新教材高中物理第3章相互作用單元練習(xí)含解析魯科版必修第一冊(cè)

單元形成性評(píng)價(jià)(三)(第3章)(90分鐘100分)一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1．下列關(guān)于力的說法中，正確的是()A．力不一定是成對(duì)出現(xiàn)的B．物體只有相互接觸，才有力的作用C．兩物體相互作用不一定要直接接觸D．直接接觸的物體間一定有力的相互作用【解析】選C。依據(jù)力的概念可知，力是物體間的相互作用，必然成對(duì)，即物體施力的同時(shí)，也必然受力，故A不正確；物體間有力的作用時(shí)不一定接觸，如被踢出后在空中飛行的足球所受的重力屬非接觸力，故選項(xiàng)B是不正確的，C是正確的；物體相互接觸但不擠壓時(shí)，不會(huì)有力的相互作用，故D選項(xiàng)也不正確。2．(2021·江州區(qū)高一檢測(cè))中國結(jié)是一種中國特有的手工編織工藝品，它身上所顯示的情致與智慧正是中華古老文明中的一個(gè)側(cè)面。如圖所示，一質(zhì)量為m的中國結(jié)懸掛于O點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，下列說法正確的是()A.OA線一定豎直B．中國結(jié)的重心一定在它的幾何中心C．中國結(jié)的重心可能不在通過OA的直線上D．中國結(jié)受到的重力大小為【解析】選A。由二力平衡可知，用一根線懸掛的物體靜止時(shí)，線的方向一定通過物體的重心，故OA線一定是豎直的，故A正確，C錯(cuò)誤；由于中國結(jié)的形狀不是完全對(duì)稱的，質(zhì)量分布不均勻，故中國結(jié)的重心不一定在它的幾何中心，故B錯(cuò)誤；中國結(jié)受到的重力大小為G＝mg，故D錯(cuò)誤。3．(2021·威海高一檢測(cè))某同學(xué)在水平地面上練習(xí)立定跳遠(yuǎn)，起跳時(shí)的姿態(tài)如圖所示，則此時(shí)該同學(xué)的受力分析圖正確的是()【解析】選B。人首先要受到重力的作用，其次，人在地面上要受到地面的支持力；立定跳遠(yuǎn)時(shí)，腳要用力向后蹬地，腳給地面一個(gè)力的作用，同時(shí)地面給人一個(gè)力的作用，人之所以向前運(yùn)動(dòng)，是受到地面對(duì)人的向前的摩擦力。可知人受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力和水平向前的摩擦力三個(gè)力的作用，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。4．三個(gè)質(zhì)量相同的物體，與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，由于所受水平拉力不同，A做勻速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)，C做減速運(yùn)動(dòng)，那么它們受到的摩擦力的大小關(guān)系是()A．fB>fA>fCB．fA<fB<fCC．fA＝fB＝fCD．不能比較大小【解析】選C。由f＝μN(yùn)可知，滑動(dòng)摩擦力f的大小只與μ和N有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，由于該題中μ與N分別相等，故f都相同，選項(xiàng)C正確。5．(2021·濰坊高一檢測(cè))打印機(jī)是現(xiàn)代辦公不可或缺的設(shè)備，正常情況下，進(jìn)紙系統(tǒng)能做到“每次只進(jìn)一張紙”，進(jìn)紙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示。設(shè)圖中剛好有10張相同的紙，每張紙的質(zhì)量均為m，搓紙輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)最上面的第1張紙向右運(yùn)動(dòng)，搓紙輪與紙張之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，紙張與紙張之間、紙張與底部摩擦片之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下列說法正確的是()A.第1張紙受到搓紙輪的摩擦力方向向左B．第2張紙與第3張之間的摩擦力大小為2μ2mgC．第10張紙與摩擦片之間的摩擦力為0D．要做到“每次只進(jìn)一張紙”，應(yīng)要求μ1＞μ2【解析】選D。第1張紙上表面受到搓紙輪施加的靜摩擦力f，方向向右，第1張紙下表面受到第2張紙施加的滑動(dòng)摩擦力f′，方向向左，即有：f′＝μ2(mg＋F)，F(xiàn)為搓紙輪對(duì)第1張紙的壓力；f＝f′＜μ1F，正常情況下，F(xiàn)?mg，故必有μ1＞μ2，故A錯(cuò)誤，D正確；第2張與第3張紙之間的摩擦力及第10張紙與摩擦片之間的摩擦力都是靜摩擦力，根據(jù)受力平衡條件可知，大小均為f′，故B、C錯(cuò)誤。6.我國的高鐵技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位，高鐵在行駛過程中非常平穩(wěn)，放在桌上的水杯幾乎感覺不到晃動(dòng)。如圖為高鐵車廂示意圖，A、B兩物塊相互接觸地放在車廂里的水平桌面上，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A的質(zhì)量比B的質(zhì)量大，車廂在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A、B相對(duì)于桌面始終保持靜止，下列說法正確的是()A．A受到2個(gè)力的作用B．B受到3個(gè)力的作用C．A受到桌面對(duì)它向右的摩擦力D．B受到A對(duì)它向右的彈力【解析】選A。車在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)A、B均在向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B均只受重力和支持力作用，水平方向沒有外力，故水平方向均不受摩擦力，同時(shí)A、B間也沒有彈力作用，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。7.如圖所示，在一粗糙水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B，中間用一原長為L、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接起來，木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ?，F(xiàn)用一水平力向右拉木塊B，當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩木塊之間的距離是()A．L＋m1gB．L＋C．L＋m2gD．L＋(m1＋m2)g(m1－m2)g【解析】選A。對(duì)于木塊A，水平方向受滑動(dòng)摩擦力f、彈簧彈力F′的作用，由于木塊勻速運(yùn)動(dòng)，所以f＝F′，又因?yàn)閒＝μm1g，F(xiàn)′＝kx，所以x＝m1g，故兩木塊間的距離為L＋x＝L＋m1g，A正確。8.如圖所示，物塊A靜止在斜面B上，下列說法正確的是()A．斜面B對(duì)物塊A的彈力方向是豎直向上的B．物塊A對(duì)斜面B的彈力方向是豎直向下的C．斜面B對(duì)物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的D．物塊A對(duì)斜面B的彈力方向跟物塊A恢復(fù)形變的方向是相反的【解析】選C。物體A、B屬于面面接觸，彈力的方向垂直于接觸面而指向受力物體，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；彈力的方向總是與物體形變的方向相反，與恢復(fù)形變的方向相同，以使物體恢復(fù)原狀，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！景胃哳}組】1．如圖所示是雜技節(jié)目“力量”表演中的一個(gè)高難度動(dòng)作，兩個(gè)演員均保持靜止?fàn)顟B(tài)，左側(cè)演員的身體保持伸直，且與水平方向成30°角。已知左側(cè)演員所受的重力大小為G，則右側(cè)演員對(duì)左側(cè)演員的作用力大小為()A．GB．GC．GD．G【解析】選D。左側(cè)演員處于平衡狀態(tài)，受到的力除了自身重力之外，就是右側(cè)演員對(duì)他的作用力，故右側(cè)演員對(duì)左側(cè)演員的作用力大小為G，故D正確。2．如圖所示，球A、B、D以及木塊C表面都是光滑的，各接觸面也都是光滑的，A、B、C和D四個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是()A.球B受三個(gè)力作用B．球A受三個(gè)力作用C．木塊C可能受兩個(gè)力作用D．球D一定受四個(gè)力作用【解析】選C。連接球A的繩子是豎直的，球A受兩個(gè)力作用，B錯(cuò)誤；斜面對(duì)球B沒有彈力作用，否則球B將向右運(yùn)動(dòng)，B受兩個(gè)力作用，A錯(cuò)誤；木塊C可能僅受彈簧彈力與重力，僅與上方水平面接觸，但不發(fā)生擠壓，C可能受兩個(gè)力作用，C正確；球D可能受兩個(gè)力、三個(gè)力或四個(gè)力作用，D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9．各圖中P、Q兩球之間存在彈力的是(所有接觸面都是光滑的)()【解析】選C、D。A圖中兩球間若有彈力則小球Q將向右運(yùn)動(dòng)，所以P、Q間無彈力；B圖中兩球間若有彈力則兩球?qū)⑾騼蛇呥\(yùn)動(dòng)，所以P、Q間無彈力；C圖中兩球間若無彈力則小球P將向下運(yùn)動(dòng)，所以P、Q間有彈力；D圖中兩球間若無彈力則小球P將向右下運(yùn)動(dòng)，所以P、Q間有彈力。10．如圖為研究木板與木塊之間滑動(dòng)摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)裝置，將一木塊和木板疊放于水平桌面上，輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)一端固定，另一端用細(xì)線與木塊水平相連?，F(xiàn)在用輕繩與長木板連接，用手向右水平拉輕繩，使長木板在桌面上滑動(dòng)。則()A.木塊與木板之間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力B．水平桌面必須光滑C．必須使木板在桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．木板運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)保持不變【解析】選A、D。木塊與木板之間有相對(duì)滑動(dòng)，可知它們之間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，選項(xiàng)A正確；水平桌面光滑與否對(duì)木塊與木板之間的摩擦力無影響，則選項(xiàng)B錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)中，木板不論做什么運(yùn)動(dòng)，木塊總處于平衡狀態(tài)，則彈簧測(cè)力計(jì)的彈力等于木塊的滑動(dòng)摩擦力，且保持不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。11.如圖所示，人用手握住一個(gè)油瓶，并確保能使油瓶靜止在豎直方向上，以下說法中正確的是()A．手握得越緊，油瓶受的摩擦力就會(huì)越大B．手握得越緊，油瓶與手之間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)越大C．手握得越緊，油瓶與手之間的最大靜摩擦力就會(huì)越大D．往油瓶里添油，油瓶受到的摩擦力會(huì)增大【解析】選C、D。油瓶一直靜止，因此無論手握多緊，靜摩擦力都始終和重力相等，重力增加，摩擦力增加，A錯(cuò)誤，D正確；動(dòng)摩擦因數(shù)只與物體的材料以及粗糙程度有關(guān)，所以B錯(cuò)誤；最大靜摩擦力與正壓力成正比，C正確。12．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。下列說法正確的是()A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)gC．當(dāng)F>μ2(m＋M)g時(shí)，木板與木塊之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)D．無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動(dòng)【解析】選A、D。對(duì)M受力分析，在水平方向受到m對(duì)M的摩擦力和地面對(duì)M的摩擦力，兩個(gè)力平衡，則地面對(duì)木板的摩擦力f＝μ1mg，故A正確，B錯(cuò)誤；無論F大小如何，m在M上滑動(dòng)時(shí)對(duì)M的摩擦力大小不變，M在水平方向上仍然僅受到兩個(gè)摩擦力作用而處于平衡，不可能運(yùn)動(dòng)，木塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的條件是F>μ1mg，故C錯(cuò)誤，D正確。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13．(6分)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)。彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在__________(選填“水平”或“豎直”)方向。(2)彈簧自然懸掛，待彈簧____________時(shí)，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如表：代表L0LxL1L2L3L4L5L6符號(hào)數(shù)值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為____________。由表可知所用刻度尺的最小刻度為__________。(3)如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與__________(選填“L0”或“Lx”)的差值。(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為__________g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8m/s2)。【解析】(1)彈簧的軸線必須沿重力方向，刻度尺應(yīng)和彈簧軸線一致，所以應(yīng)沿豎直方向。(2)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時(shí)，長度記為L0；比較表中不同數(shù)值，可知L3記錄不規(guī)范。由于表中測(cè)量值已經(jīng)估讀到0.1mm，所以刻度尺的最小刻度是1mm。(3)設(shè)砝碼盤質(zhì)量為m0，因?yàn)閙0g＝k(Lx－L0)，mg＋m0g＝k(Ln－L0)，整理得mg＝k(Ln－Lx)，所以橫軸應(yīng)為彈簧長度與Lx的差值。(4)由mg＝k(Ln－Lx)可知，圖像的斜率k′＝答案：(1)豎直(2)靜止L31mm(3)Lx(4)4.910，故k＝4.9N/m，m0＝10×10－3kg＝10g。14．(8分)某同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)量放在粗糙水平桌面上的長金屬板B與鐵塊A間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知鐵塊A的質(zhì)量m＝1kg，用水平力F向左拉金屬板B，使其相對(duì)于A向左運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示。則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為________N，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝__________。(g取10N/kg)【解析】從題圖中知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.50N，鐵塊A受到彈簧的拉力F＝2.50N，由于鐵塊A處于平衡狀態(tài)，所以A受到的摩擦力f＝2.50N。由f＝μmg得μ＝答案：2.500.25＝＝0.25。15．(7分)在彈性限度內(nèi)，一個(gè)原長為20cm的輕彈簧，受50N的拉力時(shí)，總長度為22cm。求：(1)彈簧的勁度系數(shù)；(2)當(dāng)彈簧總長度為19cm時(shí)，彈簧的彈力大小。【解析】(1)當(dāng)F＝50N時(shí)，彈簧伸長x＝l1－l0＝0.02m由F＝kx得k＝N/m＝2.5×103N/m(3分)(2)x′＝l0－l2＝0.01m。故F′＝kx′＝2.5×103×0.01N＝25N(4分)答案：(1)2.5×103N/m(2)25N16．(9分)質(zhì)量為2kg的物體放在水平地板上，用一輕質(zhì)彈簧水平拉物體。當(dāng)它剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長量為3cm；當(dāng)彈簧拉著物體勻速前進(jìn)時(shí)，彈簧的伸長量是2cm。彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，g取10N/kg，求：(1)物體受到的最大靜摩擦力大??；(2)物體受到的滑動(dòng)摩擦力大?。?3)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ?！窘馕觥?1)根據(jù)最大靜摩擦力的定義，彈簧伸長3cm時(shí)產(chǎn)生的拉力F＝kx與最大靜摩擦力相等，所以最大靜摩擦力fmax＝200×0.03N＝6N。(3分)(2)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F′＝kx′等于滑動(dòng)摩擦力，則滑動(dòng)摩擦力f＝200×0.02N＝4N。(3分)(3)根據(jù)f＝μN(yùn)可得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。(3分)答案：(1)6N(2)4N(3)0.217．(14分)如圖所示，某時(shí)刻質(zhì)量m＝2kg的木塊正在以3m/s的速度在以5m/s的速度向右傳送的傳送帶上運(yùn)動(dòng)，試判斷：(1)木塊的運(yùn)動(dòng)方向。(2)木塊相對(duì)于傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向。(3)木塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向。(4)若已知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，求木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。(g取10N/kg)【解析】(1)由題可知木塊正以v＝3m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)。(3分)(2)由于傳送帶的速度v′＝5m/s，方向向右，以傳送帶為參考系，木塊向左運(yùn)動(dòng)。(3分)(3)因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，所以木塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向向右。(4分)(4)滑動(dòng)摩擦力的大小為f＝μN(yùn)，其中N是木塊受到的傳送帶的支持力，根據(jù)木塊在豎直方向上二力平衡得N＝mg，則f＝0.2×2×10N＝4N。(4分)答案：(1)向右(2)向左(3)向右(4)4N18．(16分)臺(tái)風(fēng)是一個(gè)巨大的能量庫，其風(fēng)速都在17m/s以上，甚至在60m/s以上。據(jù)測(cè)，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到12級(jí)時(shí)，垂直于風(fēng)向平面上每平方米風(fēng)力可達(dá)數(shù)千牛