2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册第3章 相互作用 单元综合检测卷（word版含答案~）

第3章 相互作用 单元综合检测卷
一、单选题
1．如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为( )
A．（M＋m）g B．（M＋m）g－F
C．（M＋m）g＋Fsinθ D．（M＋m）g－Fsinθ
2．如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（　　）
A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上
C．M处受到的静摩擦力沿MN方向 D．N处受到的静摩擦力沿水平方向
3．张明同学双手握住竖直竹竿匀速攀上和匀速滑下的过程中，张明受到的摩擦力分别为f1和f2，那么(　　)
A．f1和f2都是静摩擦力
B．f1和f2都是滑动摩擦力
C．f1方向竖直向下，f2方向竖直向上，且f1＝f2
D．f1方向竖直向上，f2方向竖直向上，且f1＝f2
4．如图所示，木板B放在水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用力F向左拉动B，使它以速度v做匀速运动，这时绳的张力为T.下面说法正确的是（ ）
A．B受到的滑动摩擦力大小等于T
B．水平面受到的滑动摩擦力大小等于T
C．A受到的滑动摩擦力大小等于T
D．若木板以2v的速度匀速运动，则拉力应为2F
5．一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图所示．现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．系统的重心慢慢下降 B．系统的重心先上升后下降
C．系统的重心先下降后上升 D．有可能绳的方向不竖直
6．质量为m的杆AB，处于静止状态，A端用细绳竖直悬挂，B端放在地板上，如图所示，下列有关杆B端所受摩擦力的说法中，正确的是(　 　)
A．B端受到的静摩擦力方向向右
B．B端受到的静摩擦力方向向左
C．B端受到的静摩擦力沿细杆AB斜向下
D．B端不受静摩擦力作用
7．如图所示，在“探究弹簧弹力与伸长的关系”实验中，若测得不挂钩码时弹簧长度为8.00cm，在其下端挂上一个钩码时弹簧长度为10.00cm，当挂上三个相同的钩码时，弹簧长度为（）
A．6.00 cm B．12.00 cm C．14.00 cm D．16.00 cm
8．如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车，装满沙子．沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1），下列说法正确的是
A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tan θ=μ2
B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sin θ>μ2
C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tan θ>μ1
D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>μ1>tan θ
二、多选题
9．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧短0.20m，它们的下端固定在地面上，而上端自由，如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则小、大两弹簧的劲度系数分别是、，则（　　）
A．，
B．，
C．当压缩距离0.3m时，小弹簧弹力为20N，大弹簧弹力为30N
D．当压缩距离0.3m时，小弹簧弹力为30N，大弹簧弹力为20N
10．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在水平地面上，另一端与斜面体P连接，P与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所收到的外力个数有可能为（ ）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
11．如图所示，两个完全相同的光滑球的质量为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间．若缓慢转动挡板至斜面垂直，则在此过程中（　　）
A．A，B两球间的弹力不变 B．B球对挡板的压力逐渐减小
C．B球对斜面的压力逐渐增大 D．A球对斜面的压力逐渐增大
12．如图所示，一小球用三根轻绳挂于天花板上，小球静止，绳1、3倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力可能有(　　)
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
三、解答题
13．用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。把一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，水平弹簧秤的示数为T，此时木块A受到的滑动摩擦力的大小等于_______，若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块A受到的摩擦力的大小将_______（填变大、变小或不变）。
14．一根轻质弹簧，当它上端固定，下端悬挂重为的物体时，长度为；当它下端固定在水平地面上，上端压该物体时，其长度为，弹簧的劲度系数是_________，如果用该弹簧水平拉着该物体在水平地面上匀速运动，弹簧长度为________。（）
15．(1)在“探究求合力的方法”实验中要用到弹簧秤,下图弹簧秤的读数是_______N；
(2)此实验主要步骤如下：
A．在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记下O点的位置,读出两个弹簧秤的示数F1和F2
D．按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边做平行四边形,求出合力F；
E.只用一只弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图；
F.比较力和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论．
在ABCDEF中有重要遗漏的步骤的序号是_______和__________；
遗漏的内容分别别是____________________________和_______________________．
16．如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平面上。木块B、C的质量分别为M、m，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑。B的上表面保持水平，A、B间的动摩擦因数为μ。
(1)当B、C共同匀速下滑；分别求B、C所受的各力。
(2)当B、C共同加速下滑时；分别求B、C所受的各力。
17．如图所示，和两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持绳的方向不变，与竖直方向的夹角为60°，改变绳的方向，试求：
（1）物体能达到平衡时，角的取值范围.
（2）在0～90°的范围内，求绳上拉力的最大值和最小值.
18．如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧A、B的劲度系数分别为k1和k2，若在m1上再放一质量为m0的物体，待整个系统平衡时，m1下降的位移为多少？
参考答案
1．D
【分析】
小物块匀速上滑，受力平衡，合力为零，楔形物块始终保持静止，受力也平衡，合力也为零，以物块和楔形物块整体为研究对象合力同样为零，分析受力，画出力图，根据平衡条件求解地面对楔形物块的支持力。
【解析】以物块和楔形物块整体为研究对象，受到重力（M+m）g，拉力F，地面的支持力N和摩擦力f。根据平衡条件得，地面对楔形物块的支持力
N=(M+m)g﹣Fsinθ
故选D。
2．A
【解析】A．M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，故A正确；
B．N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上，不是竖直向上，故B错误；
C．原木相对于地有向左运动的趋势，则在M处受到的摩擦力沿地面向右，故C错误；
D．因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D错误。
故选A。
3．D
【解析】匀速攀上时，其重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知：fl方向竖直向上，f1=G；匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则f2方向竖直向上，且f2=G，所以f1=f2．故选D．
4．C
【解析】A. 木板在抽出过程中相对于地面做匀速直线运动，其上下表面均受滑动摩擦力，而上表面的滑动摩擦力大小等于T，总摩擦力f>T，故A错误；
B. 木板与水平地面之间的摩擦力不一定等于T，故B错误；
C. 对木块A由平衡条件得，滑动摩擦力大小等于T，故C正确；
D. 无论木板以多大的速度匀速运动，都处于平衡状态，而其受到的来自地面和A的滑动摩擦阻力是不变的，因此拉力始终是F，故D错误．
故选C
5．C
【解析】容器中装满水后，整个容器和水的重心在球心位置；随着水从阀门不断流出，重心位置会随着水位的下降而逐渐降低，当水快要流完时，重心又上升，最后处于球心．故在此过程中，容器和容器内的水组成的系统的重力先下降后上升，ABD错误，C正确．
故本题选C．
6．D
【解析】假设B端和水平面是光滑的，则杆AB受到竖直向上的支持力，竖直向上的绳子拉力和竖直向下的重力，能够保持静止状态，则B端和地面无相对运动趋势，即不受摩擦力．故选D.
【点睛】判断静摩擦的有无及方向可采用假设法和撤销法、运动状态分析法．
7．C
【解析】弹簧原长为8.00cm，挂一个勾码时弹簧长度为10.00cm，伸长量为2cm，故当挂上三个相同的钩码时，伸长量为6cm，故长度增加到14.00cm，故C正确，ABD错误；
故选C．
8．C
【解析】假设最后一粒沙子，所受重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力时，能顺利地卸干净全部沙子，有，B对；若要卸去部分沙子，以其中的一粒沙子为研究对象，，C对；
9．AD
【解析】AB．设小弹簧劲度系数为k1 大弹簧劲度系数为k2。
依据胡克定律 F=kx得：
x=0.2m时有
20=k1×0.2①
x=0.3m时，大弹簧被压缩0.1m，有
50=k1×0.3+k2×0.1 ②
解①②得
k1=100 N/m
k2=200N/m
选项A正确，B错误；
CD．当压缩距离0.3m时，小弹簧弹力为
F1=k1×0.3=30N
大弹簧弹力为
F2=k2×0.1=20N
选项C错误，D正确。
故选AD。
10．AC
【解析】当弹簧的弹力刚好和P所受的重力大小相等、方向相反时，斜面体P受两个力作用。
当弹簧的弹力大于P所受的重力时，P的受力如图所示。
受重力、弹簧的支持力、挡板的压力和静摩擦力4个力作用。由于挡板的弹力垂直于接触面，因此挡板的压力和静摩擦力必须同时存在，才能使P平衡，P不可能受3个力作用。
A．2个，与结论相符，选项A正确；
B．3个，与结论不相符，选项B错误；
C．4个，与结论相符，选项C正确；
D．5个，与结论不相符，选项D错误；
故选AC。
11．AB
【解析】AD．虽然挡板在变化，但球B对球A的弹力方向没有改变，球B的重力没有变化，则斜面对球A的支持力方向也没变，虽然球A位置在缓慢变化，但球A所受力没有变化，故A球对斜面的压力不变，A、B两球的弹力没有变．故A符合题意，D不符合题意．
BC．球B受力分析如图所示：
当缓慢转动挡板至挡板与斜面垂直的过程中，弹力F1的方向也从图示位置转动到与斜面平行位置．则两个弹力的合力不变，当夹角变小时，两弹力大小均变小，故B球对挡板的压力逐渐减少，B球对斜面的压力逐渐减少．故B符合题意，C不符合题意．
12．ABC
【解析】
由题意，绳2恰好竖直，小球处于平衡状态，则由平衡条件可知，若绳1对小球没有作用力，小球受到重力和绳3的拉力两个力作用，不可能只受一个力作用，同理，若绳3没力，则绳1也没力．若绳1有力，则绳3也有力，且两力的合力与绳2方向相同，故可能受到2个力，也可能为3个力，甚至可能为4个力，故ABC正确，D错误；故选ABC．
13．T 不变
【解析】根据二力平衡可知，木块A受到的滑动摩擦力跟弹簧弹力等大反向，所以此时木块A受到的滑动摩擦力的大小等于T；
滑动摩擦力大小只跟压力和摩擦因数有关，所以长木板B以2v的速度匀速运动时，木块A受到的摩擦力的大小将不变。
14．200 22
【解析】弹簧的原长为l，劲度系数为k，设弹簧下端放10N物体时，根据胡克定律
则有
k（0.25-l）=10N
弹簧上端压10N物体时有
k（l-0.15）=10N
联立解得
k=200N/m
l=0.20m
物体水平地面上匀速运动，受到的摩擦力为
根据平衡条件则有
解得
弹簧长度为
L=l+2cm=22cm
15．2.10 C E 记下两条细绳的方向 将结点拉到同一位置O点
【解析】（1）弹簧秤的读数是2.10N；
（2）实验中有重要遗漏的步骤的序号是C和E；分别是：C中要记下两条细绳的方向；E中要将结点拉到同一位置O点.
16．(1)C受的力：重力mg、支持力N=mg；
B受的力：重力Mg、C对B的压力竖直向下，大小N1= mg；A对B的弹力N2=(M+m)gcosθ；A对B的摩擦力f2=(M+m)gsinθ；
(2)C受的力：重力mg；B对C的支持力：N′=mg mgsinθ(sinθ μcosθ)，方向垂直于斜面向上；B对C的摩擦力：f′=max=mgcosθ(sinθ μcosθ)，方向平行于斜面向上。共三个力；
B受的力：重力G=Mg，方向竖直向下；A对B的支持力：N=(M+m)gcosθ，方向垂直于斜面向上；A对B的摩擦力：f=μN=(M+m)μgcosθ，方向平行于斜面向上；C给B的静摩擦力为：f′═mgcosθ(sinθ μcosθ)，方向水平向右；C对B的压力为：=mg mgsinθ(sinθ μcosθ)，方向竖直向下。共五个力。
【解析】(1)B、C共同匀速下滑：
对C分析：
自身重力：GC=mg，方向竖直向下；
合力为0，则竖直方向，B对C的支持力：
NB=mg，方向竖直向上；
B、C间无摩擦力，即f1=0；
对B分析：
自身重力：GB=Mg，方向竖直向下；
C对B的压力：N压=mg，方向竖直向下
垂直于斜面向上的支持力：
N支=(N压+GB)cosθ=(M+m)gcosθ
平行于斜面向上的摩擦力：
fB=(N压+GB)sinθ=(M+m)gsinθ
(2)对BC整体：
垂直于斜面：A对B的支持力：
N=(M+m)gcosθ，方向垂直于斜面向上
平行于斜面：A对B的摩擦力：
f=μN=(M+m)μgcosθ，方向平行于斜面向上
设加速度为a，则
(M+m)a=(M+m)gsinθ f
解得：
a=g(sinθ μcosθ)，方向平行于斜面向下，
C的加速度的竖直分量
ay=asinθ，方向竖直向下，
C的加速度的水平分量
ax=acosθ，方向水平向左，
对C受力分析：
C受自身重力：G′=mg，方向竖直向下；
根据牛顿第二定律，竖直方向有：
mg N′=may
B对C的支持力：
N′=mg mgsinθ(sinθ μcosθ)，方向竖直向上；
B对C的静摩擦力：
f′=max=mgcosθ(sinθ μcosθ)，方向水平向左；
对B受力分析：
B受自身重力：G=Mg，方向竖直向下，
根据牛顿第三定律得：C给B的静摩擦力为：
f=mgcosθ(sinθ μcosθ)，方向水平向右，
C对B的压力为：
N=N′=mg mgsinθ(sinθ μcosθ)，方向竖直向下。
A对B的支持力：
N=(M+m)gcosθ，方向垂直于斜面向上
A对B的摩擦力：
f=μN=(M+m)μgcosθ，方向平行于斜面向上。
17．（1） （2）
【解析】(1)改变BC绳的方向时，AC绳的拉力TA方向不变，两绳拉力的合力F与物体的重力平衡，重力大小和方向均保持不变，如图所示：
经分析可知，θ最小为0°，此时TA=0；且θ必须小于120°，否则两绳的合力不可能竖直向上．所以θ角的取值范围是：
(2)θ在0～90°的范围内，由图知，当θ=90°时，TB最大，可得：
当两绳垂直，即θ=30°时，TB最小，可得：
18．
【解析】未放m0时，A、B弹簧的形变量分别为
当放上m0时，A、B弹簧的形变量分别为
故放上m0后，m1下降的位移为