第三章 相互作用 单元检测试题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
单元检测试题1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．两个大小相等的共点力F1和F2，当它们之间的夹角为90°时，合力大小为10
N，则当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为（　　）
A．10
N
B．10
N
C．15
N
D．20
N
2．拆卸高楼旧空调外机时，常用电动机通过缆绳进行牵引，为避免其与竖直墙壁碰撞，地面上的工人（图中未画出）用一根拉绳拽着外机，如图所示。设缆绳拉力的大小为F1，方向与竖直方向成α角；拉绳拉力大小为F2，与竖直方向的夹角为β。工人拉绳使β保持不变，外机沿竖直方向缓慢下降过程中（　　）
A．α可能大于β
B．F2不断减小
C．F1不断增大
D．F1可能等于F2
3．如图，重量为200N的木箱放在水平地面上，某人用40N的水平推力推木箱，木箱仍静止。该人的水平推力逐渐增大到80N时，才能使木箱从原地开始运动，木箱从原地开始运动后，用70N的水平推力就可使木箱继续做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）
A．水平推力为40N时，木箱所受摩擦力为0
B．木箱与地面间的滑动摩擦力为80N
C．木箱与地面间的动摩擦因数为0.35
D．木箱与地面间的最大静摩擦力为200N
4．下面关于摩擦力的说法，正确的是（　　）
A．滑动摩擦力的大小可以用公式直接计算
B．拉不动物体，是因为拉力小于摩擦力
C．静摩擦力的方向总是与物体运动趋势的方向相反
D．滑动摩擦力总是阻碍物体运动
5．如图所示，墙角处放置一个光滑的小球A，用轻绳一端拴一个小球B贴在小球A上，轻绳的另外一端拴在墙壁上，两个小球保持静止不动，此时两个小球之间的弹力和轻绳的拉力正好相互垂直，现在通过调整轻绳缓慢移动小球B，轻绳的变化如图中的虚线所示，小球B未越过小球A的最高点，且轻绳始终保持和原方向平行，下面的说法中正确的是（　　）
A．两球之间的弹力变大、轻绳的拉力变小
B．两球之间的弹力变大、轻绳的拉力变大
C．两球之间的弹力变小、轻绳的拉力变大
D．两球之间的弹力不变、轻绳的拉力变小
6．如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点。一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA受外力F的作用，处于水平方向，现缓慢逆时针改变绳OA的方向至。且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．绳OA的拉力F先减小后增大
B．绳的拉力一直增大
C．地面对斜面体的支持力不断减小
D．物块P所受摩擦力一直增大
7．有一景区环境优美，景色宜人，淡如桥是游客必走之路，淡如桥（如图甲）是座石拱桥，图乙是简化图，用四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为37°。假定石块间的摩擦力忽略不计，则第1、2石块间的作用力和第1、3石块间的作用力大小之比为（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，质量为m的小物块静止地放在半径为R的半球体上，小物块与半球体间的动摩擦因数为μ，小物块与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法中正确的是（　　）
A．小物块所受摩擦力大小为μmgsinθ
B．小物块对半球体的压力大小为mgsinθ
C．半球体与地面之间的静摩擦力方向向右
D．小物块所受摩擦力大小为mgcosθ
9．质量为m的物体放在质量为M的斜面上，斜面体放在水平粗糙的地面上，m、M均处于静止状态，如图所示，当在物体m上施加一个水平力F，且F由零增加到Fm的过程中，m和M仍保持静止状态，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．斜面体对m的支持力逐渐增大
B．物体m受到的摩擦力逐渐增大
C．地面受到的压力不变
D．地面对斜面体的摩擦力为零
10．用如图所示装置研究摩擦力的变化规律：把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针左边轻塞一个小纸团（有一定宽度），它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是（　　）
A．木块开始运动前，摩擦力逐渐增大
B．当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小
C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小
D．最终小纸团的左侧位置对应的弹簧测力计的示数等于最大静摩擦力的大小
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）如果没有操作失误，图乙中的
F
与?′两力中，方向一定沿
AO
方向的是___________。
（2）本实验采用的科学方法是___________。
A．
理想实验法
B．
等效替代法
C．
控制变量法
D．
建立物理模型法
（3）在实验操作过程中，其中对减小实验误差有益的说法是（______）
A．
两细绳必须等长
B．
弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．
两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．
用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤拉力的夹角必须为90°；
12．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉。
(1)在做实验时，先用两个弹簧测力计通过细绳互成角度的拉橡皮条，使结点移到某一位置，此时需记下：结点的位置O、两弹簧测力计的示数、________。然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，使______，再记下相关实验数据；
(2)实验结果如图乙所示，图中与橡皮条方向在同一直线上的力是______（选填“F”或“”）。
三、解答题（共45分）
13．如图所示，建筑工地上常用重锤来检测墙壁是否竖直，为什么使用重锤就能够检测墙壁是否竖直？
14．某物体重200
N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力为80
N，它与地面间的动摩擦因数为0.39。
（1）用60
N的水平推力推物体，求此时地面对物体的摩擦力的大小；
（2）物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，应在水平方向施加多大的推力？物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中，人把推力突然减小到30
N，直到物体停止前，地面对物体的摩擦力为多大？
（3）若撤去外力，直到物体停止前，地面对物体的摩擦力为多大？
15．如图所示，质量均为m的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍。将一个拉力F沿不同方向作用到小球B上，使三段轻绳都伸直，且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上。为使整个系统处于上述稳定状态，当拉力F的值最小时，求：
（1）三段轻绳上的拉力大小各为多大？
（2）拉力F的最小值多大？方向如何？
16．如图所示，质量分布均匀的正方体物块静止在斜面AB与挡板BC之间，已知正方体物块的质量为m，斜面的倾角为θ，与正方体物块接触的各个面均光滑，求正方体物块对两个接触面AB、BC的压力大小。
参考答案
1．A
【详解】
当两个力之间的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则可知
F1＝F2＝10
N
当这两个力的夹角为120°时，如图乙所示，根据平行四边形定则可知
F合＝10
N
故选A。
2．B
【详解】
对空调主机受力分析如图，受到重力和两根绳子的拉力，由于空调主机是缓慢下降，故合力为零；在竖直方向：
在水平方向：
解得
在下降过程中，β不变，α减小，则cosα增大、sinα减小、cotα增大，所以缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都减小；
因
所以F1大于F2，根据
可知缆绳与竖直方向的夹角α小于角β，故B正确ACD错误。
故选B。
3．C
【详解】
D．人的水平推力逐渐增大到80N时，才能使木箱从原地开始运动，所以木箱与地面间的最大静摩擦力为
故D错误；
A．当水平推力为40N时，木箱保持静止，由水平方向二力平衡可知木箱所受静摩擦力为40N，故A错误；
BC．用70N的水平推力就可使木箱继续做匀速直线运动，由水平方向二力平衡可知木箱所受滑动摩擦力为
根据滑动摩擦力公式
又因为
联立代入数据求得
故B错误，C正确；
故选C。
4．A
【详解】
A.
滑动摩擦力的大小可以用公式
直接计算，选项A正确；
B.
拉不动物体，是因为拉力小于最大静摩擦力，选项B错误；
C.
静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反，选项C错误；
D.
滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，选项D错误。
故选A。
5．A
【详解】
根据题意，缓慢移动小球B，始终保持轻绳和原来绳方向平行，轻绳拉力沿绳方向，重力方向竖直向下，所以小球B重力方向和拉力方向不变，根据平行四边形可知
两球之间的弹力变大，轻绳的拉力变小，所以A正确，BCD错误；
故选A。
6．C
【详解】
AB．缓慢逆时针改变绳改变绳OA的方向，OA拉力的方向变化如图
可见，OA逆时针转动到，是OA从水平方向逆时针转动到与OB垂直，这过程中随着OA绳的缓慢转动，其拉力一直减小，OB绳的拉力一直减小，故AB错误；
C．以斜面体和P整体为研究对象受力分析，由于绳OB的拉力一直减小，其竖直向下的分力一直减小，根据竖直方向受力平衡，可知地面对斜面体的支持力不断减小，故C正确；
D．对P物体受力分析，设斜面体斜面与水平面夹角为，物体P的质量为m，其重力的沿斜面向下的分力大小（）与绳OB的拉力（TOB）大小关系不明，所以斜面所给摩擦力方向不确定，若OA转动前，，摩擦力沿斜面向上，OA转动过程中，TOB减小，则摩擦力增大；若OA转动前，，则OA转动过程中，TOB减小，，摩擦力先减小，直至后，若TOB继续减小，摩擦力反向增大，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
以第1块石块为研究对象，受重力G、第2块石块的弹力N1和第3块石块的弹力N2，如图
由平衡条件得
故选B。
8．BD
【详解】
B．对小物块受力分析，将重力正交分解，如图，
由于物体静止在半球上，处于平衡态，沿半径方向列平衡方程：
得
由牛顿第三定律知小物块对半球体的压力大小为，故B正确；
AD．沿切向列平衡方程
解得
故A错误，D正确；
C．对小物块与半球体的整体，水平方向受力为零，则半球体不受地面的摩擦力作用，选项C错误。
故选BD。
9．AC
【详解】
A．对于m而言，力F在垂直与斜面的分量随着F增加而增加，所以斜面体对m的支持力逐渐增大，A正确；
B．由于当F较小时，物体有下滑趋势，静摩擦力斜向上，增加推力F静摩擦力减小，知道恰好为零，若F继续增加，静摩擦力反向并增加，所以B错误；
C．根据整体法可知系统在竖直方向平衡，则地面的支持力等于两者的重力之和不变，根据牛顿第三定律知斜面体对地面的压力不变，故C正确；
D．根据整体法可知，在M和m保持相对静止是，F增加，地面对斜面体的静摩擦力将会逐渐增加，D错误；
故选AC。
10．ABC
【详解】
由题意可知，开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故摩擦力大小随拉力的增大而增大，而当增大拉力达到某一大小时，木块开始滑动，此时说明木块恰好达到最大静摩擦力，可以记录最大静摩擦力的大小，而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，木块移动后拉力将减小，根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力。
故选ABC。
11．F′
B
BC
【详解】
(1)[1]由于F是根据平行四边形定则所作出的，所以图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′；
(2)[2]本实验采用的主要科学方法是等效替代法；故选B。
(3)[3]
A．两细绳可以不等长，因为绳子的长短不影响力的大小和方向的表示，故Ａ错误；
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；
C．两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，故C正确；
D．两绳之间的夹角不能太大，也不能太小，不需要垂直，故D错误。
故选BC。
12．两个拉力的方向（或两细绳的方向）
结点到达同一位置O（或结点仍处于O点）
【详解】
(1)[1][2]在做实验时，先用两个弹簧测力计通过细绳互成角度的拉橡皮条，使结点移到某一位置，此时需记下：结点的位置O、两弹簧测力计的示数、两个拉力的方向（或两细绳的方向）。然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，使结点到达同一位置O（或结点仍处于O点），再记下相关实验数据；
(2)[3]实验结果如图乙所示，图中F是两个分力合力的理论值，F′是两个分力拉力合力的实验值，则与橡皮条方向在同一直线上的力是F′。
13．见解析
【详解】
因为重力的方向竖直向下，所以悬挂重锤的细线一定在竖直方向上。若细线与墙壁保持平行，则说明墙壁竖直。
14．（1）60
N；（2）78
N，78
N；（3）78
N
【详解】
地面对物体的滑动摩擦力大小为
Ff＝μFN＝μG＝0.39×200
N＝78
N
（1）用60
N的水平推力推物体时，推力小于地面对物体的最大静摩擦力，物体仍保持静止，根据平衡条件得地面对物体的摩擦力大小是
F静＝F1＝60
N
（2）物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，水平推力与滑动摩擦力平衡，则有水平推力
F2＝Ff＝78
N
当推力减小到30
N时，摩擦力不变，仍为78
N。
（3）若撤去外力，直到物体停止前，地面对物体的滑动摩擦力大小为78
N。
15．（1）；；；（2）mg，此时F与水平方向的夹角为30°
【详解】
（1）O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上。A、B间的绳子无拉力，O、A间的绳子的拉力大小为mg，对B受力分析可知，当F与OB垂直时，拉力最小，此时O、B间的绳子的拉力大小为
mg
（2）F的最小值为
mg
此时F与水平方向的夹角为30°
16．，
【详解】
由
解得
由
解得
由牛顿第三定律可知，正方体物块对AB的压力大小为
对BC的压力大小为