第三章 相互作用单元测试（Word版含答案）

相互作用单元测试
一、单选题
1．如图，建筑工人为检查墙砌得是否符合要求，通常拿起半块砖头拴在细线的一端并挂在墙角来进行。这是利用了（　　）
A．重力的作用点在重心上 B．重力的大小与质量成正比
C．重力的方向总是竖直向下 D．重力的方向总是垂直向下
2．关于物体的重心，下列说法正确的是（　　）
A．物体的重心一定在物体上
B．形状规则的物体的重心一定在它的几何中心上
C．用线悬挂的物体静止时，悬线所在直线一定通过物体的重心
D．体操运动员在比赛中做各种动作时，其重心位置不会改变
3．如图所示，走钢丝是一项传统的杂技项目，常常给观众带来惊险、刺激的感受。走钢丝的过程中，演员往往手拿一根很长的木棍，关于木棍的作用，下列说法正确的是（　　）
A．为了增大演员与钢丝间的压力 B．为了增大演员与钢丝间的摩擦力
C．为了调节演员自身重心的位置 D．为了增加观赏性
4．下列关于力的叙述中，正确的是（　　）
A．力是物体对物体的作用，可以单独出现 B．只有相互接触的物体，才有力的作用
C．只有一个物体也能产生力的作用 D．施力物体同时也是受力物体
5．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.20m，它们的下端固定在地面上，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，则两根弹簧的劲度系数分别是（设大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2）（　　）
A．k1=100 N/m，k2=200 N/m B．k1=200 N/m，k2=100 N/m
C．k1=100 N/m，k2=300 N/m D．k1=300 N/m，k2=200 N/m
6．关于重力及弹力的说法，正确的是（　　）
A．物体的重心位置跟物体的质量分布情况有关，与物体的形状无关
B．同一个物体在地球上各点，其所受重力大小一定相等
C．由胡克定律可得：，可知弹簧的劲度系数与弹力成正比，与形变量成反比
D．压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，绳的拉力沿绳且指向绳收缩的方向
7．下列四图中，F表示木块对斜面压力的是（　　）
A． B．
C． D．
8．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是（　　）
A．无法比较两弹簧的原长 B．a的劲度系数比b的大
C．a弹簧较软，b弹簧较硬 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
9．关于摩擦力下列说法正确的是（　　）
A．物体的重心一定在物体上
B．滑动摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
C．只有静止的物体才会受到静摩擦力
D．物体受到摩擦力作用时，一定受到弹力的作用
10．如图所示，重为30N的物体在水平面上向左滑行。已知物体与水平面间的动摩擦因数 =0.3，则物体所受摩擦力的大小和方向分别是（　　）
A．9N，水平向左 B．9N，水平向右
C．100N，水平向左 D．100N，水平向右
11．把一重力为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙面上（如图），从t=0开始，物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下列图中的哪一个（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，5个力同时作用于一点，5个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，已知F1=10N，则这5个力的合力的大小为（　　）
A．30N B．40N
C．50N D．60N
13．2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷人泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加F=100N的水平恒力，将绳索中点拉离原位置x=30cm，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（　　）（角很小时，）
A．500N B．1000N C．2500N D．5000N
14．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（　　）
A． B． C． D．
15．将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止，则（　　）
A．绳子上拉力可能为零 B．地面受到的压力可能为零
C．地面与物体间可能存在摩擦力 D．AB之间一定存在摩擦力
16．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用FT表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（　　）
A．F逐渐变大，FT逐渐变大
B．F逐渐变大，FT逐渐变小
C．F逐渐变小，FT逐渐变大
D．F逐渐变小，FT逐渐变小
二、实验题
17．某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度x的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置。实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。由图像可知：弹簧自由下垂时的长度_________cm，弹簧的劲度系数_________N/m。
18．某实验小组“验证力的平行四边形定则”，实验方法如下：
（1）将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端系有绳套，如图（甲）所示。实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中合理的有：___________；
A．两细绳必须等长
B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧测力计同时拉细绳时，示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
（2）弹簧测力计的指针如图（乙）所示，拉力的大小为___________；
（3）在作图时，你认为下图中___________是正确的。（填“甲”或“乙”）
三、解答题
19．某人想将处于客厅中的沙发移动位置，就对沙发施加了F1的水平推力，但是沙发并没有移动；于是他将推力增大到F2，沙发依然没有移动；他再次将推力增大到F3，沙发刚好移动。
（1）当推力为F1时，沙发没有运动，受地面的摩擦力吗？随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？
（2）当推力增大到F4时，沙发向前移动，此过程中沙发受到了什么摩擦力？其大小为多少？
20．如图，氢气球被水平吹来的风吹成图示的情形，若测得绳子与水平面的夹角为60°，已知气球受到空气的浮力为N，忽略氢气球的重力。
（1）画出气球受到的所有力的示意图；
（2）利用正交分解的方法，求：①氢气球受到的水平风力多大？②绳子对氢气球的拉力多大？
21．如图所受，重力的砝码悬挂在绳PA和PB的结点P上，PA偏离竖直方向37°角，PB沿水平方向且另一端连在所受重力为的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图所示，试求：
（1）绳PB上的拉力大小。
（2）木块与斜面间的摩擦力大小和木块所受斜面的支持力大小。
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参考答案
1．C
【详解】
砖头受重力和细绳的拉力作用，因重力的方向总是竖直向下，则细线的拉力是竖直向上的，即细线是竖直的，由此来判断墙面是否竖直。
故选C。
2．C
【详解】
A．物体的重心不一定在物体上，故A错误；
B．形状规则质量分别均匀的物体的重心在它的几何中心上，故B错误；
C．用线悬挂的物体静止时，根据二力平衡，悬线所在直线一定通过物体的重心，故C正确；
D．体操运动员在比赛中做各种动作时，其重心位置会随形状发生改变，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
在走钢丝过程中，演员手拿很长的木棍，便于调节自身重心的位置，使重心总处于钢丝的正上方而保持平衡。
故选C。
4．D
【详解】
AC．力是物体对物体的作用，力不可以单独出现，只有一个物体不能产生力的作用，选项AC错误；
B．不是相互接触的物体，也可能有力的作用，例如两磁体之间的作用，选项B错误；
D．里的作用是相互的，一个物体即是施力物体同时也是受力物体，选项D正确。
故选D。
5．A
【详解】
大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2，依据公式
得在0到0.2m范围内有
在0.2m到0.3m范围内有（这个范围内小弹簧的压缩量比大弹簧小0.2m）
解得
k1=100 N/m
k2=200 N/m
BCD错误，A正确。
故选A。
6．D
【详解】
A．物体的重心位置跟物体的质量分布情况与物体的形状都有关系，A错误；
B．由于地球不同纬度重力加速度不一样，所以同一物体在地球上各点，其所受重力大小不一定相等，B错误；
C．弹簧的劲度系数由弹簧自身决定，与弹力和形变量没有关系，C错误；
D．弹力方向与施力物体的形变方向相反，故压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
木块对斜面的压力，作用点在斜面上，方向垂直接触面指向斜面。故ABD错误，C正确。
故选C。
8．B
【详解】
A．在图中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，A错误；
BC．斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，a弹簧较硬，b弹簧较软，B正确，C错误；
D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．重心可以在物体上，也可以在物体外，如金属环的重心在环体外，故A错误；
B．滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，与物体运动方向无关，因此滑动摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向不相同，故B错误；
C．运动的物体之间存在相对运动趋势时受到静摩擦力，如放在传送带上随传送带沿斜面上滑的货物，因此运动的物体也可受到静摩擦力，故C错误；
D．由摩擦力产生条件可知，物体受到摩擦力作用时，一定受到弹力的作用，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
物体所受摩擦力的大小为
摩擦力方向与相对运动方向相反，为水平向右。
故选B。
11．B
【详解】
推力
开始物体竖直滑动
为正比例函数，当Ff增加到大于G时，物体开始减速，Ff继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于物体的重力且不再变化。
故选B。
12．D
【详解】
如图所示
F1与F3箭头相连后形成以F1和F4为邻边的平行四边形，F3为所夹的对角线（即F1与F4的合力为F3），同理可知，F2与F5的合力也为F3，故5个力的合力等于3倍的F3，又F3等于2倍的F1，则5个力的合力等于
故选D。
13．C
【详解】
如图所示
将作用在绳索中点的水平恒力F下分解到沿AO方向的拉力和沿BO方向的拉力，因
则有
由于
则
因此
代入数值得
故选C。
14．D
【详解】
设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为F1，已知它们之间的夹角为θ，F即为它们的合力的大小，作出平行四边形定则如图所示，有
F1cos
则脚掌对地面竖直向下的压力为
FN=F1sin
由牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为
故D正确；ABC错误。
故选D。
15．A
【详解】
A．以整体为研究对象，当重力和支持力相等时绳子上拉力为零，故A正确；
B．地面受到的压力最小时等于B的重力，故B错误；
C．以整体为研究对象，水平方向如果受摩擦力，没有其他力与之平衡，不可能静止，所以地面与物体间没有摩擦力，故C错误；
D．以A为研究对象，根据平衡条件，如果AB间有压力则一定存在摩擦力，但AB之间挤压力可能为零，摩擦力可能不存在，故D错误。
故选A。
16．A
【详解】
解法一　解析法
以O点为研究对象，受力分析如图所示
当用水平向左的力缓慢拉动O点时，绳OA与竖直方向的夹角θ变大，由共点力的平衡条件知
FT＝
F＝mgtan θ
所以F逐渐变大，FT逐渐变大。故选A。
解法二　图解法
先画出重力，再画拉力F，最后画出绳的拉力FT构成一个矢量三角形。由题意知FT的方向与竖直方向夹角增大，改变绳子拉力FT的方向，由图可知F增大，FT增大。
故选A。
17．4 50
【详解】
由胡克定律可得
由图象可知，横轴截距为弹簧原长
斜率为劲度系数，即
18．BD 4.00（3.95-4.05均给分） 乙
【详解】
（1）A．两细绳要适当长一些，但是不一定必须等长，选项A错误；
B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，选项B正确；
C．用两弹簧测力计同时拉细绳时，示数之差不一定要大，选项C错误；
D．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，这样可减小标记方向时产生的误差，选项D正确。故选BD。
（2）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则拉力的大小为4.00；
（3）由图可知F是合力的理论值，F′是合力的实验值，其方向应该沿着橡皮条的方向，则正确的图是乙图。
19．（1）推力为F1时，沙发受地面的摩擦力为F1；随外力的增大，静摩擦力增大；
（2）沙发受到了滑动摩擦力的作用，大小为F3。
【详解】
（1）推力为F1时，因为沙发没有运动，根据平衡条件可知，沙发受地面的摩擦力为F1；随外力的增大，静摩擦力增大；
（2）因为沙发向前运动，故沙发受到了滑动摩擦力的作用，大小为F3。
20．（1）见解析；（2）①20N；②40N
【详解】
（1）如下图所示
（2）正交分解得
带入数据连立解得
21．（1）6N；（2）；
【详解】
（1）如图甲所示分析结点P受力，由平衡条件得
，
可解得绳的拉力为
（2）再分析的受力情况如图乙所示，由物体的平衡条件
在沿斜面方向上有
垂直斜面方向上有
又有
联立解得
，
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