第三章 相互作用 单元达标（Word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第一册
第三章
相互作用
单元达标（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．关于弹力，下列说法中正确的是（　　）
A．发生形变的物体才能有弹力，且一定有弹力
B．物体的形变越大，弹力也越大
C．弹力的方向一定与物体发生弹性形变的方向相反
D．弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大
2．如图所示，上表面光滑、下表面粗糙的斜面体A放置在水平地面上，光滑球B被垂直于斜面体上表面的挡板C挡在斜面上，顺时针缓慢转动挡板C，当挡板转到竖直方向时，斜面体刚好要向右滑动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）
A．挡板未转动前，地面受到的摩擦力为0
B．挡板转动过程中，球B对挡板的压力逐渐减小
C．挡板转动过程中，地面对斜面体的支持力逐渐变大
D．当挡板竖直时，球B对挡板的压力与斜面体受到的摩擦力大小相等方向相反
3．热爱劳动是一个中学生应该具备的品质。某校一寄宿生在洗完自己的衣服后，将一件重力为G的衣服悬挂在等腰衣架上。已知衣架顶角=120°，底边水平，不计摩擦。则衣架一侧对衣服的作用力大小为（　　）
A．G
B．G
C．G
D．G
4．小明在庭院里用几根轻杆搭制了一个简易的晾衣架，如图所示，先用三根相同的轻杆绑成一个正三棱锥，每根杆与竖直方向均成角，再用一根轻杆横跨在两个三棱锥上。现在横杆上挂上的衣物，则（杆的质量忽略不计）（　　）
A．每根与地面接触的杆受到地面的支持力为
B．每根与地面接触的杆受到地面的摩擦力为
C．若将每根杆与竖直方向夹角变小，则每根杆受到的地面的支持力将变小
D．若将每根杆与竖直方向夹角变小，则每根杆受到的地面的摩擦力将变大
5．如图所示，一个人静止在地面上，人与地面间动摩擦因数为，已知地面对人的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（忽略定滑轮的摩擦力），当α=60°时，人静止时能拉起重物的最大重力为人重力的（　　）
A．倍
B．倍
C．倍
D．1倍
6．如图所示，日光灯管用两悬绳吊在天花板上，设两悬绳的拉力分别为F1，F2，其合力为F，则关于灯管受力的说法中正确的是（　　）
A．灯管只受F1和F2的作用
B．灯管受F1，F2和F的共同作用
C．灯管受F1，F2，F和重力的共同作用
D．灯管受F1，F2和重力的共同作用
7．如图所示，等长轻杆OA、OB下端通过光滑铰链分别固定在水平面上A、B两点，与轻杆OC配合顶起重物（可视为质点），当OABC构成正四面体时，重物在水平面ABC的投影点为0′。若保持重物在水平面投影点不变，逐步减短OC长度，且保持CO′方向始终在AB的中垂线上，在支撑点C逐步靠近O′的过程中，三根轻杆给重物的作用力（　　）
A．OA杆作用力逐渐变大
B．OB杆作用力逐渐减小
C．OC杆作用力逐渐减小
D．OC杆作用力先变大后变小
8．如图，在水平桌面上叠放着两个物块M和m，M与桌面的动摩擦因数为μ1，m与M之间的动摩擦因数为μ2，一根轻绳一端与M相连，另一端绕过光滑的定滑轮A系在竖直杆上的B点。现将另一个物体G用光滑轻质挂钩挂在轻绳上AB之间的O点，已知整个装置处于静止状态时，竖直杆与绳OB的夹角为α，则（　　）
A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变
B．将竖直杆缓慢向右移动一小段距离时绳的张力增大
C．M所受的摩擦力为μ1（M＋m）g
D．剪断A处轻绳瞬间，m的加速度为μ2g
9．如图所示，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，重力大小为G，重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方。横梁水平，斜梁跟横梁的夹角为，其中横梁对O点的拉力沿方向，忽略支架的重力，下列说法正确的是（　　）
A．一根横梁对O点的拉力大小为
B．一根斜梁对O点的压力大小为
C．保持O点的位置不变，若把斜梁加长一点，则横梁对O点的拉力将减小
D．保持O点的位置不变，若把斜梁加长一点，则斜梁对O点的压力将增大
10．如图所示，A、B、C是三个质量均为m的物块，A置于固定的水平桌面上，A与桌面间的动摩擦因数为0.5，C置于水平地面上，物块A的左端连接劲度系数为的轻弹簧M，A、B间通过轻质细绳相连，连接A与滑轮的轻绳水平，连接B与滑轮的轻绳竖直，B、C间通过劲度系数为的轻弹簧N相连，开始时轻绳伸直但无作用力，轻弹簧M恰好为原长，重力加速度为现在轻弹簧M的左端施加一水平向左的外力F缓慢拉动轻弹簧，弹簧始终在弹性限度内，当轻弹簧N的弹力大小为原来的一半时，轻弹簧M的左端移动的距离可能为（　　）
A．
B．
C．
D．
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．在《探究两个互成角度的力的合成规律》实验中：
(1)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须把橡皮条拉到同样的位置，这是一种_____的思想方法。
(2)除已有的器材方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、图钉和铅笔等外，还必须有____。
A．打点计时器　B．钩码　C．刻度尺　D．天平
(3)下图中作为合力测量值的是_____。（选填“F′”或“F”）
(4)关于本实验，下列说法正确的是__________。
A．用两个弹簧秤拉橡皮条时示数应尽量大一些，以接近满量程为宜
B．用两个弹簧秤拉橡皮条时夹角应尽量大一些
C．在记录弹簧测力计的方向时，两个标记点的距离应尽量大一些
D．最小刻度为0.1N的弹簧称，读出2.1N记录在实验册上
12．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示，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．根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确．
乙图中F1、F2、F、F′四个力，其中力______
（填上述字母）不是由弹簧测力计直接测得的。实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是______
（填正确选项前字母）；
A．两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
B．橡皮条沿同一方向伸长
C．橡皮条伸长到同一长度
D．橡皮条沿同一方向伸长同一长度
三、解答题（共45分）
13．如图所示，物体甲质量为m甲＝0.8kg，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m乙＝5kg的物体乙相连，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为＝0.3，轻绳OA与竖直方向的夹角＝37°，物体甲、乙均处于静止状态，（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：
（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大；
（2）水平面对物体乙的摩擦力。
14．如图所示，用长度相同的两根细绳把一个画框悬挂在墙上。细绳与水平墙面的夹角均为θ。已知：画框的质量为m；重力加速度为g。
(1)求单根细绳对画框的拉力大小T；
(2)某次维修时将两根细绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。判断T如何变化。
15．在图中，电灯重10N，AO悬线和天花板成角，拉线OB和墙垂直，求AO和OB拉线受力的大小。（，）
16．如图所示，轻质光滑小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的点，质量的重物被绕过轻质小滑轮P的细线所悬挂，细线与水平方向的夹角为，细线水平，其一端固定竖直面上，细线竖直并拉着劲度系数的轻质弹簧，是三根细线、、的结点，整个装置处于静止状态。取，，。求：
(1)细线、、的拉力大小；
(2)弹簧的形变量。
参考答案
1．C
【详解】
A．只有发生弹性形变的物体，才能产生弹力，A错误；
B．弹力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的，物体的形变大，弹力不一定大，B错误；
C．弹力的方向指向物体形变恢复的方向，一定与物体发生形变的方向相反，C正确；
D．弹力的大小与物体的大小无关，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．挡板未转动前，因为球对斜面体有斜向右下方的压力，则地面对斜面体有向左的摩擦力，即地面受到的摩擦力不为0，选项A错误；
B．由图可知，挡板转动过程中，球B对挡板的压力F1逐渐变大，选项B错误；
C．由图可知，挡板转动过程中，球对斜面体的压力F2逐渐变大，则地面对斜面体的支持力逐渐变大，选项C正确；
D．对球和斜面体的整体，当挡板竖直时，挡板对球B的压力与斜面体受到的摩擦力大小相等，方向相反，由牛顿第三定律可得，球B对挡板的压力与斜面体受到的摩擦力大小相等，方向相同，选项D错误。
故选C。
3．B
【详解】
分析衣服的受力情况，即受重力、两侧衣架的支持力，根据平衡条件可得
则衣架一侧对衣服的作用力大小为G，ACD错误，B正确。
故选B。
4．B
【详解】
A．每根与地面接触的杆受到地面的支持力为衣物重量的六分之一，即
故A错误；
B．每根与地面接触的杆与地面之间的摩擦力为
CD．若将每根杆与竖直方向夹角变小，则每根杆受到的地面的支持力不变，摩擦力将变小，故C、D错误。
故选B。
5．B
【详解】
对人受力分析有
解得
故选B。
6．D
【详解】
灯管受F1，F2和重力的共同作用，处于静止状态。F1和F2
合力为F，也就是F1和F2共同作用效果，与单独力F的作用效果相同，但并没有力F作用在灯管上。
故选D。
7．B
【详解】
CD．受力分析如图所示，其中F1表示OA和OB杆作用的合力，由几何关系可知，F1在AOB角平分线的反方向上，F2表示OC杆的作用力，始终在OC方向上，投影位置不变，所以F1的方向不变，重力大小方向不变，因此F1减小，F2增大，故选项CD错误；
AB．OA和OB杆作用力大小相等，夹角不变，所以合力变小，则分力也变小，故选项A错误，选项B正确。
8．AB
【详解】
A．令滑轮A和竖直杆之间的绳长为L，距离为d，则根据晾衣绳模型可知
而
解得绳子上的张力为
所以将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时，d不变，L不变，故不变，所以绳子的张力不变，故A正确；
B．将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，则d变大，L不变，故变大，因此绳子的张力增大，故B正确；
C．由于有整个装置处于静止状态，所以M和m都受力平衡。所以M和m之间没有摩擦力，因此M所受的摩擦力等于绳子的张力。但由于是静摩擦力，所以
故C错误；
D．剪断A处轻绳瞬间，m的加速度为零，故D错误。
故选AB。
9．BC
【详解】
AB．以O点为研究对象，受到空调外机的压力F、OB支架的作用力F1和OA支架的作用力F2，受力如图所示
根据平衡条件，可知O点对空调外机的支持力为
F′=G
由牛顿第三定律，可知空调外机对O点的压力
F=F′=G
由受力图结合几何关系可得
故A错误，B正确；
CD．保持O点的位置不变，若把斜梁加长一点，则此时θ变大，sinθ变大、tanθ变大，由于
则可知横梁对O点的拉力将减小，斜梁对O点的压力将减小，故C正确，D错误。
故选BC。
10．AC
【详解】
未施加外力F时，设弹簧N的形变量为，则
解得，设当弹簧的弹力为原来一半时N的形变量为，则
解得，设当弹簧N处于压缩时M的形变量为，
则
解得，所以弹簧M的左端移动的距离为
设当弹簧N处于拉伸时M的形变量为，则
解得，所以弹簧M的左端移动的距离为
AC正确。
11．等效替代；
C；
F′；
C
【详解】
(1)[1]要使每次合力与分力产生相同的效果，必须把橡皮条拉到同样的位置，这是一种等效替代的思想方法。
(2)[2]需要的实验器材有：方木板（固定白纸），白纸（记录方向画图）、刻度尺（选标度）、绳套（弹簧秤拉橡皮条）、弹簧测力计（测力的大小）、图钉（固定白纸）；所以还必须有刻度尺。
故选C。
(3)[3]图中F是利用平行四边形定则作出的理论值，F′是为合力的测量值。
故选填“F′”。
(4)[4]A．用两个弹簧秤拉橡皮条时，拉力不能太大，也不能太小。A错误；
B．用两个弹簧秤拉橡皮条时夹角大小适当，在作图时有利于减小误差即可，并非越大越好过。B错误；
C．为了更准确的记录力的方向，标记同一细绳方向的两个点的距离应尽量大一些。C正确；
D．弹簧测力读数要估读的，最小刻度为0.1N，所以估读到0.01N。D错误。
故选C。
12．F
D
【详解】
[1]
F在以F1与F2为邻边的平行四边形的对角线，不是由弹簧测力计直接测出的。
[2]
该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度。
故选D。
13．（1）10N；6N；（2）6N，方向水平向左
【详解】
（1）节点O受力分析，受下面细绳的拉力，OA的拉力，OB的拉力，根据平衡条件
TOA==10N
TOB==6N
（2）对乙分析，水平方向合力为零
f==6N
方向水平向左
14．(1)
；
(2)
变大
【详解】
(1)根据题意可知，两根绳的拉力大小相等，合力与重力等大反向
解得：
(2)
某次维修时将两根细绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。则夹角变小，故拉力变大。
15．12.5N，7.5N
【详解】
根据三力平衡得
，
解得
，
16．(1)
,,；(2)
【详解】
(1)重物受力平衡，有
解得
结点受合力为零
解得
(2)弹簧的弹力大小等于细绳的拉力大小，有
解得