高中第3章 相互作用本章综合与测试同步训练题

第3章　相互作用

本章达标检测

(满分:100分;时间:60分钟)

一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分)

1.(2020辽宁大连高一上质检)在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛,如图是某壮汉正通过绳索拉汽车运动。则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是　              (　　)

A.壮汉、汽车　　　　　　　　 B.壮汉、绳索

C.绳索、汽车　　　　　　　　 D.汽车、绳索

2.(2020吉林省吉林二中高一上月考)杂技演员有高超的技术,如图所示,能轻松地顶住从高处落下的坛子,他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是              (　　)

A.坛的形变　　　　　　　　 B.头的形变

C.坛受到的重力　　　　　　　　 D.人受到的重力

3.(2020上海静安高一期末)如图,在水平桌面上放置一张白纸,用杯子压住白纸。现向右轻轻拉白纸,白纸未被拉动。下列说法正确的是              (　　)

A.杯子受到向右的摩擦力

B.杯子受到向左的摩擦力

C.桌面受到向右的摩擦力

D.桌面受到向左的摩擦力

4.探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂重力为15 N的重物时,弹簧长度为0.16 m,悬挂重力为20 N的重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为              (　　)

A.L0=0.02 m,k=500 N/m　　　　　　　　

B.L0=0.10 m,k=500 N/m

C.L0=0.02 m,k=250 N/m　　　　　　　　

D.L0=0.10 m,k=250 N/m

5.(2020海南省海南中学高一上期末)如图所示,质量为20 kg的物体,沿粗糙水平地面向右运动,一水平向左的力F=10 N作用于物体上,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1,则物体所受摩擦力的大小和方向为(取g=10 N/kg)              (　　)

A.10 N,向右　　　　　　　　B.10 N,向左

C.20 N,向右　　　　　　　　D.20 N,向左

6.(2021山东济南章丘高一月考)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧、地面水平。A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点,A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2,物块与地面间的最大静摩擦力为f。则弹簧的劲度系数为              (　　)

A.　　　B.　　　C.　　　D.

7.(2021山西大同高一期中)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示,则              (　　)

A.f1=0,f2≠0,f3≠0　　　　　　　　 B.f1≠0,f2≠0,f3=0

C.f1≠0,f2=0,f3=0　　　　　　　　 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0

8.如图所示,测力计与水平桌面平行,拉力从零逐渐增大,拉力为15 N时,木块不动;拉力为19 N时,木块恰好要被拉动;木块做匀速运动时拉力为18 N。木块与桌面间的滑动摩擦力和最大静摩擦力分别是              (　　)

A.18 N、19 N　　　　　　　　  B.15 N、19 N

C.15 N、19 N　　　　　　　　  D.19 N、18 N

9.(2019天津和平高一期中)(多选)如图所示,重G1=10 N的物体A与重G2=20 N的物体B用跨过光滑定滑轮的轻绳连接,B物体放在水平桌面上,且绳的BO段水平,AO段竖直,已知B与桌面间的动摩擦因数μ=0.4,现对B物体施加一个水平向左的拉力F,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,能使A、B均保持静止的F可能值为              (　　)

A.1 N　　　B.5 N　　　C.15 N　　　D.20 N

10.(2020吉林实验中学高一上期中)(多选)如图所示,质量为m1的木块在质量为m2的长木板上向右滑行,木块同时受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,下列说法正确的是              (　　)

A.当F>μ2(m1+m2)g时,木板便会开始运动

B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m1+m2)g

C.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1m1g

D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动

二、非选择题(本题共4小题,共40分)

11.(2019山西晋商四校期末)(6分)如图,把一个弹簧测力计的一端固定在墙上,用另一个弹簧测力计水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时两个测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出),则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是　　　　N。若用弹簧测力计测得物块P重13 N,根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为　　　　。 

12.(2020广东深圳外国语学校高一上期中)(9分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。

图1　　　　　　　　　　　图2

(1)某次测量如图2所示,指针示数为　　　　cm。 

(2)在弹性限度内,将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表所示。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为　　　　N/m(重力加速度g=10 m/s2)。由表中数据　　　　(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。 

13.(2020安徽宿州十三所重点中学高一上联考)(10分)一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图像如图所示。

(1)求弹簧的劲度系数k;

(2)若弹簧原长l0=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,需要多大的压力?

14.(2020重庆北碚高一上联考)(15分)如图所示,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一质量为m的物体C,物体A、B、C都处于静止状态。已知重力加速度为g,忽略一切摩擦。

(1)求物体B对地面的压力;

(2)把物体C的质量改为5m,这时,C缓慢下降,经过一段时间系统达到新的平衡状态,这时B仍没离开地面,且C只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体A上升的高度。

答案全解全析

1.C　要研究的是汽车,直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉,汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用,故其施力物体是绳索,受力物体是汽车。故选C。

2.A　头顶受到的压力的施力物体是坛子,受力物体是头顶,它产生的直接原因是坛的形变,A项正确。

3.C　对杯子分析可知,杯子处于静止状态,假设杯子受到摩擦力,则杯子水平方向受力不平衡,故A、B错误;白纸受到向右的拉力,由平衡条件知白纸下表面受到桌面向左的摩擦力,根据力的相互性可得桌面受到向右的摩擦力,故C正确,D错误。

4.D　根据胡克定律得当悬挂重力为15 N的重物时,F1=k(L1-L0),当悬挂重力为20 N的重物时,F2=k(L2-L0),将F1=G1=15 N,L1=0.16 m,F2=G2=20 N,L2=0.18 m,代入解得k=250 N/m,L0=0.10 m,故D正确,A、B、C错误。

5.D　物体沿粗糙水平地面向右运动,物体对地面的压力大小FN=mg=200 N,所受滑动摩擦力大小为f=μFN=μmg=20 N,方向与物体相对地面的运动方向相反,即向左,故D正确。

6.C　水平方向上,物块在A点受弹簧弹力和地面的摩擦力,方向相反,故有k(x0-x1)=f;同理,在B点有k(x2-x0)=f,联立解得k=。

7.B　对a分析可知,a在重力、支持力的作用下有向下滑动的趋势,因此a受到b对其向上的摩擦力,f1≠0;再对a、b整体分析可知,a、b整体在重力、支持力的作用下有沿斜面向下滑动的趋势,因此b受到P对其向上的摩擦力,f2≠0;对a、b及P组成的整体分析,整体在水平方向不受外力,P不受桌面的摩擦力,f3=0。故选项B正确。

8.A　拉力为19 N时,木块恰好要被拉动,说明最大静摩擦力为19 N;木块匀速运动时拉力为18 N,说明滑动摩擦力为18 N,故A正确,B、C、D错误。

9.BC　物体所受最大静摩擦力大小为f=μNB=μG2=0.4×20 N=8 N,摩擦力方向水平向右时,F≤f+T=f+G1=18 N才能够静止,摩擦力方向水平向左时,F≥mAg-f=2 N才能够静止,所以A、D错误,B、C正确。

10.CD　对木块受力分析可知,木块受到水平向右的拉力F和木板对它向左的滑动摩擦力f1,对木板受力分析可知,水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f2和地面对它向左的静摩擦力f3,其中f2=f1=μ1m1g,由于木板静止,故f3=f2=μ1m1g,故B错误,C正确。由题分析可知,木块对木板的摩擦力f2不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F改变时,f2不变,则木板不可能运动,故A错误,D正确。

11.答案　2.60　木头

解析　分析物块P的受力情况可知,物块P受金属板给P的滑动摩擦力Ff,方向向左,受弹簧测力计向右的拉力F,由二力平衡可知,Ff=F,测力计读数为2.60 N,所以Ff=2.60 N;又根据Ff=μG可得:μ==0.2,从表中对比得知,物块P的材料为木头。

12.答案　(1)16.00(15.98～16.02均可)　(2)12.5(12.2～12.8均可)　能

解析　(1)刻度尺读数需估读,则指针示数为16.00 cm。

(2)由题图表格中的数据可知,当弹力的变化量ΔF=0.5 N时,弹簧Ⅰ形变量的变化量为Δx=4.00 cm,根据胡克定律知:k1== N/m=12.5 N/m。结合LA和LB示数的变化,可以得出弹簧Ⅱ的形变量,结合弹力变化量,根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数。

13.答案　(1)1 500 N/m　　(2)300 N

解析　(1)由题图x-F图线知,弹簧的弹力大小和弹簧伸长量成正比,根据胡克定律F=kx知,图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数,则k== N/m=1 500 N/m。

(2)若弹簧原长l0=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,弹簧的压缩量为Δx=60 cm-40 cm=20 cm=0.2 m;

需要的压力F=kΔx=1 500×0.2 N=300 N。

14.答案　(1)4mg　(2)

解析　(1)对A、B整体有:mg+FN=5mg,解得FN=4mg,根据力的相互性,物体B对地面的压为4mg。

(2)达到新的平衡时,对C有:FT=5mg,对A有:FT'=F+2mg,

解得F=3mg,即kx1=3mg;解得x1=;

开始时,对B受力分析有:FN=3mg+F',得弹簧弹力大小为mg,设弹簧的压缩量为x2,则kx2=mg,解得x2=;

所以A上升的高度为hA=x1+x2=。