第三章 相互作用 单元过关检测（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第一册
第三章
相互作用
单元过关检测（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共60分）
1．如图所示，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则（
）
A．绳子对A的拉力小于A受的静摩擦力
B．A受的重力和桌面对A的支持力是一对作用力和反作用力
C．A对桌面的摩擦力的方向是水平向右的
D．A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的
2．如图所示，起重机将重为G的重物匀速吊起，此时四条钢索与竖直方向的夹角均为60°，则每根钢索中弹力大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．如下图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，滑块b置于光滑斜面上，通过细绳跨过轻质定滑轮与物体a连接。连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上，整个系统保持静止。已知物块a、b、c的质量分别为5m、4m、3m，重力加速度为g，不计滑轮的质量和摩擦，下列说法中不正确的是（　　）
A．杆对轻滑轮的作用力大小为
B．地面对c的摩擦力为2mg
C．c对地面的压力为6mg
D．剪断轻绳的瞬间，a的加速度大小为
4．如图所示，在水平放置的木棒上的M、N两点，系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小金属环。现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度，则关于轻绳对M、N两点的拉力F1、F2的变化情况，下列判断正确的是（　　）
A．F1和F2都变大
B．F1变大，F2变小
C．F1和F2都变小
D．F1变小，F2变大
5．固定水平板的两端分别装有定滑轮A、B，物块P放在平板上，两段细线分别绕过定滑轮连接在物块P点，两细线的另一端连接在质量为m的小球Q上，P、Q均处于静止，段的细线竖直，重力加速度为g，则物块P受到平板的摩擦力（　　）
A．为0
B．等于
C．小于
D．大于
6．单兵飞行器使得人类像鸟儿一样自由飞行的梦想成为现实。某士兵驾驶单兵飞行器（由燃油背包和脚下的喷射器组成）在无风的晴朗天气里沿水平方向匀速飞行的场景如图所示，喷射器引擎沿士兵身体所在直线的方向斜向后喷气，士兵身体与水平面的夹角为，受到的空气阻力大小（其中k为常量，v是飞行速度的大小），不计喷气过程燃油的减少，则士兵飞行的速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法错误的是（　　）
A．第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左
B．第10张纸与第11张之间的摩擦力大小可能为
C．第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为
D．若，则进纸系统不能进纸
8．如图所示，用一轻绳将光滑小球Р系于竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q，P、Q均处于静止状态，现有一铅笔紧贴墙壁从О点开始缓慢下移，则在铅笔缓慢下移的过程中（　　）
A．细绳的拉力逐渐变大
B．Q受到墙壁的弹力逐渐变大
C．Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大
D．Q将从墙壁和小球之间滑落
9．如图所示，物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍增大水平力F，而物体和斜面仍能保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．斜面对物体的静摩擦力不一定增大
B．斜面对物体的静摩擦力一定增大，支持力也一定增大
C．物体所受的合力不变
D．斜面底部受到地面的摩擦力为F，方向水平向左
10．如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F作用在该物块上。在保证物块不相对木板滑动的情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度。在此过程中下面说法正确的是（　　）
A．物块所受支持力一定变大
B．物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变
C．物块所受摩擦力可能变小
D．物块所受摩擦力一定变大
11．如图所示，甲、乙两个物体系在一根通过定滑轮（质量忽略不计）的轻绳两端，甲放在水平地板上，乙被悬挂在空中，若将甲沿水平地板向右缓慢移动少许后甲仍静止，则（　　）
A．轻绳对甲的拉力变大
B．甲对地面的压力减小
C．甲所受的静摩擦力减小
D．悬挂滑轮的绳的张力变小
12．如图所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是（　　）
A．球对墙壁的压力逐渐增大
B．地面对长方体物块的支持力逐渐增大
C．地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大
D．水平拉力F逐渐减小
第II卷（非选择题）
二、解答题（共40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．如图所示，质量为50kg的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引质量为20kg的物体，当绳与水平面成60°角时，物体处于静止状态.不计滑轮与绳的摩擦。求地面对人的支持力的大小和摩擦力的大小。
15．如图所示，倾角为θ=的斜面上放着一个木箱，F与水平方向成角。分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力。试在图中作出分力Fx和Fy，并计算它们的大小。
16．如图所示，某同学通过三段轻绳提起一质量为m1=1kg的物体A，三段轻绳的结点为O，轻绳OQ水平且Q端与放在水平桌面上一质量为m2的物体B相连，轻绳OP与竖直方向的夹角θ=37°。该同学和物体A、B均处于静止状态。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OP受到的拉力大小和物体B受到的摩擦力大小；
(2)若物体B的质量m2=5kg，保持结点O的位置不变，缓慢增大物体A的质量，当物体A的质量为2kg时物体B刚好开始滑动，求物体B与水平桌面之间的动摩擦因数。
参考答案
1．C
【解析】由于物体A处于平衡状态，则绳子对A的拉力等于A受的静摩擦力，A错误；A受的重力和桌面对A的支持力是一对平衡力，不是作用力与反作用力，B错误；由于细线对A的拉力水平向右，所以桌面对A的摩擦力水平向左，而A对桌面的摩擦力的方向是水平向右，C正确；A对桌面的压力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力，总是相等，方向相反，且作用于两个物体．但不是平衡的，D错误．
【点睛】平衡力与作用力与反作用力的区别与联系，前者是共同作用在一个物体上，当物体平衡时，平衡力才相等．而后者作用在两个物体上，大小总是相等，不论是运动还是静止，不论是加速还是减速．
2．C
【详解】
由平衡条件可知，在竖直方向满足
解得
C正确。
故选C。
3．B
【详解】
A．对滑轮受力分析，利用平衡条件可得
对b受力分析有
解得绳子对杆力的大小为
故杆对轻滑轮的作用力大小为，故A正确，不符合题意；
B．对b、c的整体分析，则地面对c的摩擦力
故B错误，符合题意；
C．对b、c的整体分析，有
可得c对地面的压力为6mg，故C正确，不符合题意；
D．剪断轻绳的瞬间，a受的重力和弹簧弹力都没变，对a分析可知加速度为
故D正确，不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】
是一根不可伸长的柔软轻绳，所以绳子的拉力相等,即
根据对称性可知，每边绳子与竖直方向的夹角相等，设为，根据平衡条件可得
木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度后，绳子之间的夹角变小，变大，环的重力保持不变，所以绳子上的拉力变小，选项C正确，A、B、D错误。
故选C。
5．B
【详解】
段的细线竖直，所以AQ段绳子没有拉力，即段的细线的拉力等于mg，根据平衡条件，物块P受到平板的摩擦力等于。
故选B。
6．C
【分析】
本题考查物体的平衡条件，目的是考查学生的推理能力。
【详解】
士兵与飞行器组成的系统受到重力、沿着士兵身体斜向上的喷气反冲力以及水平方向的空气阻力的作用，根据物体的平衡条件，空气阻力的大小
又
联立以上两式解得
故选C。
7．B
【详解】
A．第2张纸相对第3张纸向右运动，所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左，故A正确；
BC．工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，第1张纸对第2张纸的压力为F+mg，所以第2张以下的纸没有运动，只有运动趋势，所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力，大小均为μ2(F+mg)，故B错误，C正确；
D．若μ1=μ2，搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F，第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2（F+mg），则有
搓纸轮与第1张纸之间会发生相对滑动，不会进纸，打印机不会正常工作，故D正确。
本题选错误，故选B。
8．AB
【详解】
AB．小球Р受到重力mg、物块Q的支持力N和细绳的拉力T，画出对应的矢量三角形，如图所示
随着细绳与水平方向夹角的减小，可以看出N和T均增大，即细绳的拉力逐渐变大、Q受到P的压力逐渐变大，可知Q受到墙壁的弹力逐渐变大，AB正确；
CD．Q处于静止状态，受到墙壁的静摩擦力始终等于Q的重力，故保持不变，可知Q不可能从墙壁和小球之间滑落，CD错误。
故选AB。
9．ACD
【详解】
AB．原来斜面对物体的静摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，所以稍微最大水平力F，静摩擦力可能增大，也可能减小，甚至可能大小不变（大小不变，方向改变）；F增大，则物体对斜面的压力
FN=mgcosθ+Fsinθ
也增大，选项A正确，B错误；
C．物体所受的合力总为零不变，选项C正确；
D．对斜面体和物体的整体分析可知，斜面底部受到地面的摩擦力与力F等大反向，即f=F，方向水平向左，选项D正确。
故选ACD。
10．BD
【详解】
设木板与水平面的夹角为θ，对物块进行受力分析可知物块受竖直向下的重力mg、恒力F和垂直木板向上的支持力FN以及沿木板向上的静摩擦力Ff，由于物块始终处于静止状态，故垂直木板方向合力为零，则物块所受支持力与摩擦力的合力与重力和F的合力相平衡，故物块所受支持力和摩擦力的合力不变。根据平衡条件有，在垂直木板方向有
FN＋Fsinθ=mgcosθ
由题意可知θ逐渐增大，故FN逐渐减小，由于摩擦力与支持力的合力不变，当θ逐渐增大时，摩擦力与该合力的夹角逐渐减小，所以摩擦力一定变大。
故选BD。
11．BC
【详解】
设轻绳的拉力为T，拉甲物体时与水平方向夹角为
A．将甲沿水平地板向右缓慢移动少许后，变大，而轻绳拉力T仍等于乙物体的重量，大小保持不变，A错误；
BC．对甲物体进行受力分析可知
而
整理得
随着角度的增大，支持力减小，静摩擦力减小。
BC正确；
D．悬挂滑轮的绳的张力等于两段轻绳拉力的合力，而两段绳子夹角变小，合力变大，因此悬挂滑轮的绳的张力变大，D错误。
故选BC。
12．AD
【详解】
A．对球进行受力分析，如图所示
由几何关系可知
由于长方形物块右移，θ变大，故有N1变大，由牛顿第三定律可知，球对墙壁的压力逐渐增大，故A正确；
B．对小球和长方形物块整体进行受力分析，该整体在竖直方向只受两个力作用，即该整体的重力和地面对整体的支持力，由平衡条件可知，这两个力等大反向，故地面对长方体物块的支持力保持不变，故B错误；
C．由于地面对长方形物块的支持力保持不变，动摩擦因数也不变，则物块所受的摩擦力不变，故C错误；
D．对长方形物块进行受力分析，如图所示
由水平方向合外力为零，则有
解得
由于长方形物块右移，θ变大，f不变，则水平拉力F逐渐减小，故D正确；
故选AD。
13．见解析
【详解】
重力的方向竖直向下，所以悬挂重锤的悬线方向一定在竖直方向上，如果墙壁与悬线平行，则说明墙壁竖直
14．；100N
【详解】
对物体：绳子的拉力等于物体的重力
F=mg
对人水平方向
Fcos60°=Ff
解得
Ff=mgcos60°=100N
竖直方向
FN+Fsin60°=Mg
解得
15．Fx=，Fy=F
【详解】
如图作出分力Fx和Fy
它们的大小
16．(1)12.5N，7.5N；(2)0.3
【详解】
(1)以结点O为研究对象进行受力分析，有
由平衡条件可知，竖直方向有
解得轻绳OP的拉力大小
FOP=12.5N
水平方向有
解得轻绳OQ受到的拉力大小
FOQ=7.5N
物体B受到OQ绳的拉力F和水平桌面的静摩擦力作用，且
由平衡条件得
(2)当物体B刚开始滑动时，受到的靜摩擦力达到最大值，有
由平衡条件得
解得物体B与水桌平面之间的动摩擦因数
μ=0.3