新教材教科版高中物理必修第一册第3章相互作用单元测评（A）同步练习（Word版附解析）

第三章测评(A)

(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。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

1.(2020·安徽池州贵池区期中)有关力,下列说法正确的是 (　　)

A.力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体

B.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体

C.只要两个力的大小相同,它们产生的效果一定相同

D.两个物体相互作用,其相互作用力可以是不同性质的力

答案:B

解析:力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,有施力物体就有受力物体,故A错误,B正确;力的作用效果取决于力的三要素,即大小、方向、作用点,故C错误;作用力与反作用力的性质必定相同,故D错误。

2.月球表面的重力加速度是地球的,g地取10 m/s2,某人在地球表面的质量为60 kg,则他在月球表面的质量和重力分别是(　　)

A.60 kg,100 N

B.60 kg,600 N

C.10 kg,100 N

D.10 kg,600 N

答案:A

解析:在地球上质量为60 kg的人,移动到月球后,质量不变,为60 kg,重力减小为,为60×10×=100 N,故B、C、D错误,A正确。

3.(2020·海南琼海嘉积中学期中)图中,Q物体对P物体的弹力的示意图,正确的是(　　)

答案:D

解析:Q物体对P物体的弹力为P的受力,作用点应在P物体上,故A、C错误;B中,Q对P的支持力垂直接触面指向被支持的物体P,即方向竖直向上,故B错误;D中,Q对P的支持力垂直接触面指向被支持的物体P,即方向垂直斜面向上,故D正确。

4.如图所示,用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架,绳的一端绕在手指上,杆的一端顶在掌心,当A处挂上重物时,绳与杆对手指和手掌均有作用,对这两个作用力的方向判断完全正确的是(　　)

答案:D

解析:重物受绳子的拉力及物体本身的重力而处于平衡,故绳子的拉力等于物体的重力;而绷紧的绳子各处的拉力相等,故绳子对手指有大小为mg的拉力,方向沿绳的方向背离手指的方向;结点A处受绳子向下的拉力及沿绳向上的拉力,二力的合力应沿杆的方向向里压杆,故杆对手掌有向里的压力,A、B、C错误,D正确。

5.(2020·浙江宁波海曙区效实中学期中)如图所示,用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接,然后用一水平方向的力F作用于A球上,此时三根轻绳均处于直线状态,且OB绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态,三根轻绳的长度之比为lOA∶lAB∶lOB=3∶4∶5,则下列说法正确的是(　　)

A.OB绳中的拉力小于mg

B.OA绳中的拉力大小为mg

C.AB绳中的拉力大小为0

D.拉力F大小为mg

答案:C

解析:对球B受力分析,受到重力、OB的拉力,假设AB绳子有拉力,则球B不能保持平衡,故AB绳子的拉力为零,故OB绳子的拉力等于球B的重力,故A错误,C正确;对球A受力分析,受拉力F、重力mg和AO绳子的拉力T,如图。

根据几何关系,cosθ=,所以θ=53°

有F=mgtanθ=mg;OA绳拉力T=mg,故B、D错误。

6.下列说法正确的有(　　)

A.力的分解是力的合成的逆运算

B.把一个力分解为两个力,则两个分力共同作用的效果与该力单独作用的效果相同

C.力的合成和分解都遵守平行四边形定则

D.合力一定大于分力

答案:ABC

解析:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则,故A、C正确;力的分解的本质为力的等效替代,就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替一个力的作用效果,故B正确;合力与分力遵循平行四边形定则,故分力的大小可能大于、小于、等于合力的大小,故D错误。

7.(2020·辽宁大连期中)以下受力分析正确的是(　　)

答案:AD

解析:将一木块沿着粗糙墙面向上运动时,受到的摩擦力方向向下,故A正确;光滑的小球B受到的外力作用有四个,分别为重力、竖直板的弹力、斜面的支持力与球m的弹力,故B错误;静止的物块C受到的外力作用有五个,分别为重力、斜面的支持力、物体m的压力,斜面及物体m对它的两个静摩擦力,故C错误;因为是粗糙的斜面,所以有摩擦力,故物块除了重力、支持力之外,还有静摩擦力的作用,所以静止的物块D给斜面的作用力有两个,故D正确。

8.(2020·山东泰安期中)如图所示,两个完全相同的光滑小球P、Q,放置在墙壁和斜木板之间。当斜木板和竖直墙壁的夹角θ缓慢增大时(θ<90°)(　　)

A.墙壁、木板受到P球的压力均减小

B.墙壁、木板受到P球的压力均增大

C.Q球对P球的压力增大,对木板的压力减小

D.Q球对P球的压力减小,对木板的压力增大

答案:AD

解析:以Q为研究对象,根据力的合成与分解可得Q球对P球的压力为F3=mQgsinθ,对木板的压力F4=mgcosθ,θ增大,则Q球对P球的压力减小,对木板的压力增大,故C错误,D正确;以两个小球整体为研究对象进行受力分析,如图所示,由图可知,当斜木板和竖直墙壁的夹角θ缓慢增大时,墙壁给球的压力F2逐渐减小,挡板给球的支持力F1逐渐减小,根据牛顿第三定律可知墙壁受到的压力减小,木板受到的压力减小,又因为Q球对木板的压力增大,故P球对木板的压力减小,故A正确、B错误。

二、实验题(本题共2小题,共20分)

9.(6分)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F-x图线,如图所示。由图可知弹簧的劲度系数为　　　N/m,图线不过坐标原点的原因是　　　　　　　　　。图像上端成为曲线的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:200　弹簧竖直放置时的自然长度大于其水平放置时测量的自然长度　拉力过大,超过了弹簧的弹性限度

解析:当拉力为6 N时,弹簧的形变量为x=4 cm=0.04 m

当拉力为0 N时,弹簧的形变量为x=1 cm=0.01 m

由胡克定律F=kx得,图线的斜率即为弹簧的劲度系数,为

k= N/m=200 N/m

图线不过坐标原点的原因是弹簧本身有重力,使得弹簧在没有外力的情况下已经伸长了一段距离。

图像上端变弯曲的原因是拉力过大,超过了弹簧的弹性限度。

10.(14分)(2020·江苏苏州张家港高中期中)请完成验证力的平行四边形定则实验的相关内容。

(1)如图(a)所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套。

(2)如图(b)所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及　　　　　　　　　。 

(3)如图(c)所示,用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点拉到O点,记下此时弹簧测力计的示数F=　　　 N和细绳的方向。 

(4)如图(d)所示,已按一定比例作出了F1、F2和F的图示,请用作图法作出F1和F2的合力F'。

(5)F'与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1的大小比真实值偏　　(选填“大”或“小”)或F1与F2的夹角比真实夹角偏　　(选填“大”或“小”)。 

(6)在该实验中,分力和合力的概念是一种　　　　　　　　的科学思想方法。 

答案:(2)细绳的方向　(3)3.00　(4)作图如图所示　(5)大　大　(6)等效替代

三、计算题(本题共3小题,共40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.(12分)(2020·四川南充高中期中)如图所示,质量为m的物体与A、B两个弹簧相连且处于静止,B弹簧下端与地相连,其劲度系数分别为k1和k2。现用手拉A的上端,使A缓慢上移,当B弹簧的弹力为0时,A上端移动的距离是多少?

答案:mg()

解析:B弹簧原先处于压缩状态,对B弹簧,根据胡克定律F=kx可知压缩量为x2=

此时A弹簧无形变,当B弹簧的弹力为0时,对A弹簧,根据胡克定律F=kx可知伸长量为x1=

则在此过程中,A端上移的距离为x=x1+x2==mg()。

12.(12分)(2020·福建师大附中期中)用轻弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ,有如图所示的两种装置。

(a)

(b)

(1)为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力,图示装置的(a)(b)两种情况中,木块A是否都要做匀速运动?

(2)若A、B的重力分别为75 N和60 N,(a)图中当A物体被拉动时,弹簧测力计的读数为F=6 N,拉力Fa=10 N,(b)图中当A物体被加速拉动时,弹簧测力计的读数为10 N,请你选择合适的数据求出A、B间的动摩擦因数μ。

答案:(1)(a)图木块A不需要做匀速运动,(b)图需要做匀速直线运动

(2)0.1

解析:(1)(a)图木块A不需要匀速,(b)图木块A一定要匀速。

(2)(a)图,对B,

由二力平衡得f=F=6 N

由f=μN

且N=GB=60 N

解得μ=0.1。

13.(16分)如图所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37°,小球的重力为12 N,轻绳的拉力为10 N,水平轻弹簧的弹力为9 N。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求轻杆对小球的作用力。

答案:见解析

解析:(1)弹簧向左拉小球时,设杆的弹力大小为F,与水平方向的夹角为α,小球受力如图(a)所示。

(a)

由平衡条件知

代入数据解得F=5 N,α=53°

即杆对小球的作用力大小为5 N,方向与水平方向成53°角斜向右上方。

(2)弹簧向右推小球时,小球受力如图(b)所示。

(b)

由平衡条件知

代入数据解得

F=15.5 N,α=π-arctan。