2022_2023学年新教材高中物理单元素养评价三相互作用教科版必修第一册 试卷

这是一份2022_2023学年新教材高中物理单元素养评价三相互作用教科版必修第一册，共11页。
单元素养评价(三)(时间：75分钟　满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．如图所示的情景中，物体所受重力的方向表示正确的是(　　)2．如图所示，三根相同的绳子末端连接于O点，A、B端固定，C端受一水平力F，当F逐渐增大时(O点位置保持不变)，最先断的绳子是(　　)A．OA绳 B．OB绳C．OC绳 D．三绳同时断3．一根轻质弹簧竖直悬挂，弹簧的原长为10 cm，当弹簧的下端挂2.4 N的重物时，弹簧的长度为12 cm(在弹性限度内)，则弹簧的劲度系数为(　　)A．120 N/mB．24 N/mC．20 N/mD．1.2 N/m4.如图所示，用一水平力将木块压在粗糙的竖直墙壁上，现增加外力，则关于木块所受的静摩擦力和最大静摩擦力说法正确的是(　　)A．都变大B．都不变C．静摩擦力不变，最大静摩擦力增大D．静摩擦力增大，最大静摩擦力不变5．某同学为了探究两个互成角度的力的合力F随θ变化的关系，按如图甲所示的实验装置进行实验，把E点与力的传感器相连得到合力大小，如图乙所示为在计算机上显示的合力F与θ变化的规律，则下列说法正确的是(　　)A.θ越大，合力越大B．合力一定大于任何一个分力C．根据图乙无法求出两个分力的大小D．这两个分力大小分别为3 N和4 N6．下列处于静止状态的四个木块，一定受到摩擦力作用的是(　　)7．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，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8．如图所示，三个相同的轻质弹簧连接在O点，弹簧1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30°，弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态，此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3，则(　　)A．x1∶x2∶x3＝ eq \r(3) ∶1∶2B．x1∶x2∶x3＝ eq \r(3) ∶2∶1C．x1∶x2∶x3＝1∶2∶ eq \r(3) D．x1∶x2∶x3＝2∶1∶ eq \r(3) 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)9．如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是(　　)A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜10．有三个力，一个力是12 N，一个力是6 N，一个力是7 N，则关于这三个力的合力，下列说法正确的是(　　)A．合力的最小值为1 NB．合力的最小值为0C．合力可能为20 ND．合力可能为30 N11．如图所示，某时刻质量m＝2 kg的木块正在以v＝3 m/s的速度在以v′＝5 m/s的速度向右传送的传送带上运动．若已知木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 N/kg.则下列说法正确的是(　　)A．木块的运动方向向右B．木块相对于传送带的运动方向向左C．木块所受滑动摩擦力的方向向左D．木块受到的滑动摩擦力的大小为4 N12．用水平力F拉着一物体在水平地面上运动，从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻F减小为零．则物体所受的摩擦力f随时间t的变化图像可能是下列图中的(　　)三、非选择题(本题共6小题，共60分)13．(6分)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，用砝码通过水平细绳为弹簧提供了水平向右恒定的拉力．(1)以下说法正确的是________．A.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于水平位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几根不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比均应该相等(2)某同学由实验测得某弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系如图乙所示，则弹簧劲度系数k＝________N/m(保留两位有效数字).14．(8分)某同学用如图所示的实验装置来“探究二力合成的规律”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向．(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N．(2)下列不必要的实验要求是________(请填写选项前对应的字母).A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．细线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使结点O静止在同一位置15．(8分)已知图中的物块和球均处于静止状态，图B、C中的球是光滑的，请画出它们所受弹力的方向．16.(10分)如图所示，斜面与水平面的夹角为37˚，物体A质量为2 kg，与斜面间动摩擦因数为0.5，求：(1)A受到斜面的支持力多大？(2)若要使A在斜面上静止，求物体B质量的最大值和最小值. (sin 37˚＝0.6，cos 37˚－0.8，g＝10 N/kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)17．(12分)有一个木箱质量m＝60 kg，静止在水平地面上，工人推木箱，若动摩擦因数为μ＝0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2) 　　　　　　(1)　　　　　　　　(2)(1)当沿水平方向推力F1＝150 N时，此木箱所受的摩擦力大小f1；(2)当与水平方向成37°的斜向上的推力F2＝400 N时，此木箱所受的摩擦力大小f2.18．(16分)如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，tan 37°＝0.75，g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：(1)轻绳OA、OB的拉力是多大？(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？单元素养评价(三)1．答案：D2．解析：对结点O受力分析，受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三个绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断，A项正确．答案：A3．解析：弹簧的伸长量ΔL＝12 cm－10 cm＝2 cm，弹簧的弹力F＝G＝2.4 N，由胡克定律有F＝kΔL，解得k＝ eq \f(F,ΔL)＝ eq \f(2.4,0.02) N/m＝120 N/m，A正确．答案：A4．解析：本题考查静摩擦力的大小变化．由题图可知，静摩擦力应沿墙壁方向且与重力方向相反，重力与静摩擦力大小相等，故静摩擦力不变．垂直于墙壁方向上，物体受力F及墙壁的弹力作用而平衡，水平外力增大时，物体受墙的弹力增大，则最大静摩擦力增大，故C正确，A、B、D错误．答案：C5．解析：合力F随θ的增大先减小后增大，A错误；由题图乙可知，当θ＝0°时，F1＋F2＝7 N，当θ＝180°时，|F1－F2|＝1 N，可以解得两分力大小分别是3 N和4 N，所以合力可以比任何一个分力大，也可以比任何一个分力小，故B、C错误，D正确．答案：D6．解析：题图A中，在力F的作用下，木块有向右运动的趋势，所以木块受到向左的摩擦力，故A正确；题图B中，由于挡板的作用，木块可以不受摩擦力而静止在斜面上，故B错误；题图C中，两个拉力的水平分量大小可能相等，所以木块可能不受摩擦力，故C错误；题图D中，推力F在竖直方向上的分量可能和重力平衡，导致木块不受摩擦力的作用，故D错误．答案：A7.解析：当悬点A缓慢向上移动过程中，小球始终处于平衡状态，小球所受重力mg的大小和方向都不变，支持力N的方向不变，对小球进行受力分析如图所示，由图可知，拉力T先减小后增大，C项正确．答案：C8．解析：以结点O为研究对象受力分析，运用合成法，如图：由几何知识知：T1＝ eq \f(T3,cos 30°)T2＝T3tan 30°T3＝mg故：T1∶T2∶T3＝2∶1∶ eq \r(3)根据胡克定律得：T＝kx则x1∶x2∶x3＝2∶1∶ eq \r(3)，故选D.答案：D9．解析：物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变．无论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，由于它们作用在不同的物体上，其效果可以不同．甲获胜的原因是甲受到地面的摩擦力大于乙对甲的拉力；乙失败的原因是甲对乙的拉力大于乙受到地面的摩擦力．根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小时时刻刻等于乙对甲的拉力大小．故选项B、D正确．答案：BD10．解析：三个力方向相同时合力最大Fmax＝25 N，6 N、7 N两力的合力范围1 N≤F合≤13 N，当合力F合＝12 N，且方向与第三个力相反时，三力的总合力为零，即三力的总合力范围是0≤F总≤25 N，所以A、D错，B、C对．答案：BC11．解析：由题意可知，木块正以v＝3 m/s的速度向右运动，A正确；由于传送带的速度v′＝5 m/s，方向向右，则以传送带为参考系，木块向左运动，B正确；因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以木块所受滑动摩擦力的方向向右，C错误；滑动摩擦力的大小f＝μN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N，D正确．答案：ABD12．解析：若F减小为零之前物体始终运动，则摩擦力始终为滑动摩擦力，大小不变，选项A正确；若F减小为零之前物体停止运动，则停止前摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，恰要停止时滑动摩擦力大小大于此时F的大小，停止后摩擦力为静摩擦力，大小随F的减小而减小，选项D正确．答案：AD13．解析：(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，A正确；用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力要保证弹簧位于水平位置，使砝码的重力等于弹簧的弹力，要待砝码平衡时再读示数，B正确；弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧的长度减去原长，C错误；拉力与伸长量之比是劲度系数，劲度系数由弹簧决定，相同弹簧的劲度系数是不变的，不同弹簧的劲度系数一般不同，D错误．(2)由F ­ x图像和胡克定律结合分析知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，所以据题图可知，k＝ eq \f(6 N,8×10－2m)＝75 N/m.答案：(1)AB　(2)75(70～75均可)14．解析：(1)由题图知，弹簧测力计A的分度值为0.2 N，示数为3.6 N．(2)在“探究二力合成的规律”时一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D符合题意；M的重力即合力，A不符合题意；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B不符合题意；细线与木板平面平行才能保证力在木板平面内，C不符合题意．答案：(1)3.6　(2)D15．答案：如图所示．16．解析：(1)对A进行受力分析如图所示根据正交分解可知：y轴方向合力为零，有N＝mAgcos 37°，代入数据可得N＝2 kg×10 N/kg×0.8＝16 N，所以A受到斜面的支持力为16 N．(2)根据题意，物体A与斜面之间的最大静摩擦力fmax＝f滑＝μΝ＝0.5×16 N＝8 N，由于物体受到的静摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，当物体受到的摩擦力等于最大静摩擦力且方向沿斜面向上时，此时拉力T最小，根据受力平衡有T1＋fmax＝mAgsin 37°，当物体受到的摩擦力等于最大静摩擦力且方向沿斜面向下时，此时拉力T最大，根据受力平衡有T2＝fmax＋mAgsin 37°，同时B物体也处于平衡状态，由受力分析有T1＝mB1g，T2＝mB2g，联立并代入数据可得T1＝4 N，T2＝20 N，物体B质量的最小值为mB1＝0.4 kg，最大值为mB2＝2 kg.答案：(1)16 N　(2)2 kg　0.4 kg17．解析：(1)木箱与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力fm＝μmg＝180 N，F1