高中物理人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用综合与测试精练

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用综合与测试精练，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，全选错的得0分)
1．关于合力与分力的大小关系，下列叙述正确的是( )
A．合力必定大于分力
B．合力至少大于某个分力
C．合力可以比任意一个分力都小，而且可能为零
D．合力不可能和两个分力的大小都相等
C [合力可以大于分力，也可以等于分力，还可以小于分力，故选项C正确，A、B、D均错误．]
2．以F1、F2、F3为边长组成四个三角形，且F1A B
C D
A [根据力的三角形定则，A选项中的合力为2F3，B选项中的合力为0，C选项中的合力为2F1，D选项中的合力为2F2，故选项A符合题意．]
3．力是矢量，它的合成与分解遵循平行四边形定则，则下列关于大小分别为7 N和9 N的两个力的合力的说法正确的是( )
A．合力可能为3 N
B．合力不可能为9 N
C．合力一定为16 N
D．合力可能为1 N
A [两力合成时，有F1＋F2≥F≥|F1－F2 |.当两力夹角为零时合力最大，最大值为9 N＋7 N＝16 N；当夹角为180°时合力最小，最小值为9 N－7 N＝2 N；故合力介于2 N至16 N之间，故A正确，B、C、D均错误．]
4．如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑．在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它的合力的方向( )
A．沿斜面向上 B．沿斜面向下
C．竖直向上 D．垂直斜面向上
C [苹果随箱子一起匀速下滑，所受合力为零，所以中央的苹果受到周围苹果对它的合力与其重力等大反向，故选项C正确．]
5.如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(3),2)
C.eq \f(\r(2),2) D．eq \f(\r(5),2)
C [由题意可以判断出，当倾角α＝30°时，物块受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff1＝mgsin 30°，当α＝45°时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmgcs 45°，由Ff1＝Ff2解得μ＝eq \f(\r(2),2)，C正确．]
6．一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A．86 cm B．92 cm
C．98 cm D．104 cm
B [轻质弹性绳的两端分别固定在相距80 cm的两点上，钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F＝keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(l,2)－\f(l0,2)))＝0.1k，由共点力的平衡条件和几何知识得F＝eq \f(mg,2sin α)＝eq \f(5mg,6)；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度变为l′，由胡克定律得F′＝keq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(l′,2)－\f(l0,2)))，由共点力的平衡条件F′＝eq \f(mg,2)，联立上面各式解得l′＝92 cm，选项B正确．]
7．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
CD [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．]
8．如图所示，水平推力F使物体静止于斜面上，则( )
A．物体一定受3个力的作用
B．物体可能受3个力的作用
C．物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力
D．物体可能受到沿斜面向下的静摩擦力
BD [解本题的关键是能够正确地受力分析，通过推力和重力沿斜面方向的分力关系判断是否受静摩擦力作用．设斜面倾角为θ，若Fcs θ＝mgsin θ，则物体所受的摩擦力为零，物体受重力、支持力和推力3个力作用，若Fcs θ>mgsin θ，则物体受到沿斜面向下的静摩擦力，故物体共受到重力、支持力、推力和摩擦力4个力作用，若Fcs θ9．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)g
C．支持力为(M＋m)g－Fsin θ
D．有水平向左的摩擦力，大小为Fcs θ
CD [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＝Fcs θ，选项A、B错误，C、D正确．]
10.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
BC [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(本题共6小题，共60分)
11．(6分)在做“验证力的平行四边形定则”实验时：
(1)除已有的器材：方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外，还必须有________和________．
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须
____________________________________________________．
A．每次把橡皮条拉到同样的位置
B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧测力计的示数
D．每次记准细绳的方向
(3)某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与绳套结点的位置．图中________是力F1与F2的合力的理论值，________是力F1与F2的合力的实验值．
[解析] (1)做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．所以我们需要的实验器材有：方木板(固定白纸)、白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧测力计拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形)、橡皮条(让力产生相同的作用效果的)．故还必须有的器材是橡皮条和三角板．
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，每次将橡皮条拉到同样的位置，即用一个力与用两个力的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，没有必要把橡皮条拉到最大长度，故B、C、D错误，A正确．
(3)用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮条同线的那个是实际值，所以F′是理论值，F″是实际值，该实验的实验目的就是比较F1、F2合力的理论值和实验值是否相等．
[答案] (1)橡皮条 三角板 (2)A (3)F′ F″
12．(6分)如图甲是一个用来测方木块和长木板间动摩擦因数的简单装置．方木块放在水平长木板上，方木块被一根绳子系在右面一端固定的水平弹簧测力计上．长木板下面有轮子可以滚动，用一个平稳的水平力向左推动木板，木板向左缓慢移动，待弹簧测力计的指针稳定后，读出测力计的读数Ff.在方木块上放砝码可以改变它对长木板的压力F的大小．将测得的各组Ff和F的数据用圆点标于坐标图上，如图乙所示．请你根据各点表示的数据描出Ff­F图线，求出方木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________.
[解析] 作出Ff­F图线如图所示：
由Ff＝μF可知，图象的斜率k＝μ；
由图象可知，μ＝eq \f(10,50)＝0.2.
[答案] 0.2(0.18～0.22都正确)
13．(10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\\al(2,1)＋F\\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F当F2顺时针旋转90°时，F1与F2方向相同．它们的合力为F1＋F2＝7.0 N>6.0 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.
[答案] 5.0 N 1.0 N
14．(12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 N
B与地面间的滑动摩擦力Ff2＝μ2FN＝0.4×60 N＝24 N.
[答案] A、B间滑动摩擦力的大小为4 N B与地面间滑动摩擦力的大小为24 N
15.(12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cs 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.
[答案] 4eq \r(3) N 2eq \r(3) N
16．(14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
FTAcs 60°＋FTBcs 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．
[答案] (1)10 N 17.3 N (2)7.3 N 方向水平向左