（新人教版必修第一册）高一物理精讲精练 第三章 相互作用力 【章节检测】 （原卷版+解析）

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第三章 相互作用—力(时间：90分钟　分值：100分)一、选择题（1~7单选，8~12多选。共48分）1．(2020－2021学年安徽省合肥市第六中学高一(上)期中)有关重力方向和重心位置的说法正确的是(　　)A．重力的方向总是垂直于支持面向下B．重力的方向总是指向地球的球心C．重心的位置一定在物体上D．质量分布均匀形状规则的物体，重心的位置在物体的几何中心2．(2021·天津静海区四校联考)玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是(　　)A．桥面受向下的弹力，是因为桥面发生了弹性形变B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变3．(2020－2021学年重庆市南开中学高一(上)期中)如图所示是某同学用不同的推力F推箱子的漫画图，甲图中F=2N，乙图中F=4N，丙图中F=6N。下列说法正确的是(　　)A．乙图中箱子所受合力不等于0NB．地面对箱子的滑动摩擦力等于5NC．箱子对地面的压力就是箱子的重力D．地面对箱子的最大静摩擦力小于6N4．(2020－2021学年安徽省合肥八中高一(上)期中)如图，无人机竖直方向加速上升，关于无人机和空气间的相互作用，下列说法正确的是(　　)A．无人机对空气的作用力大于空气对无人机的作用力B．无人机对空气的作用力小于空气对无人机的作用力C．无人机对空气的作用力等于空气对无人机的作用力D．无人机对空气的作用力与空气对无人机的作用力方向相同5．2017年8月8日四川九寨沟发生7.0级地震，李克强总理和汪洋副总理作出重要批示，紧急成立生命救援队赶往灾区．此次救援队携带的救援工具，包括生命探测器、扩张机等，如图所示是扩张机的原理示意图，A、B为活动铰链，C为固定铰链，在A处作用一水平力F，滑块B就以比F大得多的压力向上顶物体D，已知图中2l＝1.0 m，b＝0.05 m，F＝400 N，B与左壁接触，接触面光滑，则D受到向上顶的力为(滑块和杆的重力不计)(　　)A．3 000 N　　　　　　　 B．2 000 NC．1 000 N D．500 N6．如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则(　　)A.杆对A环的支持力变大 B.B环对杆的摩擦力变小C.杆对A环的力不变 D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大7．如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车处于水平面上，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是(　　)A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用 D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用8．(多选)如图所示容器内盛有水，器壁AB呈倾斜状，有一个小物块P处于图示状态，并保持静止，则该物体受力情况正确的是(　　)A．P可能只受一个力B．P不可能只受两个力C．P不可能只受三个力D．P不是受到两个力就是四个力9．(多选)如图所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进，则下列说法正确的是(　　)A．拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小C．拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D．小孩和车所受的合力为零10．(多选)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角，则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是(　　)A．FN＝m1g＋m2g－Fsin θB．FN＝m1g＋m2g－Fcos θC．Ff＝Fcos θD．Ff＝Fsin θ11．(多选)如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F的作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面(　　)A．无摩擦力B．支持力等于(m＋M)gC．支持力为(M＋m)g－Fsin θD．有水平向左的摩擦力，大小为Fcos θ12．(多选)如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根轻绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内。如果要增大手指所受的拉力，可采取的办法是(　　)A．只增加绳的长度 B．只增加重物的重量C．只将手指向下移动 D．只将手指向上移动二、非选择题（52分）13．（6分）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm；②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作， 下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_________________________．14．（8分）(2020－2021学年河北省石家庄市第二中学高一(上)期中)如图为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图。（1）请将下面实验的主要步骤补充完整。①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计：②沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置记录为O点，并记录______；③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至______，并记录______；（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，下列操作不必要的是______。A．实验前，将两个弹簧测力计相互钩住，水平反向拉伸，检查读数是否相同B．实验时，应保持绳套与纸面平行C．实验时，为便于计算，拉力和必须相互垂直D．确定拉力的方向时，应使两个点的距离尽量远一些15．(8分)如图所示，在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2，已知F1＝3.0 N，F2＝4.0 N，g取10 m/s2，则木块受到的摩擦力为多少？若将F2顺时针转90°，此时木块在水平方向上受的合力大小为多少？ 16．(10分)如图所示，若两物体的重力分别为GA＝20 N，GB＝40 N，A、B间动摩擦因数μ1＝0.2，B与地面间动摩擦因数μ2＝0.4，用力F作用在B上后，A、B间、B与地面间都发生了相对滑动，求各接触面间摩擦力的大小。17．(10分)如图所示，气球重10 N，受到空气的浮力为16 N。由于受到水平风力的影响，系气球的绳子与水平方向成θ＝60°角；则绳子的拉力和水平方向的风力分别为多大？18．(10分)两质量分别为M和m的物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示放置，OA、OB与水平面的夹角分别为30°和60°，M重20 N，m静止在水平面上。求：（1）OA绳和OB绳的拉力大小；（2）m受到的摩擦力。第三章 相互作用—力(时间：90分钟　分值：100分)一、选择题（1~7单选，8~12多选。共48分）1．(2020－2021学年安徽省合肥市第六中学高一(上)期中)有关重力方向和重心位置的说法正确的是(　　)A．重力的方向总是垂直于支持面向下B．重力的方向总是指向地球的球心C．重心的位置一定在物体上D．质量分布均匀形状规则的物体，重心的位置在物体的几何中心【解析】 AB．重力的方向竖直向下，只有在赤道处和两极处重力方向指向地球的球心，故AB错误；CD．重心位置由质量分布和形状规则有关，当质量分布均匀形状规则的物体，重心的位置在物体的几何中心上，且重心位置可以在物体上，也可以在物体外，故D正确，C错误。故选D。【答案】 D2．(2021·天津静海区四校联考)玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是(　　)A．桥面受向下的弹力，是因为桥面发生了弹性形变B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变【解析】　汽车与桥面相互挤压后都发生了形变，选项B错误；由于桥面发生弹性形变，所以对汽车有向上的弹力，选项C正确，D错误；由于汽车发生了形变，所以对桥面产生向下的弹力，选项A错误。【答案】 C3．(2020－2021学年重庆市南开中学高一(上)期中)如图所示是某同学用不同的推力F推箱子的漫画图，甲图中F=2N，乙图中F=4N，丙图中F=6N。下列说法正确的是(　　)A．乙图中箱子所受合力不等于0NB．地面对箱子的滑动摩擦力等于5NC．箱子对地面的压力就是箱子的重力D．地面对箱子的最大静摩擦力小于6N【解析】 A．乙图中箱子静止，则所受合力为零。故A错误；B．当F=6N时，箱子推动了，则箱子和地面间的最大静摩擦力小于6N，但不能说明地面对箱子的滑动摩擦力等于5N。故B错误；C．箱子对地面的压力属于弹力，不是箱子的重力，两者本质不同。故C错误；D．由B项可知，地面对箱子的最大静摩擦力小于6N。故D正确。故选D【答案】 D4．(2020－2021学年安徽省合肥八中高一(上)期中)如图，无人机竖直方向加速上升，关于无人机和空气间的相互作用，下列说法正确的是(　　)A．无人机对空气的作用力大于空气对无人机的作用力B．无人机对空气的作用力小于空气对无人机的作用力C．无人机对空气的作用力等于空气对无人机的作用力D．无人机对空气的作用力与空气对无人机的作用力方向相同【解析】 无人机对空气的作用力与空气对无人机的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上。故选C。【答案】 C5．2017年8月8日四川九寨沟发生7.0级地震，李克强总理和汪洋副总理作出重要批示，紧急成立生命救援队赶往灾区．此次救援队携带的救援工具，包括生命探测器、扩张机等，如图所示是扩张机的原理示意图，A、B为活动铰链，C为固定铰链，在A处作用一水平力F，滑块B就以比F大得多的压力向上顶物体D，已知图中2l＝1.0 m，b＝0.05 m，F＝400 N，B与左壁接触，接触面光滑，则D受到向上顶的力为(滑块和杆的重力不计)(　　)A．3 000 N　　　　　　　 B．2 000 NC．1 000 N D．500 N【解析】 将F沿AC、AB方向分解为F1、F2，则F2＝eq \f(F,2cos α)，F2的作用效果是使滑块B对左壁有水平向左的挤压作用F3，对物体D有竖直向上的挤压作用F4，则物体D所受的向上顶的力为FN＝F4＝F2sin α＝eq \f(F,2cos α)sin α＝eq \f(F,2)tan α，由题图可知tan α＝eq \f(l,b)＝eq \f(0.5,0.05)＝10，故FN＝2 000 N，选项B正确．【答案】 B6．如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则(　　)A.杆对A环的支持力变大 B.B环对杆的摩擦力变小C.杆对A环的力不变 D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大【解析】 将A、B两个轻环、绳及书本视为整体，在竖直方向上，整体受到向下的重力和向上的支持力作用，两个支持力大小之和等于重力，FN＝eq \f(1,2)mg，大小保持不变，A错误；对B环进行受力分析Ff＝FNtan θ＝eq \f(1,2)mgtan θ，两环距离变小，tan θ减小，Ff变小，B正确；对A环受力分析与B环类似，杆对环的力为支持力FN和摩擦力Ff的合力，与FT大小相等，FT＝eq \f(FN,cos θ)，当θ发生变化时，FT发生变化，C错误；FTcos θ＝eq \f(1,2)mg，两环距离变小，cos θ变大，细绳上的拉力变小，D错误.【答案】 B7．如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车处于水平面上，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是(　　)A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用 D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用【解析】 若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力，重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则无法平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故A错误，B正确；若小车向右匀速运动，小球受重力和绳子拉力两个力的作用；若小车向右做减速运动，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D错误．【答案】 B8．(多选)如图所示容器内盛有水，器壁AB呈倾斜状，有一个小物块P处于图示状态，并保持静止，则该物体受力情况正确的是(　　)A．P可能只受一个力B．P不可能只受两个力C．P不可能只受三个力D．P不是受到两个力就是四个力【答案】CD　【解析】物体一定受到重力，同时一定受浮力，即可能受2个力；若浮力大于重力，则物体一定会受AB对它的弹力，由于弹力垂直于接触面向下，如图所示，物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡，故一定受四个力，故C、D正确。9．(多选)如图所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进，则下列说法正确的是(　　)A．拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小C．拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D．小孩和车所受的合力为零【答案】CD　【解析】小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，利用正交分解法分析易知，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故选项A错误；根据力的合成和二力平衡易知，拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡，重力、支持力的合力竖直向下，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，故选项B错误，C正确；小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故选项D正确。10．(多选)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角，则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是(　　)A．FN＝m1g＋m2g－Fsin θB．FN＝m1g＋m2g－Fcos θC．Ff＝Fcos θD．Ff＝Fsin θ【答案】AC　【解析】将(m1＋m2)看作一个整体，在竖直方向上Fsin θ＋FN－(m1＋m2)g＝0；在水平方向上Fcos θ－Ff＝0。故A、C正确。11．(多选)如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F的作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面(　　)A．无摩擦力B．支持力等于(m＋M)gC．支持力为(M＋m)g－Fsin θD．有水平向左的摩擦力，大小为Fcos θ【答案】CD　【解析】解本题的关键是把物体和斜面整体作为一个对象进行研究，并且要知道静止和匀速运动均是平衡状态。由于物体沿着斜面匀速上滑，可把物体和斜面看成整体。整体受力如图所示，根据力的分解和二力平衡得，FN＝(M＋m)g－Fsin θ，Ff＝Fcos θ，选项A、B错误，C、D正确。12．(多选)如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根轻绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内。如果要增大手指所受的拉力，可采取的办法是(　　)A．只增加绳的长度 B．只增加重物的重量C．只将手指向下移动 D．只将手指向上移动【答案】BC　【解析】手指所受拉力的大小等于绕过动滑轮的绳子两端的拉力F1、F2的合力F的大小，如图所示。只增加绳的长度，F1、F2的大小及其夹角不变，则合力F不变，A错误；只增加重物的重量，F1、F2的大小增大，夹角不变，则合力F变大，B正确；手指向下移动，F1、F2大小不变，夹角变小，则合力F变大，C正确；同理，D错误。二、非选择题（52分）13．（6分）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm；②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作， 下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_________________________．【解析】　①由乙图知,读数为14.66 cm,所以弹簧伸长(14.66－7.73)cm＝6.93cm;②若随意增减砝码,会作图不方便,有可能会超出弹簧形变范围,所以应逐一增挂钩码,选项A正确.③由图知AB段伸长量与弹力不成线性关系，是因为钩码重力超过弹簧弹力范围．【答案】　①6.93　②A　③钩码重力超过弹簧弹力范围14．（8分）(2020－2021学年河北省石家庄市第二中学高一(上)期中)如图为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图。（1）请将下面实验的主要步骤补充完整。①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计：②沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置记录为O点，并记录______；③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至______，并记录______；（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，下列操作不必要的是______。A．实验前，将两个弹簧测力计相互钩住，水平反向拉伸，检查读数是否相同B．实验时，应保持绳套与纸面平行C．实验时，为便于计算，拉力和必须相互垂直D．确定拉力的方向时，应使两个点的距离尽量远一些【解析】 (1)[1]沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置记录为O点，并记录两个拉力的大小与方向。[2]再为使拉力效果相同，用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，并记录测力计拉力的大小和方向[3]记录测力计拉力的大小和方向(2)[4]A．实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，A正确；B．实验时应保持拉力水平，故应保持细绳与纸面平行，B正确；C．为减小实验误差，实验时两细绳的夹角应近量大点，但不一定保持相互垂直，C错误；D．为了方便而且更加准确确定力的方向，操作时可以使绳套细且长一些，描点时两点应近量距离远一点，D正确。故选C。【答案】 (1)两个拉力的大小及方向 (2)O点 (3)测力计拉力的大小及方向 (4)C15．(8分)如图所示，在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2，已知F1＝3.0 N，F2＝4.0 N，g取10 m/s2，则木块受到的摩擦力为多少？若将F2顺时针转90°，此时木块在水平方向上受的合力大小为多少？ 【解析】　由平行四边形定则可知，图中F1与F2的合力F＝eq \r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝5.0 N，若木块滑动时，木块受到的滑动摩擦力大小为F′＝μFN＝μmg＝6.0 N，由于F6.0 N，此时木块运动受滑动摩擦力作用，木块受的合力为1.0 N。16．(10分)如图所示，若两物体的重力分别为GA＝20 N，GB＝40 N，A、B间动摩擦因数μ1＝0.2，B与地面间动摩擦因数μ2＝0.4，用力F作用在B上后，A、B间、B与地面间都发生了相对滑动，求各接触面间摩擦力的大小。【解析】　物体A对B的压力大小FNA＝GA＝20 N物体B对地面的压力大小FN＝GA＋GB＝60 N由公式Ff＝μFN可得A、B间的滑动摩擦力Ff1＝μ1FNA＝0.2×20 N＝4 NB与地面间滑动摩擦力的大小为24 N17．(10分)如图所示，气球重10 N，受到空气的浮力为16 N。由于受到水平风力的影响，系气球的绳子与水平方向成θ＝60°角；则绳子的拉力和水平方向的风力分别为多大？【解析】分析气球受力如图所示，气球静止，故水平方向有F风＝F1＝F拉cos θ竖直方向有F浮＝G＋F2＝G＋F拉sin θ代入数值解得F拉＝4eq \r(3) N，F风＝2eq \r(3) N。18．(10分)两质量分别为M和m的物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示放置，OA、OB与水平面的夹角分别为30°和60°，M重20 N，m静止在水平面上。求：（1）OA绳和OB绳的拉力大小；（2）m受到的摩擦力。【解析】　(1)结点O的受力如图所示。根据平衡条件得，竖直方向上FTAcos 60°＋FTBcos 30°－Mg＝0水平方向上FTAsin 60°－FTBsin 30°＝0解得FTA＝10 N ，FTB＝10eq \r(3) N＝17.3 N。(2)由于m也处于平衡状态，故在水平方向上FTB－FTA－Ff＝0所以摩擦力大小Ff＝FTB－FTA＝7.3 N，方向水平向左。