2021-2022学年新教材高中物理 第三章 相互作用——力测评（B）（含解析）新人教版必修第一册.docx

1、第三章测评(B)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。第15小题只有一个选项正确,第68小题有多个选项正确)1.(2019海南期中改编)关于重力的说法正确的是()A.重力G跟质量m的关系式G=mg中,g一定等于9.8 m/s2B.任何物体的重心都在它的几何中心上C.重力就是物体对水平桌面的压力D.不论物体是静止还是运动,受到的重力都一样答案:D解析:不同纬度地区的重力加速度g不同,故A错误;重心不一定在物体的几何中心上,只有质量分布均匀,形状规则的物体,重心才在其几何中心,故B错误;重力是由于地球对物体的吸引而产生的,压力的性质是弹力,不能说重力就是压

2、力,故C错误;不论物体是静止还是运动,受到的重力都一样,故D正确。2.(2019江苏扬州期末)如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则()A.小球没有掉下去,是由于摩擦力大于小球的重力B.若增大铁夹对小球的压力,则小球受到的摩擦力变大C.小球受到的摩擦力大小与重力相等D.机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上答案:C解析:对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,故A错误,C正确;增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故B错误;小球受

3、到的摩擦力方向竖直向上,根据牛顿第三定律知机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下,故D错误。本题考查摩擦力的性质,培养学生的物理观念。3.(2019山东济南期末)如图甲所示,手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位4调至卡位1增大倾角(如图乙所示),电脑始终处于静止状态,则()甲乙A.电脑受到4个力的作用B.电脑受到的合力变大C.散热器对电脑的作用力方向竖直向上D.电脑受到的重力和支持力的合力变小答案:C解析:笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力三个力的作用,电脑处于平衡状态,合力始终为零,故A、B错误;受力分析,如图所示,散热底座对电

4、脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与重力平衡,因此散热器对电脑的作用力方向竖直向上,故C正确;根据平衡条件,有FN=mgcos,Ff=mgsin,由原卡位4调至卡位1,角度增大,则静摩擦力增大,根据三力平衡的特点可知,重力和支持力的合力变大,故D错误。4.(2019广东中山段考)图中弹簧测力计、绳和滑轮的重量均不计,忽略滑轮的轴摩擦,物体的质量都是m,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3,则()A.F3=F1F2B.F1F2=F3C.F1=F2=F3D.F3F1=F2答案:A解析:题图甲中,物体静止,物体受到的拉力与重力大小相等,所以弹簧的拉力F1=mg。题

5、图乙中,以物体为研究对象,作出受力示意图如图所示,由平衡条件得,F2=Gsin60=32mg。题图丙中,以动滑轮为研究对象,可知滑轮受到的三个力之间的夹角都是120,由几何知识得F3=mg。故F3=F1F2,选项A正确。此题考查了力的平衡问题,解题的关键是分析物体的受力情况。5.(2019湖北沙市期末)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,在这个过程中小球一直保持静止状态,则轻绳的拉力()A.逐渐增大B.大小不变C.先减小后增大D.先增大后减小答案:C解析:以小球

6、为研究对象,受力分析如图所示。由平衡条件知,FN和F的合力与G大小相等、方向相反,在将A点向上缓慢移动的过程中,作出三个位置力的合成图,由图看出,F先减小后增大,C正确。此题考查了动态平衡问题,意在培养学生掌握图解法解决问题的能力,逐步形成科学思维。6.(2019北京期末)重为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知()A.木箱与地板间的最大静摩擦力为35 NB.木箱所受的滑动摩擦力为35 NC.木箱与地板间的动摩擦因数为0.35D.如果用20 N的水平推力推静止的木箱

7、,木箱所受的摩擦力为20 N答案:AD解析:至少要用35N的水平推力推木箱,木箱才能从原地开始运动,则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力为35N;如果用20N的水平推力推静止的木箱,因为20N35N,所以木箱不动,此时木箱所受的摩擦力为20N,选项A、D正确。用30N的水平推力,可以使运动的木箱继续做匀速运动,则由平衡条件得,木箱受到的滑动摩擦力Ff=30N,木箱与地板间的动摩擦因数=FfFN=30N100N=0.3,选项B、C错误。此题主要考查摩擦力,要掌握辨析滑动摩擦力和静摩擦力的方法,提升理解和分析能力,形成物理观念和科学思维。7.(2019吉林期末)如图所

8、示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法正确的是()A.物体A可能只受到三个力的作用B.物体A一定受到四个力的作用C.物体A受到的滑动摩擦力大小为Fcos D.物体A对水平面的压力大小一定为Fsin 答案:BC解析:物体一定受重力,拉力F产生两个作用效果,水平向右拉木块,竖直向上拉木块,由于木块匀速直线运动,受力平衡,水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡,即一定有摩擦力,结合摩擦力的产生条件可知必有支持力,因而物体一定受到四个力,故A错误,B正确;根据物体处于平衡状态可知,水平方向有Ff=Fcos,故C正确;据物体处于平衡状态可知,竖直方向有FN=mg-F

9、sin,根据牛顿第三定律可知,物体A对水平面的压力大小为mg-Fsin,故D错误。此题考查结合物体的运动情况对物体进行受力分析,培养学生的分析能力,形成科学思维。8.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(质量为m1的物体在地面上,质量为m2的物体在空中),力F与水平方向成角。则质量为m1的物体所受支持力FN和摩擦力Ff的大小为()A.FN=m1g+m2g-Fsin B.FN=m1g+m2g-Fcos C.Ff=Fcos D.Ff=Fsin 答案:AC解析:选整体为研究对象,在水平方向整体受摩擦力Ff和F在水平方向的分力,根据平衡条件

10、得Ff=Fcos,所以选项C正确,选项D错误;在竖直方向受支持力FN、重力和F在竖直方向的分力,根据平衡条件得FN=m1g+m2g-Fsin,所以选项A正确,选项B错误。二、实验题(本题共2小题,共18分)9.(9分)(2019山东临沂期末改编)小华同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐。(1)在弹簧下端挂一个钩码,静止时弹簧长度如图所示,其示数为 cm。(2)在弹簧下端挂三个钩码时,弹簧长度为24.95 cm。已知每个钩码质量是50 g,当地重力加速度g取10 m/s2,据此小华计算出弹簧的劲度系数为 N/m。(3)小华同学发现计算结果与弹簧的

11、标称值相差较大,请你帮助小华提出更合理的数据处理方案:。(4)要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是。答案:(1)24.75(24.7324.77均可)(2)500(454556均可)(3)多次测量,画出F-l图像,求斜率;或者利用“逐差法”,用多组数据,求平均值(4)弹簧的原长解析:本题考查探究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系,要注意明确实验原理,同时注意掌握相应仪器的测量方法。(1)毫米刻度尺的最小刻度为1mm,需要估读到0.1mm,由读数方法可知图中的读数为24.75cm(24.7324.77cm均可)。(2)挂1个钩码时,重力为G=mg=0.0510N=0.5N;挂3个钩码时,重力为G=3

12、mg=1.5N;则根据胡克定律可知k=Fx=1.5-0.5(24.95-24.75)10-2N/m=500N/m(454556N/m均可)。(3)因为只有一次测量,偶然误差较大,故应多次测量,画出F-l图像,求斜率;或者利用“逐差法”,用多组数据,求平均值。(4)弹簧的伸长量x=l-l0,其中l为弹簧形变后的长度,l0为弹簧的原长,故要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是弹簧的原长l0。10.(9分)某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则:刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板。实验方案如下:将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连,测出橡皮筋的

13、原长;将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的A点,在橡皮筋的中点O用细绳系住重物,使重物自然下垂,如图甲所示;将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的B点,如图乙所示。(1)为完成本实验,下列还必须测量的物理量为。(填选项前字母)A.小重物的质量B.细绳的长度C.图甲中OA段橡皮筋的长度D.图乙中OA和OB段橡皮筋的长度(2)在完成本实验的过程中,必须注意的事项是。(填选项前字母)A.橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同B.图乙中A、B两点必须等高C.图乙中连接小重物的细绳必须在OA、OB夹角的角平分线上D.记录图甲中O点的位置和OA的方向E.记录图乙中O点的位置和OA、OB的方向(3)若钉子位置

14、固定,利用现有器材改变实验效果,可采用的方法是。答案:(1)CD(2)E(3)更换小重物解析:(1)橡皮筋遵循胡克定律,要测量拉力,可以通过测量橡皮筋的长度和原长,得到橡皮筋的伸长量,根据拉力大小与伸长量成比例作力的图示,故选C、D。(2)橡皮筋连接的细绳要稍微长些,并非要求等长,A错误;题图乙中A、B两点不用必须等高,B错误;题图乙中连接小重物的细绳可以在OA、OB夹角的角平分线上,也可以不在,C错误;题图甲中O点的位置和OA的方向不需要记录,D错误;需要记录题图乙中O点的位置和OA、OB的方向,E正确。(3)在钉子位置不变的情况下,要改变实验效果,可以改变小重物的质量。故可采用的方法是更换

15、小重物。三、计算题(本题共3小题,共42分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(13分)用劲度系数k=490 N/m的轻弹簧,沿水平桌面水平拉一木板使它做匀速直线运动,弹簧的长度l1=12 cm。若在木板上加上一个质量m=5 kg的铁块,仍用原弹簧拉住它沿水平桌面做匀速运动,弹簧的长度l2=14 cm,则木板与水平桌面间的动摩擦因数为多少?答案:0.2解析:k(l1-l0)=G,k(l2-l0)=(G+mg),联立解得=0.2。12.(14分)如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如果钢索所能承受的最大拉力是2 000 N,演员和独轮车的总质量为80 kg

16、,两侧的钢索最大成150角,则钢索能安全使用吗?钢索自重不计,cos 75=0.259,g取10 N/kg。答案:钢索能安全使用解析:对钢索上与车轮接触的点受力分析,如图所示。其中FT1、FT2为两侧钢索对O点的拉力,且FT1=FT2,FN为O点受到的独轮车的压力,FT1和FT2的合力FT的大小与FN的大小相等,FN在数值上等于人和车的重力mg。由几何关系得2FT1cos75=mg,所以FT1=mg2cos75=801020.259N1544N,即FT12000N,故钢索能安全使用。此题主要考查学生理论联系实际的能力,提升学生的分析应用能力,形成科学思维。13.(15分)(2019湖北荆州月考

17、)如图所示,质量为m=1 kg的物体A放在倾角为=37的斜面上时,恰好能匀速下滑,现用细线系住物体A,并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮,另一端系住物体B,物体A恰好能沿斜面匀速上滑(g取10 m/s2,sin 37= 0.6,cos 37= 0.8)。求:(1)物体A和斜面间的动摩擦因数;(2)物体B的质量。答案:(1) 0.75(2)1.2 kg解析:解决本题的关键是能够正确地对物体A进行受力分析,运用共点力平衡进行求解。此题意在培养学生分析问题和解决问题的能力,逐步形成科学思维。(1)当物体A沿斜面匀速下滑时,受力示意图如图所示。根据共点力平衡条件,有Ff=mgsinFN=mgcos其中Ff=FN联立解得=tan37=0.75。(2)当物体A沿斜面匀速上滑时,A物体所受摩擦力大小不变,方向沿斜面向下,受力示意图如图所示。沿斜面方向的合力为0,故FA=Ff+mgsin对物体B有FB=mBg由牛顿第三定律可知FA=FB联立以上各式可得mB=2msin=1.2kg。