鲁科版（2019）必修第一册 第3章 相互作用 2023年同步练习卷（培优）（含解析）

鲁科版（2019）必修第一册《第3章 相互作用》2023年同步练习卷（培优）
一、选择题
1．足球运动是深受青少年喜爱的项目之一。图中所示为四种与足球有关的情境，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，静止在草地上的足球对草地的压力就是它的重力
B．图乙中，静止在草地上的两个相互接触的足球之间可能无弹力
C．图丙中，球网上的足球会受到弹力是由于足球发生了形变
D．图丁中，被踢出后的足球在空中时受到重力和脚对它的弹力
2．某中学学生做化学实验时，在水平放置的圆形铁环上放上分液漏斗（装有溶液），如图所示，此分液漏斗的下半部分是一个圆锥，锥角为θ，则下列说法正确的是（　　）
A．分液漏斗受到的重力方向竖直向上
B．圆形铁环对分液漏斗的作用力与锥角θ无关
C．圆形铁环对分液漏斗的弹力是由分液漏斗的形变产生的
D．若分液漏斗中溶液不断流出，分液漏斗的重心不断下降
3．一字形圆头弹力绳是用超弹性硅胶制成，弹力绳的质量不计且遵循胡克定律。如图，晓敏正使用弹力绳进行拉伸训练，双手各施加15N的拉力向两端拉弹力绳（未超出弹性限度、且未与背部接触），弹力绳劲度系数为k＝100N/m。则下列说法正确的是（　　）
A．弹力绳的弹力大小为30N
B．弹力绳的伸长量为30cm
C．若双手的拉力减小，则弹力绳的劲度系数减小
D．若将弹力绳一端固定在地面上，另一端施加15N拉力，则其伸长量不变
4．一本书重约6N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第106与第107页间，A4能够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书之间的摩擦因数最接近（　　）
A．0.17 B．0.33 C．0.50 D．0.67
二、填空题
5．如图，在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙面匀速下滑，物体与墙面之间的动摩擦因数为μ，则物体受到墙面的摩擦力等于 　 　或 　 　。
6．如图质量为20kg的物体在动摩擦因数为0.1的水平面上向右运动，在运动过程中受到水平向左、大小为10N的拉力作用，则物体所受合力为 　 　N，方向为水平 　 　（选填“向左”或“向右”）。
三、多选题
（多选）7．如图所示是在水平地面上以两种方式立起的可乐瓶（内部有少量液体），下列说法正确的是（　　）
A．左边的可乐瓶受到摩擦力的作用
B．右边的可乐瓶的重心与支撑点在同一竖直线上
C．右边的可乐瓶受到的支持力斜向右上
D．左边的可乐瓶受到的支持力是由于地面的形变而产生的
（多选）8．某同学在上学途中通过扫码成功打开一辆共享单车。当他推着自行车在平直公路上前进时，地面对前轮的摩擦力为F1，对后轮的摩擦力为F2，当他骑着自行车在平直公路上加速前进时，地面对前轮的摩擦力为F3，对后轮的摩擦力为F4，下列说法正确的是（　　）
A．F1的方向与车前进方向相同
B．F2的方向与车前进方向相反
C．F3的方向与车前进方向相同
D．F4的方向与车前进方向相同
（多选）9．如图甲所示，口罩是一种卫生用品，一般戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气。为了佩戴舒适，口罩两边的弹性绳的劲度系数比较小，某同学将弹性绳拆下，当弹性绳下端悬挂一块橡皮擦时，弹性绳的长度为30cm；悬挂两块相同的橡皮擦时，弹性绳的长度为40cm，如图乙所示。当弹性绳下端悬挂一支笔时，弹性绳的长度为35cm。若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内，不计弹性绳受到的重力，则下列说法正确的是（　　）
A．弹性绳的原长为10cm
B．利用所给数据可计算出弹性绳的劲度系数
C．一支笔受到的重力是一块橡皮擦受到的重力的1.5倍
D．将一块橡皮擦和一支笔一起挂在弹性绳下端时，弹性绳长度为45cm
（多选）10．如图所示，木块A放在粗糙的长木板B上，B放在粗糙的水平地面上，在水平恒力F作用下，B以速度v向左匀速运动，该过程中水平弹簧测力计的示数稳定为T。下列说法中正确的是（　　）
A．木块A受到的静摩擦力的大小等于T
B．木块A受到的滑动摩擦力的大小等于T
C．木板B向左匀速运动的速度增大，弹簧测力计的示数不变
D．若用2F的恒力作用在木板B上，木块A受到的摩擦力的大小等于T
四、实验题
11．某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连。
（1）下列说法正确的是 　 　。
A．实验前，应先对弹簧测力计调零
B．应保持与木块相连的细线水平
C．实验时，应将木板匀速向左拉出
D．实验时，拉木板的速度越大越好
（2）图乙是某次实验中弹簧测力计示数放大图，木块受到的滑动摩擦力f＝　 　N。
（3）为进行多次实验，该同学采取了在木块上增加砝码个数的方法若木块质量为m0，砝码的质量、动摩擦因数和重力加速度分别用m、μ和g来表示，则摩擦力f＝　 　（用前面的物理量的字母表示）。测得多组数据后，该同学描绘的f﹣m图线如图丙所示，则他测得的动摩擦因数μ＝　 　（重力加速度g取10m/s2）。
五、计算题
12．如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m＝2kg的物体上，另一端施一水平拉力F．（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g＝10m/s2，弹簧始终在弹性限度内）
（1）若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？
（2）若将弹簧拉长至11cm，物体受到的摩擦力大小为多少？
（3）若将弹簧拉长至13cm，物体受到的摩擦力大小为多少？
13．如图所示，A、B两个物块用轻弹簧相连接，它们的质量分别为mA＝2kg和mB＝3kg，弹簧的劲度系数为k＝400N/m，物块B置于水平地面上，物块A靠弹簧托住，系统处于静止状态。现用一竖直向上的拉力F拉A使之缓慢向上运动，重力加速度g取10m/s2，试求：从开始拉A到物块B刚要离开地面时，物块A的位移x。
六、解答题
14．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究．
（1）某次测量如图2所示，指针示数为　 　cm．
（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数如表．用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为　 　N/m，弹簧Ⅱ的劲度系数为　 　N/m．（取g＝10m/s2，结果保留三位有效数字）
钩码数 1 2 3 4
指针A示数/cm 15.71 19.71 23.70 27.70
指针B示数/cm 29.96 35.96 41.95 47.95
15．将质量为0.5kg的小球以14m/s的初速度竖直向上抛出，运动中小球受到的空气阻力大小恒为2.1N．
求：（1）小球上升的加速度大小
（2）小球能上升的最大高度．
鲁科版（2019）必修第一册《第3章 相互作用》2023年同步练习卷（2）（培优）
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A、图甲中，静止在草地上的足球对草地的压力与重力不是同种性质的力，故A错误；
B、图乙中，静止在草地上的两个相互接触不一定发生弹性形变，两个足球之间可能无弹力，故B正确；
C、图丙中，球网上的足球会受到弹力是由于球网发生了形变，而球网要恢复形变，会对足球施加弹力作用，故C错误；
D、图丁中，弹力的产生首先要接触，足球在空中时不和脚接触，所以不会受到脚对它的弹力，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A.重力是由地球的吸引而产生的，方向竖直向下，故A错误；
B.圆形铁环对分液漏斗的作用力与分液漏斗的重力平衡，故圆形铁环对分液漏斗的作用力与锥角θ无关，故B正确；
C.圆形铁环对分液漏斗的弹力是由圆形铁环形变产生的，故C错误；
D.分液漏斗装满溶液时，重心在几何中心处，溶液不断流出的过程重心下降，当溶液流完后重心又回到球心处，故重心先下降后上升，故D错误。
故选：B。
3．【解答】解：A、根据受力平衡可知，弹力绳的弹力大小为15N，故A错误；
B、根据胡克定律可知，弹力绳的伸长量为Δx＝，故B错误；
C、弹力绳的劲度系数与自身材料、形状和粗细等因素有关，与外力大小无关，故C错误；
D、若将弹力绳一段固定在地面上，另一端施加15N的拉力，弹力绳的弹力大小依然为15N，则伸长量不变，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：一本书重约6N，有424页，现将一张A4纸夹在106～107页间，
A4纸上面的106页的重力为
G＝N＝1.5N，
则A4纸受到的压力大小为FN＝1.5N，
上下两个接触面都有滑动摩擦力，则有：
f＝2μFN，
解得：μ＝0.33，
故ACD错误，B正确；
故选：B。
二、填空题
5．【解答】解：物体受到墙面的摩擦力为滑动摩擦力，故f滑＝μF
在竖直方向物体处于平衡态，根据二力平衡可得f滑＝G
6．【解答】解：对物体受力分析，物体受到重力、支持力、向左的拉力和向左的滑动摩擦力，滑动摩擦力f＝μN＝μmg＝0.1×20×10N＝20N
物体所合力F合＝f+F＝20N+10N＝30N
方向水平向左。
故答案为：30，向左。
三、多选题
7．【解答】解：A．左边的可乐瓶受到竖直向下的重力以及竖直向上的支持力处于平衡状态，水平方向不受力的作用，故A错误；
BC．右边可乐瓶受到竖直向下的重力以及竖直向上的支持力，支持力的作用点在支点，而支持力和重力共线，重力要过重心，故重心与支点在同一竖直线上，故B正确，C错误；
D．可乐瓶受到的支持力是由于地面产生的，所以是由于地面发生了形变而产生，故D正确；
故选：BD。
8．【解答】解：AB、推自行车前进时，前轮、后轮受到的摩擦力均为阻力，地面对前轮、后轮的摩擦力F1和F2的方向都与车前进方向相反，故A错误，B正确；
CD、骑自行车加速前进时，后轮是主动轮，它在与地面接触处有相对地面向后滑的趋势，故摩擦力F4的方向与车前进方向相同；前轮是从动轮，它在与地面接触处有相对地面向前滑的趋势，故摩擦力F3的方向与车前进方向相反，故C错误，D正确。
故选：BD。
9．【解答】解：ABC、设弹性绳原长为l0，劲度系数为k，一块橡皮擦所受的重力为G1，一支笔所受的重力为G2，由胡克定律可得：
G1＝k（l1﹣l0）
2G1＝k（l2﹣l0）
G2＝k（l3﹣l0）
其中，l1＝0.3m；l2＝0.4m；l3＝0.35m
联立解得：l0＝0.2m＝20cm；G2＝1.5G1，故AB错误，C正确；
D、将一块橡皮擦和一支笔一起挂在弹性绳下端时，由胡克定律可得：
G1+G2＝k（x﹣l0）
解得：x＝0.45m＝45cm，故D正确。
故选：CD。
10．【解答】解：
A、由题，A与B发生了相对滑动，存在滑动摩擦力，而不是静摩擦力，故A错误；
B、以A为研究对象，稳定时，A静止不动，根据平衡条件得到，木块A受到的滑动摩擦力大小等于T，故B正确；
C、A受到的滑动摩擦力与B的速度无关，当B的速度增大时，木块A受到的摩擦力的大小仍等于F，故C正确；
D、若用2F的恒力作用在木板B上时，木块A受到的滑动摩擦力的大小不变，仍等于T，与B的水平拉力无关，故D正确。
故选：BCD。
四、实验题
11．【解答】解：
（1）为保证弹簧测力计的准确性，实验前应先对弹簧测力计调零；
为保证物体的压力与重力相等，应保持与木块相连的细线水平，细线不提供竖直方向的分力；
本实验探究的是滑动摩擦情况，与物体和木板间的运动快慢无关。
故选：AB。
（2）弹簧测力计刻度是上小下大的，分度值为0.1N，再估读到下一位，即为2.75（2.74～2.7都对）
（3）木块对木板的正压力等于木块和砝码的总重力，即FN＝（m0+m）g，
根据公式f＝μFN，f＝μ（m0+m）g；
在绘制f﹣m图像时，f为竖轴，m为横轴，
根据公式f＝μ（m0+m）g，即μg为图像斜率
μg＝k＝＝4
解得μ＝0.4
五、计算题
12．【解答】解：（1）物体匀速运动时，根据平衡条件，有：
k（x﹣x0）＝μmg
则：
k＝＝N/m＝200 N/m。
（2）弹力：
F1＝k（x1﹣x0）＝200×（0.11﹣0.10）N＝2 N
最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力，故：
Ffm＝0.2×2×10 N＝4 N
物体没动，故所受静摩擦力：
Ff1＝F1＝2 N。
（3）弹力：
F2＝k（x2﹣x0）＝200×（0.13﹣0.10）N＝6 N
物体将运动，此时所受到的滑动摩擦力为：
Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N。
答：（1）当弹簧长度为12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数200N/m。
（2）若将弹簧拉长到11cm时，物体所受到的摩擦力大小为2N。
（3）若将弹簧拉长到13cm时，物体所受的摩擦力大小为4N。
13．【解答】解：开始，未用力F拉动时，A、B静止，设弹簧压缩量为x1，由胡克定律有：kx1＝mAg
则：x1＝
同理当物块B刚要离开地面时：x2＝；
物块A的总位移：x＝x1+x2
代入数据可得：x＝0.125m．
答：从开始拉A到物块B刚要离开地面时，物块A的位移x为0.125m。
六、解答题
14．【解答】解：（1）刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为16.00cm．
（2）由表格中的数据可知，当弹力的变化量△F＝0.5N时，弹簧形变量的变化量为Δx＝4.00cm，根据胡克定律知：
k1＝＝＝12.5N/m．
结合A、B示数的变化，可得当弹力的变化量△F＝0.5N时，弹簧Ⅱ形变量的变化量Δx＝6.00﹣400＝2.00cm，根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数k2＝＝＝25.0N/m
故答案为：（1）16.00；（2）12.5，25.0
15．【解答】解：（1）小球受到重力和向下的阻力，根据牛顿第二定律，有：mg+f＝ma
解得：a＝g+＝9.8+＝14m/s2
（2）根据速度—位移关系公式，有：
答：（1）小球上升的加速度大小为14 m/s2；
（2）小球能上升的最大高度为7m