2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册 第三章 相互作用 单元检测（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册
第三章
相互作用
单元检测（解析版）
一、选择题（共40分）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．静止在水平面上的物体受到的弹力就是它的重力
B．重力的方向总是垂直于水平面向下的
C．两物体间如果有相互作用的弹力，就一定存在摩擦力
D．摩擦力的方向一定与物体的运动方向在同一条直线上
2．如图所示，轻质弹簧的两端在受到相同的拉力F=5N
的作用下，弹簧伸长了0.2m，在弹性限度内。弹力和劲度系数分别为（　　）
A．0N
，25N/m
B．5N
，
25N/m
C．5N
，50N/m
D．10N
，
50N/m
3．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
4．下列关于力的叙述中正确的是（　　）
A．力不能离开物体而独立存在
B．相互接触的物体间才可能有力的作用
C．物体间的作用力可以是相互的，也可以是独立的
D．力的作用效果可以是使物体保持一定的速度向前运动
5．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，铁夹与球接触面保持竖直，则（　　）
A．若小球在空中处于静止状态，小球受到的静摩擦力方向竖直向下
B．若小球在空中处于静止状态，小球受到的摩擦力与重力大小相等
C．若小球在空中处于静止状态，增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
D．若铁夹夹金属小球一起水平移动，小球受到的是滑动摩擦力
6．下列物理量均为矢量的是（　　）
A．速度变化量、力
B．时间间隔、位移
C．速率、加速度
D．时刻、速度
7．下列关于摩擦力的说法中，错误的是（　　）
A．两物体间有摩擦力，一定有弹力，且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直
B．滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反
C．在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度
D．两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比
8．如图所示，轻弹簧的两端各受10
N的拉力F的作用，弹簧平衡时伸长了5
cm（在弹性限度内）。下列说法正确的是（　　）
A．该弹簧的劲度系数k为400
N/m
B．该弹簧的劲度系数k为200
N/m
C．根据公式，弹簧的劲度系数k与所受弹力成正比
D．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
9．用手握住一个油瓶（油瓶始终处于竖直方向且静止不动），如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．油瓶中的油越多，手必须握得越紧
B．摩擦力等于油瓶与油的总重力
C．油瓶受到的摩擦力的大小与瓶中油的多少有关
D．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
10．如图所示，A、B两个物体质量分别为m1和m2，A与B间动摩擦因数为μ1，B与地面间动摩擦因数为μ2，现用力F拉着A物体向右运动，B保持静止，则关于地面与B之间和AB之间的摩擦力大小和方向，下列说法一定正确的是（　　）
A．地面对B的摩擦力大小为μ2（m1+m2）g，方向水平向左
B．B对A的摩擦力大小为F，方向水平向左
C．B对A的摩擦力大小为μ1m1g，方向水平向左
D．地面对B的摩擦力大小为μ1m1g，方向水平向左
二、实验题（共15分）
11．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。如图甲所示将弹簧竖直悬挂在铁架台上，将刻度尺竖直固定在弹簧一侧，弹簧静止，长度记为；弹簧下端挂上砝码盘，弹簧静止时，长度记为。该同学根据测得的数据作出图像，如图乙，纵轴是盘中砝码的质量m，横轴是弹簧长度与______（选填“”或“”）的差值。由图乙可知弹簧的劲度系数为______。(结果保留两位有效数字，重力加速度取)。
12．某实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”的实验，采用如图8甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。实验中作出小盘中砝码重力与弹簧伸长量x的关系图象如图乙所示。（重力加速度）
（1）由图乙可知该弹簧的劲度系数为_________N/m。
（2）由图乙可求得小盘的质量为_________kg。
三、解答题（共45分）
13．如图所示，劲度系数为k1=5000N/m的轻质弹簧两端分别与质量为m1=2kg，m2=3kg
的物块1、2
拴接，劲度系数为
k2=5000N/m
的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面（如图甲所示）。（重力加速度为g=10m/s2）
(1)物体2上升的距离是多少？
(2)物理1上升的距离是多少？
14．一根轻弹簧在弹性限度内，弹簧原长10cm,挂上重力为20N的钩码时长为11cm,求
（1）该弹簧的劲度系数；
（2）当弹簧长为13cm时,弹簧的弹簧的拉力为多少．
15．质量为2kg的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体加一个水平拉力F，物体恰在水平面上匀速运动，若在该物体运动的过程中，突然将拉力F改为大小不变，方向竖直向下的压力，这时物体受到的摩擦力的大小是多少？（取g=10m/s2）
16．长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与水平面的夹角α增大），另一端不动，如图所示,分析随着角α的增大摩擦力怎样变化.（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
参考答案
1．B
【详解】
A．静止在水平面上的物体受到的弹力大小等于它的重力，不是同一个力。故A错误；
B．重力的方向总是垂直于水平面向下的,即重力的方向总是竖直向下。故B正确；
C．两物体间如果有相互作用的弹力，如果没有相对运动或者相对运动趋势或者接触面光滑，则物体不收摩擦力作用。故C错误；
D．摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向在同一条直线上。故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
弹簧上的弹力为5N，由胡可定律可得
解得
B正确。
故选B。
3．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。
4．A
【详解】
AC．力是物体间的相互作用，不能离开物体而独立存在，A正确，C错误；
B．不接触的两个物体之间也可以有力的作用，例如磁体之间的作用力，B错误；
D．力的作用效果是改变物体的运动状态或使物体发生形变，D错误。
故选A。
5．B
【详解】
AB．对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用。根据平衡条件可知，小球在竖直方向上，受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反，A错误，B正确；
C．增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力仍等于重力，大小不变，C错误；
D．若水平移动铁兲，由于小球在竖直方向受力始终平衡，且没有相对运动，故小球受到的还是静摩擦力，D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A．速度变化量、力都是有大小又有方向的矢量，故A正确；
B．时间间隔是只有大小没有方向的标量，位移是有大小又有方向的矢量，故B错误；
C．速率是速度的大小，只有大小没有方向，加速度是有大小又有方向的矢量，故C错误；
D．时刻是只有大小没有方向的标量，速度是有大小又有方向的矢量，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．两物体间有摩擦力，一定有弹力，且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直，故A正确；
B．滑动摩擦力不一定阻碍物体的运动，其方向与不一定物体的运动方向相反，比如物体轻轻放在水平传送带上时，滑动摩擦力与物体的运动方向相同，推动物体运动，但滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，其方向与物体的相对运动方向相反，故B正确；
C．受静摩擦力作用的物体一定与相接触的物体保持相对静止，但两物体可能是运动的，在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力;静摩擦力要求两个物体保持相对静止，与它们的运动的方向无关，则其的方向可以与运动方向成任意角度，故C正确；
D．滑动摩擦力大小跟压力成正比，而静摩擦力与压力不一定成正比，故D错误。
本题选错误项，故选D。
8．BD
【详解】
AB．弹簧的弹力
F=10N，根据胡克定律F=kx得：弹簧的劲度系数
故A错误，B正确；
C．弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关，与弹簧本身有关，故C错误；
D．由于F=kx，则?F=k?x，则弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比，故D正确。
故选BD。
9．BC
【详解】
A．油瓶始终处于竖直方向且静止不动，受重力和静摩擦力平衡，所以当瓶中油的质量增大时，静摩擦力增大手握瓶的力不一定增大，故A错误；
BC．油瓶始终处于竖直方向且静止不动，受重力和静摩擦力平衡，则摩擦力等于油瓶与油的总重力，即油瓶受到的摩擦力的大小与瓶中油的多少有关，故BC正确；
D．手握得越紧，油瓶受到的最大静摩擦力摩擦力越大，但摩擦力不一定越大，故D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】
BC．
A、B间摩擦为滑动摩擦力，则为
fAB=μ1m1g
A相对B向右运动，则B对A的摩擦力方向水平向左，故B错误，故C正确；
AD．由于B静止，合力为0，则地面对B的摩擦力大小等于A对B的滑动摩擦力大小，即为μ1m1g，方向与A对B的摩擦力方向相反即水平向左，故A错误，故D正确。
故选CD。
11．L1
4.9
【详解】
[1]横轴表示的是弹簧的形变量，故为弹簧长度与L1的差值；
[2]根据胡克定律公式△F=k△x，有
12．50
0.25
【解析】
【详解】
（1）[1]弹簧的劲度系数：
（2）[2]由图示图象可知：
13．(1)
1cm；(2)2cm
【详解】
(1)劲度系数为k1的轻弹簧处于压缩状态，根据胡克定律可得压缩量为
处于拉伸状态时的拉伸量为
开始平衡时，劲度系数为k2的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为
当下面弹簧的下端刚离开地时，物块2上升的距离
物块1上升的距离
14．（1）2×103
N/m（2）60N
【详解】
设弹簧劲度系数为k，在挂F1=20N时，弹簧伸长量为：x1=1cm
由胡克定律得
代入数据解得：N/m
当弹簧伸长为13cm，此时伸长量：x2=3cm，则弹簧此时的拉力为：
60N
15．将拉力F改为大小不变，方向竖直向下的压力时，物体受到的摩擦力的大小变为15N
【详解】
试题分析：物体在水平拉力F的作用下匀速运动时
F=Ff，而Ff=μFN=μmg，
所以F=0.5×2×10N=10N
当F竖直向下时，正压力
F′=F+mg，
即F′=10N+2×10N=30N
这时滑动摩擦力
F′f=μF′=0.5×30=15N
16．随角α的增大，摩擦力先增后减
【分析】
根据木板抬起的过程中铁块的受力及状态的变化，通过受力分析可得出各量随角度的变化．
【详解】
使铁块沿着斜面下滑的力是，对于一个确定的角度，最大静摩擦力是。
如果，则铁块所受的是静摩擦，由平衡条件得知，摩擦力
当逐渐变大，会出现，这样出现滑动摩擦，摩擦力
在阶段1即静摩擦阶段，，的变化范围在0到90°之间，随变大而变大；
当F大到等于fm后，就进入第2阶段即动摩擦阶段，，随变大而变小；
即随角α的增大，摩擦力先增后减。
【点睛】
在求摩擦力时，一定要先明确是属于滑动摩擦力还是静摩擦力，再分别根据滑动摩擦及静摩擦力的求解方法进行求解．