第三章 相互作用 单元测试题1（解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
第三章
相互作用
单元测试题1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．下面关于压力、支持力、绳子拉力、弹簧弹力的说法正确的是（　　）
A．物体对地板的压力不是弹力
B．绳子对物体的拉力不是弹力
C．弹簧对物体的弹力方向与弹簧形变方向相同
D．绳子对物体的拉力方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向
2．如图所示，轻质弹簧的一端固定于A点，另一端与轻绳相连，轻绳绕过定滑轮P与动滑轮Q的轴相连，另外一根轻绳一端悬挂重物B并绕过动滑轮Q及定滑轮S，由地面上某人拉着轻绳另一端，使整个系统处于静止状态，此时QS连线水平，PQ连线与竖直方向夹角为θ。若人加速向下拉动细绳移动一段较小的距离，滑轮均为光滑轻质滑轮，且可看作质点，弹簧始终在弹性限度之内，则在加速拉动的过程中与原静止状态相比（　　）
A．θ不变，弹簧弹力不变
B．θ变大，弹簧弹力变大
C．滑轮Q水平向右移动
D．滑轮Q沿PQ方向移动
3．如图所示，一个质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平面上，斜面体的顶端固定一定滑轮A，定滑轮B用细线悬挂在天花板上，定滑轮B高于定滑轮A。一个质量为m1的滑块通过一根跨过两定滑轮的轻绳与一个质量为m2的物块相连，滑块静止于斜面上。现把斜面体沿着水平面向左缓慢移动一小段距离斜面体和滑块始终保持相对静止，两滑轮的摩擦可忽略不计，下列说法中正确的是（　　）
A．悬挂定滑轮B的细线的拉力变小
B．斜面体对滑块的摩擦力变小
C．地面对斜面体的支持力变小
D．地面对斜面体的摩擦力变小
4．如图所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止。人和箱子的质量也均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．人对长木板的压力大小为mg
B．长木板对地面的压力大于3mg
C．箱子受到的摩擦力的方向水平向左
D．地面对长木板的摩擦力的方向水平向左
5．如图所示，斜面的倾角为，物体与斜面间的滑动摩擦因数为，物体刚好沿斜面下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列关系式正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，斜面体B放在粗糙的水平面上，物块A放在粗糙的斜面体B上，轻质弹簧两端分别与物块A及固定在斜面体底端的挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态。现用力F沿斜面向上拉A，但A，B均保持静止。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧对挡板的弹力变小
B．A、B之间的摩擦力可能增大
C．水平面对B的摩擦力方向向左
D．斜面体B对地面的压力增大
7．如图，某人斜拉着跨过光滑定滑轮的细绳提升重物，重物竖直上升中依次经历了匀加速、匀速、匀减速三个过程。若斜绳与竖直方向的夹角恒定，人始终静止在水平地面上，则三个过程中（　　）
A．地面对人的摩擦力大小相同
B．地面对人的作用力大小相同
C．重物匀加速上升时，地面对人的支持力一定最小
D．重物匀减速上升时，地面对人的作用力一定最小
8．作用在同一物体上的两个力，大小分别是3N和3N，则这两个力的合力不可能是（　　）
A．3N
B．5N
C．7N
D．9N
9．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，这三个力可能选取数值正确的是（　　）
A．15N、5N、6N
B．1N、2N、3N
C．3N、4N、5N
D．1N、6N、3N
10．2020年，全国上下万众一心共同抗疫。疫情期间，教师响应教育部“停课不停学，停学不停教”号召。某次网课教师将笔记本电脑放在水平桌面上的散热底座上，如图甲所示。教师在将散热底座上的卡位1调至卡位4时，电脑始终没脱离底座上的挡板，并处于静止状态，如图乙所示。则在调整位置后（　　）
A．电脑受到的合力一定变小
B．散热底座对电脑的作用力一定不变
C．散热底座对电脑的摩擦力一定变小
D．桌面对散热底座的摩擦力一定变小
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．唐中“加速度”社的同学们在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图所示，则由图线可知：
（1）弹簧的劲度系数为________
N/m。
（2）为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，同学们分别设计了如图甲、乙的两种方案。
①若直接想用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案________（填“甲”或“乙”）更合理。
②若A和B的重力分别为10.0
N和20.0
N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0
N，b的示数为11.0
N，c的示数为4.0
N，则A和B间的动摩擦因数为______。
12．某同学做实验“验证力的分解规律即平行四边形定则”。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，如图甲所示，以下是该实验的部分步骤：
A．如图乙所示，用一只弹簧秤拉圆环，使橡皮条伸长，即用拉力F把圆环拉到O点，记下O点的位置，读出弹簧秤的示数：记下拉力F的方向；
B．选好标度，作出拉力F的图示；
C．如图丙所示，用两个弹簧秤互成角度地拉圆环，即用拉力和共同拉圆环，使圆环到达同一位置O，读出弹簧秤的示数，记下和的方向；
D．按同一标度作出和两个力的图示；
（1）以上步骤中，为验证力的平行四边形还需要用力的平行四边形定则和力的图示作出________。
（2）步骤A中“拉力F把圆环拉到O点”，步骤C中“使圆环到达同一位置O”，这样做的目的是两次拉小圆环对橡皮条具有________的作用效果。（选填“相同”或“不同”）
（3）该小组要进行第二次实验时，同学们提出了如下建议，其中正确的是________。
A．由于白纸大小所限，两分力之间夹角应尽量小一些
B．橡皮条在两分力夹角的角平分线上误差会小一些
C．第二次实验再拉圆环时，圆环的位置可以与前一次不同
D．用两个弹簧秤互成角度拉圆环时，两个拉力都要小于只用一个时弹簧秤的拉力
三、解答题（共45分）
13．在我国东北寒冷的冬季，雪撬是常见的运输工具。一个有钢制滑板的雪撬，连同车上木料的总质量为5t（即），在水平的冰道上，马在水平方向用力拉着雪撬匀速前进，查表可知钢与冰之间的动摩擦因数为0.02，重力加速度g取10，求
（1）连同木料的雪撬所受的重力G；
（2）马在水平方向上的拉力F；
（3）当马的水平拉力变为原来3倍时雪橇所受的合力。
14．如图所示，两完全相同的质量均匀分布的光滑的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上，其中甲图挡板与斜面垂直，乙图挡板与水平面垂直。求甲、乙两种情况下小球对斜面的压力大小N甲：N乙之比。
15．如图所示，重力为G的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上质量为m的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ
=
37°，物体甲及人均处于静止状态（已知sin37°
=
0.6，cos37°
=
0.8，g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？
(2)若人的质量m
=
60kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ
=
0.2，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？
16．某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如图所示，设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，球的质量为m，重力加速度为g。
(1)此同学完成比赛的时间；
(2)若不计球与球拍之间的摩擦，求空气阻力大小与球速大小的比例系数k1；
(3)若考虑球与球拍之间的静摩擦力，为方便运算，将最大静摩擦力大小认为等于滑动摩擦力大小，设球与球拍之间的动摩擦因数为，求乒乓球恰好不滑动时空气阻力大小。
参考答案
1．D
【详解】
AB．弹力是由于物体发生弹性形变，恢复原状时对跟它接触的物体所施加的力，所以物体对地板的压力是弹力，绳子对物体的拉力是弹力，故AB错误；
C．弹簧对物体的弹力方向与弹簧形变方向相反，故C错误；
D．绳子对物体的拉力方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
原来整体处于平衡状态，以B为研究对象，人对轻绳的拉力等于人的重力；人加速向下拉动细绳移动一段较小的距离的过程中，重物加速上升，轻绳的拉力大于重物的重力；以Q为研究对象，受到三段轻绳的拉力，由于连接重物的轻绳拉力大小始终相等，则合外力方向沿夹角平分线方向，在绳子的拉力增大的过程中，PQ绳的拉力增大，弹簧的弹力增大，由于S位置不动，会导致两绳之间的夹角增大，所以PQ与竖直方向的夹角增大，故B正确，故ACD错误。
故选B。
3．A
【详解】
B．对m2受力分析可知滑块受到的拉力不变，滑块沿斜面方向受力不变，斜面体对滑块的摩擦力不变，选项B错误；
D．把滑块和斜面体看成整体，受力分析可得，细线AB的拉力大小不变，与水平夹角变小，地面对斜面体的摩擦力
变大，选项D错误；
C．地面对斜面体的支持力
变大，选项C错误；
A．对定滑轮B受力分析可得，连接滑轮的绳子之间的夹角变大，分力大小不变始终等于m2重力，所以悬挂定滑轮B的细线的拉力变小，选项A正确。
故选A。
4．C
【详解】
A．人用斜向下的力推箱子，对人受力分析，受重力、木板的支持力以及箱子的支持力（推力的反作用力），人在竖直方向受力平衡，则箱子对人支持力的竖直分力和木板对人支持力的合力等于人的重力，故木板对人的支持力小于mg，根据牛顿第三定律知人对木板的压力小于mg，故A错误；
B．对三者组成的整体受力分析，受重力和地面的支持力，根据平衡条件，支持力等于3mg，根据牛顿第三定律，长木板对地面的压力等于3mg，故B错误；
C．人用力F斜向右推箱子，对箱子受力分析，受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，可知箱子受到的摩擦力方向水平向左，与推力的水平分力平衡，故C正确；
D．对三者组成的整体受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力作用，否则不平衡，故地面与木板间没有摩擦力，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
对物体受力分析，把重力分别沿着斜面和垂直于斜面方向分解，由力的平衡可得
则有
物体刚好沿斜面下滑，重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力
综合可得
所以C项正确；ABD项错误；
故选C。
6．B
【详解】
A．F沿斜面向上拉A，但A、B均保持静止，弹簧的形变量不变，所以弹簧的弹力不变，故A错误；
B．开始A受到的弹簧的弹力与A的重力沿斜面向下的分力大小不知道，A受到的摩擦力大小方向不确定，用力F沿斜面向上拉A时，摩擦力大小可能增大、也可能减小，故B正确；
C．从整体角度分析可知，当斜向上的拉力拉A时，水平方向上有向左的拉力分量，由于平衡，所以摩擦力的方向水平向右，故C错误；
D．竖直方向地面对B的支持力
所以施加力F后斜面体B对地面的压力减小，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．设斜绳与竖直方向的夹角为，人在水平方向满足
重物G在匀加速、匀速、匀减速三个过程中，拉力T变小，故地面对人的静摩擦力f大小发生变化，A错误；
BC．设人的质量为M，人在竖直方向满足
故地面对人的作用力N大小发生变化，且重物匀加速上升时，拉力T最大，地面对人的支持力N一定最小，B错误，C正确；
D．地面对人的作用力F大小为
当拉力为
时，F最小，由题中数据无法确定重物处于何种状态时F最小，D错误。
故选C。
8．CD
【详解】
作用在同一物体上的两个力，合力的大小范围
解得这两个力的合力范围
CD符合题意；
故选CD。
9．BC
【详解】
物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，这三个力合力为零处于平衡状态，则力中某两个力的合力|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2，若另一个力F3的大小在F合的取值范围内，则这三个力的合力可能为零，物体就处于平衡状态．
A．15N、5N的合力范围为10N≤F合≤20N，6N不在这范围内，不能平衡，故A错误。
B．1N、2N
的合力范围为1N≤F合≤3N，3N在这范围内，能平衡，故B正确；
C．3N、4N的合力范围为1N≤F合≤7N，5N在这范围内，能平衡，故C正确；
D．1N、6N
的合力范围为5N≤F合≤7N，3N不在这范围内，不能平衡，故D错误。
故选BC。
10．BC
【详解】
A．电脑处于平衡状态，则受到的合力始终为零，选项A错误；
B．散热底座对电脑的作用力与电脑的重力平衡，则一定不变，选项B正确；
C．散热底座对电脑的摩擦力为
则随着θ减小，摩擦力一定变小，选项C正确；
D．对散热底座和电脑的整体，桌面对整体水平方向的作用力为零，即桌面对散热底座的摩擦力始终为零，选项D错误；
故选BC。
11．300
甲
0.30
【详解】
（1）[1]由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=
20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F=
60N，弹簧的长度为L=40cm，弹簧压缩的长度
由胡克定律得弹簧的劲度系数为
（2）[2]甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理。
[3]由于弹簧测力计a示数为6.0N，所以AB间的动摩擦因数为
12．和的合力
相同
C
【详解】
（1）[1]以上步骤中，为验证力的平行四边形还需要用力的平行四边形定则和力的图示作出和的合力，与实验所测得的F进行比较，从而验证平行四边形定则。
（2）[2]步骤A中“拉力F把圆环拉到O点”，步骤C中“使圆环到达同一位置O”，这样做的目的是两次拉小圆环对橡皮条具有相同的作用效果。
（3）[3]A．两分力之间夹角过小，将导致和过小，不利于作图，故A错误；
B．和不一定相等，合力不一定在，故B错误；
C．重复实验时，可通过改变O点位置来改变作用效果，所以第二次实验再拉圆环时，圆环的位置可以与前一次不同，故C正确；
D．验证力的平行四边形，分力不一定要求小于合力，故D错误。
故选C。
13．（1）；（2）；（3），方向与雪橇运动方向相同
【详解】
（1）连同木料的雪撬所受的重力大小为
（2）马在水平方向用力拉着雪撬匀速前进，根据二力平衡知水平方向上的拉力F大小等于雪撬受到的滑动摩擦力，有
（3）当马的水平拉力变为原来3倍时雪撬所受的合力大小为
方向与雪橇运动方向相同
14．
【详解】
情况甲：小球静止，受力分析如图，由几何知识得受到斜面的支持力
N1=Gcosθ
由牛顿第三定律：小球对斜面的压力
N甲=Gcosθ
方向垂直斜面向下．
乙情况：小球静止，受力分析如图，由几何知识得斜面对球的支持力
由牛顿第三定律得小球对斜面的压力
方向垂直斜面向下．
甲、乙两种情况下小球对斜面的压力之比
15．(1)FOB
=
Gtanθ，FOA
=
；(2)16kg
【详解】
(1)对结点O受力分析，如下图所示
根据共点力的平衡有
tanθ
=
，cos
=
解得
FOB
=
Gtanθ，FOA
=
(2)当人刚要滑动时，物体甲的质量m甲达到最大，此时乙受到的静摩擦力达到最大值
fmax=
μmg
根据共点力的平衡有
FOB
=
fmax=
μmg
=
m甲gtanθ
解得
m甲
=
=
16kg
16．(1)
；(2)
；(3)
或者
【详解】
(1)加速的时间
匀速的时间
共用时间
(2)匀速运动时
解得
(3)因为
若沿球拍向下
解得
若沿球拍向上
解得