第三章 相互作用 章末综合检测卷 — 2021-2022学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册（word版含答案）

第三章 相互作用 章末综合检测卷
一、单选题
1．下列几种分析中，不正确的是（　　）
A．手拉弹簧，弹簧对手也有力的作用
B．打排球时，用力猛击排球，手会感到痛是因为空气阻力太大
C．用绳子系着水桶，手提拉绳子时，手受到力，施力物体是绳子
D．运动员举起杠铃后，受到杠铃的压力作用
2．关于相互接触的两个物体，以下说法正确的是（ ）
A．一定有弹力，但不一定有摩擦力
B．如果有弹力，则一定有摩擦力
C．如果有摩擦力，则一定有弹力
D．如果有摩擦力，则不一定有弹力
3．如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态。若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持30°不变，则外力F的大小不可能为（　　）
A．mg B．mg
C．mg D．mg
4．如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（　　）
A．45° B．55° C．60° D．70°
5．如图，用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力F挤压相同的木板，木板中间夹着两块相同的砖，砖和木板均保持静止，则（ ）
A．两砖间摩擦力为零
B．F越大，板与砖之间的摩擦力就越大
C．板砖之间的摩擦力大于砖的重力
D．两砖之间没有相互挤压的力
6．如图所示，质量为m的物块在粗糙的平板上，将板的B端缓缓慢抬起，在θ角由0逐渐增大到90°的过程中，物块所受摩擦力大小随θ变化的情况是（　　）
A．始终保持不变 B．先减小后增大
C．先增大后减小 D．始终在增大
7．水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg)(　　)
A．50 N
B．50 N
C．100 N
D．100N
8．如下图所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态．若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为(　　)
A．μ1(m＋M)g B．μ1Mg C．μ1Mg＋μ2mg D．μ2mg
二、多选题
9．如图所示，斜面体固定在水平地面上，一物块静止在斜面上，物块上端连接一轻弹簧，现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端，则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是（　　）（时间足够长，斜面足够长，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
A．B．C．D．
10．如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为θ，关于斜面对三棱柱的支持力N与摩擦力f大小的说法正确的是（ ）
A．N与f的合力大小等于三棱柱的重力大小 B．N与f的大小之和可能等于三棱柱的重力的大小
C．一定是N=mgcosθ和f=μmgcosθ D．一定是N=mgcosθ和f=mgsinθ
11．如图，将一物块置于斜面上，并用一沿斜面方向的恒力F作用于物块上，斜面始终静止不动，则下列说法正确的有（ ）
A．若物块静止不动，则物块受到斜面的摩擦力沿斜面向下
B．若物块静止不动，物块可能不受斜面的摩擦力
C．若物块沿斜面匀速上升，则斜面可能不受地面的摩擦力
D．若物块沿斜面匀速下滑，斜面受地面的摩擦力水平向左
12．如图所示，相同的细绳OA、OB共同吊起质量为m的物体．OA与OB互相垂直．OB与竖直墙壁成60°角，OA、OB对O点的拉力分别为T1、T2．则（设O点以下细绳不断）
A．T1、T2之比为
B．T1、T2之比为
C．若逐渐增加m的质量，OA绳一定先断
D．若逐渐增加m的质量，OB绳一定先断
三、解答题
13．在“探究共点力合成规律”的实验中，某同学经历了以下实验步骤：
A．在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F；
B．只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉同样长度；
C．记下两个测力计F1和F2的读数，并且记录它们的方向；
D．在水平放置的木板上，垫一张白纸，把橡皮筋的一端固定在板上P点，用两条细绳连接在橡皮筋的另一端，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O，并记下此位置，如右图所示；
E．记下测力计的读数F′和细绳方向，按同一比例作出这个力的图示，比较这个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相近；
F．用刻度尺测量出P、O之间的距离并记录；
G．改变两测力计拉力的大小和方向，多次重复实验，从实验得出结论．
（1）上述实验步骤有明显的错误，这个步骤是________（填选项前的字母）；正确的操作应为________．
（2）上述实验步骤中有一步骤是多余的，这个步骤是________（填选项前的字母）；
（3）将以上实验步骤按正确顺序排列，应为________（填选项前的字母）．
14．如图，在水平桌面上放一重为GA=20N的物体A，它与桌面间的动摩擦因数为μ1=0.5。
（1）使这个物体沿桌面匀速运动时，水平拉力应为多大？
（2）如果在A上加一个重为GB=10N的物体B，B与A间的摩擦系数为μ2=0.2，那么当A、B两物体一起沿桌面匀速运动时，对A的水平拉力应为多大？此时B所受的摩擦力多大？
（3）如果拉力与水平面呈θ=53°角斜向上，那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，对木块A的拉力应为多大？（sin53°=0.8，cos53°=0.6）
15．如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA＝30°。乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图中∠BOA＝30°，求：
(1)甲、乙两图中细绳OA的拉力各是多大？
(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大？
(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？
16．秋如图所示，一斜面体A放在水平地面上，其截面为广直角三角形．物块B被一与水平面成θ角的外力挤压在斜面体的右侧面上，当外力的大小为F时，物块B刚好不能下滑，此时斜面体处于静止状态．已知斜面体A与物块B的质量分别为M和m，重力加速度为g，求：
（1）物块B受到的摩擦力的大小；
（2）地面对斜面体A的摩擦力及地面对斜面体A的支持力的大小．
参考答案
1．B
【解析】力的作用是相互的，手拉弹簧，弹簧对手也有力的作用，A正确；打排球时，用力猛击排球，手会感到痛是因为排球对手也有力的作用，B错误；用绳子系着水桶，手提拉绳子时，绳子也会对手有拉力，所以手受到力的施力物体是绳子，C正确；作用力与反作用力是同时产生的，所以运动员举起杠铃同时受到杠铃的压力作用，D正确．
2．C
【解析】A．弹力的产生条件是接触且相互挤压有形变，故A错误；
B．如果相互接触的两物体有弹力，但没有相对运动或相对运动趋势，则一定没有摩擦力，故B错误；
CD．摩擦力的产生条件是有弹力且有相对运动或相对运动趋势，故C正确，D错误．
故选Ｃ。
3．A
【解析】对A、B两球整体受力分析可知，受重力
OA绳子的拉力以及拉力，三力平衡，将绳子的拉力与拉力合成，其合力与重力平衡如图所示
当拉力与绳子的拉力垂直时，拉力最小，最小值为
由于拉力的方向具有不确定性，因此从理论上来说，拉力最大值可以取任意一值，即拉力可以大于等于，不可以小于，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示
根据几何关系有
解得。
故选B。
5．A
【解析】ABC．设每一块砖的重力为G，一侧木板对砖的摩擦力大小为f1，两块砖之间的摩擦力大小为f2．根据平衡条件得
对整体有：
2f1=2G
得
f1=G。
对左侧砖有：
f1+f2=G．
解得
f2=0．
即两砖间摩擦力为零，而且这个结果与F无关。故A正确，BC均错误。
D．两砖之间有相互挤压的力。故D错误。
故选A。
6．C
【解析】物块相对平板滑动之前，物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力沿平板向上，大小等于重力沿平板向下的分力，即
随倾角的增大，摩擦力增大；
当角度达到一定程度，物块开始滑动，由静摩擦力变成滑动摩擦力，大小为：
随倾角的增大，摩擦力减小；
所以摩擦力是先增大后减小。故C正确，ABD错误；
故选C。
7．C
【解析】由题意可得，对绳B点受力分析：
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即为：
F1=F2=G=mg=100N。
用平行四边形定则作图，由于拉力F1和F2的夹角为120°，则由几何知识得：
F=100N
所以滑轮受绳的作用力为100N．方向与水平方向成30°角斜向下；
A．50 N，与结论不相符，选项A错误；
B．50 N，与结论不相符，选项B错误；
C．100 N，与结论相符，选项C正确；
D．100N，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
8．D
【分析】
本题考查静摩擦力问题，静摩擦力大小要根据物体受力情况判断。
【解析】对长木板受力分析可知，其受到小物块对它向右的滑动摩擦力，大小为μ2mg，地面对长木板为静摩擦力，由二力平衡可知，木板受到地面摩擦力大小为μ2mg，方向向左，故ABC错误，D正确。
故选D.
9．AD
【解析】AB．弹簧的弹力始终等于拉力F，即F′=kt，故A正确，B错误；
CD．物块开始受到的是静摩擦力，且大小为mgsin α，方向向上，在拉力F增大的过程中，静摩擦力的大小变化满足
F+Ff=mgsin α
随着F的增大，静摩擦力先向上均匀减小到零，再向下均匀增大，当增大到等于最大静摩擦力时，再增大拉力，摩擦力变为滑动摩擦力，大小就保持恒定，故C错误，D正确。
故选AD。
10．AD
【分析】
对三棱柱受力分析，可知物体受重力、支持力及摩擦力；根据共点力的平衡条件列出方程可求得支持力及摩擦力．
【解析】AB．对物体受力分析：重力G、支持力N及静摩擦力f，根据平衡条件，N与f的合力与重力平衡，合力与分力遵循平行四边形定则，故N与f的矢量和等于重力，而不是代数和等于重力，故A正确，B错误；
CD．根据平衡条件，在平行斜面方向，有：
f﹣mgsinθ=0
故
f=mgsinθ；
在垂直斜面方向，有：
N﹣mgcosθ=0
解得：
N=mgcosθ；
故C错误，D正确；
故选AD.
11．BD
【解析】（1）由题意可知，物块处于受力平衡状态．受力分析可知，当外力时，物块有沿着斜面上滑的运动趋势，它受到的静摩擦力沿斜面向下；若时，物块有沿着斜面下滑的趋势，它受到的静摩擦力沿斜面向上，故A错误；
（2）若，此时物块不受摩擦力，故B正确；
（3）无论物块沿斜面匀速上升还是匀速下滑，整个系统都处于平衡状态．以物块和斜面组成的整体受力分析可知，外力F有水平向右的分力，根据平衡条件，斜面必然受地面给的水平向左的静摩擦力，C错误，D正确．
故本题选BD．
【点睛】
以物块为研究对象受力分析，通过比较上滑力F和下滑力mgsinθ关系，可以确定物块是否受摩擦力，以及摩擦力的方向；以物块和斜面组成的整体为研究对象，根据整体所处的平衡状态和平衡条件，可以判断地面上是否有摩擦力，进而判断该摩擦力的方向．
12．AC
【解析】以结点为研究对象，分析受力情况，由平衡条件分析T1、T2的合力，并求出T1、T2的大小． 以结点为研究对象，分析受力情况，如图：
重物的拉力F、OA的拉力T1、OB的拉力T2，其中F=mg，根据平衡条件得知，T1、T2的合力与F大小相等、方向相反，即得T1、T2的合力大小为mg，方向竖直向上．
AB．由图得
所以T1、T2之比为，故A正确，B错误．
CD．因为T1>T2，若逐渐增加m的质量，OA绳一定先断，故C正确，D错误．
故选AC．
【点睛】
本题是三个力平衡的问题，分析受力情况，作出力图是关键；要注意明确三力平衡时，任意两力之和与第三力等大反向．
13．（1）B；只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉至O位置；
（2）F；
（3）DCABEG
【解析】(1)步骤B中，没有说明沿着同一方向拉橡皮条达到同样长度，故合力的方向可能测量错误；
(2)该实验要使一个弹簧秤拉力和两个弹簧秤拉力产生相同的形变效果，不需要测量行变量的具体数值，只需要使橡皮条沿着同一方向伸长相同的长度即可，故不需要测量P、O之间的距离；
(3)组装器材，测量分力：DC；求解合力的理论值：A；测量合力的实际值：BE；分析实验数据：G；正确顺序为DCABEG.
【点睛】
本题关键明确“探究共点力合成规律”的实验的实验原理，是用一个弹簧秤拉力和两个弹簧秤拉力产生相同的形变效果等效来验证力的平行四边形定则的；然后按照该原理设计实验步骤．
14．(1) 10N (2) 15N，0 （3）15N
【解析】（1）当拉力等于木块受到的滑动摩擦力时，木块沿桌面作匀速运动所以
（2）当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，拉力等于木块受到的滑动摩擦力，
，
由于木块B匀速运动，所以受到的摩擦力
（3）x方向:①
y方向：②
联立①②解得
F=15N
15．(1)2mg，mg；(2)；(3)mg
【解析】(1)图甲中，以O点为研究对象，受力分析得
根据平衡条件得
，
图乙中,对绳子上的O点分析
受力平衡，有
(2)由牛顿第三定律:图甲中OB杆受到的弹力
(3)乙图中，根据题意可得，对O点受力分析
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重量，即
用平行四边形定则作图，因为拉力F1和F2的夹角为120°，则由几何知识得
乙图中，由于平衡，则 轻杆对滑轮的作用力和轻绳对滑轮的作用力大小相等，方向相反，即
16．（1）物块B受到的摩擦力的大小是mg﹣Fsinθ；
（2）地面对斜面体A的摩擦力是Fcosθ，地面对斜面体A的支持力的大小是（M+m）g﹣Fsinθ．
【解析】试题分析：（1）物块B刚好不能下滑，所受的静摩擦力达到最大值，方向竖直向上，分析B受力情况，根据平衡条件求解物块B受到的摩擦力的大小；
（2）对AB组成的系统，分析受力情况，由平衡条件求解地面对斜面体A的摩擦力及地面对斜面体A的支持力的大小．
解：（1）对B：受力图如图1所示
根据平衡条件得
mg=Fsinθ+FfB
解得 FfB=mg﹣Fsinθ
（2）对AB组成的系统，受力情况如图2所示
由平衡条件可得，
水平方向：FfA=Fcosθ
竖直方向：FNA+Fsinθ=（M+m）g
解得 FNA=（M+m）g﹣Fsinθ
答：
（1）物块B受到的摩擦力的大小是mg﹣Fsinθ；
（2）地面对斜面体A的摩擦力是Fcosθ，地面对斜面体A的支持力的大小是（M+m）g﹣Fsinθ．
点评：本题采用隔离法和整体法相结合的方法研究物体的平衡问题，比较简便，分析受力情况是关键．