2024版新教材高中物理第三章相互作用__力核心素养综合评价新人教版必修第一册 试卷

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第三章核心素养综合评价(时间：75分钟　满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1．下列说法正确的是(　　)A．重力的方向总是竖直向下的，所以地球上所有物体的重力方向彼此平行B．挂在绳上处于静止的物体，受到绳的拉力是由物体的形变引起的C.静摩擦力不仅能产生于两个静止的物体之间，也可以产生于两个运动的物体之间D．当接触面粗糙的两个物体间相对滑动停止后，则两物体之间的动摩擦因数变为零2．下列四幅图均为静止的光滑小球Q所受弹力方向的示意图，其中正确的是(　　)　　3．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4.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中(　　)A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大5．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示．忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(　　)A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力6．[2023·运城市高一期末]解放军战士往往通过拖拉废旧轮胎锻炼全身肌肉．如图所示，某战士拉动一质量为m的轮胎沿水平地面做匀速直线运动，轮胎与地面间的动摩擦因数为绳与水平方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，则绳的拉力大小为(　　)A．B．C．D．7.如图所示是汽车45°极限爬坡时的照片，汽车缓慢沿斜坡攀爬，坡的倾角逐渐增大至45°.下列关于汽车这一爬坡过程的说法正确的是(　　)A．坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越大B．汽车受到沿坡面向下、大小不断减小的滑动摩擦力作用C．汽车受到沿坡面向上、大小不断增大的静摩擦力作用D．若汽车能顺利爬坡，则车胎与坡面间的最大静摩擦力至少为车重的大小二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)8．有三个力，一个力是12N，一个力是6N，一个力是7N，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1NB．合力的最小值为0C．合力可能为20ND．合力可能为30N9.如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部爬到a处，则下列说法正确的有(　　)A．在a点蚂蚁受到的合力等于在b点受到的合力B．在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点的作用力C．在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力D．在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力10．[2023·江西吉安高一上期末]质量为m的小球用细线AB悬挂在竖直的墙壁上，细线与墙壁的夹角为60°.如图甲所示，当小球受到的拉力F1与细线的夹角为120°时，小球正好静止不动；如图乙所示，当小球受到的拉力F2与细线的夹角为150°时，小球正好静止不动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)A．两种情况下，细线AB的拉力之比为1∶2B．两种情况下，细线AB的拉力相同C．两种情况下，细线AB的拉力和小球重力的合力的大小相同D．F1与F2的比值为1∶三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题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．(6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12．(8分)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．(1)实验中还需要的实验器材有________．(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x.由图乙可知，未挂钩码时弹簧有伸长量，是因为________________________；弹簧的劲度系数k＝________N/m.(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取9.8m/s2)(3)实验中用两根不同的弹簧a和b，作出的弹簧弹力F与弹簧长度L的F­L图像如图丙所示，下列说法正确的是________．A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．弹力与弹簧长度成正比13．(12分)在动画片《熊出没》中，熊二用一根轻绳绕过树枝将光头强悬挂起来，如图所示，此时轻绳与水平地面的夹角θ＝37°.已知光头强的质量为m＝60kg，熊二的质量为M＝300kg，不计轻绳与树枝间的摩擦．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝)求：(1)轻绳对熊二的拉力的大小；(2)地面对熊二的支持力的大小；(3)熊二对地面的摩擦力的大小和方向．14．(12分)有一个木箱质量m＝60kg，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：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(1)　　　　　　　　　(2)　(1)当沿水平方向推力F1＝150N时，此木箱所受的摩擦力大小Ff1.(2)当与水平方向成37°的斜向上的推力F2＝400N时，此木箱所受的摩擦力大小Ff2.15．(16分)如图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m的小圆环A，用一轻质细线悬吊一个质量为m的小球B.现用一水平拉力缓慢地拉起球B，使细线与竖直方向成37°角，此时环A仍保持静止．求：(1)此时水平拉力F的大小；(2)横杆对环的支持力的大小；(3)杆对环的摩擦力．第三章核心素养综合评价1．解析：重力的方向总是竖直向下的，但地球是球体，所以地球上不同位置的物体的重力作用线彼此不平行．绳的拉力是由绳子的形变引起的．两物体之间的动摩擦因数只与接触面的材料和粗糙程度有关．答案：C2．解析：对图中小球Q受力分析，在竖直方向上受力平衡，弹力与重力等大反向，水平方向上不受力，因此小球Q受到的弹力方向为竖直向上，故A错误；对图中小球Q受力分析，在竖直方向上受力平衡，水平方向上不受力，因此左侧绳子上没有弹力，故B错误；对图中小球Q受力分析，在竖直方向上受力平衡，水平方向上不受力，因此倾斜墙面对小球没有弹力，故C错误；图中小球Q没有沿竖直方向放在球面上，球面对小球的弹力沿两球球心延长线向右上方向，根据平衡条件可知，左侧绳子对小球有沿绳子向左上方的拉力，故D正确．故选D.答案：D3．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：A4．解析：对球受力分析可知，N1与N′2的合力为定值，与重力反向、等大．由图可知，当板缓慢转动时，N1与N′2的方向发生如图所示的变化，但合力不变，N2与N′2为作用力与反作用力，大小始终相等，可知选项B正确．答案：B5．解析：A错，B对：耕索对曲辕犁拉力的水平分力大小为Fsinα，竖直分力大小为Fcosα；耕索对直辕犁拉力的水平分力大小为Fsinβ，竖直分力大小为Fcosβ，因α<β，故FsinαFcosβ.C、D错：耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是作用力和反作用力的关系，两个力大小相等，与犁的运动状态无关．答案：B6．解析：设绳的拉力为F，根据平衡条件Fcos30°＝μ(mg－Fsin30°)，解得F＝eq \f(mg,2)，故A正确．答案：A7．解析：由于汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，故汽车受力平衡，对坡面上的汽车受力分析，坡面上的汽车受到重力、坡面的支持力与摩擦力，设坡的倾角为θ，则支持力：FN＝Gcosθ，坡的倾角增大，则汽车受到的支持力减小，根据牛顿第三定律可知，坡的倾角增大，则汽车对坡面的压力减小，故A错误；汽车受到的静摩擦力：Ff＝Gsinθ，方向沿斜面向上，当θ增大时，汽车受到的摩擦力增大，故B错误，C正确；要使汽车不打滑，则有：Ffm≥mgsinθ，由于sin45°＝eq \f(\r(2),2)，可知若汽车能顺利爬坡，则车胎与坡面间的最大静摩擦力至少为车重大小的eq \f(\r(2),2)倍，故D错误．答案：C8．解析：三个力方向相同时合力最大Fmax＝25N，6N、7N两力的合力范围1N≤F合≤13N，当合力F合＝12N，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≤25N，所以A、D错，B、C对．答案：BC9．解析：蚂蚁缓慢上爬，可以认为蚂蚁处于平衡状态，则合力始终为零，受力分析如图所示．在a点蚂蚁受到的合力与在b点受到的合力均为零，碗对蚂蚁的作用力大小都等于蚂蚁的重力，所以在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点的作用力，选项A、B正确；根据共点力平衡有f＝mgsinα，N＝mgcosα，因为a点的α角比b点的大，所以在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力，在a点碗对蚂蚁的支持力小于在b点的支持力，选项C正确，D错误．答案：ABC10．解析：对两种情况下的小球分别进行受力分析，如图所示．根据力的平衡，图甲中有F1sin60°＝T1sin60°，T1cos60°＋F1cos60°＝mg，可得F1＝T1＝mg，图乙中有T2cos60°＝mg，F2＝T2sin60°，则细线的拉力T2＝2mg，F2＝eq \r(3)mg.由以上分析可知，两种情况下，细线AB的拉力之比为1∶2，故A正确，B错误；根据三力平衡的特点可知，细线AB的拉力和小球重力的合力与拉力F的大小相等、方向相反，所以两种情况下，细线AB的拉力和小球重力的合力的大小不相同，故C错误；由以上分析可知，F1与F2的比值为1∶eq \r(3)，故D正确．答案：AD11．解析：(1)由题图知，弹簧测力计A的分度值为0.2N，示数为3.6N．(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错误；两弹簧测力计的合力与M的重力等大反向，A对；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B对；细线与木板平面平行才能保证力在木板平面内，C对．答案：(1)3.6　(2)D12．解析：本题考查了胡克定律、探究弹簧的弹力与形变量关系的实验．可由图乙分析得出弹簧的劲度系数，要注意正确理解图像的意义．(1)实验需要测量弹簧的长度，故还需要的实验器材为刻度尺．(2)由图乙可知，m＝0时，x大于零，说明未挂钩码时，弹簧有伸长，这是由于弹簧自身重力引起的，已知F＝kx，则k＝eq \f(ΔF,Δx)＝eq \f(（60－10）×10－3×9.8,（14－4）×10－2)N/m＝4.9N/m.(3)在F­L图像中横轴截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；图线的斜率表示弹簧的劲度系数k，则a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故D错误．答案：(1)刻度尺　(2)弹簧自身有重力　4.9　(3)B13．解析：(1)以光头强为研究对象进行受力分析，得拉力T＝mg＝600N.(2)以熊二为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡可知FN＋Tsinθ＝Mg，代入数据得支持力FN＝2640N.(3)对熊二，根据水平方向受力平衡可知Ff＝Tcosθ，代入数据得Ff＝480N.由牛顿第三定律可知，熊二对地面的摩擦力的大小F′f＝Ff＝480N，方向水平向左．答案：(1)600N　(2)2640N　(3)480N，方向水平向左14．解析：(1)木箱与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ffm＝μmg＝180N，F1