐增大,故B正确,A、C、D错误.

答案:B

7.如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为 (　　)

A.G和G    B.G和G     C.G和G  D.G和G

解析:根据对称性知两绳拉力大小相等,设为F.日光灯处于平衡状态,由2Fcos45°=G解得F=G,B项正确.

答案:B

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.如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有 (　　)

A.三条绳中的张力都相等

B.杆对地面的压力大于自身重力

C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零

D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力

解析:由于三条绳长度不同,则三条绳与竖直杆间的夹角不相等.因竖直杆仅是压在地面上而没有固定,则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡,但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定,故不能确定三条绳中张力的大小关系,A错误,C正确;由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下,故B正确;绳子拉力的合力竖直向下,杆的重力也竖直向下,它们不是一对平衡力,故D错误.

答案:BC

9.下列关于摩擦力的说法,正确的是 (　　)

A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速

B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速

C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速

D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速

解析:摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,而物体间的相对运动与物体的实际运动无关.当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故C、D正确.

答案:CD

10.如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平.现把物体Q轻轻地叠放在P上,则(　　)

A.P向下滑动              B.P静止不动

C.P所受的合外力增大      D.P与斜面间的静摩擦力增大

解析:P静止在斜面上时沿斜面方向有mgsinθ=Ff≤μmg·cosθ,即sinθ≤μcosθ,当把物体Q放在P上时μ、θ均不变,故P仍将保持静止,且合外力为零,则A、C均错误,B正确.由Ff=mgsinθ知,当m变大时Ff将随之变大,D正确.

答案:BD

三、非选择题:共54分.

11.(6分)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”时,某同学把两根弹簧按如图甲所示方式连接起来进行探究.

　               　甲　　　　乙

(1)某次测量示数如图乙所示,则指针示数为　　　　cm. 

(2)在弹性限度内,将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表所示.用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为　　　　N/m(重力加速度g取10 m/s2).由表中数据　　　　(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数. 

解析:(1)刻度尺最小分度为1 mm,读数时需估读到毫米下一位,故指针的示数为16.00 cm.

(2)由胡克定律得k==12.50 N/m.

通过计算LB-LA可得出A、B两指针间的长度,进而计算出增加一个钩码时弹簧Ⅱ增加的长度,从而计算出其劲度系数.

答案:(1)16.00　(2)12.50　能

12.(8分)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一个弹簧测力计.

(1)为了完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:

根据表中数据作出F-x图像并求得该弹簧的劲度系数k=　　　　N/m. 

(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为　　　　N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示. 

　　　　甲　　　　　　　　　　 乙

(3)由题(2)图得到F合=　　　　N. 

解析:(1)以水平方向为x轴,竖直方向为F轴,建立直角坐标系,然后描点,选尽可能多的点连成一条线,其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k,

k== N/m≈52.8 N/m.

(2)弹簧测力计的读数为2.10 N,设每单位长度为1 N,则合力F合的图示如图所示.

(3)经测量,合力F合=3.3 N.

答案:(1)图见解析　52.8

(2)2.10(说明:有效数字位数正确,±0.02范围内都可)　图见解析

(3)3.3(说明:±0.2范围内都可)

13.(12分)如图所示,光滑金属球的重力G=40 N.它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)墙壁对金属球的弹力大小;

(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.

解析:(1)金属球静止,则它受到的三个力平衡(如图所示).由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为FN1=Gtanθ=40tan37°=30 N.

(2)斜面体对金属球的弹力为

FN2==50 N,

由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小Ff=FN1=30 N,摩擦力的方向向左.

答案:(1)30 N　(2)30 N　方向向左

14.(12分)如图所示,质量为mB=24 kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=22 kg的木箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为多少?

解析:对A进行受力分析如图甲所示.

由题意得,

FTcosθ=Ff1,

FN1+FTsinθ=mAg,

Ff1=μ1FN1,

联立解得FT=100 N.

甲                      乙

对A、B整体进行受力分析如图乙所示.

由题意得FTcosθ+Ff2=F,

FN2+FTsinθ=(mA+mB)g,

Ff2=μ2FN2,

联立解得μ2=0.3.

答案:0.3

15.(16分)如图所示,重为12 N的物块G1在三根细绳悬吊下处于静止状态;细绳BP在水平方向,细绳AP偏离竖直方向37°角,且连在重为50 N的物块G2上,物块G2静止于倾角为37°的斜面上,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.求:

(1)AP和BP绳的拉力大小;

(2)斜面对物块G2的支持力和摩擦力的大小.

解析:(1)分析P点受力,如图甲所示,由平衡条件得FAcos37°=m1g,FAsin37°=FB,解得FA=15 N,FB=9 N.

　　　　　　　      　甲　　　　　 乙

(2)分析物块G2的受力情况,如图乙所示,由物体的平衡条件得

Ff=G2sin 37°+F'Bcos 37°,

FN+F'Bsin 37°=G2cos 37°,

F'B=FB,

由(1)及以上三式解得:

Ff=37.2 N,FN=34.6 N.

答案:(1)15 N　9 N　(2)34.6 N　37.2 N