高一物理（粤教版2019）必修一第三章《相互作用》素养形成性达标训练卷（含解析）

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第三章 相互作用--素养形成性达标训练卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（24-25高一上·广东佛山·期中）路过公园时，小天同学被一阵热闹的掌声吸引。 原来是一位杂技演员在表演杂技绝活——顶灯。只见杂技演员头顶着陶瓷碗，碗中盛放着油，单脚站立，纹丝不动。那精湛的技艺和稳健的身姿，让小天同学不禁驻足观赏，为杂技演员喝彩。下列说法正确的是（ ）
A．油灯和杂技演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚
B．盛放油的碗及碗中油所组成的整体的重心与油的多少无关
C．盛放油的碗所受重力一定指向地心
D．杂技演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看，不会影响他的重心位置
2．（24-25高一上·广西玉林·开学考试）A、B两物体在力F的作用下沿竖直墙体向上做匀速直线运动，如图所示。下列关于A、B两物体受力情况说法正确的是（ ）
A．物体A受到墙面对其的弹力与摩擦力 B．物体A受到5个力的作用
C．物体B受到3个力的作用 D．物体A、B之间无摩擦力
3．（24-25高一上·浙江嘉兴·阶段练习）下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（ ）
A．甲图，反弹出去的排球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力
B．乙图，竖直细线悬挂的小球，静止在光滑的斜面上，受到垂直斜面向上的支持力
C．丙图，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力
D．丁图，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力
4．（24-25高一上·全国·课后作业）如图所示，在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态及弹簧测力计的示数如下表所示（每次实验时，木块与桌面间的接触面相同），则由下列分析可知（　　）
实验次数 小木块的运动状态 弹簧测力计示数/N
1 静止 0.4
2 静止 0.6
3 直线加速 0.7
4 匀速直线 0.5
5 直线减速 0.3
A．小木块受到的最大静摩擦力是0.7 N
B．小木块受到的最大静摩擦力是0.6 N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小各不相同
5．（24-25高一上·广东佛山·开学考试）如图甲所示是斧子砍进木桩时的情境，其横截面如图乙所示，斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形，当施加竖直向下的力F时，则（　　）
A．若施加的力为F时，侧向分力F1、F2大小为
B．施加的力F越小，斧头对木桩的侧向压力越大
C．施加相同的力F，θ越大的斧子，越容易劈开木桩
D．施加相同的力F，θ越小的斧子，越容易劈开木桩
6．（23-24高一下·广东江门·期中）如图甲为明朝《天工开物》记载测量“号弦”张力的插图，图乙为示意图，弓的质量为，弦的质量忽略不计，悬挂点为弦的中点。当在弓的中点悬挂质量为的重物，弦的张角为，，则弦的张力为（ ）
A． B． C． D．
7．（24-25高一上·广东·期中）如图所示，一幼儿园小朋友在水平桌面上将a、b、c三个形状不规则的石块成功叠放在一起，受到了老师的表扬，则下列说法正确的是（ ）
A．c受到水平桌面向左的摩擦力
B．c对b的摩擦力方向与接触面平行向下
C．b对a的弹力方向竖直向上
D．b对a的摩擦力方向与接触面平行向上
8．（23-24高一上·山东青岛·期中）如图所示，水平地面上的L形木板上放着一小木块，木板与小木块间有一个处于拉伸状态的弹簧，整个装置处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．木板对小木块无摩擦力作用 B．木板对小木块的摩擦力方向向左
C．地面对木板无摩擦力作用 D．地面对木板的摩擦力方向向右
9．（23-24高一上·广东广州·期末）图甲是小华同学某次购物的情景图，购物袋可以简化为如图乙所示。在回家途中，小华在购物袋绳子中点处打了一个结，使绳子缩短了一些（由图乙中的实线变为虚线），下列说法正确的是（　　）
A．绳子缩短后，绳子的张力不变
B．绳子缩短后，绳子的张力变大
C．绳子缩短后，购物袋对人的作用力不变
D．绳子缩短后，购物袋对人的作用力减小
10．（23-24高一上·四川绵阳·期末）近年来，多人秋千在游乐场很受欢迎，南山中学为了丰富高三学子的课余生活，在高三园区添置了该设施，已知多人秋千的水平座椅由16根等长的绳子（不计绳子的质量）等间距的固定在两根平行的横梁上，假设每根绳子与竖直方向的夹角。初始时座椅静止在最低点，现将座椅用水平拉力缓慢拉至绳子平面（如图乙）与座椅平面的夹角为（如图丙），该过程中所有绳子始终绷直。座椅的质量为，当地的重力加速度为。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．初始时，每根绳子的拉力为
B．绳子平面与座椅平面的夹角为时，每根绳子的拉力为
C．水平拉力逐渐变大
D．若保持不变，拉力方向缓慢逆时针旋转至竖直方向，拉力逐渐变小
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（24-25高一上·广东茂名·期中）用铁架台、带挂钩的不同弹簧若干、50g的钩码若干、刻度尺等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的定量关系。
(1)未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长L0 = cm。
(2)由图乙可算出 B 弹簧的劲度系数为 N/m（保留三位有效数字）。若把两个弹簧分别制作成弹簧秤， （填“A”或“B”）的灵敏度更高。
(3)若某同学做实验时，误把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，则该同学所作图像得到的劲度系数将 （填“偏大”，“偏小”或“不变”）。
12．（9分）（24-25高一上·广东东莞·期中）某同学在家利用身边器材做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。他找了木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、一个弹簧测力计和一根弹簧。为完成实验，他进行了如下步骤的操作：
（1）先测量找来的那根弹簧的劲度系数。他通过实验得到如图甲所示的弹力大小F与弹簧的伸长量x的关系图像，由此图像求得该弹簧的劲度系数 N/m（结果保留两位有效数字）。
（2）将木板放在水平桌面上，再用图钉把一张白纸钉在木板上，将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸上的A点，另一端拴两个细绳套，分别被弹簧测力计和弹簧钩住，将结点拉到某一合适位置。弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其读数为 N；同时利用上一问中的结果获得弹簧上的弹力值记下这两个力的大小及两细绳套的方向，同时记下结点的位置O。撤去弹簧，只用弹簧测力计，把橡皮筋的结点拉到 ，并记下此时弹簧测力计的读数为，同时记下此细绳套的方向，如图丙所示。
（3）该同学选择合适的标度利用尺规作图，画出、与F这三个力的图示，并把三个力的图示的箭头端用直虚线相连，如图丁所示，观察构成的四边形的特点。
（4）改变拉力和的大小及方向，多次重做上述实验。该同学归纳出：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作 ，这两个邻边之间的 就代表合力的大小和方向。
（5）某次实验中已知与的夹角略大于90°，若保持结点O的位置及方向不变，而将弹簧顺时针缓慢转动一小角度，其他操作均正确，则 。
A．弹簧的长度可能先变长后变短 B．弹簧的长度可能先变短后变长
C． 弹簧测力计的示数可能先减小后增大 D．弹簧测力计的示数一直增大
13．（8分）（24-25高一上·广东惠州·期中）有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个0.2kg的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为0.002m，砝码始终未接触笔壳。以下操作中均未超过弹簧的弹性限度。 求：
(1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数；
(2)若木板水平放置，用这支圆珠笔水平匀速推动木板上质量为1kg的书本时，弹簧压缩量为0.004m，书本始终未接触笔壳。则书与木板间的动摩擦因数大小。
14．（13分）（23-24高一上·广西河池·阶段练习）如图所示，物体甲的质量，物体乙的质量，物体甲、乙通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳水平，轻绳的A端固定在天花板上与竖直方向的夹角，物体甲、乙均处于静止状态，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为。已知，，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求轻绳的张力与的张力；
（2）求乙对地面的摩擦力；
（3）现改变物体甲的质量，欲使乙在水平面上不滑动，求物体甲的质量的最大值。

15.（18分）（24-25高一上·广东广州·期中）玻璃房逐渐受到人们的青睐，大玻璃窗户的清洁可由“自动擦窗机器人”完成。图甲为某自动擦窗机器人，其质量为M=1.5kg，它的“腹部”有吸盘。自动擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出后，由于大气压形成的压力差使机器人吸在竖直玻璃上，已知压力差F与抽出的空气质量m的关系如图乙所示，机器人与玻璃间的动摩擦因数为μ=0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10N/kg，不计吸盘内空气的重力。求：
(1)将机器人轻轻放置在竖直玻璃面上，至少抽出多少质量的气体才能使其静止；
(2)机器人作业时，产生与速度同向的动力T，为擦得更干净，某一次作业时机器人抽出m1=1.5g的气体且竖直向下匀速运动，则此时的动力T多大？
(3)机器人向上匀速作业时，某时刻气泵继续抽气，最后机器人会停下来。若动力恒定，则从开始继续抽气到停下一段时间，机器人受到的摩擦力大小如何变化？
答案和解析
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C C C D C D BC BC AC
1．A
【详解】A．油灯和杂技演员整体受到的重力与地面的弹力平衡，二者一定在同一直线上，故油灯和杂技演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚，A正确；
B．物体的重心与物体的形状、质量分布有关，B错误；
C．物体受到的重力是万有引力的一个分力，只有在赤道平面内，重力才指向地心，C错误；
D．杂技演员伸出手臂和腿是为了使重心保持在支撑面内，从而维持身体的平衡，D错误。
故选A。
2．C
【详解】A．若物体A受到墙面对其的弹力，则水平方向不能平衡，可知物体A不受墙壁的弹力，则也不受摩擦力作用，选项A错误；
B．物体A受到重力、力F、物块B的压力和摩擦力共4个力的作用，选项B错误；
C．物体B受到重力、A对B的支持力和摩擦力共3个力的作用，选项C正确；
D．物体B相对A有向下运动趋势，则物体A、B之间有静摩擦力，选项D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，只受到重力作用，不受沿运动方向的弹力作用，故A错误；
B．乙图中，将细线悬挂的小球静止在斜面上时，细线竖直，小球受到沿细线向上的拉力及竖直向下的重力作用，如果受到斜面的支持力，不会处于平衡状态，因此不受斜面的支持力，故B错误；
C．丙图中，地面与篮球接触，且发生弹性形变，故静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力，故C正确；
D．丁图中，静止在杆顶端的铁球，由平衡条件可知，受到竖直向上的弹力，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】AB．由实验数据知，当弹簧测力计的拉力等于0.6 N时，小木块静止不动，说明最大静摩擦力大于0.6 N。当弹簧测力计的拉力等于0.7 N时，小木块加速运动，说明最大静摩擦力介于，AB错误；
CD．当弹簧测力计的拉力等于0.5 N时，小木块匀速运动，说明小木块受到的滑动摩擦力为0.5 N。无论小木块加速运动、减速运动还是匀速运动，小木块受到的摩擦力均为滑动摩擦力，其大小均为0.5 N，C正确，D错误。
故选C。
5．D
【详解】AB．如图所示，将力F进行分解，由几何关系可知
解得
可知，力F越小，侧向分力F1、F2越小，则斧头对木桩的侧向压力越小，故AB错误；
CD．由AB选项可知
则施加相同的力F，θ越小，斧头对木桩的侧向压力越大，越容易劈开木桩，故C错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】以弓和弓的中点悬挂重物为整体，根据受力平衡可得
解得弦的张力为
故选C。
7．D
【详解】A．以三个物体组成的整体为研究对象，整体只受到重力和桌面的支持力，水平方向不受摩擦力。A错误；
B．选取ab作为整体研究，ab有相对c向下运动的趋势，则石块c对b的摩擦力与接触面平行向上，B错误；
C．石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，则b对a的弹力和静摩擦力的合力方向竖直向上，弹力的方向不是竖直向上，也不等于a的重力，而是垂直于接触面向上，C错误；
D．根据上述分析，同理对a而言，a相对b向下运动的趋势，则石块b对a的摩擦力与接触面平行向上， D正确。
故选D。
8．BC
【详解】AB．对小木块受力分析，小木块受到重力、支持力、水平向右的弹簧的拉力和木板的摩擦力，根据平衡条件知，木板对小木块的摩擦力方向向左，故A错误，B正确；
CD．对整体受力分析，在竖直方向上受到的重力和支持力平衡，若地面对木板有摩擦力，则整体合力不为零，则整个装置不可能处于静止状态，故地面对木板无摩擦力作用，故C正确，D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】AB．设绳子间的夹角为，根据平衡条件可得
由于购物袋重力没有变，故绳子缩短后，绳子间的夹角变大，故绳子上的力变大，故A错误，B正确；
CD．人对购物袋的作用力与购物袋重力二力平衡，根据牛顿第三定律，购物袋对人的作用力不变，等于购物袋重力，故C正确，D错误。
故选BC。
10．AC
【详解】A．初始时，座椅静止，根据平衡条件可得
初始时，每根绳子的拉力为
故A正确；
B．绳子平面与座椅平面的夹角为时，座椅静止，根据平衡条件可得
每根绳子的拉力为
故B错误；
C．座椅静止，根据平衡条件可得
水平拉力为
用水平拉力缓慢拉座椅，减小，水平拉力逐渐变大，故C正确；
D．若保持不变，座椅受到的重力不变，绳子拉力的方向不变，拉力方向缓慢逆时针旋转至竖直方向，做出力的矢量三角形，可知拉力先变小后增大，故D错误。
故选AC。
11．(1)2.77/2.78/2.79
(2) 10.0 B
(3)不变
【详解】（1）图中刻度尺的分度值为1mm，要估读到分度值的下一位，已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，弹簧长度为
（2）[1][2] 根据胡克定律有
图像的斜率表示劲度系数，则可知B弹簧的劲度系数为
把两个弹簧分别制作成弹簧秤，选择劲度系数小的，即B，形变更加明显灵敏度更高，更加准确。
（3）弹簧原长为L0弹簧长度当成伸长量函数关系可得
可知图像斜率仍为劲度系数，不会发生改变。
12． 60 2.00 位置O 平行四边形 对角线 D
【详解】（1）[1]由图甲，根据胡克定律可得该弹簧的劲度系数为
（2）[2]图乙弹簧测力计的分度值为，则读数为
[3]为了保证力的作用效果相同，撤去弹簧，只用弹簧测力计，把橡皮筋的结点拉到位置O。
（4）[4][5] 在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
（5）[6]某次实验中已知OB与OC的夹角略大于，若保持结点O的位置及OB方向不变，而将弹簧OC顺时针缓慢转动一小角度，如图所示
可知与都逐渐增大，弹簧的弹力逐渐增大，弹簧的长度逐渐变长；弹簧测力计的示数一直增大。
故选D。
13．(1)1000N/m
(2)0.4
【详解】（1）根据平衡条件可得
解得
N/m
（2）由于书本恰好匀速运动，由平衡条件可得
则有
14．（1）；；（2），方向水平向右；（3）
【详解】（1）对结点O受力分析如下图所示

由共点力平衡条件得
解得
（2）对物体B受力分析如下图所示

由共点力平衡条件得
可得
由牛顿第三定律得，乙对地面的摩擦力大小为，方向水平向右。
（3）当乙刚要滑动时，甲的质量最大，此时乙达到最大静摩擦力，则有
得
由平衡条件得
又
解得，物体甲的质量的最大值为
15．(1)0.5g
(2)30N
(3)继续抽气，则压力增大，向上运动时，摩擦力也增大；当机器人停下时，摩擦力突然减小至某一值并保持不变
【详解】解：（1）设抽出m0的气体，恰好能静止，则
Mg=μF0
由图得
F=50m(N)
F0=50m0
联立解得
m0=0.5g
（2）根据平衡，有
T+Mg=f
且 f=μF1，F1=50m1，代入数据得
T=30N
（3）继续抽气，则压力增大，向上运动时，摩擦力也增大；当机器人停下时，摩擦力突然减小至某一值并保持不变。
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