2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册第三章 相互作用 核心素养定心卷（word版含答案）

第3章 相互作用 核心素养定心卷
一、单选题。本大题共8小题，每小题5分，共40分，每小题只有一个选项符合题意。
1．如图所示，M、N两物体叠放在一起，在恒力作用下，保持静止状态，则关于两物体受力情况的说法正确的是（　　）
A．物体M与墙之间一定没有弹力和摩擦力B．物体M与N之间可能无摩擦力
C．物体N可能受到4个力D．物体M可能受到6个力
2．如图所示，一根轻弹簧上端固定在O点，下端拴一个钢球P，球处于静止状态。现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中弹簧与竖直方向的夹角θ<90°，且弹簧的伸长量不超过弹性限度，并始终保持外力F的方向水平，则图中给出的弹簧伸长量x与cosθ的函数关系图象中，最接近的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，水平地面上有一铁板，铁板上有一倾角为的活动木板，质量分别为mA和mB的物体A、B用轻绳连接后跨过滑轮，A、B均处于静止状态。现将木板的倾角缓缓减小到10°， A与斜面始终保持相对静止，B物体始终悬在空中。已知mA =2mB，不计滑轮摩擦。 下列说法正确的是（　　）
A．绳子对A的拉力将减小B．铁板对地面的压力将逐渐减小
C．地面对铁板的摩擦力将逐渐增大D．物体A受到的摩擦力先减小后增大
4．如图所示，原长分别为和、劲度系数分别为和的轻质弹簧竖直的悬挂在天花板下，两弹簧之间有一质量为的物体，最下端悬挂着质量为的另一物体，整个装置处于静止状态。现用一个平板把下面的物体竖直地缓缓向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，这时平板受到下面的物体的压力大小是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，固定的四分之一粗糙圆弧轨道的圆心在竖直墙上的O点，A点与O点在同一高度，轻弹簧一端固定在O点，另一端连接质量为m的小物块，物块静止在轨道上，弹簧与竖直方向的夹角，重力加速度为g，则（　　）
A．轨道对物块一定有支持力 B．弹簧一定处于伸长状态
C．弹簧一定处于压缩状态 D．轨道对物块不一定有支持力
6．如图所示，斜面的倾角为，轻绳一端固定于天花板，另一端通过两个滑轮与物块甲相连，动滑轮悬挂物块乙后，甲、乙保持静止，此时动滑轮两边轻绳的夹角为。已知甲的质量为m，甲与斜面间的动摩擦因数为，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦，则乙的质量可能为（　　）
A． B． C． D．
7．水上滑翔伞是一项刺激的水上运动，如图所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，稳定时做匀速直线运动，游客可以在空中体验迎风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将座椅和人作为研究对象，简化为如图所示的模型，座椅和人受到牵引绳、滑翔伞的作用力分别为、，其中斜向左下方，斜向右上方。若滑翔伞在水平方向受到的空气阻力与水平速度成正比，在竖直方向上受到的空气作用力保持不变。现提高游艇速度再次稳定时，座椅和人受到牵引绳滑翔伞的作用力分别为、，则（　　）
A．牵引绳对座椅和人的作用力
B．滑翔伞对座椅和人的作用力
C．滑翔伞对座椅和人的作用力可能小于座椅和人的重力
D．滑翔伞对座椅和人的作用力与座椅和人的重力的合力方向可能水平向右
8．如图所示，斜劈置于水平地面上，斜劈上方固定着一根水平直杆，穿在直杆上的滑块P通过不可伸长的轻绳与斜劈上的光滑小球Q相连，滑块P、小球Q及斜劈均处于静止状态，现把滑块P向左移动少许，整个系统仍然静止，则移动后和移动前相比（　　）
A．斜面对球Q的弹力变小 B．滑块P受到的摩擦力变大
C．地面对斜劈的支持力变小 D．地面对斜劈的摩擦力不变
二、多选题。本大题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有两项或以上符合题意。
9．如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以确定（　　）
A．弹簧的原长为8cm
B．弹簧的劲度系数为200N/m
C．弹簧伸长12cm时弹力大小为8N（弹簧伸长量在弹性限度内）
D．弹簧伸长12cm时弹力大小为24N（弹簧伸长量在弹性限度内）
10．如图所示，质量的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量的小球B相连。今用与水平方向成角的力拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中木块、小球的相对位置保持不变，取，下列说法正确的是（　　）
A．运动过程中轻绳与水平方向的夹角
B．运动过程中轻绳与水平方向的夹角
C．轻绳对B的拉力大小
D．木块与水平杆间的动摩擦因数
11．如图所示装置，物体P和Q处于静止状态，左侧绳子与水平天花板的夹角，物体Q的质量为1.0kg，取，已知，，则（　　）
A．可知物体P的质量为1.6kg
B．可知物体P的质量为1.2kg
C．若将绳子结点O的位置左移，则将变小
D．若将绳子结点O的位置左移，则将不变
12．如图所示，倾斜直杆的左端固定在水平地面上，与地面成角，杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．a受杆的弹力方向垂直杆向上 B．杆对a的支持力大小为
C．绳对a的拉力大小为 D．b受到杆的弹力大小为
三、解答题。本大题共4小题，共40分，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
13．同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮和，将绳子打一个结点，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三段绳子的拉力、和，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验能完成的是_______
A．钩码的个数，B．钩码的个数，
C．钩码的个数D．钩码的个数，，
（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是_______
A．标记结点的位置，并记录、、三段绳子的方向
B．量出、、三段绳子的长度
C．用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
（3）根据实验原理及操作，按要求规范作图时，你认为图中______是正确的。（填“甲”或“乙”）
14．如图所示，A物体被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B物体放在粗糙的水平桌面，小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点，是三根细线的结点，水平拉着B物体，沿竖直方向拉着弹簧。弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，弹簧的劲度系数为，物体A的质量为。整个装置处于静止状态时，弹簧的长度为，。（g取，，）求：
（1）桌面对B物体的摩擦力的大小；（2）弹簧的原长；（3）与水平方向的夹角θ。
15．如图所示，一本大字典置于桌面上，一张A4纸(质量和厚度均可忽略不计)夹在字典最深处。假设字典的质量分布均匀，同一页纸上的压力分布也均匀，字典总质量M=3kg，宽L=20cm，高H=6cm，A4纸上、下表面与书页之间的动摩擦因数均为μ1=0.5，字典与桌面之间的动摩擦因数为μ2，各接触面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平向右拉动A4纸，当A4纸上方部分字典的高度h为4cm时，字典恰好能被拖动。重力加速度g取10m/s2，求：
（1）A4纸受到字典对白纸的正压力；（2）字典与桌面之间的动摩擦因数μ2；
（3）若将A4纸夹在字典最深处，A4纸上方部分字典的高度h为3cm，用水平向右的拉力F将A4纸从字典中匀速抽出，当A4纸抽出位移为x时，写出A4纸受到的压力FN、拉力F与A4纸位移x的函数表达式。(在抽出A4纸的过程中，只有与A4纸上方重叠部分的字典才对A4纸有压力)
16． 如图所示，质量为m1=4kg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端与放置在水平面上的质量为m2=8kg的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲、乙均处于静止状态。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan37°=0.75，g=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）物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？
（3）假设三段轻绳能承受的最大拉力均为70N，欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，如果物体乙与水平面之间的动摩擦因数为则物体甲的质量m1最大不能超过多少？如果物体乙与水平面之间的动摩擦因数为则物体甲的质量m1最大不能超过多少？
参考答案
1．A
【解析】A．对M、N整体进行受力分析，受到重力和恒力F，墙对M没有弹力，则没有摩擦力，否则水平方向上的合力不为0，A正确；
BC．对N进行受力分析，N受到重力，M对N的支持力以及M对N向上的摩擦力，物体M和N之间一定有摩擦力，物体N总计受到3个力，BC错误；
D．物体M受到重力，恒力F，N对M的压力和摩擦力，总计4个力，D错误。
故选A。
2．D
【解析】
对小球进行研究，分析受力情况：重力mg、水平外力F和弹簧的弹力F1，由平衡条件得
又由胡克定律得
则有
得
由数学知识得知，k、mg一定，x与cosθ成反比，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】A．绳子对A的拉力保持不变，所以A错误；
B．对整体受力分析，根据平衡条件有
将木板的倾角缓缓减小到10°时，铁板对地面的支持力与倾斜角无关，保持不变，铁板对地面的压力也保持不变，所以B错误；
C．对整体受力分析，根据平衡条件可知，整体只受重力与支持力，所以地面的摩擦力为0，则C错误；
D．根据平衡条件有
由于
mA =2m B
所以开始时摩擦力沿斜面向上，当将木板的倾角缓缓减小到30°时，摩擦力减到0，将木板的倾角缓缓减小到10°时，摩擦力沿斜面向下，所以物体A受到的摩擦力先减小后增大，则D正确；
故选D。
4．B
【解析】根据题意可知，用平板托起稳定后，上面的弹簧处于拉伸状态，下面的弹簧处于压缩状态，并且两弹簧的形变量相同，则有
，
联立解得
根据牛顿第三定律得，平板受到下面的物体的压力大小是。
故选B。
5．A
【解析】AD．物块静止在轨道上，对小物块做受力分析有
即摩擦力不为零，有摩擦力必有弹力，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，D错误A正确；
BC．假设滑块受重力、支持力、摩擦力，三个力的合力可以为0，即物体可以不受弹簧的弹力，则弹簧可以处于原长，不一定处于压缩或伸长状态，BC错误。
故选A。
6．B
【解析】当甲恰好不下滑时，对甲
解得
对乙，根据平衡条件
解得
当甲恰好不上滑时，对甲
解得
对乙，根据平衡条件
解得
故乙的质量取值范围为
故选B。
7．A
【解析】A．设和与竖直方向的夹角分别为、，水平方向
由题知速度变大时空气阻力变大，即的水平分量变大，也一定变大，即，故A正确；
B．滑翔伞在竖直方向上受到的空气作用力保持不变，水平方向受到空气的作用力与水平速度成正比，由力的合成知是空气对滑翔伞水平分力与竖直分力的合力，因此速度增大时空气对滑翔伞的作用力会变大，即，故B错误；
C．竖直方向上，由平衡条件有
因此一定大于座椅和人的重力，故C错误；
D．再次稳定时，由于、与座椅和人的重力三力平衡，与座椅和人的重力的合力与等大反向，不可能沿水平方向，故D错误。
故选A。
8．B
【解析】A．对小球受力分析如图所示，小球受力平衡，现把滑块P向左移动少许，则拉力T与水
平方向夹角减小，G的大小方向不变，由平衡条件和力合成的三角形定则，可得如图所示的
力合成图，可得斜面对球Q的弹力变大，A错误；
B．斜面对球Q的支持力变大，方向不变，所以支持力在水平方向的分力变大，在竖直方向的分力变大，则有绳上拉力在水平方向的分力变大，对滑块P，受重力、杆的支持力、绳的拉力、直杆的摩擦力，由平衡条件可知，水平方向的合力是零，可知滑块受直杆的摩擦力变大，B正确；
C．由选项A分析可知，斜面对球Q的支持力变大，支持力在竖直方向的分力增大，由牛顿第三定律可知，球Q对斜面的压力增大，斜劈对地面的压力增大，地面对斜劈的支持力变大，C错误；
D．把P、Q和斜劈看成一个整体，地面对斜劈的摩擦力大小等于水平杆对滑块的摩擦力，方向相反，因直杆对滑块的摩擦力变大，所以地面对斜劈的摩擦力也变大，D错误。
故选C。
9．BD
【解析】A．当弹力为零时，弹簧处于原长，则原长
故A错误；
B．当弹簧的长度为12cm时，弹力为8N，此时弹簧压缩量
根据胡克定律得
故B正确；
CD．当弹簧的长度为12cm时，弹力为8N，弹簧伸长12cm时弹力大小为24N，故C错误，D正确；
故选BD。
10．AD
【解析】ABC． 对小球，由平衡条件可得
Fcos30°=Tcosθ
Fsin30°+Tsinθ=mg
解得
T=10N
tanθ=
即
θ=30°
故A正确，BC错误；
D．木块M受力如下图所示：
由平衡条件得
FN=Tsinθ+Mg
f=Tcosθ
滑动摩擦力为
f=μFN
联立解得
μ=
故D正确。
故选AD。
11．BD
【解析】AB．对Q受力分析由平衡可知，绳子中拉力大小为10N，对P受力分析，设绳子拉力为T，由平衡条件可知
则物体P的质量为1.2kg，故A错误，B正确；
CD．由Q受力平衡可知，绳子中的拉力不变，滑轮两侧的绳的拉力的合力大小等于P物体的重力大小，则有
可知
则若将绳子结点O的位置左移，则 将不变，故C错误，D正确。
故选BD。
12．AD
【解析】当a、b静止时，受力分析如图所示
对a由平衡条件可得
联立解得
，
所以A正确；BC 错误；
D对b分析，由平衡条件可知，b受到杆的弹力大小为
所以D正确；
故选AD。
13．BCD A 甲
【解析】（1）[1]钩码均相同，则钩码个数就代表力的大小，所以O点受三个力处于平衡状态，如图所示：
由平行四边形定则可知：OA、OB、OC分别表示三个力的大小，三角形的三个边表示三个力的大小。根据三力合成的法则可知，A选项中，1、1、3不可以构成三角形，则结点不能处于平衡状态；B选项中，2、2、3可以构成三角形，则结点能处于平衡；C选项中，3、3、3可以构成三角形，则结点能处于平衡；D选项中，3、4、5可以构成三角形，则结点能处于平衡；故选BCD。
（2）[2]为验证平行四边形定则，先标记结点O的位置，作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故A选项正确。
（3）[3]以O点为研究对象，F3的实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际。
14．（1）；（2）25cm；（3）
【解析】（1）设细线的拉力为，细线的拉力为，细线的拉力为，以节点为研究对象，由平衡条件得
又
联立解得
以B物体为研究对象，由平衡条件得地面对B物体的摩擦力为
（2）弹簧的形变量为
则弹簧的原长
（3）因为同一根绳子间的张力相等，故OP延长线的方向沿绳子张角的角平分线，根据几何关系可知
则OP与水平方向的夹角为。
15．（1）20N；（2）；（3）
【解析】（1）（2）当A4纸上方部分字典的高度h为4cm时，即高于桌面2cm，字典恰好能被拖动，则A4纸上方部分字典的质量为m，则有
对字典受力平衡，则在竖直方向上有
故根据牛顿第三定律可知，A4纸受到字典对白纸的正压力为20N；
在水平方向有，A4纸对字典的摩擦力
而
，
代入数据得
（3）A4纸夹在离桌面的高度为3cm处，高于2cm，所以字典拖不动，当A4纸抽出位移为x时，纸上方的压力
此时A4纸受到的拉力大小
联立得
代入数据解得
16．（1）；；（2），方向水平向左；（3）5.6kg；3.2kg
【解析】（1）对结点，由平衡条件有
（2）对于乙物体，根据共点力的平衡条件可知摩擦力为
方向水平向左；
（3）当时，乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值为
此时绳的拉力大小为
结果表明绳先断裂，物体乙不会滑动，因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，则不断即可，物体甲的最大质量满足
解得
当时，乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值为
此时绳的拉力大小为
结果表明绳未断裂，物体乙会滑动，因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，则乙物体不滑动即可，物体甲的最大质量为