人教版高中物理必修一 同步精讲精练第3章 相互作用力（基础版）（2份，原卷版+教师版）

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3.6相互作用力本章测试基础版解析版一、选择题（本题共10小题，1-6每小题4分，共24分。每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题目要求.7-10每小题4分，共16分。每小题所给的四个选项中，有多个选项正确。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选的得0分）1．下列关于物理学史或者物理观念的叙述中，说法错误的是（　　）A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法B．牛顿最早提出弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比C．质点、光滑斜面是理想化模型，实际生活中并不存在D．当非常小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，这里应用了极限思想【答案】B【详解】A．伽利略借助理想斜面实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律，故A正确，不符合题意；B．胡克最早提出，在一定范围内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故B错误，符合题意；C．质点、光滑斜面是利用了理想模型法，实际生活中并不存在，故C正确，不符合题意；D．当非常小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，这里应用了极限法，故D正确，不符合题意。故选B。2．在亚运会体操女子平衡木单项决赛中，体操运动员站在水平的平衡木上处于静止平衡状态，如图所示。则下列说法正确的是（　　）A．平衡木对人的支持力与人对平衡木的压力是一对平衡力B．平衡木对人的支持力和人的重力是性质相同的力C．人受到支持力是因为脚底发生了形变D．平衡木对人没有摩擦力【答案】D【详解】A．平衡木对人的支持力与人对平衡木的压力是一对相互作用力，故A 错误；B．平衡木对人的支持力属于弹力，和人的重力不是性质相同的力，故B错误；C．人受到支持力是因为平衡木发生了形变，故C错误；D．平衡木对人没有摩擦力，若有，则人不能平衡，故D正确。故选D。3．两个力和间的夹角为θ（），两力的合力为F，下列说法错误的是（    ）A．合力F可以比分力和都小B．若和大小不变，角越小，合力F就越大C．若合力F增大，角不变，分力和至少有一个增大D．如果夹角不变，大小不变，只要增大，合力F就增大【答案】D【详解】A．合力F可以比分力和都小，也可以都大，也可以相等，选项A正确；B．若和大小不变，角越小，合力F就越大，选项B正确；C．若合力F增大，角不变，分力和至少有一个增大，选项C正确；D. 如果夹角不变，大小不变，只要增大，合力F可能会减小，如图，选项D错误。此题选择错误选项，故选D。  4．如图，a、b为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka=1×103N/m、kb=2×103N/m，原长分别为6cm、4cm．在下端挂一物体G，物体受到的重力为10N，平衡时 则下列说法中正确的是（ ）A．弹簧a下端受的拉力为5N，b下端受的拉力为5NB．弹簧a下端受的拉力为4N，b下端受的拉力为6NC．弹簧a的长度变为6.4cm，b的长度变为4.3cmD．弹簧a的长度变为7cm，b的长度变为4.5 cm【答案】D【详解】AB．对物体受力分析，受重力和弹簧b的拉力，二力平衡，故Fb=10N；再对b弹簧和物体的整体分析，受重力和弹簧a的拉力，二力平衡，故Fa=10N；AB错误；CD．根据胡克定律F=kx得：mm故a弹簧长度变为7cm，b弹簧长度变为4.5cm；C错误，D正确。故选D。5．我国2023年建成的杭州亚运会馆呈椭球型。为了简化，将屋顶近似为半球形，某警卫人员在执行特殊任务时，必须在屋顶上向上缓慢爬行，他在爬行的过程中屋顶对他的（　　）  A．摩擦力变大 B．支持力变小 C．支持力不变 D．合力保持不变【答案】D【详解】BC.对警卫人员受力分析，侧面受力如图所示：  根据共点力平衡条件，将F支、Ff进行力的合成，可得当缓慢向上爬行时，θ渐渐变小，则F支变大，故BC错误；A.当缓慢向上爬行时，θ渐渐变小，则Ff变小，故A错误；D.缓慢向上爬，说明每时刻都处于平衡状态，所以所受合力都为0，不变化。故D正确。故选D。6．一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触。现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度运动，同时长方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为和，物块的质量为m，则关于物块所受摩擦力说法正确的是（　　）A．竖直挡板对物块的摩擦力大小mgB．竖直挡板对物块的摩擦力大小0C．只增大木板向左运动的速度，竖直挡板对物块的摩擦力将变大D．只增大物块沿挡板运动的速度，木板对物块的摩擦力将不变【答案】C【详解】D．根据题意可知，物块与木板之间的弹力的大小等于物块的重力，可知，木板对物块的摩擦力大小为作出物体相对于木板的运动方向如图所示 只增大物块沿挡板运动的速度，物块与木板之间的弹力的大小仍然等于物块的重力，可知木板对物块的摩擦力大小不变，但物块相对于木板的运动方向改变，即木板对物块的摩擦力方向发生了变化，故D错误；AB．结合上述物体相对于木板的运动方向如图所示，根据运动的合成和分解规律可知由平衡条件可知，挡板对物体的弹力为则竖直挡板对物块的摩擦力大小为解得故AB错误；C．根据上述分析分析可知，只增大木板向左运动的速度，即物块相对于木板向右的速度增大，则增大，则竖直挡板对物块的弹力增大，可知竖直挡板对物块的摩擦力将变大，故C正确。故选C 。7．一平板车受到三个共点力作用做匀速直线运动，则这三个力可能是（　　）A．1N、2N、4N B．5N、5N、5N C．7N、12N、25N D．6N、8N、10N【答案】BD【详解】物体做匀速直线运动，即物体受力平衡，合外力为零A．1N和2N的合力范围为[1N，3N]，4N不在其范围内，所以1N、2N、4N三个力的合力不可能为零，故A不可能；B．5N和5N的合力范围为[0，10N]，5N在其范围内，所以5N、5N、5N三个力的合力可能为零，故B可能；C．7N和12N的合力范围为[5，19N]，25N不在其范围内，所以7N、12N、25N三个力的合力不可能为零，故C不可能；D．6N和8N的合力范围为[2，14N]，10N在其范围内，所以6N、8N、10N三个力的合力可能为零，故D可能。故选BD。8．武警广西总队防城港支队组织特战分队开展多课目反恐演练。某武警战士爬杆训练的场景如图所示，关于战士在匀速竖直向上爬升的过程中的受力情况，下列说法正确的是（　　）  A．战士受到的摩擦力方向向上B．战士受到的摩擦力变小C．战士受到的摩擦力与其受到的重力大小相等D．手握得越紧，杆子与手之间的动摩擦因数就会越大【答案】AC【详解】A．战士在匀速向上爬升的过程中，有向下运动的趋势，故受到的摩擦力方向向上，故A正确；BC．战士在匀速向上爬升的过程中，竖直方向受重力和静摩擦力，二力平衡，故战士受到的摩擦力与其受到的重力大小相等，故B错误，C正确；D．动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与受到的压力无关，故动摩擦因数不变，故D错误。故选AC。9．如图所示，粗糙斜面体C上有一个物块A通过轻绳跨过固定在斜面顶端的光滑定滑轮与质量为m的物块B相连，且均处于静止状态，现给物体B施加一个与轻绳夹角始终为的拉力F，让轻绳缓慢从竖直变成水平，此过程中物体A和斜面体C始终静止，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）  A．绳子中的拉力T一直变大B．拉力F的最大值为C．斜面体C受地面的摩擦力一直减小D．物块A受到的摩擦力可能先增大后减小【答案】BD【详解】AB．让轻绳缓慢从竖直变成水平，且保持的拉力F与轻绳夹角始终为，以物体B为对象，根据受力平衡，结合三角形定则，画出如图所示的辅助圆  由图可知，绳子中的拉力T先增大后减小；拉力F一直增大，当轻绳变成水平时，拉力最大，则有故A错误，B正确；C．以A、B、C为整体，根据受力平衡可知，斜面体C受地面的摩擦力大小等于拉力F的水平分力，则有由辅助圆可以看成拉力F的水平分力先增大后减小，则斜面体C受地面的摩擦力先增大后减小，故C错误；D．由于不清楚斜面体C倾角的具体值，所以可能存在绳子拉力一直大于物块A重力沿斜面向下的分力，则对于A，沿斜面方向有由于绳子中的拉力T先增大后减小，则物块A受到的摩擦力先增大后减小，故D正确。故选BD。10．如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁，处于静止状态，现用力F沿斜面向上推A，A、B仍处于静止状态，下列说法正确的是（    ）  A．未施加力F时，B受6个力，A受3个力B．施加力F后，B与墙之间的摩擦力一定小于FC．施加力F后，B受到的弹簧弹力并未发生变化D．施加力F后，AB之间的摩擦力一定减小【答案】BC【详解】A．开始时A静止，则A受到重力以及B对A的支持力、摩擦力共3个力的作用；开始时B也静止，则B受到重力、弹簧的弹力、A对B的压力与摩擦力，由于B对A的支持力与摩擦力的合力的方向竖直向上，则A对B的压力与摩擦力的合力方向竖直向下，所以B与墙壁之间没有力的作用，所以B受到四个力的作用，故A错误；B．对整体分析，由于A、B不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，但F有竖直向上的分量，则根据平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力且大小等于F沿竖直方向的分力，即所以B与墙之间的摩擦力一定小于F，故B正确C．A与B始终静止，可知弹簧的形变量没有变化，根据胡克定律可知，施加F后，B受到弹簧的弹力不变，故C正确；D．对A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，三力平衡，A所受的静摩擦力大小为当施加F后，仍然处于静止，若则A、B之间的摩擦力大小为则A、B之间的摩擦力变大，故D错误。故选BC。三、实验题（本题共2小题，共16分每空2分）11．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向；（2）弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为至，数据如下表表：表中有一个数值记录不规范，代表符号为 ；（3）如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与 的差值（填“或”）；  （4）由图可知弹簧的劲度系数为 N/m（结果保留两位有效数字，重力加速度取）。【答案】 4.9【详解】（2）[1]由表中数据可知，实验所用刻度尺最小刻度为，记录数据应估读到，故记录不规范的数据，代表符号为。（3）[2]图象过原点，根据可知纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值。（4）[3]根据由图可知弹簧的劲度系数为12．某学习小组“探究两个互成角度的力的合成规律”。图甲中，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环处于Ｏ点，橡皮条伸长的长度为。图丙中，用一个力Ｆ单独拉住小圆环，仍使它处于O点。  （1）关于该实验，下列说法正确的有 。A．不需要记录甲图中E点的位置B．乙图中，实验时两细绳必须垂直C．应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向D．在读取弹簧测力计的示数时必须正视弹簧测力计（2）丙图和乙图中小圆环都处于O点的目的是 。（3）丙图中，弹簧测力计的示数如右侧放大图所示，读数F= 。（4）该实验中，小圆环与弹簧测力计间相连的细绳 （选填“可用”或“不可用”）橡皮条替代。（5）若乙图中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00N、F2=4.00N，且F1、F2的夹角为锐角，则 （选填“能”或“不能”）用一个量程为5Ｎ的弹簧测力计测出F1、F2的合力。【答案】 AD/DA 两个分力的作用效果与一个力的作用效果相同 3.70N 可用 不能【详解】（1）[1]A．橡皮条的长度为GE，实验要的是橡皮条伸长的长度，因此不需要记录甲图中E点的位置，A正确；B．乙图中，实验时两细绳的夹角表示两个分力的夹角，因此两细绳不一定必须垂直，B错误；C．应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，以减小实验误差，C错误；D．在读取弹簧测力计的示数时必须正视弹簧测力计，使读数更准确，D正确。故选AD。（2）[2]丙图和乙图中小圆环都处于O点的目的是：保证两个分力的作用效果与一个力的作用效果相同。（3）[3]丙图中，弹簧测力计的精确度是0.1N，因此弹簧测力计的示数如右侧放大图所示，读数为F=3.70N（4）[4]该实验中，小圆环与弹簧测力计间相连的细绳用橡皮条替代时，橡皮条的弹力大小即为弹簧测力计的读数，因此细绳可用橡皮条替代。（5）[5]若乙图中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00N、F2=4.00N，若两个力的夹角为90°，则有这两个力的合力大小为若F1、F2的夹角为锐角，可知F1、F2的合力    大小要大于5.00N，因此不能用一个量程为5Ｎ的弹簧测力计测出F1、F2的合力。四、解答题（本题共3小题，13题12分，14题14分，15题18分共44分。要求写出必要的文字说明和方程式）13．如图所示，木块1、2的质量分别为m1＝5kg和m2＝10kg，轻质弹簧A、B的劲度系数分别为k1＝10N/cm、k2＝20N/cm，木块1压在上面的弹簧A上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提木块1，直到它刚离开弹簧A。（重力加速度为g＝10N/kg）求：（1）木块1移动多大的距离时才能恰好离开弹簧A？（2）上述过程中木块2移动的距离为多大？【答案】（1）7.5cm；（2）2.5cm【详解】（1）（2）系统处于原来状态时，下面弹簧B的弹力被压缩的长度上面弹簧被压缩的长度当上面的木块离开上面弹簧时，下面弹簧的弹力被压缩的长度所以木块2移动的距离为木块1移动的距离为14．节日的广场悬挂着写有祝福标语的氢气球。如图所示，质量为的氢气球，用轻绳系住漂浮在空中，系氢气球的轻绳与竖直方向夹角为，轻绳的另一端系在质量为的木箱上。已知空气对氢气球的浮力恒为，方向竖直向上，重力加速度，木箱所受的风力和浮力忽略不计，求：（1）水平风力的大小与绳的拉力大小；（2）地面对木箱的支持力大小和摩擦力大小。【答案】（1），；（2），【详解】（1）以氢气球为对象，根据受力平衡可得解得水平风力的大小与绳的拉力大小分别为，（2）以木箱为对象，根据受力平衡可得解得地面对木箱的支持力大小和摩擦力大小分别为，15．如图所示，小孩坐在雪橇上，一成年人用与水平方向成角、大小拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动。已知小孩连同雪橇的质量，取，，，求：（1）雪橇受到地面的摩擦力大小f；（2）雪橇受到地面的支持力大小N；（3）雪橇和地面间的动摩擦因数。【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）（2）小孩与雪橇的受力分析如图所示由平衡条件得即解得地面对雪橇的支持力大小雪橇受到地面的摩擦力大小（3）根据解得代表符号数值（cm）