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    物理必修 第一册第三章 相互作用本章综合与测试导学案及答案

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    这是一份物理必修 第一册第三章 相互作用本章综合与测试导学案及答案,共11页。学案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。

    章末检测试卷()

    一、单项选择题(本题共8小题每小题324在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)

    1下列说法正确的是(  )

    A木块放在桌面上受到一个向上的弹力这是由于木块发生微小形变而产生的

    B质量均匀分布形状规则的物体的重心可能在物体上也可能在物体外

    C摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

    D由磁铁间存在相互作用可知力可以离开物体而单独存在

    答案 B

    2.(2019·信阳高级中学高一期末)如图1所示某智能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水平(  )

    1

    A小球受到的摩擦力方向竖直向上

    B小球受到的摩擦力大于重力

    C若增大铁夹对小球的压力小球受到的摩擦力变大

    D若增大小球表面的粗糙程度小球受到的摩擦力变大

    答案 A

    解析 在竖直方向上小球受重力和摩擦力,其余力在水平方向,由于小球处于静止状态,则其所受摩擦力与重力等大反向,可知小球受到的摩擦力方向竖直向上,大小始终不变,故A正确,BCD错误

    3机场常用传送带为顾客运送行李或货物在传送带运送行李过程中主要有水平运送和沿斜面运送两种形式如图2所示甲为水平传送带乙为倾斜传送带当行李随传送带一起匀速运动时下列几种判断正确的是(  )

    2

    A甲情形中的物体所受的合力为零

    B甲情形中的物体受到重力支持力和摩擦力作用

    C乙情形中的物体只受到重力支持力作用

    D乙情形中的物体所受支持力与重力大小相等方向相反

    答案 A

    解析 甲情形中的物体受重力和传送带的支持力,这两个力的合力为零,A对,B错;乙情形中的物体受三个力的作用,即重力、传送带的支持力和传送带对物体的摩擦力,C错;乙情形中的物体所受支持力垂直斜面向上,重力竖直向下,二者不在一条直线上,D错误

    4.如图3所示一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进则下列说法正确的是(  )

    3

    A拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力

    B拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小

    C拉力与摩擦力的合力方向竖直向上

    D小孩和车所受的合力方向向前

    答案 C

    解析 小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力,因小车匀速前进,所以所受合力为零,利用正交分解法分析易知,拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力,故选项AD错误;根据力的合成和二力平衡易知,拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡,重力、支持力的合力方向竖直向下,故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上,故选项B错误,C正确

    5五个共点力平衡现去掉其中大小为3 N5 N的两个力那么其余三个力的合力大小可能是(  )

    A0   B1 N

    C2 N   D10 N

    答案 C

    解析 大小为3 N5 N的两个力的合力范围是2 NF8 N,根据共点力平衡条件知,五个共点力的合力为零,所以其余三力的合力与大小为3 N5 N二力的合力等大反向,故其余三力的合力F的取值范围为2 NF8 N,选项C正确

    6如图4所示倾角为30°的斜面固定在水平地面上斜面上放有一重力为G的物块物块与斜面之间的动摩擦因数等于水平轻弹簧一端顶住物块另一端顶住竖直墙面物块刚好沿斜面向上滑动最大静摩擦力等于滑动摩擦力弹簧的弹力大小是(  )

    4

    A.G   B.G

    C.G   D.G

    答案 D

    解析 物块的受力分析如图所示,沿斜面方向:Fcos 30°Gsin 30°f

    fμN

    垂直斜面方向:NFsin 30°Gcos 30°

    以上联立解得FGD正确

    7(2020·临汾市高一期末)如图5所示质量mA8 kg的物块A下端连接着直立且固定于地面的轻质弹簧上端连接着跨过定滑轮的轻绳绳的另一端连接着静置于地面质量为mB10 kg的物块B.此时A相连的轻绳处于竖直方向B相连的轻绳与水平地面成37°并且弹簧的压缩量为10 cm若弹簧劲度系数k100 N/m,重力加速度g10 m/s2

    sin 37°0.6cos 37°0.8不计滑轮与轻绳间的摩擦关于物块B的受力情况下列分析正确的是(  )

    5

    A轻绳对物块B的拉力大小为60 N

    B地面对物块B的摩擦力大小为56 N

    C地面对物块B的支持力大小为68 N

    D物块B所受合力大小为10 N

    答案 B

    解析 根据胡克定律可知,弹簧弹力大小Fkx100×0.1 N10 N,方向竖直向上,则绳子拉力TmAgF80 N10 N70 N,故A错误;B处于静止状态,受力平衡,对B进行受力分析,根据平衡条件得:地面对物块B的支持力大小NmBgTsin 37°58 N,地面对B的摩擦力大小fTcos 37°70×0.8 N56 N,故B正确,C错误;由于物块B处于静止状态,所以所受合力为零,故D错误

    8(2020·绵阳市南山中学月考)如图6所示长方体物块在粗糙水平面上光滑圆球在光滑竖直墙壁和物块上处于静止状态现用水平向右的拉力F拉动长方体物块缓慢移动一小段距离在这个运动过程中(  )

    6

    A墙壁对球的支持力逐渐减小

    B长方体物块对球的支持力逐渐增大

    C地面对长方体物块的支持力逐渐减小

    D地面对长方体物块的支持力逐渐增大

    答案 B

    解析 对小球进行受力分析,如图所示,

    小球受力平衡,则有:N1Gtan θN2,当水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块时,θ增大,则tan θ增大,所以N1增大,即墙壁对球的支持力逐渐增大,cos θ减小,所以N2增大,即长方体物块对球的支持力逐渐增大,故A错误,B正确;对小球和长方形物块整体进行受力分析,整体处于平衡状态,受力平衡,受到重力、地面的支持力、拉力F和墙壁对球水平向右的支持力以及水平向左的滑动摩擦力,竖直方向受力平衡,则地面对物块的支持力始终等于整体的重力,不发生改变,故CD错误

    二、多项选择题(本题共4小题每小题416在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求全部选对的得4选对但不全的得2有选错的得0)

    9.如图7所示AB两球用轻杆相连用两根细线l1l2将它们悬挂在水平天花板上的O现有一水平拉力T作用于小球B使AB两球和轻杆组成的系统保持静止状态且AB两球在同一水平线上细线l1垂直于轻杆已知两球的重力均为G轻杆与细线l1的长度均为L(  )

     

    7

    A细线l2的拉力大小为2G

    B细线l2的拉力大小为G

    C水平拉力T的大小为2G

    D水平拉力T的大小为G

    答案 BD

    解析 因为A球受到细线l1的拉力与其重力是一对平衡力,所以轻杆对A球的作用力为零,轻杆对B球的作用力也为零,故B球只受到重力G、细线l2的拉力T和水平拉力T的作用,根据力的正交分解知识和力的平衡条件有TGTG,所以BD正确

    10.如图8所示物体P静止于固定的斜面上P的上表面水平现把物体Q轻轻地叠放在P(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(  )

    8

    AP向下滑动

    BP静止不动

    CP所受的合外力增大

    DP与斜面间的静摩擦力增大

    答案 BD

    解析 P在斜面上处于静止状态,设P的质量为MQ的质量为m,斜面的倾角为θP与斜面间的动摩擦因数为μ0,则有μ0Mgcos θMgsin θ,当加上物体Q后,有μ0(Mm)gcos θ(Mm)gsin θ,因此P仍处于静止状态,选项A错误,B正确;由于P处于静止状态,故它所受的合外力始终为零,选项C错误;由物体的平衡条件知,P与斜面间的静摩擦力由Mgsin θ变为(Mm)gsin θ,故选项D正确

    11.(2019·浙江4月选考改编)如图9所示一根粗糙的水平横杆上套有AB两个轻环系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态现将两环距离变小后书本仍处于静止状态(  )

    9

    A杆对A环的支持力不变

    B杆对B环的摩擦力变小

    C杆对A环的力不变

    DB环相连的细绳对书本的拉力变大

    答案 AB

    解析 AB两个轻环、绳及书本视为整体,在竖直方向上,整体受到向下的重力和向上的支持力作用,两个支持力大小之和等于重力大小,则杆对A环、B环的支持力大小Nmg,大小保持不变,A正确;设细绳与竖直方向的夹角为θ,对B环进行受力分析,fNtan θ

    mgtan θ,两环距离变小,tan θ减小,f变小,B正确;对A环受力分析与B环类似,杆对环的力为支持力N和摩擦力f的合力,与T大小相等,T,当θ发生变化时,T发生变化,C错误;对书受力分析如图所示,Tcos θmg,两环距离变小,θ变小,cos θ变大,细绳上的拉力变小,D错误

    12(2021·安徽省舒城中学高一期中)如图10所示半径为3R的半圆柱体P静止在粗糙水平地面上静止于P上的光滑小圆柱体Q质量为m半径为R此时竖直挡板MN恰好与PQ相切重力加速度为g下列说法正确的是(  )

    10

    AQ受到P的弹力大小为mg

    BQ受到挡板MN的弹力大小为mg

    C若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时P受到地面摩擦力变大

    D若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时Q受到P的弹力变小

    答案 BC

    解析 对圆柱体Q受力分析,受到重力mg、挡板MN的支持力N1PQ的支持力N2,如图,

    由几何关系得:cos θ,所以θ60°

    根据平衡条件得:N1mgN2mg,故A错误,B正确;对PQ整体受力分析,受重力、地面支持力、MN挡板对整体向左的支持力和地面对整体向右的摩擦力,根据共点力平衡条件,有:

    fN1

    MN保持竖直且缓慢地向右移动过程中,θ不断变小,故f变大,由N2可知,N2变大,故C正确,D错误

    三、非选择题(本题共6小题60)

    13(4)(2020·玉溪一中高一期末)某小组在做探究两个互成角度的力的合成规律的实验

    (1)下列操作中正确的是________

    A拉橡皮条时橡皮条细绳和弹簧测力计应尽量贴近且平行于木板

    B在测量同一组数据F1F2和合力F的过程中橡皮条与细绳的结点到达的位置不能变化

    C为减小测量误差F1F2方向间的夹角越大越好

    D每次实验中只需记录弹簧测力计的读数和橡皮条与细绳的结点到达的位置

    (2)某同学先用两个弹簧测力计互成角度地拉住两个细绳套如图11所示使橡皮条与细绳的结点到达O点的位置接下来他保持两个弹簧测力计的示数不变增大两个拉力的夹角则橡皮条的伸长量与刚才相比________(变大”“变小不变)

    11

    答案 (1)AB(2) (2)变小(2)

     

     

     

     

    14(8)某同学利用如图12甲所示的装置做探究弹簧弹力与形变的关系的实验

    12

    (1)在安装刻度尺时必须使刻度尺保持________状态

    (2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线由此图线可得该弹簧的原长x0________cm劲度系数k________N/m.

    (3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计当弹簧测力计上的示数如图丙所示时该弹簧的长度x________cm.

    答案 (1)竖直(2) (2)4(2) 50(2)

    (3)10(2)

    解析 (1)弹簧是竖直的,为减小误差,刻度尺必须与弹簧平行,故必须使刻度尺保持竖直状态

    (2)弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为4 cm,弹簧弹力为2 N时,弹簧的长度为8 cm,伸长量为4 cm,根据胡克定律FkΔx,有k N/m50 N/m.

    (3)由题图丙得到弹簧的弹力为3.0 N,根据题图乙可得到此时弹簧的长度为10 cm.

    15.(10)(2020·重庆八中高一期中)如图13所示物体AB的质量分别为mA6 kgmB

    4 kgABB与地面之间的动摩擦因数都为μ0.3不计滑轮的质量及绳与滑轮间的摩擦在水平外力F作用下A B一起向右做匀速直线运动求地面对BBA的摩擦力的大小和方向(g10 m/s2)

    13

    答案 30 N 水平向左 15 N 向左

    解析 因为AB一起在地面上运动,所以AB间是静摩擦力,而B与地面间是滑动摩擦力,所以地面对B的摩擦力fBFμ(mAmB)g30 N(2)

    方向与B相对地面的运动方向相反,即水平向左(2)

    A受到绳子的拉力TF15 N(2)

    由于A做匀速直线运动,由平衡条件得

    BA的摩擦力fBAT15 N(2)

    方向水平向左(2)

     

    16(10)如图14所示三根轻质绳子OAOBOC将一质量为10 kg的重物悬挂在空中且处于静止状态其中OB与天花板夹角为30°OA与天花板夹角为60°.(g10 m/s2)

    14

    (1)画出结点O的受力分析图标出对应的力及角度

    (2)求绳子OAOB对应的拉力大小TATB

    (3)若保持OB点位置不变改变OA绳长度A点移动到D使得ODOB求此时绳子OD对应的拉力大小TD.

    答案 (1)见解析图甲 (2)50 N 50 N (3)100 N

    解析 (1)对结点O受力分析如图甲所示,(3)

    (2)TCmg,根据平衡条件,由几何知识得:

    TAmgcos 30°50 N(2)

    TBmgsin 30°50 N(2)

    (3)A点移动到D点后对结点O受力分析如图乙所示,运用合成法,由几何知识得:TDTCmg100 N(3)

    17(14)如图15所示把一质量为m的小球A用细线拴住放在三角劈B的斜面上三角劈B的质量为M其倾角为α45°三角劈的斜面和水平面都是光滑的斜面足够长现用水平力F推三角劈使三角劈缓慢地向左移动小球沿斜面缓慢升高当线拉力最小时水平力为F则小球的质量m等于多少(重力加速度为g)

    15

    答案 

    解析 将斜面的支持力N,细线的拉力T合成,其合力与重力等大反向,逐渐改变细绳拉力T的方向,由图甲可知,

    (2)

    支持力N逐渐变大,且方向不变,而细线的拉力先减小后变大,且方向不断改变,当TN垂直,即当细线的拉力T的方向沿斜面向上时,细线的拉力T最小(2)

    Tmgsin α  (3)

    AB整体受力分析,如图乙

      (3)

    则水平方向:FTcos α  (2)

    ①②联立,得Fmgsin αcos αmg··mg

    所以m.(2)

    18(14)(2020·江苏高一期中)如图16所示重力为25 N的物块甲通过三段轻绳悬挂三段轻轻绳的结点为O轻绳OB平行于倾角为θ37°的斜面B端与放置在斜面上的重力为100 N的物块乙相连轻绳OA与竖直方向的夹角也为θ37°物块甲乙都处于静止状态轻绳OB始终与斜面平行(sin 37°0.6cos 37°0.8)

    16

    (1)轻绳OAOB受到的拉力大小TOATOB

    (2)物块乙所受的摩擦力

    (3)若斜面光滑用一水平向左的推力F作用在乙物块上使其仍保持静止状态水平推力F的大小

    答案 (1)20 N 15 N (2)75 N方向沿斜面向上 (3)93.75 N

    解析 (1)O点受力分析,受到三段轻绳的拉力,合力为零,如图所示:

    根据平衡条件得:

    TOAGcos θ25×0.8 N20 N(3)

    TOBGsin θ25×0.6 N15 N(3)

    (2)物块乙处于静止状态,受力平衡,对乙受力分析,受到重力、斜面的支持力、OB绳的拉力以及静摩擦力,根据平衡条件可知,沿着斜面方向有:

    fGsin θTOB100×0.6 N15 N75 N(3)

    方向沿斜面向上(1)

    (3)若斜面光滑,对乙受力分析,受到重力、斜面的支持力、OB绳的拉力以及水平向左的推力F,根据平衡条件可知,沿着斜面方向有:Fcos θGsin θTOB(3)

    解得:F93.75 N(1)

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