第三章 相互作用 单元测试1（Word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
第三章
相互作用
单元测试1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．放在水平桌面上的苹果，处于静止状态，下列说法中正确的是（　　）
A．由于苹果发生微小的形变，使苹果受到的重力作用
B．由于桌面发生微小的形变，产生苹果对桌面的压力
C．由于苹果发生微小的形变，产生桌面对苹果的支持力
D．由于桌面发生微小的形变，产生桌面对苹果的支持力
2．某同学进行了如下实验∶先将弹簧上端固定，而后在弹簧下端挂上重为3N的钩码，钩码静止时测得弹簧伸长了0.05m，由此得出弹簧的劲度系数为（　　）
A．20N/m
B．30N/m
C．60N/m
D．120N/m
3．运动员用双手握住竖立的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦接力分别是和，下列说法正确的是（　　）
A．向上，向下，且
B．向下，向上，且
C．向上，向上，且
D．向上，向下，且
4．长隆国际大马戏团的动物特技演员棕熊“玛尔塔”有一招绝活“走钢丝”。当玛尔塔走到靠近中央的位置时，钢丝与水平方向所成夹角已经接近30°，则此时钢丝上的弹力是棕熊重力的（　　）
A．倍
B．1倍
C．倍
D．2倍
5．如图所示，游乐场内的水平木板放在水平地面上，木板上放置一个整理箱。某工作人员在清扫时，站在木板上用斜向左上方的力拉整理箱，三者均保持静止。木板质量为2m，工作人员的质量为m，整理箱的质量为0.5m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．整理箱一定受到五个力作用
B．木板对地面的压力大小为
C．地面对木板的摩擦力的方向水平向右
D．该工作人员对木板的压力大小大于
6．如图，一粗糙斜面固定在地面上，倾角为，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，质量为，另一端与斜面上的物块M相连，质量为，系统处于静止状态。现用竖直向下的恒力拉N，N物体开始匀速下降，则（　　）
A．M、N物体各受到三个力作用
B．绳上拉力大小为
C．M与斜面间的动摩擦因数为
D．增大，斜面对M的摩擦力大小一定增加
7．某同学做家务时，使用浸湿的拖把清理地板上的油渍。假设湿拖把的质量为2kg，拖把杆与水平方向成53°角，当对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时，恰好能推动拖把向前匀速运动。当遇到地板上的油渍时，如果想要把地板上的油渍清理干净，必须克服油渍与地板间的静摩擦力，该同学需将沿拖把杆向下的力至少增大到F2=25N。设拖把与地板、油渍间的动摩擦因数相等且始终不变，已知重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。则此时油渍与地板间的最大静摩擦力约为（　　）
A．7.7N
B．8.6N
C．13.3N
D．15N
8．关于重力的说法，正确的是（　　）
A．重力是由于地球对物体的吸引而产生的。
B．物体在地球表面附近无论是静止，还是向上或向下运动，它都受到重力。
C．重力就是静止的物体对竖直悬绳的拉力
。
D．物体本身就有重力，所以重力没有施力物体。
9．如图所示，、为光滑水平面上的两条平行虚线，两虚线间的距离等于。一根长度为的轻绳绕过一个动滑轮，绳的一端固定在上的点，另一端固定在上的点，点在虚线上的投影点与点的距离等于。光滑水平面上有一被动滑轮所带的钩子钩住的物体，初始时，对物体施加一与虚线平行的恒力，使之处于平衡状态。现在，保留，额外再对物体施加一与虚线垂直的力，下列说法正确的是（　　）
A．若，稳定后两部分绳子间的夹角较初始时小
B．若，稳定后两部分绳子间的夹角较初始时大
C．若，稳定后绳子的张力大小较初始时不变
D．若，稳定后绳子张力大小为初始时的倍
10．“民生在勤，勤则不匮”，劳动是幸福的源泉。如图所示，某同学利用假期做家务时，质量为的拖把在推力作用下，在水平地面上做匀速直线运动，推力与水平方向夹角为，已知拖把与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）
A．推力的水平分力大小为
B．拖把对地面的压力比自身重力小
C．拖把与地面间摩擦力的大小为
D．拖把与地面间摩擦力的大小为
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．下图为“探究求合力的方法”的实验装置
(1)如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、、三力的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去、，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点，如图丙所示。则与的合力是___________；、与___________合力为0。（选填“F”或“”）
(2)本实验采用的科学方法是___________。
A．逻辑推理法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
12．在“验证力的平行四边形定则”的实验：
(1)下面列出的措施中，不利于改进本实验结果的是___________
A．橡皮条弹性要好，拉到O点时拉力适当大
B．两个分力和间的夹角要尽量大些
C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面
D．拉橡皮条的绳要细，并且要稍长一些
(2)如果将细绳也换成橡皮条，那么实验结果是否会发生变化？答：___________（选填“会”或“不会”）
三、解答题（共45分）
13．请设计一个实验，测量鞋底与地面之间的动摩擦因数。要求写出实验原理，列出实验器材、实验步骤、数据表格等。
14．如图所示，足够长的直轨道AO和OB底端平滑对接，将它们固定在同一竖直平面内，两轨道与水平面间的夹角分别为和。可视为质点的滑块在水平外力F的作用下静止在AO上。已知AO光滑，滑块与OB间的动摩擦因数为，滑块的质量为m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求水平外力F的大小；
(2)撤去外力F，若要使滑块能停在OB上，求和应满足的关系。
15．如图所示，一倾角θ=37°的斜面固定在水平地面上，现用手将一质量为m=20kg的滑块按在斜面上，使其静止不动，已知两者之间的动摩擦因素为μ=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，（取sin37＝0.6，cos37＝0.8，g＝10m/s2）
（1）松手后，只在重力、斜面的弹力、摩擦力作用下物块能保持静止吗？请说明理由；
（2）对滑块施加一个沿斜面向上的力F，为了使物块在斜面上保持静止，求F的范围；
（3）如果将力改为水平向右，大小为F1=100N，分析物块将静止还是运动？并求出此时物块所受的摩擦力。
16．一重量为40牛顿的均质小球置于一水平面B点上，右侧与一台阶接触于C点，BC连线与水平方向成37°角，AB为球的直径，现在A点ABC平面内施加一个拉力F，求：
(1)如果拉力水平向右，将球刚好拉离地面时F的大小为多少？此时台阶对球的作用力多大？其中弹力、摩擦力各是多大？
(2)将球刚拉离地面时F的最小值是多少？方向如何？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
参考答案
1．D
【详解】
A．苹果受到的重力，是由于苹果受到地球的吸引，故A错误；
BD．由于桌面发生微小的形变，产生桌面对苹果的支持力，故B错误,D正确；
C．由于苹果发生微小的形变，产生苹果对桌面的压力，故C错误；
故选D。
2．C
【详解】
弹簧的弹力
F=G=3N
弹簧的形变量
x=0.05m
则弹簧的劲度系数
故选C。
3．C
【详解】
运动员用双手握住竖立的竹竿匀速攀上时，竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力，由平衡条件可得
匀速下滑时，竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的滑动摩擦力，由平衡条件可得
因此；
故选C。
4．B
【详解】
以玛尔塔为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，两绳子合力与重力等大反向，则有
2Fsin30°=mg
解得
F=mg
故选B。
5．D
【详解】
A．整理箱受重力、拉力、支持力和木板的摩擦力4个力的作用，A错误；
BC．将木板、工作人员和整理箱作为整体，由于整体处于静止状态，可知木板对地面的压力大小为，地面对木板没有摩擦力的作用，BC错误；
D．由于工作人员向左上方拉整理箱，由于力是相互的，工作人员受到向右下方整理箱的拉力，因此工作人员对木板的压力大小大于，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
B．对于N受力分析可得
解得
即绳子拉力大小为3mg，B错误；
A．对于M，沿斜面方向重力的分力为
则物体受到的摩擦力为
即M受重力、绳子拉力、斜面的支持力、摩擦力四个力作用，A错误；
C．根据
解得
C正确；
D．增大时，物体N加速度往下运动，M也加运动，对于斜面受到的压力没有变化，粗糙程度没有变化，则受到的滑动摩擦力不变化，根据牛顿第三定律，M受到的摩擦力也没变化，D错误。
故选C。
7．B
【详解】
施加时，由平衡条件有
解得
当施加的力为时，摩擦力为
故选B。
8．AB
【详解】
AB．根据重力的概念，重力是由于地球对物体的吸引而产生的，只要物体在地球表面上物体都受到地球的吸引力所以都受到重力，故AB正确；
C．物体静止时对悬绳的拉力和物体的重力大小相等，但不能说成重力就是静止的物体对竖直悬绳的拉力，故Ｃ错误；
D．重力是由于地球对物体的吸引而产生的，重力的施力物体是地球，故Ｄ错误。
故选AB。
9．BD
【详解】
A．设初始时，两段轻绳夹角为。张力为，有
得
得
若
由图可知
得
故A错误；
B．若
由图可知
得
故B正确；
CD．若
由图可知
得
故
故C错误；D正确。
故选BD。
10．AC
【详解】
AB．对拖把进行受力分析如图所示
将进行分解，外力的水平分力为，竖直分力为且竖直向下，因此拖把对地面的压力比自身重力大，A正确，B错误；
CD．由于拖把做匀速直线运动，所以在水平和竖直方向均受力平衡，即
又由于
故
D错误，C正确。
故选AC。
11．F
F3
B
【详解】
(1)[1]F1与F2共同作用的效果与F单独作用的效果相同，则F1与F2的合力是F；
[2]小圆环受到拉力F1、F2、F3三力的共同作用，静止于O点，则F1、F2、F3三力的合力为0；
(2)[3]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。
故选B。
12．B
不会
【详解】
[1]橡皮条弹性要好，拉到O点时拉力适当大,这样方便操作；拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面，拉橡皮条的绳要细，并且要稍长一些，这样可以方便、准确地记录力的大小和方向。两个分力和间的夹角合适即可，夹角太大，这样会造成分力很大，而合力很小，会给作图造成较大误差，不利于改进实验结果。故选B。
[2]如果将细绳也换成像皮筋，同样的拉力的效果是相同的，实验结果不会发生变化。
13．见解析
【详解】
（1）实验原理：二力平衡
（2）实验器材：鞋子、天平、钩码（或重物）、弹簧测力计。
（3）实验步骤：①测量鞋子与鞋子内所放重物的总质量m；
②用弹簧测力计水平拉鞋子，使鞋子在地面上匀速运动，记下弹簧测力计稳定时的读数F；
③改变鞋子中的重物质量，重复实验三次；
④整理器材。
（3）数据表格
鞋子与重物总质量/kg
拉力/N
动摩擦因数
14．(1)；(2)
【详解】
(1)滑块静止在上时，对其进行受力分析如图所示：
得
(2)滑块恰好静止在上时，对其受力分析如图：
得
则与需满足的关系为
15．（1）mgsinθ>μmgsinθ，故不能静止；（2）80N≤F≤160N；（3）静止；f=40N，方向沿斜面向上
【详解】
(1)对物体受力分析有
物体不能静止，将下滑。
(2)F较小时，物体有下滑的趋势，此时有
F较大时，物体有上滑的趋势，此时有
解得
F的范围为
(3)假设物块静止，并有向上运动的趋势，根据平衡条件，在沿斜面方向上
解得
负号表示摩擦力方向向上，即物体有向下运动的趋势，此时的最大静摩擦力为
物体静止。所以物体处于静止状态，摩擦力大小为40N，方向沿斜面向上。
16．(1)30N，50N，40N，30N；(2)24N，与竖直方向成53°斜向右上
【详解】
(1)受力分析如图所示
球刚好拉离地面时，地面无支持力，则有
此时台阶对球的作用力为
弹力为
摩擦力为
(2)当F与AC的连线垂直时，即与竖直方向成53°斜向右上。拉力最小，最小值为