第三章 相互作用--力 章节小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）必修第1册（含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 相互作用--力 章节小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）必修第1册（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 556.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-18 10:41:34 | ||
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文档简介
第三章《相互作用--力》章节小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点,物体A、B叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,与原位置相比( )
A.A对B的作用力减小
B.B对A的支持力增大
C.木板对B的支持力增大
D.木板对B的摩擦力增大
2.
如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦均不计。如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新静止后,绳的拉力F和绳与水平方向的夹角θ的变化情况是( )
A.F变大,θ角变大 B.F变小,θ角变小
C.F不变,θ角不变 D.F不变,θ角变小
3.如图所示,一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上,一质量为m的小木块在水平力F的作用下静止在斜面上。若只改变F的方向不改变F的大小,仍使木块静止,则此时力F与水平面的夹角为( )
A.60° B.45°
C.30° D.15°
4.如图所示,用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架,绳的一端绕在手指上,杆的一端顶在掌心,当绳的另一端挂上重物时,绳和杆对手指和手掌均有力的作用,选项图中,这两个作用力的方向正确的是( )
5.如图,水平地面上的倾斜直杆顶端固定一小球,则直杆对球的作用力方向为( )
A.沿杆向上 B.沿杆向下
C.竖直向上 D.竖直向下
6.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切,穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N,在运动过程中( )
A.F增大,N减小 B.F减小,N减小
C.F增大,N增大 D.F减小,N增大
7.将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,每块的质量为m,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,重力加速度大小为g,则第1、2块石块间的作用力大小为( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
8.如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O'是三根线的结点,bO'水平拉着重物B,cO'沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,g取10 N/kg。若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20 N,则下列说法中错误的是( )
A.弹簧的弹力为10 N
B.重物A的质量为2 kg
C.桌面对重物B的摩擦力为10 N
D.OP与竖直方向的夹角为60°
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.如图所示,电灯的重力G=10 N,AO绳与顶板间的夹角为45°,BO绳水平,AO绳的拉力为FA,BO绳的拉力为FB,则( )
A.FA=10 N B.FA=10 N
C.FB=10 N D.FB=10 N
10.质量均为m的两物块A和B之间连接着一根轻质弹簧,其劲度系数为k。现将物块A、B放在水平地面上一斜面的等高处,如图所示,弹簧处于压缩状态,且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角为θ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A.斜面和水平地面间一定有静摩擦力
B.斜面对A、B及弹簧组成的系统的静摩擦力大于2mg sin θ
C.若将弹簧拿掉,物块也不可能发生滑动
D.弹簧的最大压缩量为
11.放在水平地面上的物体M上表面有一物体m,m与M之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图所示,则关于M和m受力情况的判断,正确的是( )
A.m受到向右的摩擦力
B.M受到m对它向左的摩擦力
C.地面对M的摩擦力方向向右
D.地面对M不存在摩擦力作用
12.如图,一光滑的轻滑轮用轻绳OO'悬挂于O点,另一轻绳跨过滑轮,一端连着斜面上的物块A,另一端悬挂物体B,整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面,直到轻绳平行于斜面,这个过程中物块A与斜面始终保持相对静止。则下列说法正确的是( )
A.物块A受到的摩擦力一定减小
B.物块A对斜面的压力一定增大
C.轻绳OO'的拉力一定减小
D.轻绳OO'与竖直方向的夹角一定减小
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(8分)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中,遇到了以下问题,请帮助该同学解答。
(1)物理学中有很多物理方法,本实验采用的是 。
A.类比实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.极限法
(2)在做实验之前,该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示,则在使用前应该对弹簧测力计 。
丙
(3)如图乙所示的四个力中,力 (填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。
(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示,如图丙所示,方格中每边的长度表示0.5 N,请帮助该同学用作图法作出合力F的图示,并求出合力的大小为 N。(结果保留两位有效数字)
14.(6分)某同学用如图甲所示装置探究弹力和弹簧伸长量的关系,实验步骤如下:
甲
乙
①测出不挂钩码时弹簧的自然长度;
②将1个钩码挂在弹簧的下端,测出弹簧总长度L;
③将2、3、4个钩码逐个挂在弹簧的下端,重复②。
(1)该同学测量后把数据描点在坐标图乙中,请你帮助该同学作出F-L图线。
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0= cm,劲度系数k= N/m。(结果保留一位小数)
15.(8分)如图所示,用细线OC的一端将质量m=1 kg的物体系住,另一端与细线AO、BO结在一起,O为结点,A端系在竖直的墙壁上,AO与墙壁间的夹角为30°,B端与另一个质量M=10 kg、放在倾角为30°的粗糙斜面上的物体相连,OB与斜面平行,整个系统处于静止状态,最大静摩擦力可认为与滑动摩擦力相等,当地的重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)OA、OB线的拉力大小。
(2)B与斜面间动摩擦因数的最小值。
16.(12分)如图所示(截面图),质量为M的直角三棱柱A放在粗糙的水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,斜面倾角为θ。一质量为m的均匀光滑圆柱体放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,重力加速度大小为g,试求:
(1)地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小。
(2)若将A水平向左推动一点点后撤去推力,A和B能否静止不动。
17.(10分)同学们都有过擦黑板的经历。如图所示,一黑板擦(可视为质点)的质量为m=0.2 kg,当手臂对黑板擦的作用力F=10 N且F与黑板面所成角度为53°时,黑板擦恰好沿黑板表面缓慢竖直向上擦黑板。(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
(1)求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ。
(2)若作用力F方向保持不变,当F多大时能完成向下缓慢擦黑板的任务
(3)比较以上两种情况,试判断哪次黑板擦得更干净,并说明理由。
18.(16分)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态。(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°=0.75,g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)轻绳OA、OB的拉力是多大
(2)人受到的摩擦力是多大 方向如何
(3)若人的质量m2=60 kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少
参考答案：
1-5DCADC
6-8ADD
9.AD
10.CD
11.ABD
12.BC
13.
(1)B(1分) (2)调零(1分) (3)F'(2分) (4)图见解析(2分) 3.5(2分)
14.
(1)图见解析(2分) (2)5.0(2分) 25.0(24.9~25.1均可)(2分)
15.
(1)8.66 N 5 N (2)0.64
16.
(1)选取A和B整体为研究对象,它受到重力(M+m)g、地面的支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用处于平衡状态,如图所示
根据平衡条件,有FN-(M+m)g=0(2分)
F=f(1分)
可得FN=(M+m)g(1分)
再以B为研究对象,它受到重力、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力F的作用处于平衡状态,如图所示,根据平衡条件,有:
在竖直方向上,有FAB cos θ=mg(2分)
在水平方向上,有FAB sin θ=F(2分)
解得:F=mg tan θ(1分)
所以f=F=mg tan θ(1分)
(2)若将A水平向左推动一点点后撤去推力,由于A、B的受力情况(大小和方向)均不变,所以A和B仍能静止不动。(2分)
17.
(1)在黑板擦缓慢向上擦的过程中,以黑板擦为研究对象进行受力分析如图甲所示,则
水平方向:F sin 53°=FN(1分)
竖直方向:F cos 53°=mg+Ff(2分)
Ff=μFN(1分)
解得Ff=4 N,μ=0.5(1分)
(2)在黑板擦缓慢向下擦的过程中,以黑板擦为研究对象进行受力分析如图乙所示,则
水平方向:F'sin 53°=FN'
竖直方向:F'cos 53°+Ff'=mg(2分)
Ff'=μFN'
解得:F'=2 N,Ff'=0.8 N(1分)
(3)缓慢向上比缓慢向下擦得更干净。(1分)
因为缓慢向上擦时黑板擦与黑板间的摩擦力更大,擦得更干净。(1分)
18.
(1)以结点O为研究对象,如图,沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系,将FOA分解,由平衡条件有:
FOB-FOA sin θ=0(2分)
FOA cos θ-m1g=0(2分)
联立得:FOA==m1g(1分)
FOB=m1g tan θ=m1g(1分)
故轻绳OA、OB的拉力大小分别为m1g、m1g
(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,
f=FOB=m1g,方向水平向左(3分)
(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值。
当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值fm=μm2g(2分)
由平衡条件得:FOBm=fm(1分)
又FOBm=m1mg tan θ=m1mg(2分)
联立得:m1m==24 kg(2分)
即物体甲的质量m1最大不能超过24 kg。
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点,物体A、B叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,与原位置相比( )
A.A对B的作用力减小
B.B对A的支持力增大
C.木板对B的支持力增大
D.木板对B的摩擦力增大
2.
如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦均不计。如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新静止后,绳的拉力F和绳与水平方向的夹角θ的变化情况是( )
A.F变大,θ角变大 B.F变小,θ角变小
C.F不变,θ角不变 D.F不变,θ角变小
3.如图所示,一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上,一质量为m的小木块在水平力F的作用下静止在斜面上。若只改变F的方向不改变F的大小,仍使木块静止,则此时力F与水平面的夹角为( )
A.60° B.45°
C.30° D.15°
4.如图所示,用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架,绳的一端绕在手指上,杆的一端顶在掌心,当绳的另一端挂上重物时,绳和杆对手指和手掌均有力的作用,选项图中,这两个作用力的方向正确的是( )
5.如图,水平地面上的倾斜直杆顶端固定一小球,则直杆对球的作用力方向为( )
A.沿杆向上 B.沿杆向下
C.竖直向上 D.竖直向下
6.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切,穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N,在运动过程中( )
A.F增大,N减小 B.F减小,N减小
C.F增大,N增大 D.F减小,N增大
7.将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,每块的质量为m,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,重力加速度大小为g,则第1、2块石块间的作用力大小为( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
8.如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O'是三根线的结点,bO'水平拉着重物B,cO'沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,g取10 N/kg。若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20 N,则下列说法中错误的是( )
A.弹簧的弹力为10 N
B.重物A的质量为2 kg
C.桌面对重物B的摩擦力为10 N
D.OP与竖直方向的夹角为60°
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.如图所示,电灯的重力G=10 N,AO绳与顶板间的夹角为45°,BO绳水平,AO绳的拉力为FA,BO绳的拉力为FB,则( )
A.FA=10 N B.FA=10 N
C.FB=10 N D.FB=10 N
10.质量均为m的两物块A和B之间连接着一根轻质弹簧,其劲度系数为k。现将物块A、B放在水平地面上一斜面的等高处,如图所示,弹簧处于压缩状态,且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角为θ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A.斜面和水平地面间一定有静摩擦力
B.斜面对A、B及弹簧组成的系统的静摩擦力大于2mg sin θ
C.若将弹簧拿掉,物块也不可能发生滑动
D.弹簧的最大压缩量为
11.放在水平地面上的物体M上表面有一物体m,m与M之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图所示,则关于M和m受力情况的判断,正确的是( )
A.m受到向右的摩擦力
B.M受到m对它向左的摩擦力
C.地面对M的摩擦力方向向右
D.地面对M不存在摩擦力作用
12.如图,一光滑的轻滑轮用轻绳OO'悬挂于O点,另一轻绳跨过滑轮,一端连着斜面上的物块A,另一端悬挂物体B,整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面,直到轻绳平行于斜面,这个过程中物块A与斜面始终保持相对静止。则下列说法正确的是( )
A.物块A受到的摩擦力一定减小
B.物块A对斜面的压力一定增大
C.轻绳OO'的拉力一定减小
D.轻绳OO'与竖直方向的夹角一定减小
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(8分)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中,遇到了以下问题,请帮助该同学解答。
(1)物理学中有很多物理方法,本实验采用的是 。
A.类比实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.极限法
(2)在做实验之前,该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示,则在使用前应该对弹簧测力计 。
丙
(3)如图乙所示的四个力中,力 (填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。
(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示,如图丙所示,方格中每边的长度表示0.5 N,请帮助该同学用作图法作出合力F的图示,并求出合力的大小为 N。(结果保留两位有效数字)
14.(6分)某同学用如图甲所示装置探究弹力和弹簧伸长量的关系,实验步骤如下:
甲
乙
①测出不挂钩码时弹簧的自然长度;
②将1个钩码挂在弹簧的下端,测出弹簧总长度L;
③将2、3、4个钩码逐个挂在弹簧的下端,重复②。
(1)该同学测量后把数据描点在坐标图乙中,请你帮助该同学作出F-L图线。
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0= cm,劲度系数k= N/m。(结果保留一位小数)
15.(8分)如图所示,用细线OC的一端将质量m=1 kg的物体系住,另一端与细线AO、BO结在一起,O为结点,A端系在竖直的墙壁上,AO与墙壁间的夹角为30°,B端与另一个质量M=10 kg、放在倾角为30°的粗糙斜面上的物体相连,OB与斜面平行,整个系统处于静止状态,最大静摩擦力可认为与滑动摩擦力相等,当地的重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)OA、OB线的拉力大小。
(2)B与斜面间动摩擦因数的最小值。
16.(12分)如图所示(截面图),质量为M的直角三棱柱A放在粗糙的水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,斜面倾角为θ。一质量为m的均匀光滑圆柱体放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,重力加速度大小为g,试求:
(1)地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小。
(2)若将A水平向左推动一点点后撤去推力,A和B能否静止不动。
17.(10分)同学们都有过擦黑板的经历。如图所示,一黑板擦(可视为质点)的质量为m=0.2 kg,当手臂对黑板擦的作用力F=10 N且F与黑板面所成角度为53°时,黑板擦恰好沿黑板表面缓慢竖直向上擦黑板。(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
(1)求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ。
(2)若作用力F方向保持不变,当F多大时能完成向下缓慢擦黑板的任务
(3)比较以上两种情况,试判断哪次黑板擦得更干净,并说明理由。
18.(16分)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态。(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°=0.75,g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)轻绳OA、OB的拉力是多大
(2)人受到的摩擦力是多大 方向如何
(3)若人的质量m2=60 kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少
参考答案：
1-5DCADC
6-8ADD
9.AD
10.CD
11.ABD
12.BC
13.
(1)B(1分) (2)调零(1分) (3)F'(2分) (4)图见解析(2分) 3.5(2分)
14.
(1)图见解析(2分) (2)5.0(2分) 25.0(24.9~25.1均可)(2分)
15.
(1)8.66 N 5 N (2)0.64
16.
(1)选取A和B整体为研究对象,它受到重力(M+m)g、地面的支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用处于平衡状态,如图所示
根据平衡条件,有FN-(M+m)g=0(2分)
F=f(1分)
可得FN=(M+m)g(1分)
再以B为研究对象,它受到重力、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力F的作用处于平衡状态,如图所示,根据平衡条件,有:
在竖直方向上,有FAB cos θ=mg(2分)
在水平方向上,有FAB sin θ=F(2分)
解得:F=mg tan θ(1分)
所以f=F=mg tan θ(1分)
(2)若将A水平向左推动一点点后撤去推力,由于A、B的受力情况(大小和方向)均不变,所以A和B仍能静止不动。(2分)
17.
(1)在黑板擦缓慢向上擦的过程中,以黑板擦为研究对象进行受力分析如图甲所示,则
水平方向:F sin 53°=FN(1分)
竖直方向:F cos 53°=mg+Ff(2分)
Ff=μFN(1分)
解得Ff=4 N,μ=0.5(1分)
(2)在黑板擦缓慢向下擦的过程中,以黑板擦为研究对象进行受力分析如图乙所示,则
水平方向:F'sin 53°=FN'
竖直方向:F'cos 53°+Ff'=mg(2分)
Ff'=μFN'
解得:F'=2 N,Ff'=0.8 N(1分)
(3)缓慢向上比缓慢向下擦得更干净。(1分)
因为缓慢向上擦时黑板擦与黑板间的摩擦力更大,擦得更干净。(1分)
18.
(1)以结点O为研究对象,如图,沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系,将FOA分解,由平衡条件有:
FOB-FOA sin θ=0(2分)
FOA cos θ-m1g=0(2分)
联立得:FOA==m1g(1分)
FOB=m1g tan θ=m1g(1分)
故轻绳OA、OB的拉力大小分别为m1g、m1g
(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,
f=FOB=m1g,方向水平向左(3分)
(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值。
当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值fm=μm2g(2分)
由平衡条件得:FOBm=fm(1分)
又FOBm=m1mg tan θ=m1mg(2分)
联立得:m1m==24 kg(2分)
即物体甲的质量m1最大不能超过24 kg。