人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试同步训练题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试同步训练题，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．如图所示的情景中，物体所受重力的方向表示正确的是( )
2．如图所示，三根相同的绳子末端连接于O点，A、B端固定，C端受一水平力F，当F逐渐增大时(O点位置保持不变)，最先断的绳子是( )
A．OA绳
B．OB绳
C．OC绳
D．三绳同时断
3．在下列图中，能表示物体处于平衡状态的是( )
4．如图所示，用一水平力将木块压在粗糙的竖直墙壁上，现增加外力，则关于木块所受的静摩擦力和最大静摩擦力说法正确的是( )
A.都变大
B．都不变
C．静摩擦力不变，最大静摩擦力增大
D．静摩擦力增大，最大静摩擦力不变
5．某同学为了探究两个互成角度的力的合力F随θ变化的关系，按如图甲所示的实验装置进行实验，把E点与力的传感器相连得到合力大小，如图乙所示为在计算机上显示的合力F与θ变化的规律，则下列说法正确的是( )
A．θ越大，合力越大
B．合力一定大于任何一个分力
C．根据图乙无法求出两个分力的大小
D．这两个分力大小分别为3N和4N
6．下列处于静止状态的四个木块，一定受到摩擦力作用的是( )
7．光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示．将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力( )
A．逐渐增大B．大小不变
C．先减小后增大D．先增大后减小
8．如图所示，三个相同的轻质弹簧连接在O点，弹簧1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30°，弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态，此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3，则( )
A．x1∶x2∶x3＝eq \r(3)∶1∶2
B．x1∶x2∶x3＝eq \r(3)∶2∶1
C．x1∶x2∶x3＝1∶2∶eq \r(3)
D．x1∶x2∶x3＝2∶1∶eq \r(3)
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)
9．如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是( )
A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜
B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力
C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D．甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
10．有三个力，一个力是12N，一个力是6N，一个力是7N，则关于这三个力的合力，下列说法正确的是( )
A．合力的最小值为1NB．合力的最小值为0
C．合力可能为20ND．合力可能为30N
11．如图所示，某时刻质量m＝2kg的木块正在以v＝3m/s的速度在以v′＝5m/s的速度向右传送的传送带上运动．若已知木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10N/kg.则下列说法正确的是( )
A．木块的运动方向向右
B．木块相对于传送带的运动方向向左
C．木块所受滑动摩擦力的方向向左
D．木块受到的滑动摩擦力的大小为4N
12．[教材P62“演示”改编]某同学用力传感器代替弹簧测力计继续进行其他实验，将一质量m＝3.75kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和力传感器连接起来；沿水平方向拉力传感器，木块由静止开始运动，一段时间后停止拉动；实验得到的数据经计算机处理，并简化后图像如图．g取10N/kg.下列有关这个实验的几个说法正确的是( )
A．木块与桌面间的最大静摩擦力为3N
B．木块与桌面间的动摩擦因数为0.08
C．0～6s内木块一直受到静摩擦力的作用
D．木块受到的最大静摩擦力比滑动摩擦力大
三、非选择题(本题共6小题，共60分)
13．(6分)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，用槽码通过水平细绳为弹簧提供了水平向右恒定的拉力．
(1)以下说法正确的是________．
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂槽码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于水平位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几根不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比均应该相等
(2)某同学由实验测得某弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系如图乙所示，则弹簧劲度系数k＝________N/m(保留两位有效数字).
14．(8分)某同学用如图所示的实验装置来“探究二力合成的规律”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N．
(2)下列不必要的实验要求是________(请填写选项前对应的字母).
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．细线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使结点O静止在同一位置
15．(8分)已知图中的物块和球均处于静止状态，图B、C中的球是光滑的，请画出它们所受弹力的方向．
16．(10分)如图所示，已知共面的三个力F1＝20N，F2＝30N，F3＝40N，作用于物体的同一点上，三个力之间的夹角都是120°，求合力的大小．
17．(12分)有一个木箱质量m＝60kg，静止在水平地面上，工人推木箱，若动摩擦因数为μ＝0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：(sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，g取10m/s2)
(1) (2)
(1)当沿水平方向推力F1＝150N时，此木箱所受的摩擦力大小Ff1.
(2)当与水平方向成37°的斜向上的推力F2＝400N时，此木箱所受的摩擦力大小Ff2.
18．(16分)如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态．(已知sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：
(1)轻绳OA、OB的拉力是多大？
(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？
单元素养评价(三)
1．答案：D
2．解析：对结点O受力分析，受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三个绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断，A项正确．
答案：A
3．解析：物体处于平衡状态是指物体保持静止状态(F合＝0，a＝0，v＝0)或匀速直线运动状态(F合＝0，a＝0，v不变)，可判断只有C正确．
答案：C
4．解析：本题考查静摩擦力的大小变化．由题图可知，静摩擦力应沿墙壁方向且与重力方向相反，重力与静摩擦力大小相等，故静摩擦力不变．垂直于墙壁方向上，物体受力F及墙壁的弹力作用而平衡，水平外力增大时，物体受墙的弹力增大，则最大静摩擦力增大，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
5．解析：合力F随θ的增大先减小后增大，A错误；由题图乙可知，当θ＝0°时，F1＋F2＝7N，当θ＝180°时，|F1－F2|＝1N，可以解得两分力大小分别是3N和4N，所以合力可以比任何一个分力大，也可以比任何一个分力小，故B、C错误，D正确．
答案：D
6．解析：题图A中，在力F的作用下，木块有向右运动的趋势，所以木块受到向左的摩擦力，故A正确；题图B中，由于挡板的作用，木块可以不受摩擦力而静止在斜面上，故B错误；题图C中，两个拉力的水平分量大小可能相等，所以木块可能不受摩擦力，故C错误；题图D中，推力F在竖直方向上的分量可能和重力平衡，导致木块不受摩擦力的作用，故D错误．
答案：A
7.
解析：当悬点A缓慢向上移动过程中，小球始终处于平衡状态，小球所受重力mg的大小和方向都不变，支持力FN的方向不变，对小球进行受力分析如图所示，由图可知，拉力FT先减小后增大，C项正确．
答案：C
8．解析：以结点O为研究对象受力分析，运用合成法，如图：
由几何知识知：T1＝eq \f(T3,cs30°)
T2＝T3tan30°
T3＝mg
故：T1∶T2∶T3＝2∶1∶eq \r(3)
根据胡克定律得：T＝kx
则x1∶x2∶x3＝2∶1∶eq \r(3)，故选D.
答案：D
9．解析：物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变．无论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，由于它们作用在不同的物体上，其效果可以不同．甲获胜的原因是甲受到地面的摩擦力大于乙对甲的拉力；乙失败的原因是甲对乙的拉力大于乙受到地面的摩擦力．根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小时时刻刻等于乙对甲的拉力大小．故选项B、D正确．
答案：BD
10．解析：三个力方向相同时合力最大Fmax＝25N，6N、7N两力的合力范围1N≤F合≤13N，当合力F合＝12N，且方向与第三个力相反时，三力的总合力为零，即三力的总合力范围是0≤F总≤25N，所以A、D错，B、C对．
答案：BC
11．解析：由题意可知，木块正以v＝3m/s的速度向右运动，A正确；由于传送带的速度v′＝5m/s，方向向右，则以传送带为参考系，木块向左运动，B正确；因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以木块所受滑动摩擦力的方向向右，C错误；滑动摩擦力的大小Ff＝μFN＝μmg＝0.2×2×10N＝4N，D正确．
答案：ABD
12．解析：由图可知，2～6s木块受到静摩擦力的作用，静止不动，并随拉力的增大而增大，当拉力等于4N时，木块开始运动，所以木块与桌面间的最大静摩擦力为4N，故A错误；由Ff＝μFN＝μmg可得动摩擦因数μ＝0.08，故B正确；0～2s内木块没受摩擦力，故C错误；当木块运动后，所受滑动摩擦力不变，等于3N，木块受到的最大静摩擦力比滑动摩擦力大，故D正确．
答案：BD
13．解析：(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，A正确；用悬挂槽码的方法给弹簧施加拉力要保证弹簧位于水平位置，使槽码的重力等于弹簧的弹力，要待槽码平衡时再读示数，B正确；弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧的长度减去原长，C错误；拉力与伸长量之比是劲度系数，劲度系数由弹簧决定，相同弹簧的劲度系数是不变的，不同弹簧的劲度系数一般不同，D错误．
(2)由F­x图像和胡克定律结合分析知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，所以据题图可知，k＝eq \f(6N,8×10－2m)＝75N/m.
答案：(1)AB (2)75(70～75均可)
14．解析：(1)由题图知，弹簧测力计A的分度值为0.2N，示数为3.6N．(2)在“探究二力合成的规律”时一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D错误；M的重力即合力，A对；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B对；细线与木板平面平行才能保证力在木板平面内，C对．
答案：(1)3.6 (2)D
15．答案：如图所示．
16．解析：如图甲所示，建立直角坐标系，以力的作用点为坐标原点，F3方向为x轴正方向，垂直于F3建立y轴，向上为y轴正方向．将F1分解到坐标轴上，即F1x、F1y；将F2分解到坐标轴上，即F2x、F2y.然后求出x轴方向的合力Fx，y轴方向的合力Fy.再将Fx与Fy合成，求出合力F的大小，如图乙所示．
F1x＝F1sin30°＝10N，F1y＝F1cs30°＝10eq \r(3)N，
F2x＝F2sin30°＝15N，F2y＝F2cs30°＝15eq \r(3)N，
Fx＝F3－F1x－F2x＝15N，Fy＝F2y－F1y＝5eq \r(3)N，
所以F＝eq \r(F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(x)) ＋F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) )＝10eq \r(3)N.
答案：10eq \r(3)N
17．解析：(1)木箱与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ffm＝μmg＝180N，F1木箱保持静止，如图所示，水平方向二力平衡，则木箱受到静摩擦力为：Ff1＝F1＝150N.
(2)木箱滑动起来，受力如图所示，则木箱受到滑动摩擦力
Ff2＝μFN①
竖直方向：FN＋F2sin37°＝mg②
由①②得滑动摩擦力：Ff2＝μ(mg－F2sin37°)＝0.3×(60×10－400×0.6) N＝108N
答案：(1)150N (2)108N
18．解析：(1)以结点O为研究对象，如图，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，将FOA分解，由平衡条件有：
FOB－FOAsinθ＝0，FOAcsθ－m1g＝0
联立得：FOA＝eq \f(m1g,csθ)＝eq \f(5,4)m1g
FOB＝m1gtanθ＝eq \f(3,4)m1g
故轻绳OA、OB的拉力大小分别为eq \f(5,4)m1g、eq \f(3,4)m1g
(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，
f＝FOB＝eq \f(3,4)m1g，方向水平向左．
答案：(1)eq \f(5,4)m1g eq \f(3,4)m1g (2)eq \f(3,4)m1g 方向水平向左