第三章 相互作用 单元测试题1（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册
第三章
相互作用
单元测试题1（解析版）
一、选择题（共40分）
1．如图所示，质量为1kg的物体在3N的水平拉力F作用下，向右做直线运动。物体与水平面的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2，则物体所受摩擦力大小是（　　）
A．0.2N
B．2N
C．0.6N
D．3N
2．水平桌面上有一个重200N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15N、30N、80N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（
）
A．15N、30N、80N
B．15N、30N、40N
C．0、0、40N
D．15N、40N、80N
3．在下面所给出的一些力中，根据力的效果命名的有（　　）
A．压力、重力
B．支持力、弹力
C．拉力、摩擦力
D．浮力、动力
4．如图所示，轻弹簧的两端各受F为5N的拉力作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），则（　　）
A．弹簧所受的合力为10N
B．该弹簧的劲度系数
C．该弹簧的劲度系数
D．根据公式，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
5．关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是（　　）
A．因胡克定律可写成k＝，由此可知弹力越大，劲度系数越大
B．在弹性限度内，弹簧拉长一些后，劲度系数变小
C．在弹性限度内，无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变
D．劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大
6．用力F将一质量为m的铁块压在竖直墙壁上保持静止，如图所示，当水平力F变化时（物体总保持静止），物体所受摩擦力的变化情况是（　　）
A．F增大，摩擦力不变
B．F增大，摩擦力也增大
C．F减小，摩擦力也减小
D．F增大，摩擦力方向可能变化
7．固定水平板的两端分别装有定滑轮A、B，物块P放在平板上，两段细线分别绕过定滑轮连接在物块P点，两细线的另一端连接在质量为m的小球Q上，P、Q均处于静止，段的细线竖直，重力加速度为g，则物块P受到平板的摩擦力（　　）
A．为0
B．等于
C．小于
D．大于
8．如图所示，上下表面水平的物体a、b、c叠放在水平桌面上，水平拉力Fb=4N、Fc=10N分别作用于物体b、c上，a、b、c仍保持静止，则下列叙述正确的是（　　）
A．物体a所受摩擦力大小为4N，方向水平向右
B．物体b受到c对它的摩擦力大小为4N，方向水平向左
C．桌面对物体c的摩擦力大小为6N，方向水平向左
D．物体c对物体b的支持力大于b物体的重力
9．如图所示，用手握住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．杯子受到的摩擦力大小与重力大小相等
C．手握得越紧，杯子受到的摩擦力越大
D．手握得越紧，杯子和手之间的最大静摩擦力越大
10．木块A、B的重力均为40N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了△x=2.0cm，弹簧的劲度系数k=400N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用F=9N的水平力推木块B，如图所示，力F作用后（　　）
A．木块A所受静摩擦力大小为8
N
B．弹簧的压缩量变为2.5
cm
C．木块B所受静摩擦力为0
D．木块B所受静摩擦力大小为1.0
N
二、实验题（共15分）
11．某同学通过在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，探究弹力和弹簧伸长量的关系。若弹簧的弹力用F表示，弹簧挂上钩码后的总长度用L表示，表中是该同学记录的实验数据，实验中弹簧始终未超过弹性限度。（g取）
钩码质量
30
60
90
120
150
弹簧总长度
7.2
8.4
9.6
10.8
12.4
（1）根据实验数据在如图所示坐标系中作出弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图象_______。
（2）根据图象得到的结论是______。
（3）根据图象得到弹簧的劲度系数是______。（保留两位有效数字）
12．把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示．
（1）未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为____cm；
（2）将质量50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅰ的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x可描绘出如图丙所示的图象，由图象可计算出弹簧Ⅱ的劲度系数kⅡ=______；（取重力加速度g=9.8m/s2）
（3）图丙中，当弹簧I的伸长量超过17cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第__个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度。
三、解答题（共45分）
13．探究弹力和弹簧伸长量的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m，悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，求：
（1）弹簧的原长L0；
（2）弹簧的劲度系数k。
14．质量为3kg的空木箱，静止在水平地面上，沿水平方向施加拉力F，当拉力F=10.3N时，木箱做匀速运动，g取9.8N/kg，完成下列任务：
(1)根据已知求解木箱与地面间的动摩擦因数；
(2)如该木箱原来静止，求在8N的拉力作用下，受到的摩擦力的大小；
(3)木箱在12N水平拉力作用下运动，受到的摩擦力的大小。
15．质量为m=3kg的物体，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1=8.0N时，物体静止，当拉力F2=10N时，物体做匀速运动，（）求：
(1)物体与地面之间的动摩擦因数.
(2)物体在8.0N的拉力作用下，受到的摩擦力的大小.
(3)物体在12.0N的拉力作用下，受到的摩擦力的大小
16．如图所示，在水平作用力的作用下，木板在水平地面上向左匀速运动，其水平表面上的木块静止不动，与之相连的固定在竖直墙上的弹簧秤的示数为。已知木块重，木板重。
（1）若此时弹簧秤弹簧的伸长量为，则该弹簧秤弹簧的劲度系数为多少；
（2）木块与木板之间的动摩擦因数为多少；
（3）若已知木板与水平地面间的动摩擦因数为0.3，则水平力为多大。
参考答案
1．B
【详解】
物体所受摩擦力大小为
故选B。
2．B
【详解】
物体受到的最大静摩擦力即滑动摩擦力为
所以当物体受到的水平拉力大于40N时，物体会运动，此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力。当依次用15N、30N的水平力拉此物体时，物体处于静止状态，物体所受的摩擦力为静摩擦力，大小依次为15N、30N，当用80N的水平力拉物体时，物体开始运动，此时物体受到40N的滑动摩擦力，物体做匀加速直线运动。
故选B。
3．D
【详解】
A．压力是按效果命名的力，而重力是按性质命名的力，故A错误；
B．支持力是按效果命名的力，而弹力是按性质命名的力，故B错误；
C．拉力是按效果命名的力，而摩擦力是按性质命名的力，故C错误；
D．浮力、动力都是按效果命名的力，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．弹簧所受的合力为0，A错误；
BC．根据胡克定律
B正确，C错误；
D．弹簧的劲度系数k取决于弹簧自身，D错误。
故选B。
5．C
【详解】
ABC．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，不同弹簧k一般不同，同一弹簧k一定，与弹力和形变量无关，
AB错误C正确；
D．弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
物体处于静止状态，竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力；根据二力平衡的条件可知，物体受到的摩擦力和重力大小相等，只要物体静止，摩擦力与F的大小无关，方向始终竖直向上。
故选
A。
7．B
【详解】
段的细线竖直，所以AQ段绳子没有拉力，即段的细线的拉力等于mg，根据平衡条件，物块P受到平板的摩擦力等于。
故选B。
8．CD
【详解】
A．以为研究对象，根据平衡条件得到，b对a的静摩擦力大小为0，故A错误；
BD．以ab整体为研究对象，根据平衡条件得到，物体b受到c对它的摩擦力大小为
方向向右，物体c对物体b的支持力大小为
大于b物体的重力，故B错误，D对确；
C．以三个物体为研究对象，根据平衡条件得，桌面对物体c的摩擦力大小
方向水平向左，故C正确。
故选CD。
9．ABD
【详解】
AB．杯子静止，处于受力平衡状态，在竖直方向上，向下的重力与向上的静摩擦力等大反向，故AB正确。
CD．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，手握的越紧，杯子和手之间的最大静摩擦力越大，故C错误，D正确。
故选ABD。
10．AD
【详解】
CD．由胡克定律，得
木块与地面间的最大静摩擦力为
因AB均静止，则摩擦力为，当施加水平推力时，B水平方向受到向右8N的弹簧弹力，向左9N的推力，故摩擦力变为1N，B仍处于静止，故C错误，D正确；
AB．施加水平推力后，A水平方向受到弹簧长度没有变化，弹力不变，根据平衡条件得
故A正确，B错误。
故选AD。
11．见解析
在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x成正比
25
【详解】
（1）[1]如图所示，所得图线是过原点的一条直线，本实验中最后一点要舍弃
（2）[2]在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x成正比
（3）[3]由图象可知，该直线的斜率为25，即弹簧的劲度系数
12．11.50cm
28N/m
5
【详解】
(1)[1]刻度尺最小分度为0.1cm，读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为11.50cm；
(2)[2]由图像中的数据可知，弹簧Ⅱ的形变量为△x=7.00cm时，拉力
根据胡克定律知
(3)[3]由图像中的数据可知，当弹簧I的伸长量超过14cm时，对应的拉力是1.96N，所以其劲度系数：
弹簧I的伸长量超过17cm时，对应的拉力
所以
由此可知，挂上第5个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度。
13．(1)
；(2)
【详解】
(1)(2)根据胡克定律得
当悬挂重物时
当悬挂重物时
将，，，
代入解得
，
14．(1)0.35；(2)8N；(3)10.3N
【详解】
(1)当拉力F=10.3N时，木箱做匀速运动，则力F与摩擦力f平衡，则
解得
(2)如该木箱原来静止，在8N的拉力作用下，因拉力小于最大静摩擦力10.3N，故木箱仍静止，则受到的摩擦力的大小等于拉力，即静摩擦力为8N；
(3)木箱在12N水平拉力作用下运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小仍为10.3N。
15．(1)
(2)
8.0N
(3)
10N
【详解】
（1）当拉力F2=10N时，物体做匀速运动，所以：
由已知得压力等于重力，
由得：
；
（2）F=8.0N时，
故物体静止，由二力平衡得
(3)
F=12N时，
物体运动，故摩擦力仍然为
16．（1）200N/m；（2）0.4；(3)9.2N
【详解】
（1）弹簧秤的示数为3.2N，弹簧秤弹簧的伸长量为1.6cm=0.016m，由胡克定律得
（2）A保持静止，A水平方向受到弹簧的拉力和B对A的滑动摩擦力，由平衡条件得到，木块A受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧的拉力F，即fBA=F=3.2N，
根据
fBA=μ1GA
解得
（3）根据牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力大小fAB
=3.2N，对B进行受力分析可知，竖直方向
NB=GB+GA=12N+8N=20N
水平方向
F-fB-fAB=0
其中
fB=μ1NB=0.3×20N=6N
联立得F=9.2N