第三章 相互作用--力 单元测试-2022-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)

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名称 第三章 相互作用--力 单元测试-2022-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-08-30 06:10:22

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第三章 相互作用单元测试
一、单选题(共9题;共36分)
1、木块A、B的重力分别为50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的水平轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,力F作用后(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(  )
A. 木块A所受摩擦力大小是12.5 N
B. 木块A所受摩擦力大小是11.5 N
C. 木块B所受摩擦力大小是9 N
D. 木块B所受摩擦力大小是7 N
2、如图所示,质量为 的木块在水平拉力 作用下向右滑行。木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为 ,木板与地面间的动摩擦因数为 ,木板质量为 。则下列说法错误的是(  )
A. 木块受到木板的摩擦力的大小为 ,方向水平向左
B. 木板受到地面的摩擦力的大小为 ,方向水平向左
C. 木板受到地面的摩擦力的大小为
D. 无论怎样改变 的大小,木板都不可能运动
3、如图所示,对物体A施加一水平作用力F,A、B、C三个物体均静止,下列关于各接触面间的摩擦力的情况说法正确的是(  )
A. A对C有向左的摩擦力
B. C对B有向左的摩擦力
C. 物体C受到三个摩擦力的作用
D. 物体C对地面有向右的摩擦力
4、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.
5、质量为80kg的爸爸和质量为50kg的儿子在冰面上用一根轻绳做拔河游戏如图所示,假设儿子朝爸爸方向运动的加速度大小是2.4m/s2,若忽略冰面的阻力则(  )
A. 爸爸的加速度大小为1.5 m/s2
B. 绳子对儿子的拉力大小为120N
C. 绳子对儿子的拉力大于对爸爸的拉力
D. 儿子滑动的距离小于爸爸滑动的距离
6.重为100N的物体在水平面上向右运动,同时受到一个向左的5N的水平拉力作用,若物体和水平面间的动摩擦因数为0.1,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是 ( )  
A.10N,水平向左 B.5N,水平向右 C.15N,水平向左 D.5N,水平向左
7、 图甲为宇航员王亚平在天和仓用跑步机锻炼的场景,其跑步过程可简化为图乙,宇航员与跑步机垂直。在太空中重力的作用消失,为了完成跑步,宇航员将一根橡皮绳一端系在腰间,另一端固定于仓体,橡皮绳与跑步机成 ,宇航员跑步过程中相对天和仓静止。设宇航员的体重为 ,在橡皮绳的作用下,宇航员有与在地面跑步完全一样的体验。已知橡皮绳的劲度系数为 ,取地球表面上的重力加速度为 ,跑步过程中橡皮绳的长度及橡皮绳与跑步机的夹角不变,则下列说法正确的是(  )
A. 橡皮绳被拉长了
B. 跑步机对宇航员的静摩擦力大小为
C. 跑步机对宇航员的支持力大小为
D. 跑步机所受到的静摩擦力方向向左
8、某同学在研究力的合成和分解实验时,固定好两只定滑轮,钩码通过细绳绕过滑轮,在细绳的某处A系上一个绳套,将弹簧秤钩在绳套上竖直向下用力拉,使系统平衡,如图所示。若 ,每个钩码的重力大小为 ,不计摩擦,则关于弹簧秤的示数说法正确的是(  )
A. B. C. D.
9、如图甲工人正使用“涂料滚”给墙壁粉刷涂料。如图乙粉刷时工人手持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动,若涂料滚在向上缓慢移动过程中对墙壁的压力大小保持不变,则(  )
A. 涂料滚受到的摩擦力方向向上,大小不变
B. 涂料滚受到的摩擦力方向向上,大小变大
C. 涂料滚受到的摩擦力方向向下,大小变大
D. 涂料滚受到的摩擦力方向向下,大小变小
二、多选题(共3题;共15分)
10、如图,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小物块B置于斜面上,通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态。则(  )
A. B受到C的摩擦力一定不为零
B. C受到地面的摩擦力一定为零
C. C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力
D. 将细绳剪断,若物块B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为0
11、如图所示,物体A在外力F的作用下静止在斜面上,则物体A受到的力的个数可能是(  )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
12、如图所示,表面光滑的半圆柱体固定在水平面上,小物块在拉力F的作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向,则(  )
A. 小物块受到的支持力逐渐变大
B. 小物块受到的支持力先变小后变大
C. 拉力F逐渐变小
D. 拉力F先变大后变小
三、填空题(共4题;共30分)
13、(6分)某同学为测量某一弹簧的劲度系数,记录了该弹簧悬挂不同质量的钩码稳定时的长度,作出的F-l散点图如图所示,分析图像可知该弹簧的劲度系数k=__________N/m,弹簧的原长为______cm(结果均保留2位有效数字,g取10N/kg)。
14、(6分)如图所示,两木块(均当作质点)质量分别为 和 ,两个轻弹簧的劲度系数分别为 和 , 木块压在上弹簧上但不拴接,整个系统处于静止状态.现缓慢向上提 ,直到它刚离开上面弹簧为止,在此过程中, 上移距离为_________; 上移距离为____________。
15、(12分)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的右端通过细线、轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上。
(1)用一拉力F向左拉动B,使B以速度v向左运动,弹簧秤稳定后的示数为T,则此时木块A和木板B之间的摩擦力大小为    ;若换用2F的力向左拉动B,使B向左运动,则弹簧秤稳定后的示数为      。
(2)若再利用弹簧秤测出    就能算出木块A和木板B之间的动摩擦因数,若所测的物理量记为a,则动摩擦因数μ=    (用所给字母表示)。
16、(6分)如图所示,质量为 的小球,用一根长为 的细绳吊起来,放在半径为 的光滑的球体表面上,由悬点 到球面的最小距离为 ,则小球对球面的压力为_________,绳的张力为___________(小球半径可忽略不计)。
四、解答题(共2题;共19分)
17、(8分)如图所示,质量为2kg的物体放在水平地板上,用一原长为8cm的轻质弹簀水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5cm,已知弹簧的劲度系数k=200N/m。求:
(1)物体所受的最大静摩擦力为多大;
(2)物体所受的滑动摩擦力的大小;
(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少。(g均取10m/s2)
18、(9分)起跳摸高是篮球爱好者喜欢的运动。如图所示,篮板下沿距地面2.90m。某男生质量为60kg,手竖直向上伸直后指尖离地高度为2.10m,某次从地面竖直起跳后恰好碰到了篮板下沿,空气阻力忽略不计。(g=10m/s2)。
(1)他起跳离地时的速度多大?
(2)起跳前,他先下蹲使重心下降一定高度H,然后用力蹬地在地面1560N支持力作用下重心匀加速上升,求H的值;
(3)落地时,该生采用双膝弯曲的方式进行自我保护,假设脚与地面缓冲的时间为1.2s,求每条腿在缓冲过程中受到的平均作用力大小。
试卷答案
1.【答案】C
【解析】AB.由于弹簧被压缩了Δx=2 cm,故弹簧的弹力
F弹=kΔx=400 N/m×0.02 m=8 N
弹簧对木块A的力是向左的,大小为8 N,而A静止,A所受最大静摩擦力为
FfmA=50 N×0.25=12.5 N>F弹
则A静止,A受到的摩擦力与F弹等大反向
FfA=F弹=8 N
故A受到的摩擦力为8 N,方向水平向右,选项A、B均错误;
CD.B所受最大静摩擦力
FfmB=60 N×0.25=15 N
它受向右的8 N的弹簧弹力,还有向右的F=1 N的拉力,故两力的合力大小为9 N,方向水平向右,也小于其最大静摩擦力,B也处于静止状态,受力平衡,故它受到的摩擦力等于弹簧对它的弹力和拉力的合力9 N,方向水平向左,选项C正确,D错误。
故选C。
2.【答案】C
【解析】木块在水平拉力F作用下向右滑行,木块受到木板的摩擦力的大小为μ1mg,方向水平向左,故A正确;
以木板为研究对象,木板水平方向两个力:m的向右的滑动摩擦力,大小为
和地面向左的静摩擦力f2,根据平衡条件得
方向水平向左,故B正确;
地面对木板的最大静摩擦力为
而题中条件不足,无法判断木板所受的静摩擦力是否达到最大值,所以木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2(m+M)g,故C错误;
无论怎样改变F的大小,木块对木板的滑动摩擦力大小不变,不会大于地面对木板的最大静摩擦力,木板不可能运动,故D正确。
故选C。
3.【答案】A
【解析】A.对A受力分析,受拉力F、重力、支持力和向右的静摩擦力Ff,物体静止,受力平衡,故
由牛顿第三定律可知,A对C有向左的静摩擦力,A正确;
B.对B受力分析,受重力和支持力,二力平衡,不受摩擦力,B错误;
C.对C受力分析,受重力、A对C压力、B对C压力、地面对C支持力、A对C向左的静摩擦力和地面对C向右的静摩擦力,即物体C受到两个摩擦力的作用,C错误;
D.对整体受力分析,受拉力F、重力、支持力和向右的静摩擦力,所以地面对C有向右的静摩擦力,那么物体C对地面有向左的静摩擦力,D错误。
故选A。
4.【答案】B
【解析】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。
5.【答案】A
【解析】B.根据牛顿第二定律可得儿子受到的合外力为
但是儿子所受合外力,只是绳子的拉力的分力提供,所以B错误;
C.由牛顿第三定律及同一条绳子的张力相等,所以绳子对儿子的拉力等于对爸爸的拉力,则C错误;
A.由于爸爸的合外力等于儿子的合外力,则爸爸的加速度大小为
所以A正确;
D.根据
可知,儿子滑动的距离大于爸爸滑动的距离,所以D错误;
故选A。
6.【答案】A
7.【答案】B
【解析】根据题意橡皮绳对人的拉力竖直方向分力大小为600N,则
解得
故A错误;
跑步机对宇航员的静摩擦力大小为
故B正确;
跑步机对宇航员的支持力大小等于宇航员在地面时的重力600N,故C错误;
人相对跑步机有向右的运动趋势,跑步机相对人有向左的运动趋势,因此跑步机所受到的静摩擦力方向向右,故D错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】以A点为研究对象,受力分析如图
A点受三个力且处于平衡状态
F1=3G0,F2=4G0,α=90°
由平行四边形定则可知,F1和F2合力F′=F又由勾股定理可得
由三个力的合力为零,任何两个力的合力与第三个力等大反向知
故选B。
9.【答案】C
【解析】由题意可知,工人手持撑杆使涂料滚沿竖直墙壁缓慢移动,涂料滚相对于墙壁由向上运动的趋势,所以涂料滚受到的摩擦力方向向下,且涂料滚竖直方向平衡,有
其中α为撑杆与墙壁的夹角,α角减小,所以摩擦力变大,故C正确,ABD错误。
故选C。
10.【答案】CD
【解析】A.若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡,则B与C间的摩擦力为零,A项错误;
BC.将B和C看成一个整体,则B和C受到细绳向右上方的拉力作用,故C有向右滑动的趋势,一定受到向左的摩擦力,B项错误、C项正确;
D.将细绳剪断,若B物体依然静止在斜面上,利用整体法判断,BC系统在水平方向不受其它外力作用,处于平衡状态,则水平面对C的摩擦力为0,D项正确。
故选CD。
11.【答案】BC
【解析】本题考查受力分析的方法。物体一定受拉力、重力两个力的作用,根据二力平衡的条件知,这两个力不可能平衡,所以物体一定受斜面的支持力,若物体有相对斜面的滑动趋势,则物体还受斜面的摩擦力作用,若无相对滑动趋势,则无摩擦力作用,故B、C项正确。
12.【答案】AC
【解析】对滑块受力分析,受重力、支持力和拉力,如图所示,根据共点力平衡条件,有N=mgsin θ,F=mgcos θ,其中θ为支持力N与水平方向的夹角;当物体向上移动时,θ变大,故N变大,F变小。故A、C项正确。
13.【答案】0.25±0.03; ;8.7±0.2
【解析】根据图中的点进行描线,如下图
由胡克定律可知
解得
由数学知识可知该弹簧的劲度系数为
[2]由数学知识可知,图像与横坐标的交点即为弹簧的原长,故弹簧的原长为8.7cm。
14.【答案】; ; ;;
【解析】系统处于原来状态时,上面弹簧弹力为m1g,被压缩
下面弹簧k2的弹力F1=(m1+m2)g,被压缩的长度
当上面的木块离开上面弹簧时,下面弹簧k2的弹力F2=m2g,被压缩的长度
所以下面木块 移动的距离为
上移距离为
15.【答案】(1)T T
(2)木块A的重力 
【解析】(1)将木板B拉动时,A受到B的摩擦力,弹簧秤稳定后,根据二力平衡条件,弹簧秤的示数等于A所受到的摩擦力,即A、B之间的滑动摩擦力大小为T。
(2)根据滑动摩擦力的计算公式,有T=μFN,其中FN大小等于木块A的重力,故只要再利用弹簧秤测出A的重力,就可算出动摩擦因数,且μ= 。
16.【答案】
【解析】
小球在A点的受力如图所示,根据三力平衡的特点三个力可以构成一外首尾相连的矢量三角形如图所示,根据相似三角表形关系可得
解得
小球对球面的支持力为
由牛顿第三定律可得,小球对球面的压力为 。
绳的张力为
17.【答案】(1)6N;(2)5N;(3)0.25
【解析】(1)刚拉动时,根据平衡条件有
(2)匀速前进时,根据平衡条件有
(3)根据滑动摩擦力公式得
18.【答案】(1)4m/s;(2)0.5m;(3)400N
【解析】(1)起跳后做竖直上抛运动,根据运动学公式
又因为
h=2.9m 2.1m=0.8m
故可得
v=4m/s
(2)设匀加速上升过程的加速度为a1,根据
FN mg=ma1

a1=16m/s2
根据
v2=2a1H
解得
H=0.5m
(3)落地缓冲过程,根据牛二定理可得
F mg=ma
又根根加速度与速度的关系,即有
代入数据,解得
F=800N

F1= =400N