人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试一课一练

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试一课一练，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第三章相互作用---力单元过关2021-2022学年度高一物理（暑期衔接练习二）（人教版2019）  一、单选题1．在地面上固定一块竖直的挡板A，另一块挡板B与水平面成角，，如图所示，在两块挡板之间放一个质量为的光滑球体，球对挡板B的压力大小为（　　）（g=10m/s2，，）A．80N B．60N C．100 N D．2．如图所示，质量为M的正三棱柱横放在两根固定的处于同一水平面的平行光滑杆上，下列判断正确的是（　　）A．每根杆对棱柱的弹力为B．两根杆对棱柱的总的作用力为C．若稍微减小两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力的大小都将增大D．若稍微增大两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力的大小都不变3．如图为某建筑的半球体顶部，工人从图示位置缓慢爬向建筑最高点，则在爬行的过程中工人所受支持力FN和摩擦力f变化说法正确的是（  ）A．FN增大、f减小 B．FN增大、f增大C．FN减小、f减小 D．FN减小、f增大4．一架无人机质量为2kg，运动过程中空气阻力大小恒定．该无人机从地面由静止开始竖直向上运动，一段时间后关闭动力，其v-t图象如图所示，g取10m/s2．下列判断正确的是（　　）A．无人机上升的最大高度为72mB．6～8s内无人机下降C．无人机的升力大小为28ND．无人机所受阻力大小为4N5．如图所示系有细绳的小球静止于光滑半球面上的A点，细绳OA与球面相切于A点，现保持小球位置不动，让悬挂点沿竖直墙壁缓慢上移过程中，设半球面对小球的支持力为，细绳对小球的拉力为，则（　　）
 A．保持不变，逐渐增大B．逐渐减小，逐渐增大C．先减小后增大，先减小后增大D．先增大后减小，先减小后增大6．冬天气温偏低，小顾同学为了取暖，手拿热水袋不动，如图，下列说法正确的是（    ）A．手对热水袋的作用力方向竖直向上B．手挤压热水袋使之变形，热水袋的重心位置始终不变C．热水袋受到的重力方向与地面垂直D．热水袋受到的重力与手对热水袋的作用力是一对相互作用力7．如图所示，半径为R的圆环竖直放置，长度为R的不可伸长轻细绳OA、OB，一端固定在圆环上，另一端在圆心O处连接并悬挂一质量为m的重物，初始时OA绳处于水平状态。把圆环沿地面向右缓慢转动，直到OA绳处于竖直状态，在这个过程中（　　）
 A．OA绳的拉力逐渐增大 B．OB绳的拉力逐渐增大C．OA绳的拉力先增大后减小 D．OB绳的拉力先减小后增大8．如图所示，小球放在光滑的板AO与装有铰链的光滑轻质薄板BO之间，F始终垂直于薄板，当薄板OB由当前位置缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是： A．F逐渐增大B．小球对薄板BO的压力先减小后增大C．小球对木板AO的压力增大D．薄板BO对小球的弹力不可能小于小球的重力9．如图所示，绳子的两端分别固定在A、B两点，在绳子中点挂一重物G，此时OA、OB绳的拉力分别为、，现将AO段绳放长如图中虚线所示，此时绳的拉力分别为和，则力的大小关系正确的是.A．， B．，C．， D．，10．如图所示，CD为插入地面的排球网架直杆，为了使杆垂直于地面，还要用绳子把杆拉住．假定绳子OA、OB、OC是在同一平面内，OA与OB两绳的拉力相同，夹角为60°．绳能承受的拉力跟绳的横截面积成正比，那么OC绳的直径至少应是OA绳的几倍才是合理的？（结果保留2位有效数字）A．2.0 B．3.0C．1.3 D．2.4 二、多选题11．如图所示，在水平面上的物体受到F1，F2两个方向相反且F1>F2的水平力的作用，此时物体受到静摩擦力大小为3N.若分别撤去其中一个力后物体任能静止,则(     )A．撤去F1,静摩擦一定小于3N B．撤去F2,静摩擦一定大于3NC．撤去F2,静摩擦可能等于3N D．撤去F1,静摩擦可能等于3N12．如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来的位置不动．则在此过程中，环对杆的摩擦力f，环对杆的压力N，绳子的拉力T，和水平力F的变化情况正确的是（   ）A．f保持不变，N逐渐减小B．f逐渐减小，N保持不变C．T逐渐减小，F保持不变D．T逐渐减小，F逐渐减小13．如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点，一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下使夹角θ<90°现缓慢改变绳OA的方向至θ>90°，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态，下列说法正确的是A．绳OA的拉力先减小后增大B．斜面对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大C．地面对斜面体有向右的摩擦力D．地面对斜面体的支持大于物块P和斜面体的重力之和14．如图所示，将两块光滑平板OA、OB固定连接，构成顶角为60°的楔形槽，楔形槽内放置一质量为m的光滑小球，整个装置保持静止，OA板与水平面夹角为15°．现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动至OA板竖直，重力加速度为g，则转动过程中(     )A．OB板对小球的作用力一直在增大B．OA板对小球的作用力一直在减小C．OA板对小球作用力的最大值为D．OB板对小球的作用力大小为mg时，OA板对小球的作用力大小也为mg15．用一根轻绳把一质量为0.5kg的小球悬挂在O点，用力F拉小球使悬线偏离竖直方向30°角保持不变，小球处于平衡状态，力F与竖直方向的夹角为θ，如右图所示(g取10N/kg)，则(　　)A．若拉力F水平向右，则F最小，此时绳的拉力为NB．若使力F取最小值，此时绳的拉力为 C．若使力F顺时针转动，绳的拉力一定变大D．若使力F逆时针转动，拉力F最大为5 N  三、填空题16．如图，一物块在水平拉力的作用下沿水平桌面做匀速直线运动，若保持的大小不变，而方向与水平面成角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为______，能使该物块在水平面上匀速移动的最小力的大小为______。
  四、实验题17．(1)在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中，小明同学用甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验，由实验得到弹簧伸长X与弹簧受到拉力F关系如图a所示，由图求得弹簧乙的劲度系数___N/m．若要在两根弹簧中选用一个来制作精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧_________；用制作好的弹簧秤来测量物质的重力，如图b所示，物体重______N．(2)小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线（电压变化要求从零开始），并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．A．电流表（0.6A, 1）B．电压表（3V,1k）C．滑动变阻器（10，1A）D．电源（4V，内阻不计）①用笔画线代替导线，将图中的实验仪器连成完整的实验电路__________．②开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________端（填“a”或“b”）．③闭合开关，变阻器的滑片向b端移动，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为_________________．④排除故障后，小明完成了实验，并由实验数据画出小灯泡I-U图像如图中实线所示．由图可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为________（保留两位有效数字）⑤下左图是用多用电表欧姆挡“×1”挡直接测量小灯泡灯丝在27℃时电阻值，则阻值为_______，若小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(203+t)，k为比例常数．根据I-U图中的实线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为_________℃．⑥若I-U图中的虚线I或II表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实线相比，虚线____（填I或II）才是真实的伏安特性曲线．18．某实验小组在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时，将橡皮条的一端固定在水平木板上A点，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条至某确定的O点，如图所示。
 (1)实验中的合力与两个分力具有相同的效果，是指下列说法中的___________。A．弹簧测力计的弹簧被拉长相同长度B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C．使橡皮条伸长相同的长度D．使橡皮条在同一方向上伸长同一长度(2)实验中某弹簧测力计的示数如图所示，其读数为____________N。(3)下列关于此实验操作的说法，正确的是___________。A．实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长一些B．实验中，两个弹簧测力计之间夹角要尽量大些C．实验中，拉橡皮筋时弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板与木板平面平行D．实验中，一定要先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大值，然后再调节另一弹簧测力计的拉力大小和方向，把橡皮条与细绳的结点拉到O点(4)在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋。其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答∶______________。（选填“变”或“不变”） 五、解答题19．如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在B上，使二者一起向左做匀速直线运动，分析A和B所受摩擦力的大小和方向。20．日本波大学研出上第一种商业外骨骼机器人，这种装置能帮助行动不使者以一定速度行走，某人利用该外骨骼机器人从静止开始，前3s内沿直线匀加速行走了9m，紧接着在2s内匀减速直线向前行走了9m，然后一直做匀速直线运动。求：(1)匀加速运动时的加速度大小；(2)匀速运动时的速度大小；(3)前7s过程中机器人的平均速度大小。
参考答案1．C【详解】球体受重力，挡板A对球的弹力F1，挡板B对球的弹力F2，球受三个力的作用而静止，由平衡条件可得由牛顿第三定律有，球对挡板B的压力大小等于挡板B对球的弹力F2的大小，所以C正确，ABD错误；故选C。2．D【详解】A．设每根杆对棱柱的弹力为N，由平衡条件可得解得A错误；B．由平衡条件可知，两根杆对棱柱的总的作用力等于棱柱的重力Mg，B错误；CD．若稍微减小（或增大）两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力方向不变，由A的分析可知，每根杆对棱柱的弹力的大小都不变，C错误，D正确。故选D。3．A【解析】【分析】以人为研究对象，对人进行受力分析，由共点力的平衡可分析人受到的摩擦力及支持力的变化．【详解】以人为研究对象，对人进行受力分析：受到重力mg、支持力FN及摩擦力f，三力作用下处于平衡状态，合力为零，由图得知摩擦力f=mgcosθ，则人缓慢向上爬动过程中，θ增大，f减小。FN=mgsinθ，则θ增大，FN变大，故A正确，BCD错误；故选A。4．D【详解】A．v-t图图象和坐标轴围成图形的面积表示位移，则无人机上升的最大高度为，选项A错误；B．v-t图图象的斜率表示加速度，6～8s内无人机减速上升，选项B错误；CD．无人机上升的加速度，则由牛顿第二定律可得：；减速上升的加速度：，则由牛顿第二定律可得：；联立解得升力大小和无人机所受阻力大小分别为：;，选项C错误，D正确；故选D．【点睛】此题关键是搞清v-t图像的物理意义，即斜率等于加速度，面积等于位移；通过v-t图像求解飞机的加速度，然后根据牛顿第二定律列方程求解．5．B【详解】受力分析如图
 现保持小球位置不动，让悬挂点沿竖直墙壁缓慢上移过程中，绳子拉力逐渐增大，支持力逐渐减小。故选B。6．A【详解】A．暖水袋受重力和手对暖手袋的作用力而平衡，重力竖直向下，则手对热水袋的作用力方向竖直向上，选项A正确；B．手挤压热水袋使之变形，热水袋的重心位置要发生变化，选项B错误；C．热水袋受到的重力方向竖直向下，选项C错误；D．热水袋对手的作用力与手对热水袋的作用力是一对相互作用力，选项D错误；故选A。7．C【详解】当OA转过θ角时，由平衡条件得解得由此可知，当θ从0增加到90°的过程中，OA绳的拉力先增大后减小，OB绳的拉力逐渐减小到0，C正确，ABD错误。故选C。
 8．B【解析】【详解】A、以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示：根据力图看出，薄板OB的作用力先减小后增大，木板AO对小球的作用力一直减小，由牛顿第三定律得知，小球对薄板BO的压力先减小后增大，小球对木板AO的压力减小；再以薄板OB为研究对象，以O转轴，设小球对BO的压力的力臂为，F的力臂为，根据力矩平衡平衡条件得：，由题，不变，逐渐减小，而先减小后增大，则F先减小后增大，故AC错误，B正确；
D、由图看出，薄板BO对小球的弹力可能大于小球的重力，可能等于重力，也可能小于重力，故D错误．9．C【详解】对接点受力分析如图，根据三角形定则知，两根绳的拉力的合力不变，两拉力方向改变后，0A绳的拉力减小，OB绳的拉力增大。A.与分析结果不符，故A错误；B.与分析结果不符，故B错误；C.与分析结果一致，故C正确；D.与分析结果不符，故D错误；10．C【解析】【详解】对点O受力分析，受到三根绳子的三个拉力，如图：
由共点力平衡条件，得到：，故OC绳的面积至少应是OA绳的倍，即1.7倍，故直径大约为1.3倍；故C正确，ABD错误．11．BD【详解】物体静止，处于平衡状态，由平衡条件得：F1=F2+f解得摩擦力f=F1-F2=3N物体与地面间的最大静摩擦力fmax≥f=3N；AD．若撤去力F1，F2与f的大小关系不能确定，若F2=3N，则物体静止，静摩擦f=3N，选项A错误，D正确；BC．撤去F2,则因为F1>3N，因物体仍静止，则静摩擦一定大于3N，故C错误，B正确。12．AD【解析】
 问题求解：设圆环的质量为M。以整体为研究对象，分析受力，如图1，根据平衡条件得 , 所以杆对圆环的摩擦力f大小保持不变，由牛顿第三定律分析圆环对杆摩擦力f也保持不变。再以结点为研究对象，分析受力，如图2。根据平衡条件得到， ， 当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置时，θ减小，则F减小，F2减小，T也减小，故AD正确综上所述本题答案是：AD13．ABD【详解】A．缓慢改变绳OA的方向至>90°的过程，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示，可见OA的拉力先减小后增大，OP的拉力一直增大，故A正确；B．若开始时P受绳子的拉力比较小，则斜面对P的摩擦力沿斜面向上，OP拉力一直增大，则摩擦力先变小后反向增大，故B正确；C．以斜面和PQ整体为研究对象受力分析，根据平衡条件，斜面受地面的摩擦力与OA绳子水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，故C错误；D．以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡:由上图分析可知F的最大值即为(当F竖直向上方向时)，故Fcos?<，则，故D正确.14．ACD【详解】AB.在转动过程中，∠NANBG=60°恒定不变，为此可组成以NANB为直径得圆，在转动过程中弦NAG恒定不变，如图所示：
当B从开始位置转动到竖直位置，即NB从1到2的过程中，NA在增大，NB也在增大；当B从竖直位置继续转动到A在竖直位置，即NB从2到4的过程中，NA在减小，NB在增大；故整个过程OA板对小球的作用力先增大后减小，而B板对小球的作用力一直在增大，故A正确，B错误；C.当B在竖直位置时OA板对小球作用力最大，此时的受力分析，如图所示：根据平衡条件得：故C正确；D.当OC线竖直时，球处于静止状态，受力平衡，根据几何关系可知，两挡板对球的弹力大小相等，且夹角为120°，根据平衡条件得：N=mg故D正确；15．BCD【解析】对小球受力分析,小球受到重力G、绳子的拉力T和拉力F三个力作用处于平衡状态,AB、由平衡条件可得F与T的合力跟G等值反向,通过几何关系可得要使F最小,F应与绳垂直,如图示,得: ,此时拉力F的最小值: 
绳子的拉力: .故A错误,B正确;
C、由图可以知道, ,若使力F顺时针转动,绳的拉力一定变大.所以C选项是正确的;
D、若使力F逆时针转动,拉力F最大等于物体的重力,为5N.所以D选项是正确的.综上所述本题答案是：BCD16．        【详解】[1]当拉力沿水平方向时，满足当拉力与水平面成角时，正交分解，在水平、竖直方向分别满足联立解得[2]设拉力与水平面成角，正交分解，在水平、竖直方向分别满足联立可得其中当时，拉力取得最小值，故能使该物块在水平面上匀速移动的最小力的大小为17．200    甲    4.00        a    小灯泡断路    0.38W    1.5    1797    II    【详解】(1)注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出;由于甲的劲度系数小，因此其精度高;若要在两根弹簧中选用一个来制作精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧甲;用制作好的弹簧秤来测量物体的重力，如图b所示，精确度为0.1N，估读到0.01N，则物体重4.00N.(2)①电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻很小约为几欧姆，电压表内阻约为几千欧姆，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示：②测量电路与左半部分并联，为了让电流从零开始调节，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于a端．③电压表有示数，说明电压表的两个接线柱和电源的两极连接的电路中无断路；电流表指针几乎不动，说明电路中电阻很大，可能是断路了，故出现这种情况的可能性是小灯泡断路．④根据灯泡的I-U图象可知，当灯泡的电压为2V时，灯泡的电流为0.19A，因此此时灯泡的时间功率为：P=UI=2.0V×0.19A=0.38W．⑤多用电表欧姆档“×1”档，因此欧姆读数结果为：R=1.5×1Ω=1.5Ω，此时温度为t=27°代入公式：R=k（203+t）             ①得k的大小为：         ②灯泡正常工作的电压为3V，根据根据灯泡的I-U图象可知此时灯泡的电流为0.23A，此时灯泡的电阻为：   ③联立①②③解得：t=1797°⑥根据实验电路图可知，由于电压表的分流作用，导致测量的灯泡的电流值偏大，即相同电压情况下，灯泡实际电流比测量值偏小，因此II是真实的伏安特性曲线．【点睛】根据胡克定律结合数学知识即可正确解答．用弹簧测力计测量力的大小时，要明确每一个大格和每一个小格代表的示数，再看指针位置．掌握描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作，尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点，在平时中要加强训练．18．D    3.40    AC    不变    【详解】(1)[1]在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置，第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，表明两次效果相同，即两个拉力和一个拉力等效，此时橡皮条在同一方向上伸长同一长度；故选D。(2)[2]实验中某弹簧测力计的示数如图所示，其读数为3.40N；(3)[3]A．为了更加准确记录力的方向，拉橡皮筋的细绳要长一些，A正确；B．实验要求方便、准确，因此两个弹簧测力计之间夹角不宜太大，也不宜太小，因此夹角不是尽量大一些，在60°至120°之间最佳，B错误；C．测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求拉橡皮筋时弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板与木板平面平行，C正确；D．若将一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大值，再调节另一弹簧测力计的拉力时，则其可能超出弹簧测力计的量程，D错误。故选AC。(4)[4]细绳的作用是确定两个力的方向，换成橡皮筋也可以确定两个力的方向，故如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有变，那么实验结果不会发生改变。19．A不受摩擦力，B受到地面对它向右的滑动摩擦力【详解】对于A物体，受重力和B对它的支持力，假设A受B给它的静摩擦力，则A不能保持匀速运动。根据力的相互作用可知，B对A无摩擦力，所以A对B也无摩擦力，对A、B组成的整体分析可知，地面对B有向右的滑动摩擦力。20．（1）；（2）；（3）【详解】(1)根据解得匀加速运动时的加速度大小（2）3s末的速度根据做匀减速运动的加速度做匀速直线运的速度（3）最后两秒的位移前7s过程中机器人运动位移前7s过程中机器人的平均速度大小