（人教版）初升高物理暑假第三章相互作用——力（单元测试）（原卷版+解析版）

这是一份（人教版）初升高物理暑假第三章相互作用——力（单元测试）（原卷版+解析版），文件包含人教版初升高物理暑假第三章相互作用力单元测试原卷版docx、人教版初升高物理暑假第三章相互作用力单元测试解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。


一、单选题（共28分）
1．（本题4分）如图所示为体操男子吊环比赛中某个动作的模拟图，运动员静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角，此时左、右两吊环对运动员的作用力大小分别为，则下列判断正确的是（ ）
A．是一对作用力和反作用力
B．每根吊带受到吊环的拉力的大小都等于运动员重力的一半
C．在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中，吊带上的张力缓慢增大
D．两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上
【答案】D
【详解】运动员的受力简化为如图所示
由平衡条件可知：在竖直方向上
解得
A．都是作用在运动员上，不可能成为一对作用力和反作用力，故A错误；
B．由公式可知，由于
每根吊带所受的拉力大小都大于等于运动员重力的一半，故B错误；
C．在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中，角度减小，故两根吊带的拉力均减小，故C错误；
D．运动员受绳子的拉力及重力而处于平衡状态三力为共点力，根据共点力平衡的特点可知，两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上，故D正确；
故选D。
2．（本题4分）物块受到共点力F1和F2的作用，它们的合力大小为4N，则F1和F2的大小可能是（ ）
A．F1=10N F2=5NB．F1=1N F2=2N
C．F1=4N F2=4ND．F1=10N F2=16N
【答案】C
【详解】F1=10N F2=5N，它们的合力最小值是5N，最大值是15N，4N不在该范围内，所以它们的合力不可能是4N．故A错误；F1=1N F2=2N，它们的合力最小值是1N，最大值是3N，4N不在该范围内，所以它们的合力不可能是4N．故B错误；F1=4N F2=4N，它们的合力最小值是0N，最大值是8N，4N在该范围内，所以它们的合力可能是4N．故C正确；F1=10N F2=16N，它们的合力最小值是6N，最大值是26N，4N不在该范围内，所以它们的合力不可能是4N．故D错误．所以C正确，ABD错误．
3．（本题4分）如图所示为某根弹簧的伸长量x与弹簧所受拉力F之间的关系图像，下列说法中正确的是（ ）
A．当弹簧的伸长量时，拉力
B．当弹簧受到的拉力作用时，弹簧的伸长量一定是
C．弹簧的劲度系数是2N/m
D．弹簧的劲度系数是
【答案】D
【详解】CD．图象斜率的大小表示劲度系数大小，故有
故C错误，D正确；
A．当弹簧的伸长量时，根据胡克定律可得拉力为
故A错误；
B．当弹簧受到的拉力作用时仍是弹性形变，则根据胡克定律可得伸长量为
若不是弹性形变，则形变量不等于400cm，故B错误。
故选D。
4．（本题4分）如图所示是某幼儿园的一部直道滑梯，其滑道倾角为。一名质量为的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力，重力加速度，则该幼儿（ ）
A．所受摩擦力为B．对滑道的压力为
C．对滑道的压力为D．所受摩擦力
【答案】D
【详解】AD．该幼儿受重力、滑道支持力、滑道摩擦力，沿滑道和垂直滑道分解重力。该幼儿匀速下滑受力平衡，根据平衡条件可得，所受摩擦力等于重力沿滑道的分力，大小为，所以A错误，D正确；
BC．由AD选项分析可知，幼儿对滑道的压力等于重力在垂直于滑道方向的分力，大小为，所以BC错误。
故选D。
5．（本题4分）用一轻绳将光滑小球P系于粗糙墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图所示。P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（ ）。

A．P物体受到4个力
B．Q受到3个力
C．若绳子适当变长，绳子的拉力将变小
D．若绳子适当变短，Q可能会下滑
【答案】C
【详解】小球P受力如图所示：
A．由图可知，P受到重力、绳子的拉力，Q的支持力，共3个力作用，故A错误；
B．Q受到重力、P的压力、墙壁的支持力和静摩擦力，共4个力作用，故B错误；
C．设绳子与竖直方向的夹角为，P的质量为m，绳子的拉力大小为F，则由平衡条件得
则若绳子变长，变小，cs变大，则F变小，故C正确；
D．若绳子变短，角变大，P对Q的压力
变大，从而Q与墙壁间的最大静摩擦力变大，因此Q不会下滑，故D错误。
故选C。
6．（本题4分）如图所示，在水平放置的木棒上的M、N两点，系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小金属环。现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度，则关于轻绳对M、N两点的拉力F1、F2的变化情况，下列判断正确的是（ ）
A．F1和F2都变大B．F1变大，F2变小
C．F1和F2都变小D．F1变小，F2变大
【答案】C
【详解】是一根不可伸长的柔软轻绳，所以绳子的拉力相等,即
根据对称性可知，每边绳子与竖直方向的夹角相等，设为，根据平衡条件可得
木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度后，绳子之间的夹角变小，变大，环的重力保持不变，所以绳子上的拉力变小，选项C正确，A、B、D错误。
故选C。
7．（本题4分）如图所示，固定在水平地面上的物体A，左侧是圆弧面，右侧是倾角为θ的斜面，一根轻绳跨过物体A顶点上的小滑轮，绳两端分别系有质量为m1、m2的小球B、C，假设绳与物体A的表面平行，当两球静止时，小球B与圆弧圆心之间的连线和水平方向的夹角也为θ，不计一切摩擦，则m1、m2之间的关系是（ ）
A．m1＝m2B．m1＝m2tanθC．D．m1＝m2csθ
【答案】B
【详解】由题意，通过光滑的滑轮相连，左右两侧绳的拉力F大小相等，两小球处于平衡状态，分别对这两个物体进行受力分析可得
联立两式，可得
故选B。
【点晴】本题考查共点力作用下物体的平衡，解题关键抓住绳子拉力大小相等，采用隔离法，由平衡条件求解质量之比。
二、多选题（共18分）
8．（本题6分）如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平地面向左运动，把井中质量为m的水桶缓慢提上来，人的质量为M，重力加速度大小为g，在此过程中，以下说法正确的是（ ）
A．α始终等于β
B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C．地面对人的摩擦力逐渐变大
D．地面对人的支持力逐渐变大
【答案】ACD
【详解】AB．水桶缓慢上升，拉水桶的轻绳中的拉力大小FT始终等于mg，对滑轮受力分析如图甲所示
垂直于OA方向有
FTsinα=FTsinβ
所以
α=β
沿OA方向有
F=FTcsα+FTcsβ=2FTcsα
人向左运动的过程中α+β变大，所以α和β均变大，吊装滑轮的绳子上的拉力F变小，B错误，A正确；
CD．对人受力分析如图乙所示
θ=α+β逐渐变大，水平方向有
Ff=FT'sinθ
地面对人的摩擦力逐渐变大，竖直方向有
FN+FT'csθ=Mg
地面对人的支持力
FN=Mg-FT'csθ
逐渐变大，CD正确。
故选ACD。
9．（本题6分）两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示，OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°，物体M的重力大小为20N，M、m均处于静止状态。则（ ）
A．绳OA对M的拉力为10N
B．绳OB对M的拉力为10N
C．m受到水平面的静摩擦力为
D．m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左
【答案】AD
【详解】AB．对接点O受力分析如图
把F1和 F2分别分解到水平方向和竖直方向。沿水平方向列方程
F1cs30°=F2cs60°
沿竖直方向列方程
F1sin30°+F2sin60°=Mg
联立得
F1=10N，
故A正确，B错误；
CD．对m受力分析如下图
水平方向列平衡方程
F1+f=F2
解得
方向水平向左，故C错误，D正确。
故选AD。
10．（本题6分）如图所示，一质量为m、半径为r的光滑球A用细绳悬挂于O点，另一质量为M、半径为R的半球形物体B被夹在竖直墙壁和A球之间，B的球心到O点之间的距离为h，A、B的球心在同一水平线上，A、B处于静止状态．重力加速度为g．则下列说法正确的是
A．A对B的压力大小为
B．竖直墙壁对B的摩擦力可能为零
C．当只轻轻把球B向下移动一点距离，若A、B再次保持静止，则A对B的压力大小保持不变，细绳拉力增大
D．当只轻轻把球B向下移动一点距离，若A、B再次保持静止，则A对B的压力减小，细绳拉力减小
【答案】AD
【分析】分析小球的受力情况，运用合成法作图，结合三角形相似求出B对A的支持力，从而求得A对B的压力.分析B的受力情况，由平衡条件判断墙壁对B的摩擦力.当只轻轻把球B向下移动一点距离，再用同样的方法得到B对A的支持力和细绳拉力的表达式，即可分析它们的变化.
【详解】A．分析A球的受力情况，如图1所示：
N与mg的合力与T等大反向共线，根据两个阴影三角形相似得：，得：，，由牛顿第三定律知A对B的压力大小为：，故A正确.
B．B在竖直方向受到重力，而AB间无摩擦，由平衡条件知竖直墙壁对B一定有摩擦力，故B错误.
CD．当只轻轻把球B向下移动一点距离，分析A球的受力情况，如图2所示：
N与T的合力与mg等大反向共线，根据两个阴影三角形相似得：
可得：，，由于L＞h，可知，N减小，T减小，由牛顿第三定律知A对B的压力减小，故C错误，D正确.
故选AD.
【点睛】本题中没有角度，所以可以采用三角形相似研究共点力平衡问题.正确作出力的合成图是关键.
三、实验题（共18分）
11．（本题9分）某学习小组通过以下实验来“验证力的平行四边形定则”。

（1）如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖直固定，将图钉固定在A点，弹簧测力计一端固定在图钉上，另一端与细绳a相连，细绳a与细绳b、c相连接，细绳b、c跨过光滑定滑轮后，分别悬挂3个和5个质量均为50g的钩码，稳定后，a、b、c的结点位于O处，此时弹簧测力计的读数为________N，记录O点的位置和_______________。
（2）如图乙所示，取图中长度为标度表示 0.5N，请在图乙中用力的图示作出细绳b、c的拉力F1和 F2，并作出它们合力F′的示意图_______________________。若在误差允许范围内满足 F，则力的平行四边形定则可得到验证。（取g=10m/s2）
（3）弹簧测力计的外壳与白纸之间存在摩擦 ________（填“会”或“不会”）对实验产生影响。
【答案】 3.00 两条细绳的方向 见解析 不会
【详解】（1）[1]弹簧测力计需要估读一位，所以读数为3.00N。
[2]本实验需要记录b、c绳上拉力的方向，即两条细绳的方向。
（2）[3]依题意，有
示意图为

（3）[4]由于弹簧秤内部弹簧并不和外壳接触，因此实验中弹簧秤的外壳与纸面间的摩擦不影响细绳受到拉力的大小。所以弹簧测力计的外壳与白纸之间存在摩擦，不会对实验产生影响。
12．（本题9分）在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。

（1）下列说法中正确的是_________。（填正确答案标号）
A．每次增加的钩码数量必须相等
B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等
（2）根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为_________N/m（保留两位有效数字），图像中在点出现拐点是因为________。
（3）该实验将弹簧水平放置而不是竖直放置，优点在于：_________。
【答案】 C 25 拉力继续增大将超过弹簧的弹性限度 避免弹簧自身重力对实验的影响
【详解】（1）[1] A．每次增加的钩码数量不需要相等，故A错误；
B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比，故B错误；
C．用悬挂钩码的方式给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态，使弹簧所受拉力的大小等于钩码的重力，故C正确；
D．不同弹簧的弹力与伸长量之比，即弹簧的劲度系数k不一定相等，故D错误。
故选B。
（2）[2][3]弹簧的劲度系数
在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，在点出现拐点是因为超过了弹簧的弹性限度。
（3）[4]避免弹簧自身重力对实验的影响。
四、解答题（共36分）
13．（本题10分）如图所示，两轻弹簧a，b悬挂一小球处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，b弹簧水平，a，b的劲度系数分别为k1，k2，求a，b的伸长量之比。

【答案】
【详解】对小球受力分析，受到重力和两个弹簧的弹力，如图

根据平衡条件，有
根据胡克定律，有
解得
14．（本题12分）同在xOy平面内的六个力如图所示，大小分别为F1=10N，，F3=12N，，F5=30N，F6=12N，求合力的大小和方向。

【答案】10N，沿x正方向
【详解】根据平行四边形定则将各力垂直分解到两个坐标轴上，则可得x轴方向的合力为
y轴方向的合力为
所以合力大小为
方向沿x正方向。
15．（本题14分）如下图所示，质量kg的木块套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量kg的小球相连。今用跟水平方向成α＝30°角的力N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取。求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ。

【答案】（1）；（2）
【详解】（1）对m进行受力分析，设细绳对m的拉力为T，由平衡条件可得
解得
即
（2）对M进行受力分析，由平衡条件有
解得