2021-2022学年高一物理上学期鲁科版（2019）必修第一册第3章 相互作用 核心素养提高卷

第3章 相互作用 核心素养提高卷
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，A、B两个物块的重力分别是，，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（　　）
A．和 B．和
C．和 D．和
2．如图所示，若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别是F1和F2，则（　　）
A．F1向下，F2向上，且F1＝F2 B．F1向下，F2向上，且F1>F2
C．F1向上，F2向上，且F1＝F2 D．F1向上，F2向下，且F1＝F2
3．如图物体A、B相互叠加，分别在水平面和斜面上一起做匀速或变速直线运动，则A、B间不存在摩擦力的是（　　）
A．图①和图③ B．图①和图② C．只有图③ D．只有图①
4．如图所示，一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙，底部有一阀门，打开阀门让细沙慢慢流出的过程中，球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会（ ）
A．一直下降 B．一直不变
C．先下降后上升 D．先上升后下降
5．如图所示，水平面上复印机纸盒里放一叠复印纸（约50张），每一张纸的质量均为m．用一摩擦轮以竖直向下的力F压第1张纸，并以一定角速度顺时针转动摩擦轮，确保摩擦轮与第1张纸之间、第1张纸与第2张纸之间均有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因数为μ1，纸张间的动摩擦因数均为μ2．复印机正常工作时，下列说法不正确的是：( )
A．第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左
B．第2张纸与第3张纸之间不可能发生相对滑动
C．复印机正常工作时必须满足 这一条件
D．第15张纸因为处于静止状态，所以不受任何摩擦力
6．缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中A．B为原长相等，劲度系数k1．k2（k1≠k2）的两个不同的轻质弹簧．下列表述正确的是（　　）
A．装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动稳定后，两弹簧产生的弹力之比F1：F2=k1：k2
C．垫片向右移动稳定后，两弹簧的长度之比l1：l2=k2：k1
D．垫片向右移动稳定后，两弹簧的压缩量之比x1：x2=k2：k1
7．如图所示，在研究摩擦力的实验中，通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F，小桶的质量忽略不计，则小物块A所受的摩擦力f随拉力F的变化关系是（ ）
A． B． C． D．
8．物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为μ＝0.2．从t＝0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，则下图中能反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图象是（取向右为正方向，g＝10 m/s2）（ ）
A． B．
C． D．
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，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连。斜面的倾角可以改变，讨论物块M对斜面的摩擦力的大小，则有（　　）
A．若物块M保持静止，则角越大，摩擦力一定越大
B．若物块M保持静止，则角越大，摩擦力可能越小
C．若物块M沿斜面下滑，则角越大，摩擦力越大
D．若物块M沿斜面下滑，则角越大，摩擦力越小
10．物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁，如图所示，a处于静止状态，则关于a受的摩擦力的下列说法中不正确的是（ ）
A．a受的摩擦力有两个
B．a受的摩擦力大小不随F变化
C．a受的摩擦力大小随F的增大而增大
D．a受的摩擦力方向始终竖直向下
11．某人骑一普通自行车，在水平路面上用脚蹬车前进，两轮皆不打滑，下列说法正确的是（　　）
A．前轮受静摩擦力，方向向后
B．前轮受静摩擦力，方向向前
C．后轮受静摩擦力，方向向后
D．后轮受静摩擦力，方向向前
12．如图甲所示，一个轻质弹簧右端固定在传感器上,传感器与电脑相连．当对弹簧的左端施加变化的水平拉力时，在电脑上得到了弹簧形变量x与弹簧弹力大小F的关系图像（如图乙），弹簧始终在弹性限度内．则下列判断正确的是（ ）
A．弹簧产生的弹力与弹簧的长度成正比
B．根据图像，当弹簧形变量x=15cm时，弹力F=30N
C．该弹簧的劲度系数是2 N/m
D．当对弹簧的左端施加水平压力时,弹簧劲度系数不变
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．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验。
(1)实验中还需要的测量工具有：______
(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x，由图可知：图线不通过原点的原因是由于______；弹簧的劲度系数k=______N/m。计算结果保留2位有效数字，重力加速度g=9.8m/s2
(3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图象，下列正确的是______。
A．a的原长比b的长 B．的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小 D．弹力与弹簧长度成正比
14．如图所示，质量为m的物体A压在放于地面上的竖直的劲度系数为k1轻弹簧上，上端与劲度系数为k2的轻弹簧相连，轻弹簧k2上端与质量也为m物体B相连，物体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P相连，A、B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，当弹簧k1恰好恢复原长时，（小桶一直未落地）求
（1）小桶P内所加人的细砂质量；
（2）小桶在此过程中下降的距离．
15．一根弹簧原长10cm,劲度系数为200N/m,用此弹簧水平拉一重为20N的物体,如图所示,求
（1）当弹簧长为11cm时,物体未动,求此时物体所受的静摩擦力的大小;
（2）当弹簧长为12.5cm时,物体刚好开始运动,则物体与地面间的最大静摩擦力为多大;
（3）物体与平面间的动摩擦因数μ=0.22,则当物体匀速运动时,它所受到的滑动摩擦力为多大？求此时弹簧的长度.
16．如图所示，一木板B放在水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过水平轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上，用力向左拉动B，使它向左匀速运动，这时弹簧秤的读数恒为，已知A、B两物体的质量分别为，，，求：
（1）A、B间摩擦因数；
（2）B与地面间的摩擦因数。
参考答案
1．D
【解析】弹簧可能是压缩状态，也可能是拉伸状态。设绳子的拉力，地板的支持力，弹簧的弹力为F。分情况讨论：(1)如果弹簧是压缩状态时，A、B受力图如图所示
对物体A
对物体B
由于
、、
计算可得
，
(2)如果弹簧是拉伸状态时，图中的F分别反向。对物体A
对物体B
计算可得
，
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．C
【解析】由题意可知，无论小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫受重力、摩擦力作用，故二力平衡，即重力的大小等于摩擦力的大小，重力的方向和摩擦力的方向相反，重力的方向竖直向下，摩擦力的方向总是竖直向上。
故选C。
3．D
【解析】图①中，AB一起匀速运动，A受到重力和支持力处于平衡状态，作匀速直线运动．若受到B对A的摩擦力则A不能平衡，所以图①中AB间不存在摩擦力；
图②中，AB一起匀减速运动，竖直方向上 A受到重力和支持力，水平方向上，A做匀减速运动，则存在B对A向左的摩擦力，所以图②中AB间存在摩擦力；
图③中，AB一起做匀速运动，A受到重力和支持力、拉力F以及B对A向左的摩擦力处于平衡状态，作匀速直线运动，所以图③中AB间存在摩擦力。
故选D。
4．C
【解析】装满细沙的球壳和细沙整体的重心在球心，随着细沙从阀门不断流出，重心位置不断下降，当细沙快流完时，重心又上升，最后处于球心，故重心的位置先下降后上升，故ABD错误，C正确；
故选：C；
5．D
【解析】A．因为轮是顺时针转动，相对第一张纸有向左转动，所以轮受到向右的摩擦力，故纸受到轮向右的摩擦力，A正确；
B．复印机正常工作时只有第一张纸发生滑动，其他的不动，即第2张纸到第3张纸之间不可能发生相对滑动，B正确；
C．要使第一张纸发生运动，则轮给的摩擦轮必须大于第二张纸给的摩擦力，即
故要使等式成立，必须满足
这一条件，C正确；
D．1对2有滑动摩擦力，2对3，3对4，…，14对15，15对16，…都有静摩擦力，D错误。
故选D。
6．D
【解析】A．装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数有关，劲度系数小的缓冲效果好，A错误；
B．当垫片向右移动稳定后，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力大小相等，B错误；
C．当垫片向右移动稳定后，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力大小相等，根据胡克定律知，压缩量之比为x1：x2=k2：k1，而此时弹簧的长度为原长减去压缩量，所以两弹簧的长度之比l1：l2≠k2：k1，C错误；
D．垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不同。
故D正确。
7．B
【解析】试题分析：静摩擦力，随着F的增大而增大，当F达到最大静摩擦力后车滑动，与A间是滑动摩擦力，比最大静摩擦力稍小．
解：当F较小时，小车不动，与A间是静摩擦力，随着F的增大而增大，当F达到最大静摩擦力后车滑动，与A间是滑动摩擦力，比最大静摩擦力稍小，之后F增大摩擦力不变．
故选B
8．A
【解析】物块首先受到滑动摩擦力，大小f=μmg=2N，方向水平向左，做匀减速直线运动，当速度减为0，物块处于静止，所受的摩擦力为静摩擦力，大小为f=1N，方向水平向右．
故选A。
9．BD
【解析】AB．物体m受到重力mg和拉力F，处于平衡状态
对滑块M受力分析，受重力Mg、支持力 、拉力F和静摩擦力，其中静摩擦力方向取决于拉力F和重力的下滑分量的大小，若
受力如图
根据平衡条件，有
故越大，越大
若
受力如图
根据平衡条件，有
故越大，越小
A错误B正确；
CD．由于物体M下滑，所以物体所受到滑动摩擦力，有
由于是在斜面上
当增大时，减少（0～90度），所以减少，C错误D正确；
故选BD。
10．ACD
【解析】对于a，由于墙壁光滑，只受到b对a的摩擦力，最终受重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的静摩擦力处于平衡，则b对a的摩擦力等于a的重力，方向竖直向上，F增大，摩擦力大小不变，始终等于a的重力；故B正确，ACD错误；
本题选不正确的，故选ACD。
11．AD
【解析】因为自行车驱动轮在后，前轮是从动轮，正常前进时，后轮相对地面有向后运动的趋势，则地面给后轮一个水平向前的摩擦力，这个摩擦力驱动自行车向前运动，当前轮向前运动时，地面的摩擦力将阻碍它向前运动，故地面对前轮的摩擦力方向是水平向后。
故选AD。
12．BD
【解析】根据胡克定律可知：F=k（l-l0）=kx，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A错误；根据图像可知，当弹簧形变量x=15cm时，弹力F=30N，选项B正确；在弹力与弹簧形变量图象上，图象的斜率表示劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是，故C错误；弹簧的劲度系数由弹簧本身决定，与外力无关，因此由实验可知该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变，故D正确．故选BD．
13．刻度尺 测量弹簧的原长时，弹簧没有处于自然下垂状态。 4.9 B
【解析】(1)[1]实验需要测量弹簧伸长的长度，需要刻度尺．
(2)[2]测量弹簧的原长时，弹簧没有处于自然下垂状态。
[3]由图线乙，弹簧的劲度系数
(3)[4] A．由图丙知，F-L图像横坐标的截距表示原长，故b的原长比a的长， A错误；
BC．斜率越大，劲度系数越大，a的劲度系数比b的大， B正确，C错误；
D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，D错误。
故选B。
14．（1）2m （2）2mg()
【解析】（1）当k1恢复原长时，对AB整体分析，绳子的拉力为 F=2mg，即小桶中细砂的质量为2m．
（2）开始时，对AB分析，
k1x1=2mg
弹簧k1的压缩量为：
对B分析，k2x2=mg，弹簧k2的压缩量为：
当k1恢复原长时，对A分析，k2x2′=mg，弹簧k2的伸长量为：
在此过程中，小桶下降的距离为：
15．（1）2N（2）5N（3）4.4N；0.122m
【解析】
（1）物体水平方向受力平衡：；
（2）刚好开始运动，则最大静摩擦力：;
（3）物体匀速运动时，根据滑动摩擦力公式：；
由物体匀速运动，则：，得．
16．（1）（2）
【解析】由于木板匀速，木块A静止，则木块A的滑动摩擦力的大小与弹簧弹力相等，故
解得
由于木板向左做匀速运动对木板受力分析有，水平方向
解得木板B与地面间的摩擦因数