2024-2025高中物理人教（2019）版必修一：第三章 相互作用 单元测试卷（3）

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第三章 相互作用 单元测试卷（3）一、选择题1、关于力的表述,下列说法正确的是(　　)A.力可以离开物体而单独存在B.质量均匀分布、形状规则的物体,其重心可能不在物体上C.物体所受摩擦力的方向总与其运动方向相反D.放在桌面上的木块受到的弹力是由于木块发生微小形变而产生的2．如图所示，一个重的物体置于光滑的水平面上，当用一个的力竖直向上拉物体时，物体所受的合力为（　　）A. B.，方向竖直向下C.，方向竖直向上 D．，方向竖直向上3、如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉a弹簧测力计时,发现不管拉力F多大,a、b两弹簧测力计的示数总是相等,这个实验说明的道理是(　　)A.这是两只完全相同的弹簧测力计B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比C.作用力与反作用力大小相等、方向相反D.力是改变物体运动状态的原因4、如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(　　)A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用5、质量相同的甲、乙两人乘坐两部构造不同、倾角相同的电梯去商场，他们均相对于电梯静止，则下列说法正确的是(　　)A．若两电梯匀速上升，则甲、乙两人均没有受到摩擦力B．若两电梯匀速上升，则甲受到重力和支持力C．若两电梯匀加速上升，则两人均受到沿速度方向的摩擦力D．无论电梯加速或匀速上升，甲都不会受到摩擦力的作用6、如图所示,倾角为α的斜面体放在水平桌面上,楔形物块P恰能沿斜面匀速下滑,则下列说法正确的是(　　)A.桌面对斜面体无摩擦力作用B.桌面对斜面体有向左的摩擦力C.若对P施加竖直向下的作用力,P将加速下滑D.若对P施加竖直向下的作用力,P将减速下滑7.如图所示，物块A放在倾斜的木板上，木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为(　　)A． eq \f(1,2)  B． eq \f(\r(3),2)  C． eq \f(\r(2),2)  D． eq \f(\r(5),2) 8、如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,4根相同的橡皮条自由长度均为L,在橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成囊片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时将橡皮条拉长至每根橡皮条长度均为2L(弹性限度内),然后放手。刚放手时囊片对弹丸的作用力为(　　)A.2kL B.3kL C.7kL D.15kL9．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量为L。斜面倾角为30°，如图所示。则物体所受摩擦力（　　）A．等于零B．大小为mg，方向沿斜面向下C．大小为mg，方向沿斜面向上D．大小为0.5mg，方向沿斜面向上10．（多选）如图所示，在研究共点力的合成时，使弹簧秤b按图示位置开始顺时针方向缓慢转动90°角，在这个过程中保持O点位置不动，a弹簧秤的拉伸方向不变，则整个过程中关于a、b弹簧秤的读数变化是（　　）a弹簧秤的读数一直减小 B．a弹簧秤的读数先减小后增大C．b弹簧秤的读数一直减小 D．b弹簧秤的读数先减小后增大11．（多选）如图所示，水平木板上有质量的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小如图2所示，取重力加速度，下列判断正确的是（　　）A．时外力F等于零 B．时外力F可能等于5NC．物块与木板间的动摩擦因数为0.08 D．物块与木板间的动摩擦因数为0.1112．（多选）如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成。已知M始终保持静止，则在此过程中（    ）A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小可能一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加二、实验题13.“探究合力与分力的关系”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,P为橡皮条与细绳的结点,用两根互成角度的弹簧测力计把结点P拉到位置O。(1)从图甲可读得弹簧测力计B的示数为　　　　N。 (2)为了更准确得到合力与分力的关系,要采用作力的　　　　(选填“图示”或“示意图”)的方法来表示分力与合力。 (3)图乙中与F1、F2共同作用效果相同的力是　　　　(选填“F”或“F'”)。 (4)图乙中方向一定沿AO方向的力是　　　(选填“F”或“F'”)。 14．某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图1所示，则由图线可知：(1)弹簧的劲度系数为_______。(2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______更合理。②甲方案中，若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b的示数为11.0N，则A和B间的动摩擦因数为_______。三、计算题15.如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图像，试由图像确定：(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧伸长15 cm(在弹性限度内)时，弹力的大小。16．如图所示，斜面倾角为，一质量为的木块恰能沿斜面匀速下滑，若用一水平恒力作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，求：（1）木块与斜面的动摩擦因数为。（2）此恒力的大小。（，）17.如图a所示,水平桌面上放有一本质量分布均匀的字典,大于字典页面的长方形白纸夹在字典中(白纸的左边与字典的左边对齐),白纸离桌面的高度是字典厚度的12。已知字典的质量M=1.2 kg,宽度x0=0.2 m,白纸上、下表面与字典书页之间的动摩擦因数均为μ=0.25,且只有与白纸重叠部分的字典才对白纸有压力。若白纸的质量和厚度均可忽略不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用与白纸长边垂直的水平拉力F将白纸由静止从字典中向右拉出,在此过程中字典始终保持静止,重力加速度g=10 m/s2。(1)求白纸刚开始运动时,白纸上表面所受的摩擦力f1;(2)写出白纸在运动过程中所受的摩擦力f的大小与位移x大小的关系式;(3)若控制水平拉力F,使白纸的加速度与位移关系如图b所示,当白纸速度v=0.3 m/s时,求白纸所受的摩擦力f2的大小。参考答案1、B 2、A 3、C4.B　若小车静止或做匀速直线运动，则小球受力平衡，因细绳始终保持竖直，小球受重力和绳子的拉力作用，二力等大反向，斜面对小球的支持力为0，A、D错误，B正确；若小车向右做减速运动，一定受斜面支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子拉力，小球可能受三个力的作用，C错误。5.B　若两电梯均为匀速上升，则甲只受重力和支持力，乙则受重力、支持力和摩擦力，所以A错误，B正确；若两电梯匀加速上升，则甲所受摩擦力水平向右，乙所受摩擦力平行斜面向上，C、D错误。6.A　把斜面体和物块看成一个整体,桌面对整体只有支持力,没有摩擦力,A正确,B错误;设物块质量为m,未施加外力时,对物块P,有μmgcosα=mgsin α,施加竖直向下的作用力F后,有μ(mg+F)cosα=(mg+F)sin α,所以P仍然匀速下滑,CD错误。7.C　由题意，可以判断，木板的倾角α为30°时物块静止，所受摩擦力为静摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mg sin 30°；木板的倾角α为45°时物块滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为μmg cos 45°，由二者相等可得物块和木板间的动摩擦因数为μ＝ eq \f(\r(2),2) 。8.D　根据胡克定律知,每根橡皮条的弹力F=k(2L-L)=kL,设此时一侧橡皮条与合力的夹角为θ,如图所示,根据几何关系知sin θ=14,刚放手时囊片对弹丸的作用力为F合=2×2Fcos θ=15kL,故选D。9．B【详解】弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件F=mg①根据胡克定律② ,由①②得 ③质量为2m物体放在斜面上时，再次对物体受力分析，设物体所受的摩擦力沿斜面向下，根据共点力平衡条件，有 F′-f-2mgsin30°=0④ ,其中 F′=kL=2mg由以上式子解得：f=mg，故物体所受的摩擦力大小方向沿斜面向下，大小为mg。故ACD错误，B正确。10．AD【详解】对点O受力进行分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如下图在弹簧秤b顺时针方向缓慢转动90°角过程中，由于橡皮条长度不变，因此其拉力F大小不变，a弹簧拉力方向不变，b弹簧拉力方向和大小都改变，根据平行四边形定则可以看出的b弹簧秤读数先变小后变大，a弹簧秤读数不断变小。故选AD。11．ABC 【详解】A．由题意可知水平木板表面粗糙，因为物块在水平方向上的摩擦力在时为零，若受到不为零的外力F作用，则必定会产生摩擦力，故互相矛盾，因此时，，故A正确；B．由图可知，物块受到的最大静摩擦力为4N，外力需要大于最大静摩擦力才可能让该物体受到的摩擦力从静摩擦力变成滑动摩擦力，而在时，该物体受到的摩擦力刚好从静摩擦力变成滑动摩擦力，所以外力F必定大于4N，可能是5N，故B正确；CD．由图可知，物体受到的滑动摩擦力，因为 动摩擦因数 故C正确，故D错误；故选ABC。12．BCD【详解】A．根据M均保持静止，N动态平衡进行受力分析可知，N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F，变化的绳子拉力T，如图所示可见，在向左拉动的时候，绳子拉力T和水平拉力F都不断增大，A错误；B．由A项分析可知M所受细绳的拉力大小一直增加，B正确；C D．对于M的受力，设物块M的质量为m，开始时可能是 当T不断增大时，f减小。当时 随着T的增大，f将增大，所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大。也可能是当T不断增大的时候，摩擦力f增大，CD正确。 故选BCD。13.答案　(1) 3.8　 (2)图示　 (3)F'　 (4)F'解析　(1)弹簧测力计B的示数为3.8 N。(2)为了更准确得到合力与分力的关系,要采用作力的图示的方法来表示分力与合力。(3)题图乙中与F1、F2共同作用效果相同的力是用一个弹簧测力计把结点P拉到位置O的力F'。(4)题图乙中方向一定沿AO方向的力是F',用平行四边形定则求得的合力F与F'有偏差14、【解析】 (1)[1]由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F=60N，弹簧的长度为L=40cm，弹簧形变的量由胡克定律得弹簧的劲度系数为。(2)[2]甲乙两种方案，乙在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计必须要求其做匀速直线运动，比较困难，读数不是很准，甲中弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理。[3]由于弹簧测力计a示数为6．0N，压力大小等于B木块的重力大小，所以A、B间的动摩擦因数， 解得。15.解析　(1)由题图知：当弹力F＝0时，弹簧处于原长L0＝10 cm。(2)由F－L图像知：当弹力F＝10 N且弹簧处于拉伸状态时，弹簧长度为L＝15 cm，弹簧的伸长量x＝L－L0＝(15－10) cm＝5 cm＝0.05 m。由F＝kx得k＝ eq \f(F,x) ＝200 N/m。(3)当x＝15 cm＝0.15 m时，由F＝kx得F＝200×0.15 N＝30 N。[答案]　(1)10 cm　(2)200 N/m　(3)30 N16.（1）；（2）【详解】（1）木块恰能沿斜面匀速下滑，根据受力平衡可得又 联立解得动摩擦因数为 （2）用一水平恒力作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，根据受力平衡可得又 联立解得恒力的大小为17.答案　(1)1.5 N,方向水平向左 (2)f=-15x+3(N)　(3)1.5 N解:(1)由受力分析得FN1=12Mg,f1=μFN1解得f1=1.5 N,方向水平向左(2)白纸运动过程中,压力FN与x的关系为FN=x0−xx0·Mg2又f=2μFN解得f=-15x+3(N)(0≤x≤0.2 m)(3)由题图b可得加速度与位移的代数关系为a=0.4+x由公式v2-v02=2ax,v0=0可知,速度平方等于题图b所示图线与x轴所围面积的2倍,当v=0.3 m/s时,可得关系式v2=x(0.4+0.4+x)解得x=0.1 m(x=-0.9 m不符合实际,舍去)代入f=-15x+3(N)求得f2=1.5 N