人教版(2019)必修第一册《第3章 相互作用——力》2023年单元测试卷
一、选择题
1.关于重力与重心下列说法正确的是( )
A.物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大
B.规则物体的重心一定在其几何中心
C.放在桌面上的物体对桌面的压力,其实就是该物体的重力
D.重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点
2.有一圆形的均匀薄板,若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环,如图所示( )
A.重心向外侧偏移,重力减小
B.重力和重心都没有变
C.重力减小,重心位置没有变
D.重力减小,重心位置不存在
3.一个重20N的物体沿斜面下滑,关于该物体重力的图示,下图所示的四个图中正确的是( )
A. B.
C. D.
4.下列各图中,P、Q两物体之间不存在弹力的是(所有的接触面都是光滑,物体处于静止状态)( )
A. B.
C. D.
5.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触,下列说法正确的是( )
A.重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
B.重力和细线对它的拉力
C.重力和斜面对它的支持力
D.细线对它的拉力和斜面对它的支持力
6.如图所示,轻弹簧的两端各受100N拉力F作用,弹簧平衡时伸长了10cm;(在弹性限度内)( )
A.该弹簧的劲度系数k=10N/m
B.该弹簧的劲度系数k=1000N/m
C.该弹簧的劲度系数k=2000N/m
D.根据公式k=,弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
7.关于物体的重力和重心,下列说法正确的是( )
A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的,所以方向总是垂直于地面向下
B.同一物体在地球上的不同位置,当用不同弹簧秤测量时其所受重力大小是不同的,当用同一弹簧秤测量时所受重力大小一定相同
C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点
D.形状规则的物体(例如正方体),其重心一定在其几何中心处
8.如图中表示的是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动( )
A.F1和F2 B.F1和F4 C.F1和F3、F4 D.都不相同
9.在图中,A、B均处于静止状态,则A、B之间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,在水平力F作用下,木块A、B保持静止.若木块A与B的接触面是水平的( )
A.3个 B.7个 C.5个 D.6个
11.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,力F作用在物体C上后,那么以下说法正确的是( )
A.C不受摩擦力作用
B.B不受摩擦力作用
C.A受的各个摩擦力的合力不为零
D.A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零
12.如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下( )
A.2 B.3 C.4 D.5
13.甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO′方向航行,甲用1000N的力拉绳子,则乙的拉力最小值为( )
A.500N B.500N C.1000N D.400N
14.如图,质量分别为M、m的两个木块A、B通过轻弹簧连接,木块A放在水平桌面上,绳与水平方向成α角。不计滑轮与绳间的摩擦。则下列正确的是( )
A.木块A对桌面的压力(M+m)g﹣F
B.木块A与桌面之间的动摩擦因数
C.弹簧与水平方向的夹角的正切值
D.弹簧的弹力大小为
15.如图所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直墙面上,推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
16.如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为( )
A. B.
C. D.
17.如图所示,一小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,且小球始终处于平衡状态.为了使F有最小值,F与竖直方向的夹角θ应该是( )
A.90° B.30° C.15° D.0°
二、填空题
18.如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,则每根斜杆受到地面的作用力大小为 ,每根斜杆受到地面的摩擦力大小为 。
三、作图题
19.请在图的各图中画出物体P或Q受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图(各图中物体P或Q均处于静止状态)。
20.请按照要求画出指定物体的受力情况(A、B物体在处于静止状态,B球光滑)。
(1)请画出A物受力示意图1。
(2)请画出B物体受力示意图2。
21.画出如图所中小球A或杆A所受弹力的示意图,接触面都光滑。
四、计算题
22.如图所示,一根轻质弹簧的原长为20cm,竖直悬挂着,量得弹簧长24cm。
(1)求弹簧的劲度系数
(2)若把它竖立在水平桌面上,用30N的力竖直向下压时,求弹簧的长度。
23.由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图所示,求:
(1)该弹簧的原长为多少?
(2)该弹簧的劲度系数为多少?
24.如图所示,物体的重量为2kg,两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°的拉力F,若要使两绳都能伸直
人教版(2019)必修第一册《第3章 相互作用——力》2023年单元测试卷(26)
参考答案与试题解析
一、选择题
1.解:A、空中下落的物体重力与静止的物体重力相同。
B、规则物体的重心,还与物体的质量分布有关,规则物体的重心。故B错误
C、压力是由于相互挤压而产生的,二者不是同一种力;
D、重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点;
故选:D。
2.解:质量均匀分布的圆形薄板,重心在其几何中心,质量仍然均匀分布,即形状规则;由于质量减小;故C正确。
故选:C。
3.解:物体的重力为20N,标度设为5N,作用点在重心
因此物体所受重力的图示不正确的是BCD选项,A正确;
故选:A。
4.解:A、A图两球间若无弹力则小球P将向右下运动;
B、B图中若两球间无弹力则小球将向凹面的底部运动;
C、C图两球间若无弹力则小球P将向下运动;
D、D图两球间若有弹力则小球将向两边运动;
本题选无弹力的,故选:D。
5.解:小球必定受到重力和细线的拉力。
小球和光滑斜面接触,假设斜面对小球有弹力、斜面的支持力和细线的拉力,弹力垂直于斜面向上,小球将向右上方运动。故斜面对小球没有弹力。故B正确。
故选:B。
6.解:ABC、根据胡克定律F=kx得
k===1000N/m,B正确。
D、弹簧的伸长与受到的拉力成正比,与弹簧本身有关。
故选:B。
7.解:A、重力的方向始终是竖直向下的,方向是不变的。
B、同一物体在地球上的不同位置,而同一位置,所以B选项错误。
C、物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点。
D、形状规则的物体的重心不一定在它的几何中心上,如果密度不均匀,所以D选项错误。
故选:C。
8.解:由图可知,F2的大小与其他三个不同,F3的方向与其他三个不同,所以F7和F3的作用的效果与其他不相同;F1和F5的大小方向都相同,而且作用在同一条直线上1和F4的作用的效果是相同的。
故选:B。
9.解:A、对物体A而言受重力,如果B对A有弹力方向水平向左,与A,故A错误。
B、对物体A而言受重力,如果B对A没有弹力,与A,故B正确。
C、对B而言受重力,如果A对B有弹力方向水平向右,与A,故C错误。
D、图中物体A和物体B虽然接触,故物体A与物体B间没有弹力。
故选:B。
10.解:以整体为研究对象,力F大小合适时,斜面对B无摩擦力,斜面对B有摩擦力,B受重力、A对B的压力,必受B对A的摩擦力、B的接触面上,再加上可能存在斜面对B的摩擦力,也可能是5个。
故选:C。
11.解:对B分析,B在水平方向上平衡。
对C分析,在水平方向上受拉力和静摩擦力作用,大小等于F。
对A分析,在水平方向上受C对A的摩擦力和地面对A的摩擦力。
对整体分析,整体受到地面的摩擦力,A、C、D错误。
故选:B。
12.解:以A为研究对象,受力分析、B对A的支持力和摩擦力。
根据牛顿第三定律,A对B也有压力和摩擦力,所以B受四个力作用,ABD错误。
故选:C。
13.解:要使船沿OO′方向航行,甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向。
在如图中作平行四边形可知,当乙拉船的力的方向垂直于OO′时乙最小,其最小值为:
F乙=F甲sin30°=1000×N=500N。
方向垂直于河岸指向另一侧,故B正确。
故选:B。
14.解:A.对A
Fsinα+N地=(M+m)g
根据牛顿第三定律可知木块A对地面的压力为(M+m)g﹣Fsinα,故A错误;
B.题中未说明最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,故B错误;
CD.对B物块受力分析
F弹sinβ=Fsinα﹣mg
F弹cosβ=cosα
两式相比解得:tanβ=
两式平方相加解得:
F弹=
故C正确,D错误。
故选:C。
15.解:对b受力分析,由b平衡有b受到重力,再对a,受到重力和推力,整体不受墙壁的弹力和摩擦力,受到重力、b对a的压力和静摩擦力。
故选:B。
16.解:设A、B的质量分别为m1、m2。
对A、B整体分析、支持力,根据平衡条件
F=μ3(m1+m2)g ①
再对物体B分析,受推力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,有:
水平方向:F=N
竖直方向:m7g=f
其中:f=μ1N
联立有:m2g=μ8F ②
联立①②解得:=,故B正确。
故选:B。
17.解:如图所示,小球受三个力而处于平衡状态,绳子拉力T方向不变,通过作图法知,由于垂线段最短,则由几何知识得θ=30°。
故选:B。
二、填空题
18.解:设每根斜杆受到的弹力为F,对斜杆与横杆的结点受力分析如图1所示:
图1
竖直方向根据平衡条件可得:3Fcos30°=0.5G
解得
F=;
地面对每根杆的作用力等于杆的弹力,则每根斜杆受到地面的作用力为;
对某个斜杆受力分析如图2所示;
图2
水平方向根据平衡条件,有:Fsin30°=f。
故答案为:,
三、作图题
19.解:如图所示
甲中属于绳的拉力,应沿绳指向绳收缩的方向。
乙中与球接触的有两处且都是球面与平面相接触,故弹力应垂直于平面,故小球受到竖直挡板的弹力方向水平向右,且都过球心。
丙中杆与半圆有两处接触,一处是点与球面相接触,且必过球心O,弹力应垂直于杆向上。
20.解:(1)对A受力分析如图所示:
(2)对B受力分析如图所示:
故答案为:见解析。
21.解:左图中A物体与斜面间没有弹力,如果有弹力,故小球受到的弹力只有绳子的拉力;
右图中的杆受到两个弹力,弹力的方向垂直于接触面。
答:小球A或杆A所受弹力的示意图见解析。
四、计算题
22.解:(1)当弹簧受向下的15 N的拉力作用时,
由胡克定律知F1=k(L1﹣L2),即15=k(0.24﹣0.4)。
解得劲度系数k= N/m=375
(2)当用30 N的力竖直向下压时2,
由胡克定律知F2=k(L0﹣L2)
整理得L5=L0﹣=3.2 m=0.12 cm。
答:(1)弹簧的劲度系数为375 N/m (2)弹簧长为12
23.解:(1)弹簧处于原长时,弹簧所受弹力为0,F=0时4=15cm;
(2)从图中可知弹簧长度 L=25cm时0=25cm﹣15cm=10cm=0.7m
对应的弹力为:F=50N
由胡克定律有:F=kx
得该弹簧的劲度系数为:k===500N/m;
答:(1)该弹簧的原长为15cm.
(2)该弹簧的劲度系数为500N/m.
24.解:A球受力如图所示:
根据平衡条件有:
x方向:Fcos60°=FC+FBcos60°,
y方向:Fsin60°+FBsin60°=mg,
解得:;
当FB=6时,F最大;
当FC=5时,F最小;
故拉力F的范围为:≤F≤N。
答:要使两绳都能伸直,拉力F的大小范围是:N。