还剩13页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
3-第三章 相互作用——力测评卷2021-2022学年物理必修第一册人教版2019（含解析）
展开
这是一份人教版 (2019)必修 第一册全册综合当堂达标检测题，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第三章 相互作用——力
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一项符合题目要求,第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(2021湖南湘潭一中高一上月考)下列关于力的作用效果的叙述错误的是 ( )
A.发生形变的物体必定受到了力的作用
B.物体的运动状态改变必定受到了力的作用
C.力的作用效果取决于力的三要素
D.力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变
2.(2021天津河西高一上期末)关于重力的方向,下列说法中正确的是 ( )
A.重力的方向总是垂直向下
B.重力的方向总是竖直向下
C.重力的方向总是和支持物的支持面垂直
D.重力的方向总是垂直地面向下
3.(2021北京东城高一上期末)如图所示,有一薄板状物体,先在A点将其悬挂起来,静止时通过A点画一条竖直线AB;再选另一处D点,将其悬挂起来,静止时过D点画一条竖直线DE,AB和DE的交点为C。下列说法正确的是 ( )
A.薄板所受重力就是悬绳的拉力
B.薄板上只有C点受到重力作用
C.重力的方向与薄板的悬挂方式无关
D.薄板的重心可能在A点,也可能在D点
4.(2021江西抚州高一上期末)下列对图中弹力的判断说法正确的是 ( )
A. B.
C. D.
5.(2021江苏盐城高一上期中)第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在北京举行。高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目,因速度快、惊险刺激而深受观众喜爱。在一段时间内,运动员始终以如图所示的姿态加速下滑。关于运动员的受力情况,下列说法中正确的是 ( )
A.运动员受到沿雪道向下的摩擦力
B.运动员受到沿雪道向上的摩擦力
C.运动员受到竖直向上的支持力
D.运动员受到沿雪道向上的支持力
6.(2021北京东城高一上期末)如图所示,一轻弹簧的右端固定在墙壁上,左端连接一小车,小车放置在光滑水平地面上,重物放在小车上,弹簧处于原长。现将小车缓慢向左拉动一小段距离后释放,重物与小车一起向右运动,二者没有发生相对滑动。小车运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。在弹簧第一次恢复原长的过程中 ( )
A.重物与小车间不存在摩擦力
B.重物受到水平向左、大小不变的滑动摩擦力
C.重物受到水平向右、逐渐减小的静摩擦力
D.重物受到水平向右、逐渐增大的静摩擦力
7.(2021天津南开高一上期末)下列说法中正确的是 ( )
A.有弹力必定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力
B.静止的物体可能受到滑动摩擦力作用
C.摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比
D.摩擦力的方向总是与运动方向相反,起阻碍物体运动的作用
8.(2021山东济宁高一上期末)如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放一个质量为2m的物块A,物块A静止后弹簧长度为l1;若在物块A上端再放一个质量为m的物块B,静止后弹簧长度为l2,如图乙所示。重力加速度为g。弹簧始终处于弹性限度内,则 ( )
A.弹簧的劲度系数为mgl1
B.弹簧的劲度系数为mgl1-l2
C.弹簧的原长为3l1-2l2
D.弹簧的原长为3l1+2l2
9.(2021福建莆田一中高一上期中)如图所示,用手握住空杯子使其竖直静止于空中。下列说法正确的是 ( )
A.杯子受到的摩擦力方向竖直向上
B.手握得越紧,杯子受到的摩擦力越大
C.手握得越紧,杯子和手之间的最大静摩擦力越大
D.若往杯中倒水,手握住杯子的力必须逐渐增大才能保持杯子静止
10.(2021广东湛江高一上期末)一本书放在水平桌面上,则 ( )
A.书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
B.书对桌面的压力就是书的重力,是同一性质的力
C.桌面对书的支持力的大小等于书的重力,它们是一对平衡力
D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
11.(2021重庆高一上期末)三个共点力大小分别为3 N、4 N、6 N,其合力大小可能为 ( )
A.0 B.8 N C.12 N D.15 N
12.(2021湖北天门高一上期末)如图所示,一光滑小球静止在固定的半球形碗底,现用挡板推动小球,使小球从碗底沿碗内壁缓慢移动一段路程。若该过程中挡板始终保持竖直状态,小球对挡板的压力为F1,小球对碗内壁的压力为F2,下列分析正确的是( )
A.F1减小 B.F1增大
C.F2减小 D.F2增大
二、非选择题(本题共7小题,共52分,按题目要求作答)
13.(6分)(2021湖南长沙长郡中学高二上调研)图甲所示的装置可以测量木块与木板之间的动摩擦因数。整个实验装置放在水平桌面上,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连,在木块上放置砝码。向右拉动木板,待弹簧测力计的示数稳定后读数。
(1)下列三个因素中,会引起测量误差的一项是 (填序号)。
①向右拉木板的速度未能保持恒定
②木板与桌面间的摩擦力不能忽略
③滑轮和木块间的细线未保持水平
(2)改变木块上砝码个数进行多次测量后,在图乙中描出了木块所受滑动摩擦力Ff与砝码质量m间的关系图线。已知图线的斜率为k,图线在纵轴上的截距为a,则木块与木板之间的动摩擦因数μ= ,木块的质量为M= 。(用k、a及重力加速度g表示)
14.(6分)(2021四川内江威远中学高三上月考)李明和张华同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小。
(1)有关此实验,下列叙述正确的是 。
A.本实验采用的科学方法是理想实验法
B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮筋时,把橡皮筋拉到相同的长度,效果也是一样的
D.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
(2)如图是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中 (填学生的姓名)的实验比较符合实验事实(力F'是用一个弹簧测力计拉时的拉力)。
15.(5分)(2021福建厦门高一上期末)2020年11月21日,亚洲运动风筝邀请赛(厦门站)暨厦门国际风筝节在观音山开幕,近30支顶尖队伍齐聚一堂,展开云上竞技。如图所示为一重力G=5 N的充气风筝(其重心为O点)在水平方向的风力F风、竖直方向的浮力F浮及风筝线拉力T的共同作用下,处于平衡状态,此时风筝线与水平方向的夹角为α=37°,已知风筝所受的浮力F浮=35 N,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)风筝所受风筝线拉力T的大小;
(2)风筝所受水平风力F风的大小。
16.(7分)(2021河南商丘第一高级中学高一上期中)如图所示,在水平地面上放一质量为1 kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数为0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=4 N,F2=4 N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则:
(1)求此时木块受到的摩擦力;
(2)若将F2顺时针转90°,此时木块所受的合力大小是多大,方向如何?
17.(7分)(2021浙江温州高一上期末)某部队为增强士兵的体能,把废旧轮胎应用于辅助训练,如图所示。战士将绳子从肩上绕过,然后在腰上绕过一圈,系好绳子后,拉着质量为m的轮胎水平匀速前进。若拉力与水平方向成θ角,大小为F,求:
(1)轮胎对地面的压力大小;
(2)轮胎与地面之间的动摩擦因数。
18.(9分)(2021重庆八中高一上第一次月考)一个原长为L的理想轻弹簧,上端固定,下端悬挂一个质量为m的小球(视为质点),稳定时弹簧的总长变为1.5L。现将两个这样的弹簧和两个这样的小球分别如图甲和乙的方式悬挂并保持稳定(弹簧都在弹性限度内,重力加速度为g)。求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)通过计算说明图甲和乙中,两个弹簧总长度的关系。
19.(12分)(2021山东济南高一上期末)华人诺贝尔奖得主李政道博士曾经说:“中华民族是一个优秀民族,中国人早在两汉时期就发明了筷子。如此简单的两根东西却高妙绝伦地应用了物理学上的原理。”如图所示,用力使筷子夹住小球静止不动,若小球所受力均在同一竖直平面内,每根筷子和竖直方向的夹角均为θ=30°,小球的质量m=0.2 kg。
(1)若小球和筷子间没有摩擦力,则每根筷子对小球的压力大小是多少?
(2)若小球与筷子之间的动摩擦因数为μ=35,为使筷子夹住小球静止不动,求每根筷子对小球压力N的取值范围。(假设筷子与小球间最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
答案全解全析
1.D 力可以改变物体的形状或运动状态,当物体发生形变时必定受到了力的作用,故A正确;力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变了,一定是受到了力的作用,故B正确;力的作用效果取决于力的三要素,即与力的大小、方向和作用点均有关系,故C正确;物体形状和运动状态的改变都属于力的作用效果,但物体受到了力的作用,形状和运动状态不一定都改变,故D错误。本题选错误的,故选D。
2.B 重力的方向总是竖直向下,是垂直于水平面向下,不能说是垂直向下,故A错误,B正确;重力的方向总是竖直向下,与支持物的支持面不一定垂直,故C错误;重力的方向总是竖直向下,如果地面不是水平,则与地面不垂直,故D错误;故选B。
3.C 拉力和重力是不同性质的力,悬绳的拉力大小等于薄板重力大小,故A错误;C点是薄板的重心,是薄板重力的等效作用点,但是并非薄板上只有C点受到重力作用,故B错误;重力的方向与薄板的悬挂方式无关,总是竖直向下,故C正确;因重力与悬绳拉力等大反向,则薄板的重力作用线一定与悬绳拉力的方向共线,即薄板的重心一定在AB和DE的交点位置,即在C点,不可能在A点,也不可能在D点,故D错误。故选C。
4.B A图中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,车厢左壁对小球没有弹力,否则小球不可能处于平衡,故A错误;B图中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,根据平衡条件知,斜面对小球有弹力,故B正确;C图中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,则b绳对小球没有弹力,否则小球会向右运动,故C错误;D图中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,由于轻绳均竖直,根据弹力产生的条件,则两球间没有弹力,故D错误;故选B。
5.B 运动员受到重力、支持力和滑动摩擦力,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,运动员相对雪道下滑,则滑动摩擦力方向沿雪道向上,而支持力垂直雪道向上,故B正确,A、C、D错误。故选B。
6.C 对重物和小车整体分析,小车放置在光滑水平地面上,且重物与小车一起向右运动,两者相对静止,在弹簧第一次恢复原长的过程中,弹簧的拉力逐渐减小,整体向右做加速运动,再对重物分析,受到小车对重物向右逐渐减小的静摩擦力,故A、B、D错误,C正确;故选C。
7.B 物体间有弹力,还要有运动或相对运动的趋势,才会在接触面产生摩擦力,所以有弹力不一定有摩擦力,但如果有摩擦力一定有弹力,故A错误;滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动,静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,比如书本在桌面滑动,桌面受到滑动摩擦力作用,故B正确;滑动摩擦力的大小与正压力有关系,但正压力不一定等于重力,而静摩擦力与正压力无关,故C错误;摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,可以与运动方向相同,也可以相反,可以是阻力,也可以是动力,故D错误。故选B。
8.BC 设弹簧的原长为l,由胡克定律和受力平衡可知:甲图中有2mg=k(l-l1),乙图中有3mg=k(l-l2),所以弹簧的劲度系数k=mgl1-l2,弹簧原长l=3l1-2l2,故B、C正确,A、D错误;故选B、C。
9.AC 杯子静止,处于受力平衡状态,在竖直方向上,向上的静摩擦力与向下的重力等大反向,故A正确;杯子重力不变,所受的静摩擦力不变,与手握杯子的力大小无关,但最大静摩擦力与压力有关,手握得越紧,杯子和手之间的最大静摩擦力越大,故C正确,B错误;若往杯中倒水,水的重力增大,由于杯子仍静止,重力与摩擦力仍等大,所以杯子所受摩擦力增大,但是如果小于最大静摩擦力,则手握住杯子的力无需增大,杯子也能静止,故D错误。故选A、C。
10.CD 桌面对书的支持力与书受到的重力都作用在书上,二者大小相等,方向相反,是一对平衡力,故A错误,C正确;书受到的重力与书对桌面的压力性质不同,故B错误;书对桌面的压力与桌面对书的支持力是两个物体之间的相互作用,是一对作用力和反作用力,故D正确。故选C、D。
11.ABC 3 N、4 N、6 N方向相同时合力最大,为13 N,3 N、4 N的合力的范围是1 N≤F≤7 N,所以当3 N、4 N的合力为6 N时,与第三个力大小相等,方向相反,此时的合力最小,为0,所以三个力的合力的范围是0≤F≤13 N,在这个范围内的都是可能的,故A、B、C正确,D错误。
12.BD 对小球受力分析,小球受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力,如图
设半球面对小球的支持力与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件解得
F'1=mg tan θ
F'2=mgcosθ
根据力的相互性可得:F1=mg tan θ,F2=mgcosθ
由于θ不断增加, tan θ增大, cos θ减小,故F1增大、F2增大,故B、D正确,A、C错误。故选B、D。
13.答案 (1)③(2分) (2)kg(2分) ak(2分)
解析 (1)①实验时,让木块与木板有相对运动即可,这样细线的拉力大小等于摩擦力的大小,木板是否匀速拉动对实验无影响,不会造成误差;
②弹簧测力计的示数等于木块与木板间的摩擦力大小,与木板和桌面间有无摩擦无关,不会造成误差;
③应保持与木块相连的细线水平,否则木块与木板之间的正压力不等于木块的重力,会造成误差,故选③。
(2)设木块的质量为M,木块与砝码处于平衡状态,则有:Ff=μ(M+m)g
解得:Ff=μMg+μgm
故Ff-m图线在纵轴上的截距a=μMg,图线的斜率k=μg
解得μ=kg,M=ak
14.答案 (1)D(3分) (2)张华(3分)
解析 (1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中采用了两个力的合力与一个力效果相同来验证力的平行四边形定则,因此本实验采用的科学方法是等效替代法,故A错误;两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,B错误;两次拉橡皮筋时,为了达到相同的效果,橡皮筋结点必须拉到同一位置O,不能只拉长到相同长度,故C错误,D正确。故选D。(2)该实验中F是由平行四边形定则得出的合力,而F'是通过实际实验得出的,故F'应与橡皮筋在同一直
线上,故张华同学所得结果比较符合实验事实。
15.答案 (1)50 N (2)40 N
解析 (1)以风筝为研究对象,风筝受到重力、浮力、风力和风筝线的拉力,如图所示:
竖直方向根据平衡条件可得:G+T sin 37°=F浮 (2分)
解得:T=50 N(1分)
(2)水平方向根据平衡条件可得:T cos 37°=F风 (1分)
代入数据解得:F风=40 N(1分)
16.答案 (1)42 N 方向与拉力的合力方向相反 (2)2 N 方向与F1方向相同
解析 (1)根据平行四边形定则,可得两个拉力的合力大小为:
F=4+4 N=42 N(1分)
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则有
fm=μN=0.6×10 N=6 N>42 N(1分)
因此木块没有被拉动 (1分)
根据受力平衡条件,则有木块受到的摩擦力等于拉力的合力,即其大小为42 N,方向与拉力的合力方向相反 (1分)
(2)若将图中F2顺时针转90°,则此时两个力的合力为:F'=4 N+4 N=8 N>fm=6 N(1分)
此时木块开始滑动,摩擦力为滑动摩擦力,大小为6 N(1分)
此时木块受的合力大小是:F木=8 N-6 N=2 N,方向与F1方向相同 (1分)
17.答案 (1)mg-F sin θ (2)Fcosθmg-Fsinθ
解析 (1)以轮胎为研究对象,轮胎受到重力、支持力、拉力和摩擦力,受力分析如图所示:
竖直方向有FN+F sin θ=mg (1分)
解得:FN=mg-F sin θ (1分)
由力的相互性得轮胎对地面的压力大小为:FN'=FN=mg-F sin θ (1分)
(2)水平方向有:Ff=F cos θ (1分)
根据摩擦力的计算公式可得:Ff=μFN(1分)
解得:μ=FfFN=Fcosθmg-Fsinθ (2分)
18.答案 (1)2mgL (2)图乙中的弹簧总长度更长
解析 (1)因理想弹簧轻质,以小球为研究对象,由题可得:
mg=kx (1分)
其中x=1.5L-L=0.5L (1分)
解得:k=2mgL。 (1分)
(2)图甲:弹簧2的伸长量为:x2=mgk=0.5L (1分)
弹簧1的伸长量为:x1=2mgk=L (1分)
总长度:l1=2L+x1+x2=3.5L (1分)
图乙:弹簧1、2连接在一起,故x'=2×2mgk=2L (1分)
总长度:l2=2L+x'=4L (1分)
即l1
解析 (1)以小球为研究对象,小球受到重力mg和两根筷子的压力N,如图所示:
竖直方向根据平衡条件可得:2N sin θ=mg (1分)
代入数据解得:N=2 N(1分)
(2)筷子对小球的压力最小时,小球相对于筷子有向下的运动趋势,此时小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向上 (1分)
小球受力如图所示:
在竖直方向,小球受力平衡,则有:
2Nmin sin θ+2fmax cos θ=mg (2分)
最大静摩擦力fmax=μNmin (1分)
代入数据得:Nmin=1.25 N(1分)
筷子对小球的压力最大时,摩擦力反向,由平衡条件得:2Nmax sin θ=2f'max cos θ+mg (2分)
最大静摩擦力f'max=μNmax (1分)
代入数据得Nmax=5 N(1分)
所以每根筷子对小球压力N的取值范围为:1.25 N≤N≤5 N(1分)
第三章 相互作用——力
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一项符合题目要求,第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(2021湖南湘潭一中高一上月考)下列关于力的作用效果的叙述错误的是 ( )
A.发生形变的物体必定受到了力的作用
B.物体的运动状态改变必定受到了力的作用
C.力的作用效果取决于力的三要素
D.力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变
2.(2021天津河西高一上期末)关于重力的方向,下列说法中正确的是 ( )
A.重力的方向总是垂直向下
B.重力的方向总是竖直向下
C.重力的方向总是和支持物的支持面垂直
D.重力的方向总是垂直地面向下
3.(2021北京东城高一上期末)如图所示,有一薄板状物体,先在A点将其悬挂起来,静止时通过A点画一条竖直线AB;再选另一处D点,将其悬挂起来,静止时过D点画一条竖直线DE,AB和DE的交点为C。下列说法正确的是 ( )
A.薄板所受重力就是悬绳的拉力
B.薄板上只有C点受到重力作用
C.重力的方向与薄板的悬挂方式无关
D.薄板的重心可能在A点,也可能在D点
4.(2021江西抚州高一上期末)下列对图中弹力的判断说法正确的是 ( )
A. B.
C. D.
5.(2021江苏盐城高一上期中)第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在北京举行。高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目,因速度快、惊险刺激而深受观众喜爱。在一段时间内,运动员始终以如图所示的姿态加速下滑。关于运动员的受力情况,下列说法中正确的是 ( )
A.运动员受到沿雪道向下的摩擦力
B.运动员受到沿雪道向上的摩擦力
C.运动员受到竖直向上的支持力
D.运动员受到沿雪道向上的支持力
6.(2021北京东城高一上期末)如图所示,一轻弹簧的右端固定在墙壁上,左端连接一小车,小车放置在光滑水平地面上,重物放在小车上,弹簧处于原长。现将小车缓慢向左拉动一小段距离后释放,重物与小车一起向右运动,二者没有发生相对滑动。小车运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。在弹簧第一次恢复原长的过程中 ( )
A.重物与小车间不存在摩擦力
B.重物受到水平向左、大小不变的滑动摩擦力
C.重物受到水平向右、逐渐减小的静摩擦力
D.重物受到水平向右、逐渐增大的静摩擦力
7.(2021天津南开高一上期末)下列说法中正确的是 ( )
A.有弹力必定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力
B.静止的物体可能受到滑动摩擦力作用
C.摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比
D.摩擦力的方向总是与运动方向相反,起阻碍物体运动的作用
8.(2021山东济宁高一上期末)如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放一个质量为2m的物块A,物块A静止后弹簧长度为l1;若在物块A上端再放一个质量为m的物块B,静止后弹簧长度为l2,如图乙所示。重力加速度为g。弹簧始终处于弹性限度内,则 ( )
A.弹簧的劲度系数为mgl1
B.弹簧的劲度系数为mgl1-l2
C.弹簧的原长为3l1-2l2
D.弹簧的原长为3l1+2l2
9.(2021福建莆田一中高一上期中)如图所示,用手握住空杯子使其竖直静止于空中。下列说法正确的是 ( )
A.杯子受到的摩擦力方向竖直向上
B.手握得越紧,杯子受到的摩擦力越大
C.手握得越紧,杯子和手之间的最大静摩擦力越大
D.若往杯中倒水,手握住杯子的力必须逐渐增大才能保持杯子静止
10.(2021广东湛江高一上期末)一本书放在水平桌面上,则 ( )
A.书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
B.书对桌面的压力就是书的重力,是同一性质的力
C.桌面对书的支持力的大小等于书的重力,它们是一对平衡力
D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
11.(2021重庆高一上期末)三个共点力大小分别为3 N、4 N、6 N,其合力大小可能为 ( )
A.0 B.8 N C.12 N D.15 N
12.(2021湖北天门高一上期末)如图所示,一光滑小球静止在固定的半球形碗底,现用挡板推动小球,使小球从碗底沿碗内壁缓慢移动一段路程。若该过程中挡板始终保持竖直状态,小球对挡板的压力为F1,小球对碗内壁的压力为F2,下列分析正确的是( )
A.F1减小 B.F1增大
C.F2减小 D.F2增大
二、非选择题(本题共7小题,共52分,按题目要求作答)
13.(6分)(2021湖南长沙长郡中学高二上调研)图甲所示的装置可以测量木块与木板之间的动摩擦因数。整个实验装置放在水平桌面上,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连,在木块上放置砝码。向右拉动木板,待弹簧测力计的示数稳定后读数。
(1)下列三个因素中,会引起测量误差的一项是 (填序号)。
①向右拉木板的速度未能保持恒定
②木板与桌面间的摩擦力不能忽略
③滑轮和木块间的细线未保持水平
(2)改变木块上砝码个数进行多次测量后,在图乙中描出了木块所受滑动摩擦力Ff与砝码质量m间的关系图线。已知图线的斜率为k,图线在纵轴上的截距为a,则木块与木板之间的动摩擦因数μ= ,木块的质量为M= 。(用k、a及重力加速度g表示)
14.(6分)(2021四川内江威远中学高三上月考)李明和张华同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小。
(1)有关此实验,下列叙述正确的是 。
A.本实验采用的科学方法是理想实验法
B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮筋时,把橡皮筋拉到相同的长度,效果也是一样的
D.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
(2)如图是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中 (填学生的姓名)的实验比较符合实验事实(力F'是用一个弹簧测力计拉时的拉力)。
15.(5分)(2021福建厦门高一上期末)2020年11月21日,亚洲运动风筝邀请赛(厦门站)暨厦门国际风筝节在观音山开幕,近30支顶尖队伍齐聚一堂,展开云上竞技。如图所示为一重力G=5 N的充气风筝(其重心为O点)在水平方向的风力F风、竖直方向的浮力F浮及风筝线拉力T的共同作用下,处于平衡状态,此时风筝线与水平方向的夹角为α=37°,已知风筝所受的浮力F浮=35 N,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)风筝所受风筝线拉力T的大小;
(2)风筝所受水平风力F风的大小。
16.(7分)(2021河南商丘第一高级中学高一上期中)如图所示,在水平地面上放一质量为1 kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数为0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=4 N,F2=4 N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则:
(1)求此时木块受到的摩擦力;
(2)若将F2顺时针转90°,此时木块所受的合力大小是多大,方向如何?
17.(7分)(2021浙江温州高一上期末)某部队为增强士兵的体能,把废旧轮胎应用于辅助训练,如图所示。战士将绳子从肩上绕过,然后在腰上绕过一圈,系好绳子后,拉着质量为m的轮胎水平匀速前进。若拉力与水平方向成θ角,大小为F,求:
(1)轮胎对地面的压力大小;
(2)轮胎与地面之间的动摩擦因数。
18.(9分)(2021重庆八中高一上第一次月考)一个原长为L的理想轻弹簧,上端固定,下端悬挂一个质量为m的小球(视为质点),稳定时弹簧的总长变为1.5L。现将两个这样的弹簧和两个这样的小球分别如图甲和乙的方式悬挂并保持稳定(弹簧都在弹性限度内,重力加速度为g)。求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)通过计算说明图甲和乙中,两个弹簧总长度的关系。
19.(12分)(2021山东济南高一上期末)华人诺贝尔奖得主李政道博士曾经说:“中华民族是一个优秀民族,中国人早在两汉时期就发明了筷子。如此简单的两根东西却高妙绝伦地应用了物理学上的原理。”如图所示,用力使筷子夹住小球静止不动,若小球所受力均在同一竖直平面内,每根筷子和竖直方向的夹角均为θ=30°,小球的质量m=0.2 kg。
(1)若小球和筷子间没有摩擦力,则每根筷子对小球的压力大小是多少?
(2)若小球与筷子之间的动摩擦因数为μ=35,为使筷子夹住小球静止不动,求每根筷子对小球压力N的取值范围。(假设筷子与小球间最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
答案全解全析
1.D 力可以改变物体的形状或运动状态,当物体发生形变时必定受到了力的作用,故A正确;力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变了,一定是受到了力的作用,故B正确;力的作用效果取决于力的三要素,即与力的大小、方向和作用点均有关系,故C正确;物体形状和运动状态的改变都属于力的作用效果,但物体受到了力的作用,形状和运动状态不一定都改变,故D错误。本题选错误的,故选D。
2.B 重力的方向总是竖直向下,是垂直于水平面向下,不能说是垂直向下,故A错误,B正确;重力的方向总是竖直向下,与支持物的支持面不一定垂直,故C错误;重力的方向总是竖直向下,如果地面不是水平,则与地面不垂直,故D错误;故选B。
3.C 拉力和重力是不同性质的力,悬绳的拉力大小等于薄板重力大小,故A错误;C点是薄板的重心,是薄板重力的等效作用点,但是并非薄板上只有C点受到重力作用,故B错误;重力的方向与薄板的悬挂方式无关,总是竖直向下,故C正确;因重力与悬绳拉力等大反向,则薄板的重力作用线一定与悬绳拉力的方向共线,即薄板的重心一定在AB和DE的交点位置,即在C点,不可能在A点,也不可能在D点,故D错误。故选C。
4.B A图中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,车厢左壁对小球没有弹力,否则小球不可能处于平衡,故A错误;B图中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,根据平衡条件知,斜面对小球有弹力,故B正确;C图中,小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直,则b绳对小球没有弹力,否则小球会向右运动,故C错误;D图中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,由于轻绳均竖直,根据弹力产生的条件,则两球间没有弹力,故D错误;故选B。
5.B 运动员受到重力、支持力和滑动摩擦力,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,运动员相对雪道下滑,则滑动摩擦力方向沿雪道向上,而支持力垂直雪道向上,故B正确,A、C、D错误。故选B。
6.C 对重物和小车整体分析,小车放置在光滑水平地面上,且重物与小车一起向右运动,两者相对静止,在弹簧第一次恢复原长的过程中,弹簧的拉力逐渐减小,整体向右做加速运动,再对重物分析,受到小车对重物向右逐渐减小的静摩擦力,故A、B、D错误,C正确;故选C。
7.B 物体间有弹力,还要有运动或相对运动的趋势,才会在接触面产生摩擦力,所以有弹力不一定有摩擦力,但如果有摩擦力一定有弹力,故A错误;滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动,静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,比如书本在桌面滑动,桌面受到滑动摩擦力作用,故B正确;滑动摩擦力的大小与正压力有关系,但正压力不一定等于重力,而静摩擦力与正压力无关,故C错误;摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,可以与运动方向相同,也可以相反,可以是阻力,也可以是动力,故D错误。故选B。
8.BC 设弹簧的原长为l,由胡克定律和受力平衡可知:甲图中有2mg=k(l-l1),乙图中有3mg=k(l-l2),所以弹簧的劲度系数k=mgl1-l2,弹簧原长l=3l1-2l2,故B、C正确,A、D错误;故选B、C。
9.AC 杯子静止,处于受力平衡状态,在竖直方向上,向上的静摩擦力与向下的重力等大反向,故A正确;杯子重力不变,所受的静摩擦力不变,与手握杯子的力大小无关,但最大静摩擦力与压力有关,手握得越紧,杯子和手之间的最大静摩擦力越大,故C正确,B错误;若往杯中倒水,水的重力增大,由于杯子仍静止,重力与摩擦力仍等大,所以杯子所受摩擦力增大,但是如果小于最大静摩擦力,则手握住杯子的力无需增大,杯子也能静止,故D错误。故选A、C。
10.CD 桌面对书的支持力与书受到的重力都作用在书上,二者大小相等,方向相反,是一对平衡力,故A错误,C正确;书受到的重力与书对桌面的压力性质不同,故B错误;书对桌面的压力与桌面对书的支持力是两个物体之间的相互作用,是一对作用力和反作用力,故D正确。故选C、D。
11.ABC 3 N、4 N、6 N方向相同时合力最大,为13 N,3 N、4 N的合力的范围是1 N≤F≤7 N,所以当3 N、4 N的合力为6 N时,与第三个力大小相等,方向相反,此时的合力最小,为0,所以三个力的合力的范围是0≤F≤13 N,在这个范围内的都是可能的,故A、B、C正确,D错误。
12.BD 对小球受力分析,小球受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力,如图
设半球面对小球的支持力与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件解得
F'1=mg tan θ
F'2=mgcosθ
根据力的相互性可得:F1=mg tan θ,F2=mgcosθ
由于θ不断增加, tan θ增大, cos θ减小,故F1增大、F2增大,故B、D正确,A、C错误。故选B、D。
13.答案 (1)③(2分) (2)kg(2分) ak(2分)
解析 (1)①实验时,让木块与木板有相对运动即可,这样细线的拉力大小等于摩擦力的大小,木板是否匀速拉动对实验无影响,不会造成误差;
②弹簧测力计的示数等于木块与木板间的摩擦力大小,与木板和桌面间有无摩擦无关,不会造成误差;
③应保持与木块相连的细线水平,否则木块与木板之间的正压力不等于木块的重力,会造成误差,故选③。
(2)设木块的质量为M,木块与砝码处于平衡状态,则有:Ff=μ(M+m)g
解得:Ff=μMg+μgm
故Ff-m图线在纵轴上的截距a=μMg,图线的斜率k=μg
解得μ=kg,M=ak
14.答案 (1)D(3分) (2)张华(3分)
解析 (1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中采用了两个力的合力与一个力效果相同来验证力的平行四边形定则,因此本实验采用的科学方法是等效替代法,故A错误;两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,B错误;两次拉橡皮筋时,为了达到相同的效果,橡皮筋结点必须拉到同一位置O,不能只拉长到相同长度,故C错误,D正确。故选D。(2)该实验中F是由平行四边形定则得出的合力,而F'是通过实际实验得出的,故F'应与橡皮筋在同一直
线上,故张华同学所得结果比较符合实验事实。
15.答案 (1)50 N (2)40 N
解析 (1)以风筝为研究对象,风筝受到重力、浮力、风力和风筝线的拉力,如图所示:
竖直方向根据平衡条件可得:G+T sin 37°=F浮 (2分)
解得:T=50 N(1分)
(2)水平方向根据平衡条件可得:T cos 37°=F风 (1分)
代入数据解得:F风=40 N(1分)
16.答案 (1)42 N 方向与拉力的合力方向相反 (2)2 N 方向与F1方向相同
解析 (1)根据平行四边形定则,可得两个拉力的合力大小为:
F=4+4 N=42 N(1分)
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则有
fm=μN=0.6×10 N=6 N>42 N(1分)
因此木块没有被拉动 (1分)
根据受力平衡条件,则有木块受到的摩擦力等于拉力的合力,即其大小为42 N,方向与拉力的合力方向相反 (1分)
(2)若将图中F2顺时针转90°,则此时两个力的合力为:F'=4 N+4 N=8 N>fm=6 N(1分)
此时木块开始滑动,摩擦力为滑动摩擦力,大小为6 N(1分)
此时木块受的合力大小是:F木=8 N-6 N=2 N,方向与F1方向相同 (1分)
17.答案 (1)mg-F sin θ (2)Fcosθmg-Fsinθ
解析 (1)以轮胎为研究对象,轮胎受到重力、支持力、拉力和摩擦力,受力分析如图所示:
竖直方向有FN+F sin θ=mg (1分)
解得:FN=mg-F sin θ (1分)
由力的相互性得轮胎对地面的压力大小为:FN'=FN=mg-F sin θ (1分)
(2)水平方向有:Ff=F cos θ (1分)
根据摩擦力的计算公式可得:Ff=μFN(1分)
解得:μ=FfFN=Fcosθmg-Fsinθ (2分)
18.答案 (1)2mgL (2)图乙中的弹簧总长度更长
解析 (1)因理想弹簧轻质,以小球为研究对象,由题可得:
mg=kx (1分)
其中x=1.5L-L=0.5L (1分)
解得:k=2mgL。 (1分)
(2)图甲:弹簧2的伸长量为:x2=mgk=0.5L (1分)
弹簧1的伸长量为:x1=2mgk=L (1分)
总长度:l1=2L+x1+x2=3.5L (1分)
图乙:弹簧1、2连接在一起,故x'=2×2mgk=2L (1分)
总长度:l2=2L+x'=4L (1分)
即l1
解析 (1)以小球为研究对象,小球受到重力mg和两根筷子的压力N,如图所示:
竖直方向根据平衡条件可得:2N sin θ=mg (1分)
代入数据解得:N=2 N(1分)
(2)筷子对小球的压力最小时,小球相对于筷子有向下的运动趋势,此时小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向上 (1分)
小球受力如图所示:
在竖直方向,小球受力平衡,则有:
2Nmin sin θ+2fmax cos θ=mg (2分)
最大静摩擦力fmax=μNmin (1分)
代入数据得:Nmin=1.25 N(1分)
筷子对小球的压力最大时,摩擦力反向,由平衡条件得:2Nmax sin θ=2f'max cos θ+mg (2分)
最大静摩擦力f'max=μNmax (1分)
代入数据得Nmax=5 N(1分)
所以每根筷子对小球压力N的取值范围为:1.25 N≤N≤5 N(1分)
相关试卷
高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课时练习： 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课时练习，共9页。
人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力习题： 这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力习题，共8页。
人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试同步练习题： 这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试同步练习题，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
