鲁科版必修第一册 第三章 相互作用 单元测试（素养提升）（含答案）

鲁科版必修第一册 第三章 相互作用 单元测试（素养提升）
一 、单选题（本大题共8小题，共48分）
1.（6分）关于重力的大小，下列说法中正确的是
A. 物体的重力大小总是恒定的
B. 物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力
C. 同一地点，物体的重力与物体的质量成正比
D. 物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受的重力
2.（6分）关于弹力的说法正确的是
A. 只要两个物体接触且发生形变就一定产生弹力
B. 弹簧的弹力一定与其形变量是成正比的
C. 轻杆对物体的弹力不一定沿杆方向
D. 用一根竹杆拨动水中的木头，木头受到竹杆的弹力是由于木头发生形变产生的
3.（6分）民间艺人用双手握住竖立的竹竿匀速上攀和匀速下滑时，他所受的摩擦力大小分别为、，则( )
A. 向上、向上，且＝ B. 向下、向上，且＝
C. 向上、向上，且＞ D. 向下、向上，且＞
4.（6分）如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，根据图象判断，错误的结论是
A. 弹簧的劲度系数为
B. 弹簧的原长为
C. 当弹簧伸长时，弹力的大小为
D. 当弹力大小为时，弹簧长度为或
5.（6分）如图所示，质量为的木块在质量为的长板上滑行，长木板与水平地面间动摩擦因数为，木块与板间动摩擦因数为，已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到的地面摩擦力大小为
A. B. C. D.
6.（6分）如图所示，在铁架台上竖直悬挂着一轻质弹簧，不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度为；挂上重的钩码，钩码静止时弹簧下端指针所指刻度为。此弹簧的劲度系数是
A. B. C. D.
7.（6分）如图，滑块置于水平地面上，滑块在一水平力作用下紧靠滑块、接触面竖直，此时恰好不滑动，刚好不下滑已知与间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力与的质量之比为
A. B.
C. D.
8.（6分）用手握紧瓶子使瓶子静止，如图，关于瓶子所受摩擦力的情况以下正确的是
A. 摩擦力的大小与手的握力成正比 B. 手出汗了摩擦力就会变小
C. 摩擦力的大小与手的握力大小无关 D. 摩擦力的方向向下
二 、多选题（本大题共4小题，共24分）
9.（6分）如图所示，一木板放在粗糙的水平地面上，木块放在的上面，的右端通过轻质水平弹簧与竖直墙壁连接．现用水平力向左拉，使以速度向左匀速运动，这时弹簧对木块的拉力大小为．则下列说法正确的是（ ）
A. 和之间滑动摩擦力的大小等于
B. 木板受到地面滑动摩擦力的大小等于
C. 若木板以的速度运动，木块受到的摩擦力大小为
D. 若作用在木板上的水平力为，则地面受到的滑动摩擦力的大小仍等于
10.（6分）如图所示，重叠物 、 接触面间动摩擦因数都为 ，地面都光滑．当物体 受到水平拉力 作用， 、 处于相对静止时，关于 、 所受摩擦力对它们运动的影响，下列说法正确的是
A. 两图中 物所受摩擦力都是阻力，方向都水平向右
B. 两图中 物所受摩擦力都是动力，方向都水平向左
C. 两图中 物所受摩擦力都为动力，甲图中方向为水平向左，乙图中方向水平向右
D. 甲图中 所受摩擦力为动力，乙图中 所受摩擦力为阻力，它们的方向都是水平向左
11.（6分）如图中甲图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体物体与弹簧不连接，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体上，使物体开始向上做匀加速直线运动，拉力与物体位移之间的关系如图乙所示取，则下列结论正确的是

A. 物体的质量为 B. 物体的加速度大小为
C. 弹簧的劲度系数为 D. 物体与弹簧分离瞬间的速度大小为
12.（6分）如图所示，物块以某一速度水平向右滑上顺时针匀速转动的水平传送带，在滑上传送带的瞬间，关于物块受到的摩擦力，下列说法正确的是
A. 物块可能受到向左的滑动摩擦力 B. 物块可能受到向右的滑动摩擦力
C. 物块可能受到静摩擦力 D. 物块可能不受摩擦力
三 、实验题（本大题共2小题，共20分）
13.（10分）某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小和弹簧长度的关系如图甲所示，则由图线可知：
弹簧的劲度系数为_______。
为了用弹簧测力计测定两木块和间的动摩擦因数，两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块和之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______填“乙”或“丙”更合理。
②若两木块和的重力分别为和，当木块被拉动时，弹簧测力计的示数为，弹簧测力计的示数为，弹簧测力计的示数为，则两木块和间的动摩擦因数为_______。
14.（10分）在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，对弹簧的测量和弹簧的悬挂两项操作的先后顺序，下列说法正确的是______
A.先测量弹簧的原长，后竖直悬挂
B.先竖直悬挂，后测量弹簧的原长
C.先后顺序对实验结果无影响
D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自身重量
某同学根据所测数据，在坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度与钩码质量的关系曲线如图所示。若重力加速度取，根据图象可以判断，在______范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为______。
四 、计算题（本大题共4小题，共48分）
15.（12分）运输货车的制造标准：当货车侧立在倾角为的斜坡上时，仍不致翻倒，如图所示，也就是说，货车受到的重力的作用线仍落在货车的支持面地面上，以车轮为顶点构成的平面以内．如果车轮间的距离为，车身的重心不能高出地面多少米？结果保留一位小数
16.（12分）如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和长度的关系图象，试由图线求：
弹簧的原长；
弹簧的劲度系数；
弹簧伸长时，弹力的大小．弹簧在弹性限度内
17.（12分）如图所示，物体重，重，、接触面粗糙，，间的动摩擦因数为，地面与接触面粗糙，物体用一弹簧与墙壁连接，弹簧的劲度系数为，物体受到一个与水平方向成斜向上的力，，在这个力的作用下，物体可以被匀速的拉出，且在这一过程中物体保持静止状态。试求：
物体受到的摩擦力
弹簧的伸长量
地面与物体之间的动摩擦因数
18.（12分）如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物体、，它们的质量分别为、，弹簧的劲度系数为，原长，为一固定挡板，系统处于静止状态。已知，，求：
物块间的距离；
现开始用一恒力沿斜面方向拉物块使一起向上做匀速运动，求力的大小。
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：、物体的重力大小在同一地点是恒定的，不同地点可能是变化的，比如在地球上不同的高度或不同的纬度同一物体的重力不同，故A错误；
B、只有当物体处于平衡状态时，物体的重力才等于它对竖直测力计的拉力，若物体具有竖直方向的加速度，重力与拉力不再相等，故B错误；
C、同一地点，重力加速度是一定的，根据得知，物体的重力与物体的质量成正比，故C正确；
D、物体落向地面时，它受到的重力等于它静止时所受到的重力，故D错误；
故选：
物体的重力大小在同一地点是恒定的，不同地点可能是变化的．根据分析重力与质量的关系．物体的重力不总等于它对竖直测力计的拉力．
物体的重力与地理位置的关系，可以根据万有引力知识和牛顿运动定律理解记忆．
2.【答案】C;
【解析】解：物体发生形变时，不一定发生弹性形变，所以形变的物体不一定产生弹力，故A错误；
B.在弹性限度内，弹簧的弹力与其形变量是成正比，故B错误；
C.轻杆对物体的弹力不一定沿杆方向，与物体的运动状态有关，故C正确；
D.竹杆拨动水中的木头，木头受到的弹力是由于竹杆发生形变产生的，故D错误。
故选：。
弹力产生的条件有两个：一是两个物体必须直接接触，二是发生弹性形变；弹力的方向总是与恢复形变的方向相同；拉力、推力、支持力的实质都是弹力。
该题考查对弹力的概念、产生的条件、方向等基本知识的理解，特别注意轻杆对物体的弹力不一定沿杆方向，是一道基础题目。
3.【答案】A;
【解析】略
4.【答案】A;
【解析】解：、由图可知，弹簧长度为时，弹力为零，所以弹簧原长为，图像的斜率为，即劲度系数为，故错误，正确；
、根据胡克定律可知，弹簧伸长：时，弹力的大小为，故正确
、当弹力大小为时，弹簧形变：，即弹簧长度为或，故正确。
本题选错误的，故选：。
由弹簧的长度和弹力大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长；
由图读出弹力为，弹簧的长度为，求出弹簧压缩的长度，由胡克定律求出弹簧的劲度系数。
解决本题时，要知道胡克定律公式中，是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度，弹力与形变量成正比。
5.【答案】A;
【解析】解：对小滑块受力分析，受重力、长木板的支持力和向左的滑动摩擦力，有：


故
再对长木板受力分析，受到重力、小滑块的对长木板向下的压力、小滑块对其向右的滑动摩擦力、地面对长木板的支持力和向左的静摩擦力，根据共点力平衡条件，有


故；
故选：。
先对小滑块受力分析，受重力、长木板的支持力和向左的滑动摩擦力；再对长木板受力分析，受到重力、小滑块的对长木板向下的压力、小滑块对其向右的滑动摩擦力、地面对长木板的支持力和向左的静摩擦力；然后根据共点力平衡条件判断．
滑动摩擦力与正压力成正比，而静摩擦力随外力的变化而变化，故静摩擦力通常可以根据共点力平衡条件求解，或者结合运动状态，然后根据牛顿第二定律列式求解．
6.【答案】B;
【解析】解：由题意知，挂上的钩码，弹簧的伸长量为：
根据胡克定律得得：，故正确，错误。
故选：。
根据题意确定出弹簧的伸长量，由胡克定律求解弹簧的劲度系数。
本题的解题关键掌握胡克定律，知道弹簧的伸长量和它受到的拉力成正比，明确公式中的为形变量，不是弹簧的长度。
7.【答案】B;
【解析】对、整体和物体分别受力分析，然后根据平衡条件列式后联立求解即可。本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。对、整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有：①再对物体分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有：水平方向：竖直方向：其中：联立有：②联立①②解得：故错误，正确。故选。

8.【答案】C;
【解析】解：、瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，受重力和竖直向上静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力等于重力；握力增加后，瓶子更掉不下，依然保持静止，静摩擦力还是等于重力，故错误，正确；
、当手出汗了，导致动摩擦因数减小，则最大静摩擦力就会变小，而受到静摩擦力不变，故错误；
故选：
瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，根据静摩擦力的特点可以判断．
静摩擦力与压力无关，随外力的变化而变化，这里握力变大，只是滑动摩擦力变大了，而物体受静摩擦力，故静摩擦力不变，注意最大静摩擦力与静摩擦力的区别．
9.【答案】BD;
【解析】、由于此时木块处于平衡状态，所以此时木块所受的摩擦力大小等于，故错误；
、此时长木板也处于平衡状态，即此时长木板所受的拉力和两个摩擦力是平衡力，故此时长木板所受的地面对它的滑动摩擦力等于，所以地面受到的滑动摩擦力大小为，故正确；
、、滑动摩擦力与正压力成正比，与速度大小和水平拉力大小均无关，故错误，正确；
10.【答案】AD;
【解析】
在两图中， 相对 有向左的运动趋势，因而受到方向向右的摩擦力作用， 相对 有向右运动的趋势，因而受到方向向左的摩擦力作用．
由题意知，、两物都相对静止，但它们对地的运动是不相同的．甲图中，、以共同加速度向左做匀加速直线运动，所受摩擦力对的运动起阻碍作用；而受到的摩擦力对向左的加速运动是动力，它是能产生加速度的外部条件．乙图中，、都将静止在水平面上，处于平衡状态，但它们相对于地的运动趋势是不同的．在拉力的作用下，有相对于地面向左运动的趋势，对的摩擦力方向向右，所以是阻力．物在经拉力作用下有向右运动的趋势，它受到的对它的摩擦力方向向左，所以是阻力．综上所述，选项、正确．
11.【答案】AB;
【解析】
由图象分析可知，初始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加后即为合力，物体匀加速上升，弹簧上的弹力逐渐变小，运动位移为后，弹簧恢复原长，此时物块和弹簧分离，此后物体受到恒定的力和重力做匀加速运动．根据牛顿第二定律分别列出起始和分离状态时的方程联立可解得。
此题主要考查图象的识别，从图象中获取信息是物理的一项基本能力，获取信息后能否根据获取的信息分析过程，灵活运用好牛顿第二定律是关键。
A.初始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加后即为合力，所以有：…①，
此后物体匀加速上升，弹力逐渐变小，当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为：…②，
联立①②两式，整理得物体重力：，质量，故正确；
B.当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，合力为 ，又已求得，则，故正确；
C.由图可知，从初始弹簧弹力等于重力到弹簧恢复原长，位移为，即弹力等于重力时，弹簧形变量为，劲度系数，故错误；
D.对匀加速过程，根据速度位移公式，有：，解得：，故错误；
故选：。
12.【答案】ABD;
【解析】
由题意可知，当物体的速度不等于传送带速度时，出现相对滑动，则物体可能受到向左或向右的滑动摩擦力；当物体的速度等于传送带速度时，则物体不受到摩擦力。
考查物体与传送带间速度不同的运动情况，导致出现摩擦力也不同，可能没有摩擦力，也可能是滑动摩擦力；方向可能向右的摩擦力，也可能向左的摩擦力。
A.当物体的速度大于传送带速度时，出现相对滑动，则物体要受到向左的滑动摩擦力，故正确；
B.当物体的速度小于传送带速度时，出现相对滑动，则物体要受到向右的滑动摩擦力，故正确；
当物体的速度等于传送带速度时，则物体不受到摩擦力，故错误；正确.
故选。
13.【答案】

①乙 ②;
【解析】由弹簧的长度和弹力大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长；由胡克定律求出弹簧的劲度系数；
①乙丙两种方案，在拉着物体运动的过程中，拉的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计是不动的，指针稳定，便于读数，所以乙方案更合理；
②在不同的情况下接触面受到的正压力的大小不同，根据动摩擦力与摩擦力因数的关系即可解答。此题主要考查胡克定律，胡克定律公式中，是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度；关键明确实验原理，根据平衡条件和动摩擦力与摩擦力因数的关系列式求解。

由图读出，弹簧的弹力时，弹簧的长度为，即弹簧的原长为，由图读出弹力为，弹簧的长度为，弹簧压缩的长度；由胡克定律得弹簧的劲度系数为；
①乙丙两种方案，在拉着物体运动的过程中，拉的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计是不动的，指针稳定，便于读数，所以乙方案更合理；
②由于弹簧测力计示数为，所以、间的动摩擦因数；
故答案为：；①乙； ②。
14.【答案】BD；0～4.9；25;
【解析】解：、在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，由于弹簧的自重，水平放置和竖直悬挂，弹簧的长度不同，所以先竖直悬挂，后测量原长，这样挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度减去原长能准确反映伸长量，故A错误，B正确
、先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重，故C错误，D正确；
故选：
由胡克定律可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量成正比，图象是直线
由图示图象可知，当时，，所以在范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。
这种规格的弹簧的劲度系数
故答案为：。
，。
明确弹簧自重带来的影响，从而明确应如何测量原长；
胡克定律反映了弹簧的弹力与形变量成正比，由图象的斜率求弹簧的劲度系数。
本题第一问关键是明确实际操作时要考虑弹簧自重，第二问考查了弹簧弹力和弹簧伸长量的关系的基础知识，关键是明确图象的斜率的倒数表示劲度系数。
15.【答案】解：重力的作用线在竖直方向上，由题意知，当重力作用线与斜坡的交点位于车轮与斜坡的接触点时，对应重心的位置即满足条件的最高重心位置，作出力的示意图，利用几何关系可求解．作出如答图所示的示意图，设车的重心离地面的最高距离为，点是车轮与地面的交点，点为中轴线与地面的交点，由几何关系可知，在中，，有，将代入得.
;
【解析】见答案
16.【答案】解：由题图知，当弹簧的弹力时，
弹簧的原长
由题图知，当弹簧的长度，
即伸长量时，
弹簧的弹力
由胡克定律得，
则
当弹簧伸长时，

答：弹簧的原长为；
弹簧的劲度系数；
弹簧伸长时，弹力的大小;
【解析】由弹簧的长度和弹力大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长．
由图读出弹力为，弹簧的长度为，求出弹簧压缩的长度，由胡克定律求出弹簧的劲度系数。
根据胡克定律求出弹簧伸长米时，弹力的大小。
胡克定律公式中，是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度。
17.【答案】解：受到的是滑动摩擦力，其大小为：
根据二力平衡可知，弹簧上弹力的大小等于受到的滑动摩擦力的大小，所以弹簧的伸长量为
匀速运动，水平方向受力平衡可得

竖直方向：

解得地面与物体之间的动摩擦因数：。;
【解析】
考查滑动摩擦力公式和胡克定律的应用，掌握平衡条件的运用，注意学会受力分析的要求。
求间的滑动摩擦力大小根据，结合的重力，即可求解；
根据二力平衡，结合胡可定律可得；
根据对受力分析，结合平衡条件，及滑动摩擦力公式，即可求解。
18.【答案】解：对物体A，沿斜面方向根据共点力平衡条件，有：gsinθ=k
且：L1=L0-，其中L0=10cm=0.1m
解得：L1=0.07m=7cm；
（2）用一恒力F沿斜面方向拉物块A使AB一起向上做匀速运动，对AB整体，沿斜面方向根据平衡条件，有：
F=（+）gsin37°
解得：F=9N。
答：（1）物块AB间的距离为7cm；
（2）力F的大小为9N。;
【解析】
对物体，沿斜面方向根据共点力平衡条件结合胡克定律进行解答；
对整体，沿斜面方向根据平衡条件列方程进行解答。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。