2023年人教版高中物理必修1第三章 相互作用——力 A卷

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名称 2023年人教版高中物理必修1第三章 相互作用——力 A卷
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-08-21 10:40:37

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2023年人教版高中物理必修1第三章 相互作用——力 A卷
一、选择题
1.(2023·甘肃模拟)关于重力的以下说法中,正确的是(  )
A.物体静止时受到的重力最大,沿水平面运动时不受重力
B.重力的方向总是竖直向下的
C.重力有施力物体,没受力物体
D.重力的大小只决定于物体质量
【答案】B
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】重力源自于万有引力,与物体的运动状态无关,A不符合题意;重力的方向总是竖直向下,B符合题意;重力有施力物体也有受力物体,C不符合题意;重力的大小由物体质量与重力加速度决定,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】重力等于物体的质量和重力加速度的乘积,重力有施力物体也有受力物体。
2. 如图所示,某杂技演员表演“头顶坛子”,坛子保持平衡时,坛子受到的支持力产生的原因是(  )
A.坛子受到重力 B.坛子发生形变密
C.坛子的重心发生变化 D.演员的头部发生形变
【答案】D
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】支持力属于弹力,杂技演员头顶的坛子受到的支持力是由于头的形变产生的,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】由弹力的产生原因分析产生支持力的形变物体。
3.(2023高二下·奉贤期中)物体沿斜面下滑,下列四图中能正确表示其所受摩擦力方向的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】物体沿斜面下滑,物体相对于斜面向下运动,所以物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力,故D符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:D
【分析】滑动摩擦力的方向沿着接触面于物体相对运动方向相反。
4.(2023高一下·高县月考)下列关于静摩擦力的说法正确的是(  )
A.运动的物体不可能受静摩擦力作用
B.静止物体受到的摩擦力一定是静摩擦力
C.静摩擦力的方向可能与受力物体运动方向相同
D.滑动摩擦力一定阻碍物体的运动
【答案】C
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】A.传送带向高处送物体,运动的物体受到静摩擦力的作用,故A不符合题意;
B.擦黑板时,黑板受到的是滑动摩擦力,故B不符合题意;
C.由A分析知,静摩擦力的方向可能与受力物体运动方向相同,故C符合题意;
D.传送带向高处送物体,运动的物体受到滑动摩擦力时,滑动摩擦力为动力,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】摩擦力的方向与物体运动方向有可能同向、也由可能反向,但与相对运动或者相对运动趋势方向一定相反;摩擦力可以是动力也可以是阻力;静止的物体可以收到滑动摩擦力,运动的物体可以收到静摩擦力。
5.(2023高一下·长春期末)下列对功的认识,其描述正确的是(  )
A.静摩擦力一定不做功
B.滑动摩擦力一定对物体做负功
C.一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
D.一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功
【答案】C
【知识点】摩擦力的判断与计算
【解析】【解答】A、静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向没有任何关系。即静摩擦力可能不做功,可能做正功,也可能做负功。A错误;
B、滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,与物体的运动方向也没有任何关系。即滑动摩擦力可能不做功,可能做正功,也可能做负功。B错误;
C、一对平衡力的合力为零,所以一对平衡力对物体做功的代数和一定为零,C正确;
D、例如人从船头走到船尾,船对人的静摩擦力对人做正功,而人对船的静摩擦力对船也做正功。D错误。
故答案为:C。
【分析】本题容易混淆的是:物体的运动方向和物体的相对运动方向、物体的运动方向和物体相对运动趋势方向的关系,而力做功情况:力方向与物体运动方向的关系。这类题,建议通过例子帮助理解掌握,如手拿杯子,让杯子向任一方向运动,可以判断摩擦力的方向,物体的相对运动趋势方向、物体的运动方向、及摩擦力的做功情况。
6.(2023·浙江模拟)梅西在2022年卡塔尔世界杯决赛中梅开二度,带领阿根廷夺冠。如图所示为梅西在某场比赛第51分钟时主罚任意球后,足球运动轨迹的示意图,下列说法中正确的是(  )
A.第51分钟指的是时间间隔
B.足球在飞行过程中可视为质点
C.足球飞出后受到梅西对它施加的作用力
D.守门员起跳扑救瞬间,地面对他的作用力等于他对地面的作用力
【答案】B
【知识点】牛顿第三定律;质点;时间与时刻
【解析】【解答】A. 第51分钟指的是时刻,故A不符合题意;
B.足球在飞行过程中足球的大小形状可以忽略,可以视为质点,故B符合题意;
C.足球飞出后只受到重力,没有受到梅西对它施加的作用力,故C不符合题意;
D. 守门员起跳扑救瞬间,根据牛顿第三定律可知地面对他的作用力大小等于他对地面的作用力大小,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据质点的概念、时间和时刻、牛顿第三定律内容分析判断。
7.(2023高一下·永胜期末)下列各对力中,是相互作用的是(  )
A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力
B.电灯拉悬绳的力与悬绳拉电灯的力
C.悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力
D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力
【答案】B
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力都作用在点灯上,是一对平衡力,A符合题意;
B.电灯拉悬绳的力与悬绳拉电灯的力是一对相互作用力,B不符合题意;
C.悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力,既不是平衡力也不是相互作用力,C符合题意;
D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力,既不是平衡力也不是相互作用力,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据作用力与反作用力和平衡力的特点与区别分析各选项。
8.在国际单位制中,下列各组物理量,三个量都不是基本物理量但都是矢量的是(  )
A.力 速度 质量 B.位移 力 加速度
C.长度 速度变化 加速度 D.长度 质量 时间
【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】解:
A、力、速度是矢量,质量是标量,且质量是基本物理量,故A错误.
B、位移、力和加速度都是矢量,都不是国际单位制中的基本单位,故B正确.
C、长度是标量,速度变化和加速度是矢量,故C错误.
D、长度、质量和时间都是标量,故D错误.
故选:B.
【分析】物理量按有无方向分为矢量和标量两类,矢量是既有大小又有方向的物理量,标量是只有大小没有方向的物理量.
9.(2022·杨浦模拟)在“研究共点力的合成”实验中,下列操作能有效减小实验误差的是(  )
A.读数时视线要正对弹簧测力计刻度
B.标记同一细绳方向的两点要近一些
C.橡皮筋与绳套相连的两根细绳必须等长
D.用两弹簧测力计同时拉橡皮筋时两弹簧测力计示数之差应尽可能大一些
【答案】A
【知识点】验证力的平行四边形定则;力的合成;力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】A.读数时视线要正对弹簧测力计刻度,使读数更准确,减少实验误差,A符合题意;
B.标记同一细绳方向的两点要远一些,才能使方向标记的更准确,B不符合题意;
C.橡皮筋与绳套相连的两根细绳是记录拉力方向的,因此不必等长,C不符合题意;
D.用两弹簧测力计同时拉橡皮筋时两弹簧测力计示数之差过大,可能使其中一个弹簧测力计读数过小,增大相对误差,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.弹簧测力计读数时视线要正对刻度,这样读数才会误差小;
B.由于细绳形状的影响,所以细绳上两点的距离要远一些;
C.细绳是用来记录绳子方向的,所以对绳子的长短没有明确规定;
D.弹簧测力计读数不能太小,否则会影响实验误差。
10.(2023高一上·金台期末)一个质量为2kg的质点受到大小分别为5N和7N两个共点力的作用,则质点的加速度大小可能等于(  )
A.8m/s2 B.0.5m/s2 C.4m/s2 D.7m/s2
【答案】C
【知识点】力的合成
【解析】【解答】5N和7N两个共点力的合力的取值范围为 ,根据 可知,质点的加速度范围 ,根据题意,可知符合该范围的加速度只有4m/s2。
故答案为:C。
【分析】两个力的合力大于两力之差,小于两力之和,结合牛顿第二定律得出加速度的取值范围。
11.一倾角为30°的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈匀速下滑.现给物体施加如图所示力F,F与竖直方向夹角为30°,斜劈仍静止,则此时地面对斜劈的摩擦力(  )
A.大小为零 B.方向水平向右
C.方向水平向左 D.无法判断大小和方向
【答案】A
【知识点】力矩平衡;共点力平衡条件的应用;动态平衡分析
【解析】【解答】物块匀速下滑时,受重力、支持力和摩擦力,三力平衡,故支持力和摩擦力的合力与重力平衡,竖直向上,根据牛顿第三定律得到滑块对斜面体的作用力方向竖直向下,等于mg;当加推力F后,根据滑动摩擦定律F=μN,支持力和滑动摩擦力同比增加,故其合力的方向不变,根据牛顿第三定律,滑块对斜面体的压力和滑动摩擦力的合力方向也不变,竖直向下;故斜面体相对与地面无运动趋势,静摩擦力仍然为零;故选A.
【分析】物块匀速下滑时,受重力、支持力和摩擦力,三力平衡,故支持力和摩擦力的合力与重力平衡,竖直向上,根据牛顿第三定律得到滑块对斜面体的作用力方向;当加推力F后,滑块对斜面体的压力和滑动摩擦力同比增加,合力方向不变.
12.(2023高一下·滑县期末)如图所示,餐桌上的转盘匀速转动,碗相对于转盘静止,则碗所受力的个数为(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】对碗受力分析,受重力和转盘的支持力,指向圆心的静摩擦力(提供碗做圆周运动的向心力),则碗受3个力。故选:C。
【分析】对碗受力分析,分析受力个数。
13.(2022高二上·鸡西期末)如图,质量为m的物体,在与水平方向成角的推力F作用下,沿水平地面做匀加速直线运动,则物体受到的支持力大小为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】对物体受力分析,则在竖直方向受力平衡,有,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析物体的受力,由竖直方向上的受力平衡求出物体受到的支持力。
二、多项选择题
14.(2023高一上·福州期末)如图一物块静止于固定的斜面上,则物块(  )
A.受3个力的作用
B.对斜面的压力大小等于物块的重力大小
C.受到的静摩擦力大小一定与压力大小成正比
D.受到斜面支持力和摩擦力的合力大小等于物块的重力大小
【答案】A,D
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.物块受重力、斜面给它的支持力和摩擦力,一共3个力的作用。A符合题意;
B.设斜面的夹角为 ,斜面对物块的支持力为 ,由平衡条件得 ,对斜面的压力大小为 ,由于 不等于0,则物块对斜面的压力大小不等于物块的重力大小。B不符合题意;
C.由于物块受到的是静摩擦力,若没有达到最大静摩擦力,则大小与压力大小无关,C不符合题意;
D.由平衡条件得,物块受到斜面支持力和摩擦力的合力大小等于物块的重力大小。D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】物块受重力、斜面给它的支持力和摩擦力,一共3个力的作用。由于物块受到的是静摩擦力,若大小与压力大小无关。
15.(2023高一下·哈尔滨开学考)下列关于合力和分力的说法正确的是(  )
A.将一个已知力分解,若已知一个分力的大小和方向,有唯一解
B.合力大小可能小于分力大小
C.两个分力大小一定,其夹角越大,合力越大
D.3N、4N、5N的三个力合成的最小值为
【答案】A,B
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】A.将一个已知力分解,若已知一个分力的大小和方向,合力和分力构成的三角形是唯一的,有唯一解,故A符合题意;
B.合力可以大于、等于、小于任何一个分力,故B符合题意;
C.两个分力大小一定,其夹角越大,合力越小,故C不符合题意;
D.,故D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】力是矢量,求两个力的合力时要用平行四边形定则;根据几何关系及分力间的夹角可得出合力与分力的关系;解题关键是力的合成采用平行四边形定则。
16.(2023高一下·大庆开学考)关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中正确的是(  )
A.作用力与反作用力是同一性质的力
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,因而可以相互抵消
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同
D.相互平衡的两个力大小相等,方向相反,同时出现,同时消失
【答案】A,C
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A.作用力与反作用力是同一性质的力,故A符合题意;
B. 作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,不可以相互抵消,故B不符合题意;
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同,故C符合题意;
D. 一对平衡力不一定同时出现,同时消失,故D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质相同、作用在两个物体上、不可以抵消、同生同灭同变化;一对平衡力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质不一定相同、作用在一个物体上、合力为0,一个力变化另一个不一定变化。
三、非选择题
17.(2020高一上·长宁期中)两个共点力F1和F2的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示(F1、F2的大小不变,且F1>F2)。则F1的大小为   N,F2的大小为   N。
【答案】4;3
【知识点】力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】由图可知,当两个分力夹角为0°时,合力为7N,即F1+F2=7N
当两个分力夹角为180°时,合力为1N,即F1-F2=1N
解得F1=4N
F2=3N
【分析】利用两个力同向和反向其合力的大小可以求出两个分力的大小。
18.(2019高一上·北京月考)钩码挂在竖直悬挂的弹簧上,处于静止状态,如图1所示。请证明:钩码对弹簧的拉力大小等于钩码所受重力的大小。证明时,请在图2、图3中标出所涉及的力。
【答案】解:对钩码受力分析:弹簧对钩码向上的拉力F和向下的重力G,两个力是平衡力,等大反向,即F=G;
根据牛顿第三定律可知,弹簧对钩码的拉力F与钩码对弹簧的拉力F'是相互作用力,等大反向,即F'=F
则F'=G
即钩码对弹簧的拉力大小等于钩码所受重力的大小.
【知识点】重力与重心;形变与弹力
【解析】【分析】钩码处于平衡状态,合力为零,重力等于弹力。
19.(2019高一上·广东月考)木块A、B分别重50N和60N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A、 B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平向左拉力作用在木块A上,如图所示,求力F作用后木块A、 B所受摩擦力的大小。
【答案】解:弹簧弹力为:F1=kx=400N/m×0.02m=8N
A木块与地面间的最大静摩擦力为:fAm=μGA=0.25×50N=12.5N
B木块与地面间的最大静摩擦力为:fBm=μGB=0.25×60N=15N
用F=1N的水平拉力作用在木块B上,木块B受弹簧向右的弹力为8N,拉力为1N,共9N,小于最大静摩擦力,故静摩擦力为9N,向左。
木块A受到向左的弹力为8N,小于最大静摩擦力,A不动,所以静摩擦力为8N,向右。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】分别对两个小球进行受力分析,水平方向在弹力、拉力和摩擦力的作用下,两个小球处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
20.(2020高一上·邵阳期末)某人拉着旅行箱匀速出站,拉杆与水平地面的夹角 ,此时人对旅行箱的拉力恰好沿拉杆方向。已知旅行箱的总质量m=15kg,旅行箱运动时受到的阻力大小f等于地面对旅行箱支持力大小 的 ,取重力加速度大小 , 。求人对旅行箱的拉力大小F。(结果保留两位有效数字)
【答案】解:人对旅行箱施加的作用力沿竖直方向和水平方向正交分解,由平衡条件可得:
解得
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【分析】 某人拉着旅行箱匀速出站 ,旅行箱受到的重力、地面给的支持力和人给的拉力三力平衡。利用力的合成法或者正交分解法,可以解得人对旅行箱的拉力。
21.(2023高一下·哈尔滨开学考)如图所示,质量为的物块在水平推力F的作用下静止在固定于地面的光滑斜面上,已知斜面倾角,求水平推力F的大小。(取)
【答案】建立如图所示坐标系
由分析可得
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】对小球受力分析,利用共点力平衡条件可得结果。
22.(2020高一上·衡阳期末)小米同学用图1所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车(含车中重物)的质量不变,细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a。
(1)下列操作中,是为了保证“细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F”这一条件的有_______
A.实验前应将木板远离定滑轮一端适当垫高,以平衡摩擦力
B.实验前应调节定滑轮高度,使定滑轮和小车间的细线与木板平行
C.钩码质量越大越好
D.实验时,应先接通打点计时器电源,后释放小车
(2)如图2为实验中打出的一条纸带,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出,测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz,则小车的加速度a=   m/s2(结果保留两位小数)
(3)改变细线下端钩码的个数,得到a-F图象如图3所示,造成图线不过原点的原因可能是   。
【答案】(1)A;B
(2)0.93
(3)平衡摩擦力过度
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】(1)A.实验前应将木板远离定滑轮一端适当垫高,以平衡摩擦力,这样细线下端悬挂钩码的重力才能视为小车受到的合力F,A符合题意;
B.实验前应调节定滑轮高度,使定滑轮和小车间的细线与木板平行,这样细线下端悬挂钩码的重力才能视为小车受到的合力F,B符合题意;
C.要使得细线下端悬挂钩码的重力等于小车受到的合力,则要使得小车的质量应远大于钩码的质量,C不符合题意;
D.实验时,应先接通打点计时器电源,后释放小车,这一操作对保证“细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F”这一条件无影响,D不符合题意。
故答案为:AB
(2)由逐差法可得小车的加速度为
(3)由图象可知,小车上拉力为零时就有了加速度,可知是由于平衡摩擦力时木板抬的过高,平衡摩擦力过度引起的
【分析】(1)AB.木板倾斜,让重力的下滑分力与摩擦力抵消,使定滑轮和小车间的细线与木板平行,这样细线下端悬挂钩码的重力才能视为小车受到的合力,
C.要使得细线下端悬挂钩码的重力等于小车受到的合力,则要使得小车的质量应远大于钩码的质量;
D.实验时,应先接通打点计时器电源,后释放小车,这一操作对保证“细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F”这一条件无影响.
(2)利用逐差法求加速度;
(3)由图象可知,小车上拉力为零时就有了加速度,可知是由于平衡摩擦力时木板抬的过高,平衡摩擦力过度引起的。
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2023年人教版高中物理必修1第三章 相互作用——力 A卷
一、选择题
1.(2023·甘肃模拟)关于重力的以下说法中,正确的是(  )
A.物体静止时受到的重力最大,沿水平面运动时不受重力
B.重力的方向总是竖直向下的
C.重力有施力物体,没受力物体
D.重力的大小只决定于物体质量
2. 如图所示,某杂技演员表演“头顶坛子”,坛子保持平衡时,坛子受到的支持力产生的原因是(  )
A.坛子受到重力 B.坛子发生形变密
C.坛子的重心发生变化 D.演员的头部发生形变
3.(2023高二下·奉贤期中)物体沿斜面下滑,下列四图中能正确表示其所受摩擦力方向的是(  )
A. B.
C. D.
4.(2023高一下·高县月考)下列关于静摩擦力的说法正确的是(  )
A.运动的物体不可能受静摩擦力作用
B.静止物体受到的摩擦力一定是静摩擦力
C.静摩擦力的方向可能与受力物体运动方向相同
D.滑动摩擦力一定阻碍物体的运动
5.(2023高一下·长春期末)下列对功的认识,其描述正确的是(  )
A.静摩擦力一定不做功
B.滑动摩擦力一定对物体做负功
C.一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
D.一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功
6.(2023·浙江模拟)梅西在2022年卡塔尔世界杯决赛中梅开二度,带领阿根廷夺冠。如图所示为梅西在某场比赛第51分钟时主罚任意球后,足球运动轨迹的示意图,下列说法中正确的是(  )
A.第51分钟指的是时间间隔
B.足球在飞行过程中可视为质点
C.足球飞出后受到梅西对它施加的作用力
D.守门员起跳扑救瞬间,地面对他的作用力等于他对地面的作用力
7.(2023高一下·永胜期末)下列各对力中,是相互作用的是(  )
A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力
B.电灯拉悬绳的力与悬绳拉电灯的力
C.悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力
D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力
8.在国际单位制中,下列各组物理量,三个量都不是基本物理量但都是矢量的是(  )
A.力 速度 质量 B.位移 力 加速度
C.长度 速度变化 加速度 D.长度 质量 时间
9.(2022·杨浦模拟)在“研究共点力的合成”实验中,下列操作能有效减小实验误差的是(  )
A.读数时视线要正对弹簧测力计刻度
B.标记同一细绳方向的两点要近一些
C.橡皮筋与绳套相连的两根细绳必须等长
D.用两弹簧测力计同时拉橡皮筋时两弹簧测力计示数之差应尽可能大一些
10.(2023高一上·金台期末)一个质量为2kg的质点受到大小分别为5N和7N两个共点力的作用,则质点的加速度大小可能等于(  )
A.8m/s2 B.0.5m/s2 C.4m/s2 D.7m/s2
11.一倾角为30°的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈匀速下滑.现给物体施加如图所示力F,F与竖直方向夹角为30°,斜劈仍静止,则此时地面对斜劈的摩擦力(  )
A.大小为零 B.方向水平向右
C.方向水平向左 D.无法判断大小和方向
12.(2023高一下·滑县期末)如图所示,餐桌上的转盘匀速转动,碗相对于转盘静止,则碗所受力的个数为(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
13.(2022高二上·鸡西期末)如图,质量为m的物体,在与水平方向成角的推力F作用下,沿水平地面做匀加速直线运动,则物体受到的支持力大小为(  )
A. B. C. D.
二、多项选择题
14.(2023高一上·福州期末)如图一物块静止于固定的斜面上,则物块(  )
A.受3个力的作用
B.对斜面的压力大小等于物块的重力大小
C.受到的静摩擦力大小一定与压力大小成正比
D.受到斜面支持力和摩擦力的合力大小等于物块的重力大小
15.(2023高一下·哈尔滨开学考)下列关于合力和分力的说法正确的是(  )
A.将一个已知力分解,若已知一个分力的大小和方向,有唯一解
B.合力大小可能小于分力大小
C.两个分力大小一定,其夹角越大,合力越大
D.3N、4N、5N的三个力合成的最小值为
16.(2023高一下·大庆开学考)关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中正确的是(  )
A.作用力与反作用力是同一性质的力
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,因而可以相互抵消
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同
D.相互平衡的两个力大小相等,方向相反,同时出现,同时消失
三、非选择题
17.(2020高一上·长宁期中)两个共点力F1和F2的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示(F1、F2的大小不变,且F1>F2)。则F1的大小为   N,F2的大小为   N。
18.(2019高一上·北京月考)钩码挂在竖直悬挂的弹簧上,处于静止状态,如图1所示。请证明:钩码对弹簧的拉力大小等于钩码所受重力的大小。证明时,请在图2、图3中标出所涉及的力。
19.(2019高一上·广东月考)木块A、B分别重50N和60N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A、 B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平向左拉力作用在木块A上,如图所示,求力F作用后木块A、 B所受摩擦力的大小。
20.(2020高一上·邵阳期末)某人拉着旅行箱匀速出站,拉杆与水平地面的夹角 ,此时人对旅行箱的拉力恰好沿拉杆方向。已知旅行箱的总质量m=15kg,旅行箱运动时受到的阻力大小f等于地面对旅行箱支持力大小 的 ,取重力加速度大小 , 。求人对旅行箱的拉力大小F。(结果保留两位有效数字)
21.(2023高一下·哈尔滨开学考)如图所示,质量为的物块在水平推力F的作用下静止在固定于地面的光滑斜面上,已知斜面倾角,求水平推力F的大小。(取)
22.(2020高一上·衡阳期末)小米同学用图1所示装置探究物体的加速度与力的关系。实验时保持小车(含车中重物)的质量不变,细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a。
(1)下列操作中,是为了保证“细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F”这一条件的有_______
A.实验前应将木板远离定滑轮一端适当垫高,以平衡摩擦力
B.实验前应调节定滑轮高度,使定滑轮和小车间的细线与木板平行
C.钩码质量越大越好
D.实验时,应先接通打点计时器电源,后释放小车
(2)如图2为实验中打出的一条纸带,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出,测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz,则小车的加速度a=   m/s2(结果保留两位小数)
(3)改变细线下端钩码的个数,得到a-F图象如图3所示,造成图线不过原点的原因可能是   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】重力源自于万有引力,与物体的运动状态无关,A不符合题意;重力的方向总是竖直向下,B符合题意;重力有施力物体也有受力物体,C不符合题意;重力的大小由物体质量与重力加速度决定,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】重力等于物体的质量和重力加速度的乘积,重力有施力物体也有受力物体。
2.【答案】D
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】支持力属于弹力,杂技演员头顶的坛子受到的支持力是由于头的形变产生的,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】由弹力的产生原因分析产生支持力的形变物体。
3.【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】物体沿斜面下滑,物体相对于斜面向下运动,所以物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力,故D符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:D
【分析】滑动摩擦力的方向沿着接触面于物体相对运动方向相反。
4.【答案】C
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】A.传送带向高处送物体,运动的物体受到静摩擦力的作用,故A不符合题意;
B.擦黑板时,黑板受到的是滑动摩擦力,故B不符合题意;
C.由A分析知,静摩擦力的方向可能与受力物体运动方向相同,故C符合题意;
D.传送带向高处送物体,运动的物体受到滑动摩擦力时,滑动摩擦力为动力,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】摩擦力的方向与物体运动方向有可能同向、也由可能反向,但与相对运动或者相对运动趋势方向一定相反;摩擦力可以是动力也可以是阻力;静止的物体可以收到滑动摩擦力,运动的物体可以收到静摩擦力。
5.【答案】C
【知识点】摩擦力的判断与计算
【解析】【解答】A、静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向没有任何关系。即静摩擦力可能不做功,可能做正功,也可能做负功。A错误;
B、滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,与物体的运动方向也没有任何关系。即滑动摩擦力可能不做功,可能做正功,也可能做负功。B错误;
C、一对平衡力的合力为零,所以一对平衡力对物体做功的代数和一定为零,C正确;
D、例如人从船头走到船尾,船对人的静摩擦力对人做正功,而人对船的静摩擦力对船也做正功。D错误。
故答案为:C。
【分析】本题容易混淆的是:物体的运动方向和物体的相对运动方向、物体的运动方向和物体相对运动趋势方向的关系,而力做功情况:力方向与物体运动方向的关系。这类题,建议通过例子帮助理解掌握,如手拿杯子,让杯子向任一方向运动,可以判断摩擦力的方向,物体的相对运动趋势方向、物体的运动方向、及摩擦力的做功情况。
6.【答案】B
【知识点】牛顿第三定律;质点;时间与时刻
【解析】【解答】A. 第51分钟指的是时刻,故A不符合题意;
B.足球在飞行过程中足球的大小形状可以忽略,可以视为质点,故B符合题意;
C.足球飞出后只受到重力,没有受到梅西对它施加的作用力,故C不符合题意;
D. 守门员起跳扑救瞬间,根据牛顿第三定律可知地面对他的作用力大小等于他对地面的作用力大小,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据质点的概念、时间和时刻、牛顿第三定律内容分析判断。
7.【答案】B
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力都作用在点灯上,是一对平衡力,A符合题意;
B.电灯拉悬绳的力与悬绳拉电灯的力是一对相互作用力,B不符合题意;
C.悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力,既不是平衡力也不是相互作用力,C符合题意;
D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力,既不是平衡力也不是相互作用力,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据作用力与反作用力和平衡力的特点与区别分析各选项。
8.【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】解:
A、力、速度是矢量,质量是标量,且质量是基本物理量,故A错误.
B、位移、力和加速度都是矢量,都不是国际单位制中的基本单位,故B正确.
C、长度是标量,速度变化和加速度是矢量,故C错误.
D、长度、质量和时间都是标量,故D错误.
故选:B.
【分析】物理量按有无方向分为矢量和标量两类,矢量是既有大小又有方向的物理量,标量是只有大小没有方向的物理量.
9.【答案】A
【知识点】验证力的平行四边形定则;力的合成;力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】A.读数时视线要正对弹簧测力计刻度,使读数更准确,减少实验误差,A符合题意;
B.标记同一细绳方向的两点要远一些,才能使方向标记的更准确,B不符合题意;
C.橡皮筋与绳套相连的两根细绳是记录拉力方向的,因此不必等长,C不符合题意;
D.用两弹簧测力计同时拉橡皮筋时两弹簧测力计示数之差过大,可能使其中一个弹簧测力计读数过小,增大相对误差,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.弹簧测力计读数时视线要正对刻度,这样读数才会误差小;
B.由于细绳形状的影响,所以细绳上两点的距离要远一些;
C.细绳是用来记录绳子方向的,所以对绳子的长短没有明确规定;
D.弹簧测力计读数不能太小,否则会影响实验误差。
10.【答案】C
【知识点】力的合成
【解析】【解答】5N和7N两个共点力的合力的取值范围为 ,根据 可知,质点的加速度范围 ,根据题意,可知符合该范围的加速度只有4m/s2。
故答案为:C。
【分析】两个力的合力大于两力之差,小于两力之和,结合牛顿第二定律得出加速度的取值范围。
11.【答案】A
【知识点】力矩平衡;共点力平衡条件的应用;动态平衡分析
【解析】【解答】物块匀速下滑时,受重力、支持力和摩擦力,三力平衡,故支持力和摩擦力的合力与重力平衡,竖直向上,根据牛顿第三定律得到滑块对斜面体的作用力方向竖直向下,等于mg;当加推力F后,根据滑动摩擦定律F=μN,支持力和滑动摩擦力同比增加,故其合力的方向不变,根据牛顿第三定律,滑块对斜面体的压力和滑动摩擦力的合力方向也不变,竖直向下;故斜面体相对与地面无运动趋势,静摩擦力仍然为零;故选A.
【分析】物块匀速下滑时,受重力、支持力和摩擦力,三力平衡,故支持力和摩擦力的合力与重力平衡,竖直向上,根据牛顿第三定律得到滑块对斜面体的作用力方向;当加推力F后,滑块对斜面体的压力和滑动摩擦力同比增加,合力方向不变.
12.【答案】C
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】对碗受力分析,受重力和转盘的支持力,指向圆心的静摩擦力(提供碗做圆周运动的向心力),则碗受3个力。故选:C。
【分析】对碗受力分析,分析受力个数。
13.【答案】D
【知识点】力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】对物体受力分析,则在竖直方向受力平衡,有,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析物体的受力,由竖直方向上的受力平衡求出物体受到的支持力。
14.【答案】A,D
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.物块受重力、斜面给它的支持力和摩擦力,一共3个力的作用。A符合题意;
B.设斜面的夹角为 ,斜面对物块的支持力为 ,由平衡条件得 ,对斜面的压力大小为 ,由于 不等于0,则物块对斜面的压力大小不等于物块的重力大小。B不符合题意;
C.由于物块受到的是静摩擦力,若没有达到最大静摩擦力,则大小与压力大小无关,C不符合题意;
D.由平衡条件得,物块受到斜面支持力和摩擦力的合力大小等于物块的重力大小。D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】物块受重力、斜面给它的支持力和摩擦力,一共3个力的作用。由于物块受到的是静摩擦力,若大小与压力大小无关。
15.【答案】A,B
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】A.将一个已知力分解,若已知一个分力的大小和方向,合力和分力构成的三角形是唯一的,有唯一解,故A符合题意;
B.合力可以大于、等于、小于任何一个分力,故B符合题意;
C.两个分力大小一定,其夹角越大,合力越小,故C不符合题意;
D.,故D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】力是矢量,求两个力的合力时要用平行四边形定则;根据几何关系及分力间的夹角可得出合力与分力的关系;解题关键是力的合成采用平行四边形定则。
16.【答案】A,C
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A.作用力与反作用力是同一性质的力,故A符合题意;
B. 作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,不可以相互抵消,故B不符合题意;
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同,故C符合题意;
D. 一对平衡力不一定同时出现,同时消失,故D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质相同、作用在两个物体上、不可以抵消、同生同灭同变化;一对平衡力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质不一定相同、作用在一个物体上、合力为0,一个力变化另一个不一定变化。
17.【答案】4;3
【知识点】力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】由图可知,当两个分力夹角为0°时,合力为7N,即F1+F2=7N
当两个分力夹角为180°时,合力为1N,即F1-F2=1N
解得F1=4N
F2=3N
【分析】利用两个力同向和反向其合力的大小可以求出两个分力的大小。
18.【答案】解:对钩码受力分析:弹簧对钩码向上的拉力F和向下的重力G,两个力是平衡力,等大反向,即F=G;
根据牛顿第三定律可知,弹簧对钩码的拉力F与钩码对弹簧的拉力F'是相互作用力,等大反向,即F'=F
则F'=G
即钩码对弹簧的拉力大小等于钩码所受重力的大小.
【知识点】重力与重心;形变与弹力
【解析】【分析】钩码处于平衡状态,合力为零,重力等于弹力。
19.【答案】解:弹簧弹力为:F1=kx=400N/m×0.02m=8N
A木块与地面间的最大静摩擦力为:fAm=μGA=0.25×50N=12.5N
B木块与地面间的最大静摩擦力为:fBm=μGB=0.25×60N=15N
用F=1N的水平拉力作用在木块B上,木块B受弹簧向右的弹力为8N,拉力为1N,共9N,小于最大静摩擦力,故静摩擦力为9N,向左。
木块A受到向左的弹力为8N,小于最大静摩擦力,A不动,所以静摩擦力为8N,向右。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】分别对两个小球进行受力分析,水平方向在弹力、拉力和摩擦力的作用下,两个小球处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
20.【答案】解:人对旅行箱施加的作用力沿竖直方向和水平方向正交分解,由平衡条件可得:
解得
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【分析】 某人拉着旅行箱匀速出站 ,旅行箱受到的重力、地面给的支持力和人给的拉力三力平衡。利用力的合成法或者正交分解法,可以解得人对旅行箱的拉力。
21.【答案】建立如图所示坐标系
由分析可得
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】对小球受力分析,利用共点力平衡条件可得结果。
22.【答案】(1)A;B
(2)0.93
(3)平衡摩擦力过度
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】(1)A.实验前应将木板远离定滑轮一端适当垫高,以平衡摩擦力,这样细线下端悬挂钩码的重力才能视为小车受到的合力F,A符合题意;
B.实验前应调节定滑轮高度,使定滑轮和小车间的细线与木板平行,这样细线下端悬挂钩码的重力才能视为小车受到的合力F,B符合题意;
C.要使得细线下端悬挂钩码的重力等于小车受到的合力,则要使得小车的质量应远大于钩码的质量,C不符合题意;
D.实验时,应先接通打点计时器电源,后释放小车,这一操作对保证“细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F”这一条件无影响,D不符合题意。
故答案为:AB
(2)由逐差法可得小车的加速度为
(3)由图象可知,小车上拉力为零时就有了加速度,可知是由于平衡摩擦力时木板抬的过高,平衡摩擦力过度引起的
【分析】(1)AB.木板倾斜,让重力的下滑分力与摩擦力抵消,使定滑轮和小车间的细线与木板平行,这样细线下端悬挂钩码的重力才能视为小车受到的合力,
C.要使得细线下端悬挂钩码的重力等于小车受到的合力,则要使得小车的质量应远大于钩码的质量;
D.实验时,应先接通打点计时器电源,后释放小车,这一操作对保证“细线下端悬挂钩码的重力视为小车受到的合力F”这一条件无影响.
(2)利用逐差法求加速度;
(3)由图象可知,小车上拉力为零时就有了加速度,可知是由于平衡摩擦力时木板抬的过高,平衡摩擦力过度引起的。
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