高中物理必修1【单元测试】2024-2025学年分层训练AB卷第三章相互作用力A含解析答案

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相互作用力A学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．在今年东京奥运会女子单人10米跳台决赛中，14岁中国小女孩全红婵完美夺冠，全程教科书级别发挥几乎没有扣分点，第一次参加奥运会就开启全红婵的跳水时代。当全红婵踩压跳板使跳板弯曲时，下列关于弹力和形变说法正确的是（ ）A．全红婵对跳板的压力就是她的重力B．全红婵对跳板施加压力之后跳板才对全红婵施加支持力C．全红婵受到的支持力，是由于跳板发生形变而产生的D．跳板对全红婵的支持力的小于全红婵对跳板的压力2．某同学用条形磁铁将金属小球从图示位置开始缓慢牵引至悬线处于水平位置，此过程中手与球的连线与竖直方向夹角一直为30°，人始终保持静止。则（　　）A．磁铁对小球的作用力大小不变B．悬线对小球的作用力先增大再减小C．地面对人的摩擦力一直变大D．地面对人的支持力先增大后减小3．如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为、，它们一端固定在质量为的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换成大小相同、质量为的物体（弹簧不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，上面的弹簧产生的弹力大小为（　　）A． B． C． D．4．半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板，延长线总是过半圆柱体的轴心，但挡板与半圆柱不接触，在P和之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图是这个装置的截面图，若用外力使绕点缓慢地顺时针转动，在到达水平位置前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是（　　）A．对Q的弹力逐渐增大B．P、Q间的弹力先减小后增大C．P对Q的弹力逐渐增大D．Q所受的合力逐渐增大5．2022年4月份上海市爆发了新一轮的新冠疫情，广大市民积极响应市政府号召在家隔离。市民居家隔离期间锻炼了厨艺的同时还产生了很多的奇思妙想。其中一位隔离者通过如图所示的装置在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口，图中轻绳的一端栓在轻杆上，另一端绕过定滑轮（不计一切摩擦）。下列说法正确的是（　　）A．此人手上所受的拉力F始终不变B．此人手上所受的拉力F先减小，后增大C．轻杆所受压力一直增大D．轻杆所受压力大小始终不变6．如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F（　　）A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．一直减小 D．一直增大7．如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角为，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一个质量为m的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过角，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A．轻绳与竖直方向间的夹角逐渐减小B．图示位置时，轻绳的张力大小为C．直径MN水平时，轻绳的张力大小为D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中，轻绳的张力先增大再减小二、多选题8．如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m．用一手指以竖直向下的力压第1张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1张牌之间有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的动摩擦因数为μ1，相邻两张牌间的动摩擦因数均为μ2，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3，且有μ1＜μ2＜μ3．则下列说法正确的是（　　）A．第1张牌受到手指的摩擦力向左B．第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动C．第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动D．第54张牌受到水平桌面向左的静摩擦力9．如图所示，OA、OB是两根轻绳，AB是轻杆，它们构成一个等边三角形。在A、B处分别固定着质量均为m的小球，此装置悬挂在O点。现对B处小球施加水平外力F，让绳OA位于竖直位置。已知当地重力加速度为g。则（　　）A．轻杆AB中的弹力为零 B．绳OA中的拉力大小为mgC．绳OB中的拉力大小为mg D．外力F的大小为mg10．如图所示，ABCD为倾角为30°的正方形斜面，其中AB与底边DC平行、BC与AD平行。斜面上有一质量为1 kg的物块，在斜面内对物块施加平行于AB向左的拉力F，物块恰好沿斜面对角线BD匀速下滑。下列叙述正确的是(g=10 m/s2) （　　）A．物块所受摩擦力的方向平行于AD沿斜面向上B．水平向左的拉力大小等于5 NC．滑动摩擦力的大小等于5 ND．物块与斜面间的动摩擦因数为三、实验题11．如图（a）所示，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上，再用图钉把橡皮筋一端固定在板上的点。在橡皮筋另一端系上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮筋。（1）保证一个力单独作用与力共同作用效果相同的操作是 （2）实验中需要标记或者记录的信息有 。A．橡皮筋的原长   B．橡皮筋原长时结点的位置C．力的大小和方向   D．力的大小和方向（3）如图（b）是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中 表示力和合力的理论值；另一个力表示力和合力的实际测量值。（填“”或“”）12．某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。（1）下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 。测量记录表：（2）实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中 、 。（3）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1=L4－L0=6.90 cm，d2=L5－L1=6.90 cm，d3=L6－L2=7.00 cm。请你给出第四个差值：d4= cm。（4）根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为 ，代入数据解得ΔL= cm。（5）计算弹簧的劲度系数k= N/m（g取9.8 m/s2）。四、解答题13．如图所示，质量M＝5.5kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m＝1kg的小球相连。今用跟水平方向成60°角的力F＝10N拉着球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10m/s2。求：(1)轻绳与水平方向夹角θ；(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。14．如图所示，物体A、B叠放在倾角θ=37°的斜面上（斜面保持不动，质量为M=10kg），并通过跨过光滑滑轮的细线相连，细线与斜面平行。两物体的质量分别mA=2kg，mB=1kg，B与斜面间的动摩擦因数μ2=0.2，已知g取10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：如果A、B间动摩擦因数μ1=0.1，为使A能平行于斜面向下做匀速运动，应对A施加一平行于斜面向下的多大F的拉力？此时斜面对地面的压力N多大？15．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲、乙均处于静止状态。（已知，，， 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？(2)物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若物体乙的质量，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为，三段轻绳能承受的最大拉力均为70N，则欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，物体甲的质量m1最大不能超过多少？代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1参考答案：1．C【详解】A．全红婵对跳板的压力和她的重力，受力物体不同，它们不是一个力，而是两个不同的力，所以不能说全红婵对跳板的压力就是她的重力，A错误；BD．全红婵对跳板的压力与跳板对全红婵的支持力是一对相互作用力，它们大小相等、方向相反、同时产生、同时消失，BD错误；C．全红婵受到的支持力，是由于跳板发生形变而产生的，C正确。故选C。2．C【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，如图所示根据题意可知，小球一直处于平衡状态，则磁铁对小球的作用力与悬线对小球的作用力的合力一直与小球的重力等大反向，由矢量三角形原理可得，磁铁对小球的作用力大小增大，悬线对小球的作用力先减小再增大，故AB错误；CD．根据题意，对人受力分析，如图所示由平衡条件有结合AB分析，由牛顿第三定律可知增大，则地面对人的摩擦力一直变大，地面对人的支持力一直变大，故D错误，C正确。故选C。3．D【详解】固定质量为的物体时，有固定质量为的物体时，有根据几何关系有上面的弹簧产生的弹力大小为联立解得故选D。4．A【详解】ABC．以小圆柱体Q为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示由平衡条件得根据几何关系可知：α+β不变，分析可知，α减小，β增大，MN对Q的弹力F1增大，P对Q的弹力F2减小，故A正确，BC错误；D．Q缓慢移动，所受的合力保持为零，不变，故D错误。故选A。5．D【详解】由题意进行受力分析如图所示由几何关系可知由题意可知，mg、h和L杆不变，L绳变小，则F变小，FN不变。故选D。6．D【详解】在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动，设细绳与水平方向的夹角为，则有竖直方向有水平方向有联立解得代入数据整理得由于从开始逐渐减小，则从 逐渐减小时，逐渐增大，则拉力F越来越大当后竖直方向有水平方向有联立解得代入数据整理得由于从开始逐渐减小，则从逐渐减小时，逐渐增大，则拉力F还是越来越大所以D正确；ABC错误；故选D。7．D【详解】如图所示B．设轻绳与竖直方向夹角为α，MB、NB间夹角为2α，如图，则根据几何关系可得联立可得根据平衡条件可得可得故B错误；C．直径MN水平时，轻绳的张力大小为故C错误；A．由可知，圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角的过程中，轻绳与竖直方向的夹角先增大后减小，故A错误；D．由可知，圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角的过程中，轻绳的张力先增大再减小，故D正确。故选D。8．CD【详解】第1张牌相对于手指的运动趋势方向与手指的运动方向相反，则受到手指的滑动摩擦力方向与手指的运动方向相同，故A错误；设手指对第1张牌的压力为F，对第2张牌分析，第3张牌对它的最大静摩擦力Fm＝μ2（2mg＋F），而受到的第1张牌的最大静摩擦力为fm＝μ2（mg＋F）＜Fm，则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动；同理，第3张牌以下相邻两张牌之间也不发生相对滑动，故B错误，C正确；对第54张牌分析，桌面对它的最大静摩擦力Fm′＝μ3（F＋54mg），第53张牌对它的最大静摩擦力fm′＝μ2（F＋53mg）＜Fm′，故第54张牌相对桌面静止，由平衡条件可知，第54张牌受到水平桌面向左的静摩擦力，故D正确．所以CD正确，AB错误．9．AB【详解】AB．对A分析，由于OA细线恰好处于竖直方向，根据平衡条件，可知AB绳中张力为0，绳OA中的拉力大小为mg，否则OA绳将偏离竖直方向与题目不符，故AB正确；CD．球B受力分析，受到重力G，作用力F和OA绳的拉力T，受力分析如图根据平衡条件得解得，故CD错误。故选AB。10．BD【详解】A．滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，所以物块所受摩擦力的方向平行于斜面沿DB向上，A项错误；B．物块在斜面平面内受力如图ABCD为正方形，θ=45°，则F=mgsin α=1×10×sin 30° N=5 NB项正确；C．滑动摩擦力大小f==5NC项错误；D．物块与斜面间的动摩擦因数D项正确。故选BD。11． 拉伸橡皮筋的结点到达同一位置 CD/DC 【详解】（1）[1]保证一个力单独作用与力共同作用效果相同的操作是拉伸橡皮筋的结点到达同一位置。（2）[2]根据实验原理可知，实验中需要标记或者记录的信息有橡皮条伸长后结点的位置，力、的大小和方向，以及的大小和方向。故选CD。（3）[3]理论值是由平行四边形法则得到的，则表示力和合力的理论值。12． L5 L6 6.85 14.05 7.20 1.75 28【详解】（1）[1][2]读数时应估读一位，所以其中L5 、L6两个数值在记录时有效数字有误。（2）[3][4]根据图中刻度尺的读数可知L3=6.85cm和L7=14.05cm。（3）[5]题中三组数据在寻求多挂4个砝码形成的长度差，故d4=L7－L3=（14.05－6.85）cm=7.20cm（4）[6][7]每增加4个砝码弹簧的平均伸长量 =则每增加一个砝码弹簧的平均伸长量=代入数据得=1.75cm（5）[8]由（3）（4）可知代入数据得k==N/m=28N/m13．(1)30°；(2)【详解】(1)m处于平衡状态，受到重力、拉力F和轻绳拉力FT，如图所示以m为研究对象，由平衡条件得水平方向Fcos60°-FTcosθ=0①竖直方向Fsin60°-FTsinθ-mg=0②①②联立解得θ=30°(2)以M、m整体为研究对象，设杆对M的支持力为FN，由平衡条件得水平方向Fcos60°-μFN=0③竖直方向FN+Fsin60°-Mg-mg=0④由③④解得14．；131.2N【详解】设细线张力大小为T，对A，根据平衡条件，有对B，同样根据平衡条件，有可解得利用整体法，地面对斜面的支持力根据牛顿第三定律得到斜面对地面的压力大小为N=15．(1)，；(2)，方向水平向左；(3) 【详解】(1)对结点O，作出力图如图，由平衡条件有(2)对于乙物体，根据共点力的平衡条件可知摩擦力为方向水平向左；(3)当乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值为此时OA绳的拉力大小为结果表明OA绳先断裂，物体乙不会滑动，因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，则OA不断即可，物体甲的最大质量为解得