学年高一物理必修一第三章相互作用单元同步检测.docx

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学年高一物理必修一第三章相互作用单元同步检测

高一物理必修一：

第三章相互作用单元同步检测

一、单选题

1.下列关于力的说法中正确的是（　　）

A.物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数一定等于物体的重力

B.规则形状的物体重心一定在几何中心处

C.弹力的方向总是与产生该弹力的施力物体形变的恢复方向相同

D.物体受滑动摩擦力一定运动

2.如图所示，一匀质木棒，搁置于台阶上保持静止，下图关于木棒所受弹力的示意图，正确的是（）

A.

B.

C.

D.

3.

如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上．A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2cm．已知A、B两物体的重力分别为3N和5N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是（　　）

A.1N和0N

B.5N和7N

C.5N和3N

D.7N和7N

4.如图，用手握着瓶子处于静止状态，当手握瓶子的力增大时（　　）

A.瓶子所受的摩擦力增大

B.瓶子所受的摩擦力不变

C.瓶子所受的摩擦力减小

D.瓶子所受的摩擦力始终为零

5.

如图所示一木块放在水平桌面上，在水平力F1和F2作用下处于静止状态，其中F1=20N，F2=12N下列判断正确的是（　　）

A.若撤去

木块一定向右运动起来

B.撤去

后木块在水平方向的合力一定为4N且方向向左

C.若

和

同时撤去则物体在水平方向的合力为8N且方向左

D.若

和

同时撤去则物体仍处于静止状态

6.如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。

若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。

物块与桌面间的动摩擦因数为（）

A.

B.

C.

D.

7.

如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（　　）

A.

：

4B.4：

C.1：

2D.2：

1

8.

如图所示，一物块静止在粗糙的斜面上，现用一水平向右的推力F推物块，物块仍静止不动，则下列说法正确的是（　　）

A.斜面对物块的支持力一定变大B.斜面对物块的支持力一定变小

C.斜面对物块的静摩擦力一定变小D.斜面对物块的静摩擦力一定变大

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

9.

如图，半圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，分析OA绳和OB绳所受的力大小如何变化？

（　　）

A.OA绳拉力逐渐变大B.OA绳拉力逐渐变小

C.OB绳拉力先变小后变大D.OB绳拉力逐渐变小

10.

一运动员双手握住单杠，使身体悬空静止，当两手间距增大时，每只手臂所受的拉力T及两手臂所受力的合力F的大小变化情况是（　　）

A.T不变

B.T增大

C.F不变

D.F增大

11.将力F分解成F1、F2两个分力，如已知F1的大小及F2与F之间的夹角θ（θ为锐角），则

A.当

时，有两个解B.当

时，有两个解

C.当

时，有唯一解D.当

时，有唯一解

12.一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示．现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是（）

A.

先减小，后增大

B.

始终不变

C.F先减小，后增大

D.F逐渐减小

13.一物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用，下列几组力的合力可能为零的是（）．

A.5N，3N，9NB.5N，2N，3N

C.2N，7N，10ND.1N，10N，10N

三、实验题探究题

14.

“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。

图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______。

（2）本实验采用的科学方法是______。

A．理想实验法                B．等效替代法

C．控制变量法                D．建立物理模型法

（3）某同学在做该实验时有下面的一些想法，其中不正确的是______。

A．拉橡皮条的细绳要长一些，且必须等长

B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应与木板平行

C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些

D．拉力F1和F2的夹角越大越好

（4）为提高实验结论的可靠性，在多次实验时，结点O的位置______（填“可以”或“不可以”）变动。

四、计算题

15.

如图所示，三条轻绳共同连接于O点，A、B固定在天花板上，另一条绳下端挂一重200N的物块，处于静止状态．绳的方向如图所示．求OA、OB两绳的拉力分别为多少？

16.如图所示，一根质量不计的横梁A端用铰链安装在墙壁上（不计杆与铰链间摩擦），B端用细绳悬挂在墙壁上的C点，使得横梁保持水平状态。

已知细绳与竖直墙壁之间的夹角为60°，当用另一段轻绳在B点悬挂一个质量为m＝10kg的重物时，求轻杆对B点的弹力和绳BC的拉力各为多大？

（g取10m/s2）

17.如图所示，质量40kg的物体在水平推力F=400N的作用下，沿倾角37°斜面匀速向上滑动。

取

求

（1）物体对斜面的压力。

（2）物体与斜面间的动摩擦因数。

答案和解析

1.【答案】C

【解析】

解：

A、物体挂在弹簧秤下，只有当物体保持静止或做匀速直线运动时弹簧秤的示数才等于物体的重力，故A错误；

B、规则形状的物体的重心不一定在物体的几何中心，还要与物体的质量分布有关，故B错误；

C、弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同，故C正确；

D、汽车急刹车时（车轮抱死），地面不动，受到滑动摩擦力，故D错误；

故选：

C．

当物体保持静止或做匀速直线运动时弹簧秤的示数才等于物体的重力，重力与质量分别以及几何形状有关，弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相反．

本题考查的是学生对重力、重心的理解，知道物体的重心分布与哪些因素有关，明确摩擦力的效果--阻碍物体的相对运动，受什么摩擦力与物体是否运动无关．

2.【答案】D

【解析】

【分析】

弹力的方向与物体形变方向相反，具体情况有以下几种：

①轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向；②压力、支持力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个公切面指向被支持物；③杆：

弹力方向是任意的，有它所受外力和运动状态决定．弹力的大小跟形变的大小有关系。

弹力与接触面垂直，接触面可以是面与面的接触，点与面接触，弹力都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个公切面指向被支持物。

【解答】

弹力发生在与直接接触的物体之间，杆所受的弹力方向与接触面垂直，杆与台阶有两个接触点，都有弹力，最低点与地面垂直向上，高处与杆垂直向上，故D正确，A、B、C错误。

故选D。

3.【答案】C

【解析】

解：

此时弹簧处于伸长状态，弹簧伸长2cm，弹簧的弹力为F=2N．

以A为研究对象，由平衡条件得到，细线对A的拉力F=GA+F弹=3N+2N=5N．

对B研究可得，地面对B的支持力为FN=GB-F弹=5N-2N=3N，则B对地面的压力大小等于3N．

故选C

对物体A、B进行受力分析，然后由平衡条件求出绳对物体A的拉力，以及地面对B的支持力，由牛顿第三定律可知，B对地面的压力大小等于地面对B的支持力大小．

本题考查了受力分析与平衡条件，对物体正确受力分析、灵活应用平衡条件是解题的关键．

4.【答案】B

【解析】

解：

手与瓶子间的摩擦力是静摩擦力，若保持静止，摩擦力始终等于重力，手握瓶子的力跟手与瓶子间的摩擦力没有直的关系，手与瓶子间的摩擦力是静摩擦力，握力越大最大静摩擦力越大，故B正确，ACD错误；

故选：

B。

瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，根据静摩擦力的特点可以得到答案．

静摩擦力与压力无关，随外力的变化而变化，由平衡条件解决，这里握力变大，只是滑动摩擦力变大了，而物体受静摩擦力，故静摩擦力不变．

5.【答案】D

【解析】

【分析】

先分析撤去力之前木块受力情况，根据平衡条件得到静摩擦力，即可求得静摩擦力的范围，就可判断撤去力后木块的状态，再由平衡条件求解。

​本题的解题关键是确定木块原来所受的静摩擦力，得到最大静摩擦力的范围，即可判断后来木块的状态，进行分析解答。

【解答】

木块原来处于静止状态，竖直方向重力与地面的支持力平衡，合力为零；水平方向受到静摩擦力、F1和F2作用，由平衡条件得：

静摩擦力f=F1-F2=8N，则木块所受的最大静摩擦力fm≥8N。

A.若撤去F2，由于F1=20N，与最大静摩擦力的大小无法确定，则无法判断木块的状态，故木块不一定向右运动，故A错误；

B.撤去F1后，F2=12N，fm≥8N，则木块可能向左运动，木块所受的滑动摩擦力可能为8N，则木块在水平方向的合力可能为4N，故B错误；

CD.若F1和F2同时撤去，则物体处于静止状态，在水平方向的合力为0，故C错误，D正确。

故选D。

6.【答案】C

【解析】

解：

当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：

F=μmg；

当拉力倾斜时，物体受力分析如图，有：

f=μFN

FN=mg-Fsinθ

可知摩擦力为：

f=μ（mg-Fsinθ）

f=

F

代入数据为：

μmg=μ（mg-

F）

联立可得：

μ=

故选：

C。

拉力水平时，二力平衡；拉力倾斜时，物体匀速运动，依然是平衡状态，根据共点力的平衡条件解题。

本题考查了共点力的平衡，解决本题的关键是把拉力进行分解，然后列平衡方程。

7.【答案】D

【解析】

解：

将两球和弹簧B看成一个整体，整体受到总重力G、弹簧A和C的拉力，如图，设弹簧A、C的拉力分别为F1和F2．由平衡条件得知，

F2和G的合力与F1大小相等、方向相反

  则得：

F2=F1sin30°=0.5F1。

根据胡克定律得：

F=kx，k相同，则  弹簧A、C的伸长量之比等于两弹簧拉力之比，即有xA：

xC=F1：

F2=2：

1

故选：

D。

将两球和弹簧B看成一个整体，分析受力情况，根据平衡条件求出弹簧A、C拉力之比，即可由胡克定律得到伸长量之比．

本题首先要选择好研究对象，其次正确分析受力情况，作出力图，再由平衡条件求解．

8.【答案】A

【解析】

解：

没有推力时，物块静止不动，受力平衡，物体受重力、支持力和静摩擦力，设斜面的倾角为θ，

在垂直斜面方向上，斜面对物块的支持力N=mgcosθ，

在沿着斜面方向有：

f=mgsinθ

推力F作用后，根据平衡条件得：

在垂直斜面方向上，N′=mgcosθ+Fsinθ，则斜面对物块的支持力一定变大，

在沿着斜面方向有f′=mgsinθ-Fcosθ，当mgsinθ＞Fcosθ时，摩擦力变小，当mgsinθ＜Fcosθ时，摩擦力方向变化，若Fcosθ＞2mgsinθ则静摩擦力反向增大，故A正确，BCD错误．

故选：

A

有无推力F作用时，物块都静止不动，受力平衡，对物体进行受力分析，根据平衡条件列式即可求解．

解决本题的关键能够正确地对研究对象进行受力分析，同时注意静摩擦力的方向可能会改变，难度适中．

9.【答案】BC

【解析】

解：

对结点O受力分析如图：

结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的。

所以OA绳受力大小变化情况：

逐渐变小；OB绳受力大小变化情况是：

先变小后变大

故选：

BC。

OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，物体始终处于平衡状态，找出不变的物理量，画出平行四边形进行分析．

此题为物体平衡条件的一个应用：

动态分析，处理这个类型的题需要找出不变的物理量，然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析，就是以不变应万变．

10.【答案】BC

【解析】

解：

运动员所受T的合力F与运动员重力大小相等方向相反，故夹角增大时合力大小不变；

手臂间距增大时，相当于在力图中两力T之间的夹角θ增大，若力T大小不变，则其合力F随夹角的增大而减小，现要保持合力F大小不变，当夹角增大时，则T增大，故AD错误，BC正确。

故选：

BC。

两手间距增大时，增大了手臂之间的夹角，两只手臂所受的力T的合力F与运动员重力平衡，由此可知合力F大小不变，由于夹角的增大，合力保持不变，只每只手臂所受力T是增大的。

两个力合成时，分力大小不变，合力随分力间夹角的增大而减小，能反推出：

若保持合力不变，分力则随夹角的增大而增大。

11.【答案】BC

【解析】

【分析】

根据平行四边形定则或者三角形定则作图分析：

若F1＜Fsinθ，无解；若F1=Fsinθ，唯一解；若F＞F1＞Fsinθ，两解；若F1＞F，唯一解。

本题关键是根据平行四边形定则作图分析，知道合力与分力是等效替代关系。

【解答】

解：

A.当F＞F1＞Fsinθ时，根据平行四边形定则，如图，有两组解．若F1＞F，只有一组解．故A错误；

B.当F1=Fsinθ时，两分力和合力恰好构成三角形，有唯一解．故B正确；

C.当Fsinθ＜F1＜F时，根据平行四边形定则，如图，有两解，故C正确；

D.F1＜Fsinθ时，分力和合力不能构成三角形，无解，故D错误。

故选BC。

12.【答案】BD

【解析】

【分析】

当细绳缓慢拉动时，整个装置处于动态平衡状态，以B点为研究对象，分析受力情况，作出力图；根据平衡条件，运用三角形相似法，得出FN与边长AO、BO及物体重力的关系，再分析FN的变化情况；

解题的关键是利用共点力平衡的条件受力分析，利用三角形法则判断力的动态变化。

【解答】

AB.设物体的重力为G，以B点为研究对象，分析受力情况，作出力图，如图：

作出力FN与F的合力F2，根据平衡条件得知，F2=F1=G；由

得

，得到

，式中，BO、AO、G不变，则FN保持不变，故A错误；故B正确；

CD.同理:

，得到

；式中，AO、G不变，但是AB逐渐减小，所以F逐渐减小，故C错误；D正确。

故选BD。

13.【答案】BD

【解析】

【分析】

三力合成，先将其中的两个力合成，再与第三个力合成，合成时，三力同向合力最大，两个力合成的合力有个范围，用与第三个力最接近的数值与第三个力合成求最小合力。

力平衡，三个力中任意两个力的合力必然与第三个力等值、反向、共线。

【解答】

A.5N与3N合成最大8N，最小2N，合力不可能为9N，故A错误；

B.5N和2N合成最大7N，最小1N，合力可能为3N，所以最终合力可能为零，故B正确；

C.2N和7N合成最大9N，最小5N，合力不可能为10N，故与第三个力不可能平衡，故C错误；

D.1N和10N合成最大11N，最小9N，当取10N时，与第三个力平衡，故D正确。

故选BD。

14.【答案】F′；B；AD；可以

【解析】

解：

（1）实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，方向一定沿AO方向的是F′。

（2）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故B正确，ACD错误。

故选：

B

（3）A、在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些，但不一定等长，故A错误；

B、作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，故B正确；

C、拉力越大，则读数中出现的相对误差越小，故拉力应适当大些，故C正确；

D、拉力F1和F2的夹角适当大一些，不是越大越好。

故D错误。

本题选错误的，故选：

AD。

（4）同一次实验中，O点的位置不能改变，但重复进行实验时，O点位置是允许变动的。

故答案为：

（1）F′；

（2）B； （3）AD；（4）可以

在实验中F和F′分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确解答，本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，因此采用“等效法”，注意该实验方法的应用。

本题考查了验证力的平行四边形定则实验，在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析。

15.【答案】

解：

以结点O为研究对象，分析受力情况：

重物的拉力F、OA绳的拉力FAO、OB绳的拉力FBO，作出力图，如图．整个装置处于静止状态，则F=G=200N，

FAO与FBO的合力与F大小相等、方向相反．

则得 FAO=Fsin60°=200×

=100

N．FBO=Fcos60°=100N

答：

OA、OB两绳的拉力分别为173N和100N．

【解析】

以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据平衡条件求解OA、OB两绳的拉力．

本题是绳系统平衡问题，常常以结点O为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求解．

16.【答案】解：

由受力分析可得，

，

​ 解得：

，

【解析】

对结点受力分析，由力的矢量三角形及几何关系判断得解；同理解得横梁对B点的作用力大小。

本题主要考查物体的受力分析，并熟练掌握力的矢量平行四边形定则或矢量三角形的应用。

17.【答案】解：

（1）对物体进行受力分析如图，

沿斜面方向有 

  ① 

所以

垂直斜面方向有 

  ② 

所以

 代入数字得：

N=560N；

（2）滑动摩擦力

③ 

联立①②③解得 

 ；代入数字得：

动摩擦因数为

。

答：

（1）物体对斜面的压力560N。

（2）物体与斜面间的动摩擦因数为

。

【解析】

（1）对物体进行受力分析，分别在沿着斜面和垂直于斜面两个方向列平衡方程，带入即可求解；

（2）联立摩擦力、压力大小表达式，结合摩擦力计算公式可得。

本题是四力平衡问题，关键是受力分析后根据共点力平衡条件列式求解，注意压力不等于重力。