2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力單元測試卷含解析新人教版必修第一冊

PAGE9-第3章單元測試卷第Ⅰ卷選擇題一、單項選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分)1.如圖3-32所示,小強用與水平面成θ角的輕繩拉木箱,未拉動,此時繩中拉力為F,則木箱所受摩擦力的大小為()。圖3-32A.FcosθB.FsinθC.0D.F答案：A2.如圖3-33所示,一只重為G的蝸牛沿著一段直的葡萄枝緩慢勻速向上爬行。若葡萄枝的傾角為α,則葡萄枝對蝸牛的作用力的合力大小為()。圖3-33A.G B.大于GC.Gsinα D.Gcosα答案：A解析：視蝸牛為質(zhì)點,勻速運動時受力平衡,除重力G外,蝸牛還受葡萄枝對它的作用力的合力F,則F=G。故選A。3.如圖3-34所示,用彈簧測力計拉著滑塊在傾角為37°的斜面上勻速上滑,此時彈簧測力計的讀數(shù)為2.76N,已知滑塊重為3N,則滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為(sin37°=0.6,cos37°=0.8)()。圖3-34A.0.32 B.0.40 C.0.92 D.1.15答案：B解析：物塊勻速上滑,則有F=mgsin37°+μmgcos37°,代入數(shù)據(jù)解得μ=0.40,B項正確。4.一鐵塊m被豎直懸掛的磁性黑板緊緊吸住不動,如圖3-35所示,下列說法錯誤的是()。圖3-35A.鐵塊受到四個力作用,其中有三個力的施力物體均是黑板B.鐵塊與黑板間在水平方向上有兩對相互作用力——相互吸引的磁力和相互作用的彈力C.磁力和彈力是一對平衡力D.磁力大于彈力,黑板才能吸住鐵塊不動答案：D解析：對鐵塊受力分析如圖所示,由圖可知A、B、C正確,D錯誤。5.如圖3-36所示,在水平放置的傳送帶上放有一物體,當(dāng)皮帶不動時,要使物體向右勻速運動,作用在物體上的水平拉力為F1;當(dāng)皮帶逆時針轉(zhuǎn)動的速度分別為v1和v2(v1<v2),要使物體向右勻速運動,作用在物體上的水平拉力分別為F2、F3,則()。圖3-36A.F1=F2=F3B.F1>F2>F3C.F1<F2<F3D.以上三種狀況都有可能答案：A解析：三種狀況下,物體相對于傳送帶均向右勻速運動,物體均受傳送帶向左的滑動摩擦力,滑動摩擦力大小均為f=μmg,依據(jù)二力平衡條件得F1=F2=f=μmg,故正確選項為A。6.如圖3-37所示,重量為G的物體放置在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上。圖甲表示物體處于平衡狀態(tài)時的情景;圖乙和圖丙分別表示物體在豎直向下的力F1和F2作用下處于平衡狀態(tài)時的情景。h表示相鄰情景圖中物體的高度差,則()。圖3-37A.F2>2F1B.F2=2F1C.F2<2F1D.無法確定F2與2F1的大小關(guān)系答案：B解析：由胡克定律與受力平衡學(xué)問,對于題圖甲有kx=G,對于題圖乙有F1+G=k(x+h),對于題圖丙有F2+G=k(x+2h),可得出F2與F1的大小關(guān)系為F2=2F1。7.如圖3-38所示,兩根輕彈簧a、b的上端固定在豎直墻壁上,下端連接在小球上。小球靜止時,彈簧a、b與豎直方向的夾角分別為53°和37°。已知a、b的勁度系數(shù)分別為k1、k2,sin53°=0.8,則a、b兩彈簧的伸長量之比為()。圖3-38A.4k23k1 B.3k答案：B解析：作出小球的受力分析圖如圖所示,依據(jù)平衡條件得F=mg,故a彈簧的彈力F1=Fcos53°=3mg5,b彈簧的彈力F2=Fcos37°=4mg5,依據(jù)胡克定律F=kx,得x=Fk,則a、b兩彈簧的伸長量之比為x1x28.有始終角“Ⅴ”形槽固定在豎直平面內(nèi),其截面如圖3-39所示,OB面與水平面的夾角θ=60°,一質(zhì)量為m的正方體勻稱木塊放在槽內(nèi),木塊與OA、OB間的動摩擦因數(shù)均為μ?，F(xiàn)用垂直于紙面對里的力推木塊使之沿槽方向運動,可知木塊所受的摩擦力為()。圖3-39A.12μmg B.3C.μmg D.3+1答案：D解析：將重力依據(jù)實際作用效果進(jìn)行分解,可知木塊對A、B兩面的壓力分別為FA=mgsinθ,FB=mgcosθ,故木塊受到的滑動摩擦力f=μ(FA+FB)=3+129.將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連后,再用細(xì)線懸掛于O點,如圖3-40所示,用力F拉小球b,使兩個小球都處于靜止?fàn)顟B(tài),且細(xì)線Oa與豎直方向的夾角θ=30°,則F的最小值為()。圖3-40A.33mg B.3C.mg D.12答案：C解析：將a、b看成一個整體進(jìn)行受力分析可知,當(dāng)力F與Oa垂直時,F最小(如圖所示),且最小值Fmin=2mgsinθ=mg。10.如圖3-41所示,傾角為θ的斜面上有兩個質(zhì)量均為m的小物塊A和B,它們緊挨著一起沿斜面勻速下滑。已知A與B的接觸面光滑,A與斜面之間的動摩擦因數(shù)是B與斜面之間動摩擦因數(shù)的2倍,重力加速度為g,則A與B之間的彈力為()。圖3-41A.13mgtanθ B.23mgtanC.13mgsinθ D.23mgsin答案：C解析：設(shè)B與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,A、B勻速下滑時,對整體有2mgsinθ=μmgcosθ+2μmgcosθ,解得μ=23tanθ。隔離B有mgsinθ=FAB+μmgcosθ,解得A、B間的彈力為FAB=13mgsinθ第Ⅱ卷非選擇題二、填空題(本題共2小題,共12分)11.(5分)某同學(xué)用如圖3-42所示的試驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細(xì)線掛一重物M,彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點,手持另一端向左拉,使結(jié)點O靜止在某位置,分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。圖3-42(1)本試驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為N。

答案：3.6解析：由題圖知彈簧測力計的分度值為0.2N,故讀得結(jié)果為3.6N。(2)下列不必要的試驗要求是。(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)A.應(yīng)測量重物M所受的重力B.彈簧測力計應(yīng)在運用前校零C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行D.變更拉力,進(jìn)行多次試驗,每次都要使O點靜止在同一位置答案：D解析：本試驗中是利用平衡條件確定兩拉力的合力與重物M所受重力等值反向,故A是必要的。因彈簧測力計的零點誤差影響到各拉力的測量值,故B也是必要的。因只有拉線方向與木板平行時才能保證各力在豎直板上記錄的方向與真實方向相同,故C亦是必要的。由于本試驗中只需測出兩拉力的大小和方向以及重物的重力即可驗證平行四邊形定則,而測力計A的拉力不同時O點的位置就不同,故不行能也無必要使O點靜止在同一位置,答案為D。12.(7分)圖3-43是小宇“探究滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的試驗操作過程,鐵塊A和木塊B的大小、形態(tài)完全相同。試驗時,小宇用彈簧測力計拉動物體在圖甲、乙、丙所示的水平放置的長木板C上均做勻速直線運動。圖3-43(1)在圖甲中,鐵塊受到的摩擦力F甲=N;

答案：1.6解析：由于用彈簧測力計拉動物體在水平放置的長木板上做勻速直線運動,可知鐵塊受到的拉力和摩擦力大小相等,拉力大小等于彈簧測力計的示數(shù),故有F甲=1N+0.2N×3=1.6N。(2)比較甲、乙兩圖,可得到的結(jié)論是;

比較乙、丙兩圖,可得到的結(jié)論是。

答案：當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大當(dāng)壓力相同時,滑動摩擦力的大小與接觸面的材料性質(zhì)有關(guān)解析：在甲、乙兩圖中,接觸面的粗糙程度相同,壓力大小不同,彈簧測力計的示數(shù)也不同,可得到的結(jié)論是:當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大;在乙、丙兩圖中,鐵塊和木塊疊放在一起,限制了壓力大小相同,與長木板的接觸面材料性質(zhì)不同,滑動摩擦力大小不同,可得到的結(jié)論是:當(dāng)壓力相同時,滑動摩擦力大小與接觸面的材料性質(zhì)有關(guān)。(3)試驗時,小宇先在豎直方向上對彈簧測力計調(diào)零,然后用彈簧測力計拉動物體在水平放置的長木板上做勻速直線運動,則測出的摩擦力實際摩擦力。(填“大于”“等于”或“小于”)

答案：小于解析：試驗時,小宇先在豎直方向上對彈簧測力計調(diào)零,然后彈簧測力計要在水平方向上運用就要重新調(diào)零,由于彈簧受重力的影響,可知彈簧在豎直方向上比在水平方向上要長,若不調(diào)零指針指在零刻度線的上方,所以測量結(jié)果將偏小。三、計算題(本題共4小題,共48分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(10分)有一種圓珠筆,內(nèi)部有一根小彈簧。如圖3-44甲所示,當(dāng)筆桿豎直放置時,在圓珠筆尾部的按鈕上放一個200g的砝碼,砝碼靜止時,彈簧壓縮量為2mm?，F(xiàn)用這支圓珠筆水平推一本放在桌面上質(zhì)量為800g的書,當(dāng)按鈕壓縮量為2.4mm(未超過彈簧的彈性限度)時,這本書恰好勻速運動。(g取10N/kg)試求:圖3-44(1)筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù);答案：由于砝碼處于靜止,則kΔx=mg,所以有k=mgΔx=0.2×102×10-(2)書與桌面間的動摩擦因數(shù)大小。答案：要使書恰好能勻速運動,則kΔx'=μmg,得μ=kΔx'mg=114.(12分)如圖3-45是一個戶外野炊用的四腳架,四條輕質(zhì)金屬支架長度相同,設(shè)支架長度L=1.2m,支架頂部離地高度h=1.0m,已知不銹鋼套鍋和鍋內(nèi)的食物總質(zhì)量m=3.0kg,g取10m/s2,求每根支架承受的壓力大小。圖3-45答案：以不銹鋼套鍋懸掛點為探討對象,由力的分解學(xué)問可知,不銹鋼套鍋和鍋內(nèi)的食物的總重力為mg,四個支架對懸掛點支持的合力也為mg。如圖所示,由于四腳架的四根支架等長,與豎直方向的夾角均相等,設(shè)夾角為θ,因此每根支架的承受力FN大小均相同,沿豎直方向的分力為F,有:F=14mg,FN=Fcosθ,依據(jù)幾何關(guān)系有:cosθ=hL,解得:FN15.(12分)如圖3-46所示,物塊的質(zhì)量m=30kg,細(xì)繩一端與物塊相連,另一端繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪,當(dāng)人用100N的力斜向下拉繩子時,滑輪兩側(cè)細(xì)繩與水平方向的夾角均為30°,物體在水平面上保持靜止,滑輪上端的懸繩豎直(取g=10m/s2)。求:圖3-46(1)地面對物體的彈力大小和摩擦力大小;答案：如圖①所示,對物體受力分析并由正交分解法得Fsin30°+FN=mg……①,Fcos30°=Ff……②,由①②得FN=mg-Fsin30°=300N-100N×0.5=250N,Ff=503N。(2)滑輪上方豎直懸繩的拉力大小。答案：如圖②所示,對滑輪上一點受力分析有FT=2F·cos60°,解得FT=100N。①②16.(14分)(江西南昌二中2024高一上月考)如圖3-47所示,質(zhì)量M=2kg的木塊套在水平固定桿上,并通過輕繩與質(zhì)量m=1kg的小球相連。現(xiàn)用與水平方向成60°角、大小為103N的力F拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運動,運動過程中M、m的相對位置保持不變,g取10m/s