人教版高中物理（必修一）同步讲义+练习第三章 相互作用-力 单元测试卷（含解析）

这是一份人教版高中物理（必修一）同步讲义+练习第三章 相互作用-力 单元测试卷（含解析），共11页。

第三章 相互作用-力 单元测试卷（总分100分 时间75分钟）第I卷（选择题）单选题（本题共7小题，每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，共28分）1.2021年8月3日，东京奥运会体操女子平衡木单项决赛结束，中国选手管晨辰、唐茜靖包揽金、银牌。比赛中，体操运动员站在水平的平衡木上处于静态平衡状态，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．平衡木对人的支持力大小等于人对平衡木的压力大小B．平衡木对人的支持力和人对平衡木的压力是一对平衡力C．平衡木对人有摩擦力D．人受到支持力是因为脚底发生了形变【答案】A【解析】AB．由牛顿第三定律可知平衡木对人的支持力和人对平衡木的压力是一对相互作用力，平衡木对人的支持力大小等于人对平衡木的压力大小，故A正确，B错误；C．体操运动员站在水平的平衡木上处于静态平衡状态，平衡木对人没有摩擦力，故C错误；D．人受到支持力是因为平衡木发生了形变所产生的弹力，故D错误。故选A。2.如图所示，滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的飞行人员发明的一种飞行器，滑翔伞与传统的降落伞不同，它是一种飞行器。现有一滑翔伞沿直线朝斜向下方向匀速运动。用 SKIPIF 1 < 0 表示滑翔伞和飞行人员的总重力， SKIPIF 1 < 0 表示空气对滑翔伞和飞行人员的作用力，下列四幅图中能表示此过程中飞行员和滑翔伞组成的系统的受力情况的是（　　） A． B． C． D．【答案】 B【解析】滑翔伞做匀速直线运动，受力平衡。则空气对滑翔伞和飞行人员的作用力F与滑翔伞和飞行人员的总重力G等大反向。故选B。3.如图所示，几根圆木堆放在水平面上，其中圆木P与地面和其他圆木的接触点分别为M、N，下列说法正确的是（　　） A．圆木P在N处受到的支持力竖直向上B．圆木P在N处受到的支持力垂直于圆木P向上C．圆木P在M处受到的静摩擦力垂直于MN斜向左上方D．圆木P在M处受到的支持力垂直于圆木P向上【答案】B【解析】AB．圆木P在N处受到的支持力垂直于圆木斜向上，故A错误；B正确；C．圆木P在M处受到的静摩擦力与地面平行，故C错误；D．圆木P在M处受到的支持力垂直于地面竖直向上，故D错误。故选B。4.（2023浙江1月高考卷）如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为 SKIPIF 1 < 0 ，墙壁对足球的支持力为 SKIPIF 1 < 0 ，则（ ） A． SKIPIF 1 < 0  B． SKIPIF 1 < 0  C． SKIPIF 1 < 0  D． SKIPIF 1 < 0 【答案】C【解析】对网兜和足球受力分析，设轻绳与竖直墙面夹角为θ，由平衡条件可得 SKIPIF 1 < 0 ，据此可知 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，选项C正确。5.（2023山东卷） 餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（ ） A. 10N/m B. 100N/m C. 200N/m D. 300N/m【答案】B【解析】由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg = 3∙kx解得k = 100N/m 故选B。6.（2023江苏卷）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的 SKIPIF 1 < 0 。每条腿对月球表面压力的大小为（ ） A.  SKIPIF 1 < 0  B.  SKIPIF 1 < 0  C.  SKIPIF 1 < 0  D.  SKIPIF 1 < 0 【答案】D【解析】对“嫦娥五号”探测器受力分析有 FN = mg月则对一条腿有  SKIPIF 1 < 0 根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力为 SKIPIF 1 < 0 。故选D。7．如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角 SKIPIF 1 < 0 °。一重为 SKIPIF 1 < 0 的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（　　） A．作用力为 SKIPIF 1 < 0  B．作用力为 SKIPIF 1 < 0 C．摩擦力为 SKIPIF 1 < 0  D．摩擦力为 SKIPIF 1 < 0 【答案】B【解析】设斜杆的弹力大小为 SKIPIF 1 < 0 ，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得 SKIPIF 1 < 0  解得 SKIPIF 1 < 0 以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示 可知每根斜杆受到地面的作用力应与 SKIPIF 1 < 0 平衡，即大小为 SKIPIF 1 < 0 ，每根斜杆受到地面的摩擦力为 SKIPIF 1 < 0  B正确，ACD错误；故选B。多选题（本题共3小题，每小题选全得6分，部分正确3分，有错误选项0分，共18分）8．石磨是用人力或畜力把粮食去皮或研磨成粉末的石制工具。一般由两块尺寸相同的短圆柱形石块和磨盘构成。石制或木制的磨盘上摞着磨的下扇（不动盘）和上扇（转动盘），如图所示若有两个人分别用大小为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的水平力来推动上扇转动，则这两个力的合力大小可能为（　　） A． SKIPIF 1 < 0  B． SKIPIF 1 < 0  C． SKIPIF 1 < 0  D． SKIPIF 1 < 0 【答案】BD【解析】两个力的合力范围为  SKIPIF 1 < 0 ，即  SKIPIF 1 < 0  故BD可能，AC不可能。故选BD。9．如图所示，用AO、BO两根细线吊着一个重物P，AO与天花板的夹角θ保持不变，用手拉着BO线由水平逆时针的方向逐渐转向竖直向上的方向，在此过程中， BO和AO中张力的大小变化情况是： A．都逐渐变大B．AO中张力逐渐减小到零C．BO中张力逐渐变大，AO中张力逐渐变小D．BO中张力先变小后变大【答案】BD【解析】对小球受力分析，受重力、两个拉力，如图所示将两个拉力合成，合力与第三个力重力平衡，由图象可以看出，OB绳所受的拉力先减小后增加，当两绳子垂直时取最小值；AO中张力一直减小，直到0．故应选：BD．10.王同学用光滑的硬钢丝弯折成“”形状，将它竖直固定放置。OB是竖直方向，BC是水平方向，角AOB等于30°，一个光滑的轻环套在足够长OA上，一根足够长的轻绳一端固定在OB上的M点，轻绳穿过小环，另一端吊着一个质量为m的物体，下列说法正确的是（　　） A．OA杆受到小环的压力大小为mgB．OA杆受到小环的压力大小为 SKIPIF 1 < 0 mgC．绳端从M点移到B点绳子张力变大D．绳端从B点水平向左移到N点绳子张力大小不变【答案】 A D【解析】CD．对悬挂的重物受力分析可知，绳子中的拉力始终与重物重力平衡 SKIPIF 1 < 0 故，无论绳子左端点如何移动绳子中的张力大小都保持不变，C错误，D正确；AB．小环受力情况如图所示 由几何关系可知，两绳子夹角为 SKIPIF 1 < 0 ，故 SKIPIF 1 < 0 由牛顿第三定律可知，OA杆受到小环的压力大小为mg，B错误A正确。故选AD。　第II卷（非选择题）实验题（本题共2小题，11题6分，12题9分，共15分）11.某实验小组用如图所示装置探究力的合成与分解。木板上固定一张画有角度刻度线的白纸，调节木板竖直且零刻度线水平，轻质弹簧测力计a和b通过细线连接系于O点，其下端用细线挂一重物Q，使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录O点的位置和细线的方向。（1）图中弹簧测力计a的示数为______N；（2）初始连接弹簧测力计a的细线与60°重合，连接弹簧测力计b的细线处于水平，现让弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动，保持结点在圆心O处、两弹簧测力计间的夹角不变，直到连接弹簧测力计a的细线方向水平为止，此过程中弹簧测力计a的示数_____、弹簧测力计b的示数________。（均选填“变大”“不变”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）【答案】  (5.78~5.82 )    变小     变大【解析】（1）弹簧测力计a的分度值为0.1N，需要估读到0.01N，所以示数为5.80N；（2）由题意，根据几何关系可知，弹簧测力计a、b对O点的拉力 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 以及重物Q对O点的拉力G组成的矢量三角形内接于圆内，如图所示可知在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a方向水平的过程中，弹簧测力计a的示数变小，弹簧测力计b的示数会变大。12．在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，小华提出了“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”的猜想；小辉提出了“滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。图是验证他们猜想的实验装置图。 （1）小辉同学为了完成他自己的探究应按___________两图进行。（2）小华选用正确的实验装置进行实验得到图表所记录的实验数据，由此可以得出f与F成___________关系。 （3）实验中，他们发现很难做到让木块做匀速直线运动，于是提出了改进方案，如图所示，得到了老师的高度肯定。你认为这一方案的优点是___________。（写出一种合理的优点即可） 【答案】 甲、丙   正比  不必拉着木板匀速运动（或弹簧测力计示数稳定）【解析】（1）[1]小辉要探究“滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关”，应保证压力相同，改变接触面的粗糙程度，因此应采用甲、丙两图进行。[2]根据表格中数据进行描点，连线如图： 通过图象可知擦力与压力大小关系是一条上升的直线，所以可以得出接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力大小与压力成正比。（3）[3]改进后的方案因为摩擦力和速度无关，所以长木板无论是匀速还是加速、减速都不会影响摩擦力的大小，因此不必控制木板做匀速运动；同时木块静止受到拉力和摩擦力的作用，摩擦力和拉力是平衡力，摩擦力等于拉力，拉动长木板测力计保持相对静止，测力计示数稳定，测量更准确。解答题（本题共3小题，共39分）13．（10分）科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图所示，是一款放在水平桌面上的手机支架，其与手机的接触面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整的硬性物体时，会牢牢地吸附住物体。已知手机支架斜面与水平面的夹角θ=53°，手机重力为G，手机与接触面之间的动摩擦因数为μ=0.8。若让手机静止于支架上，则手机与支架接触面之间的吸引力至少为多大？（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。sin53°=0.8，cos53°=0.6） 【答案】0.4G【解析】对手机受力分析如图由平衡条件得：沿斜面方向 SKIPIF 1 < 0 垂直斜面方向 SKIPIF 1 < 0 又 SKIPIF 1 < 0 联立得 SKIPIF 1 < 0 所以手机与支架接触面间的吸引力至少为0.4G。14.（14分）我国在川西山区建成了亚洲最大的风洞群，目前拥有8座世界级风洞设备，具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放人其中，杆足够长，小球孔径略大于杆直径，其质量为1.1kg，与杆间的动摩擦因数为0.5。当杆与水平方向夹角为37°时，小球沿杆恰好做匀速直线运动，sin37°=0.6，g取10m/s2，求此时风力的大小。 【答案】 22N或2N【解析】若小球沿细杆匀速向上运动，垂直杆方向 SKIPIF 1 < 0 沿杆方向 SKIPIF 1 < 0 又 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 若小球沿细杆匀速向下运动，垂直杆方向 SKIPIF 1 < 0 沿杆方向 SKIPIF 1 < 0 又 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 15．（15分）如图所示，质量为 SKIPIF 1 < 0 的滑块静置于一粗糙的斜面上，现用一平行于斜面的力 SKIPIF 1 < 0 推滑块，使滑块沿斜面向上匀速运动，已知斜面体质量为 SKIPIF 1 < 0 ，且始终静止，取 SKIPIF 1 < 0 ，求：（1）斜面对滑块的摩擦力；（2）地面对斜面体的摩擦力和支持力。  【答案】（1）5N；（2） SKIPIF 1 < 0 ；135N【解析】（1）以滑块为研究对象，分析受力情况如图，滑块向上匀速运动时，则有 SKIPIF 1 < 0 则得斜面对滑块的摩擦力 SKIPIF 1 < 0 （2）以整体为研究对象，整体的合力为零，分析受力情况，根据平衡条件得 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 F/N1.01.52.02.53.0f/N0.40.60.81.01.2