高一物理（粤教版2019）必修一第三章《相互作用》重难点突破卷（含解析）

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第三章 相互作用--重难点突破卷
(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．（21-22高一上·湖北黄冈·期末）炎热的夏天，用手拧常温的碳酸饮料瓶盖时，手在水平拧塑料瓶盖的同时再向下压瓶盖能更容易将瓶盖拧开，这主要是因为（　　）
A．减小了瓶盖与瓶口接触面的粗糙程度 B．减小了瓶盖与瓶口螺纹间的压力
C．减小了瓶盖与瓶口接触面的接触面积 D．增大了手与瓶盖间的静摩擦力
2．（24-25高一上·广东佛山·期中）喝完牛奶后，小天同学换上运动装备决定出门晨跑。 推开门，细心的他发现，设计巧妙的弹簧锁免去了关门时使用钥匙的繁琐。如图所示为缓慢关门时（关门方向为图中箭头方向）门锁的示意图，若弹簧始终处于压缩状态，则下列说法正确的是（　　）
A．关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面
B．关门时锁舌对锁壳的弹力方向向左
C．关门时弹簧弹力变小
D．关门时锁舌对锁壳的弹力就是弹簧的弹力
3．（24-25高一上·内蒙古包头·期中）开学以来，博雅级部物理备课组举办了优秀答题卡展出活动，老师将学生们的答题卡进行展出时，用一枚小磁铁将答题卡吸在竖直放置的磁性黑板上，下列关于各物体的受力情况正确的是（　　）
A．磁铁对答题卡的压力是由于答题卡发生形变引起的
B．黑板对答题卡的作用力与磁铁对答题卡的作用力大小相等
C．磁铁对答题卡的摩擦力与黑板对答题卡的摩擦力不是一对平衡力
D．磁铁受4个力，答题卡受6个力
4．（24-25高一上·浙江·期中）如图所示，用等长的轻质细线将三个完全相同的小球、、悬挂在天花板上。现对小球、施加一个水平向右的力，对小球施加一个水平向左的力，三个力大小均为，最后达到平衡状态。下列表示平衡状态的图可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
5．（24-25高一上·全国·课后作业）如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图，一侧的口罩带是由直线AB、弧线BCD和直线DE组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为k的弹性轻绳（遵循胡克定律），在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了x，此时AB段与水平方向的夹角为37°，DE段与水平方向的夹角为53°，弹性轻绳涉及的受力均在同一平面内，不计摩擦，已知，则耳朵受到口罩带的作用力为（　　）
A．，方向与水平向右成45°角 B．，方向与水平向左成45°角
C．，方向与水平向左成45°角 D．，方向与水平向右成45°角
6．（23-24高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习）如图所示，ABCD为倾角为30°的正方形斜面，其中AB与底边DC平行、BC与AD平行。斜面上有一质量为1kg的物块，在斜面内对物块施加平行于AB向左的拉力F，物块恰好沿斜面对角线BD匀速下滑。下列叙述不正确的是（）（　　）
A．物块所受摩擦力的方向沿BD向上
B．水平向左的拉力大小等于5N
C．滑动摩擦力的大小等于
D．物块与斜面间的动摩擦因数为
7．（24-25高一上·全国·课后作业）如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为三根“手指”，且不考虑篮球的明显形变。抓取点平均分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）
A．只要“手指”对篮球的压力足够大，不论取何值都能将篮球抓起
B．若与的关系满足，则一定能将篮球抓起
C．若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值
D．若抓起篮球竖直向上做匀速运动，则每根“手指”对篮球的压力一定变大
8．（23-24高一上·广西南宁·阶段练习）如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，烤制过程中香肠质量不变，半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．香肠烤熟前金属杆1对烤肠的支持力大小为
B．香肠烤熟后金属杆1对其支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变大
C．香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变小
D．香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对其合力不变
9．（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中）随着家居自动化不断发展，自动炒菜机也逐渐走进了大众的生活。图甲为某品牌的自动炒菜机，使用时，光滑的半球形铁锅静置在灶台上，菜品被倒入自动炒菜机后由于重力作用而集中在锅底，为保证菜品受热均匀，电动锅铲既可推动炒菜也可翻动炒菜。如图乙所示，推动炒菜时，锅铲推动菜品缓慢向右移动，在推动过程中锅铲始终保持竖直，使菜品到达 P点； 翻动炒菜时，锅铲绕O点缓慢转动，带动菜品缓慢上升翻转，使菜品到达P点。下列说法中不正确的是 （　　）
A．翻动炒菜时，菜品对锅铲的压力不断增大
B．翻动炒菜时，炒菜机铁锅内壁对菜品的弹力不断增大
C．推动炒菜时，菜品对锅铲的压力不断增大
D．推动炒菜时，炒菜机铁锅内壁对菜品的弹力不断增大
10．（23-24高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习）如图所示为一倾角为的固定斜面，ABCD为长方形，O为AC与BD交点，等于。一个质量为m的小物块在恒力F（大小未知）的作用下刚好能在斜面上沿OD匀速运动，F在平面ABCD内且方向与BD之间的夹角为，已知重力加速度的大小为g，下列描述正确的是（　　）
A．小物块受到的摩擦力大小为
B．小物块与斜面之间的动摩擦因数
C．拉力F沿斜面垂直BC边向上的分量大小为
D．若小物块与斜面之间的动摩擦因数增大，使小物块仍能沿OD匀速运动，则F应变大，并且其方向与BD的夹角应减小
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（24-25高一上·广东·阶段练习）验证两个互成角度的力的合成规律，通常需要两个弹簧测力计、橡皮条、细绳套、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细绳和图钉等器材，利用两力一起拉伸橡皮条和单独一个力拉伸橡皮条作用效果相同，继而作图验证平行四边形定则。本次实验中发现缺少橡皮条，某同学灵机一动，设计如下实验：
（1）竖直固定好木板，并用图钉将白纸固定在木板上。
（2）如图甲（）将细绳套一端系住一重物，细绳套另外两端分别套在弹簧测力计和弹簧测力计的挂钩上，贴于竖直木板，用手分别拉住两弹簧测力计，使细绳套结点静止在某位置，分别读出弹簧测力计和的示数，大小分别为 （示数见图乙）、，并在白纸上记录点的位置和两细绳的方向及。
（3）如图甲（），用手拉一个弹簧测力计，其下端用细绳挂同一重物，贴近竖直木板的白纸上记录，使得细绳套结点和步骤（2）的位置重合，并记录此时弹簧测力计读数为及细绳的方向。
（4）请在图丙中画出的图示，并按平行四边形定则画出、的合力 。若与拉力的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
（5）下列不必要的实验要求是 。
A．实验前应测量重物的质量
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．细绳方向应与木板平面平行
（6）和不完全重合的原因可能是 。
12．（9分）（24-25高一上·海南省直辖县级单位·期中）(1)某同学在探究“弹簧弹力和形变量的关系”时，安装好实验装置，将弹簧静置在水平桌面上，测得弹簧原长为。然后将弹簧竖直悬挂在铁架台上，让上端与刻度尺零刻度平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为，如图甲，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大图，示数 。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是、、、。依次用这些长度减弹簧原长得到弹簧伸长量，作出曲线（图丙），得到弹力与弹簧伸长量的关系。图线不过原点的原因是 。该同学利用图丙求弹簧的劲度系数为 （结果保留两位有效数字）。
(2)该同学又利用此弹簧测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验步骤如下：
①不挂物体时，测量弹簧自然悬垂时的长度；
②如图（a）所示，挂上滑块，弹簧稳定后，测量弹簧的长度；
③如图（b）所示，弹簧一端固定，另一端连接滑块，滑块放在水平木板上，向右拉动木板，稳定后，测量弹簧的长度。
I、为了测出滑块与木板间的动摩擦因数，下列说法正确的是 。（填字母序号）
A．还需知道弹簧的劲度系数 B．还需知道当地的重力加速度
C． 第③步需要保持弹簧水平 D．第③步需要匀速拉动木板
II、滑块与木板间动摩擦因数的计算式为 。（用测量量字母表示）
13．（8分）（23-24高一上·浙江台州·期中）如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为，轻绳水平且B端与站在水平地面上的质量为的人相连，轻绳与竖直方向的夹角，物体甲及人均处于静止状态。已知，，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）轻绳、受到的拉力是多大？
（2）人对地面的摩擦力是多大？方向如何？
（3）若人的质量，人与水平面之间的动摩擦因数为，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量最大不能超过多少？
14．（13分）（24-25高一上·全国·课后作业）汽车发生爆胎后，需要用千斤顶抬起汽车后更换轮胎。当摇动把手时，水平面上的千斤顶的两臂（长度相等）靠拢，顶起汽车。图（a）、（b）为汽车内常备的两种类型的千斤顶，一种是“Y”形，另一种是“菱形”，摇动手柄，使螺旋杆转动，A、B间距离发生改变，从而实现重物的升降。若物重为G，AB与AC间的夹角为θ，螺旋杆保持水平，不计杆自身重力，求图（a）、（b）两种千斤顶螺旋杆的拉力大小之比。
15.（18分）（24-25高一上·江苏苏州·阶段练习）如图所示。 倾角为θ、质量为3m的斜面体A置于水平地面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B。斜面体受到水平向右的外力，系统始终处于静止状态。已知sinθ=0.8，重力加速度大小为g。
(1)求球B受到斜面体的弹力大小N1和墙面的弹力大小F1：
(2)若斜面体受到水平向右的外力大小为mg，求此时斜面体受到的水平地面的摩擦力：
(3)若斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 为了使系统处于静止状态， 求水平向右的外力大小F的范围
答案和解析
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C D B D C CD ACD AD
1．B
【详解】A．接触面粗糙程度由接触面材料决定，与压力无关，向下压不能改变接触面粗糙程度，故A错误；
B．碳酸饮料瓶中有气体，夏天温度高，瓶中气体对瓶盖向上的压力增大，当向下压瓶盖，会将气体产生的压力抵消一部分，减小了瓶盖与瓶口螺纹间的压力，所以减小了瓶盖与瓶口螺纹之间的滑动摩擦力，故更容易拧开瓶盖，故B正确；
C．瓶盖与瓶口一直紧密接触，接触面积没有改变，故C错误；
D．手与瓶盖间的静摩擦力只与手使的力有关，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．根据弹力方向可知，关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面，故A正确；
B．关门时锁舌对锁壳的弹力方向垂直接触面向左，故B错误；
C．弹簧始终处于压缩状态，关门时弹簧形变量变大，弹力变大，故C错误；
D．关门时锁舌对锁壳的弹力不是弹簧的弹力，因为作用对象不同，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．磁铁对答题卡的压力是由于磁铁发生形变引起的，故A错误；
C．由磁铁竖直方向平衡可得，答题卡对磁铁的摩擦力竖直向上，大小等于磁铁的重力。由牛顿第三定律得：磁铁对答题卡的摩擦力竖直向下，大小也等于磁铁的重力。对磁铁和答题卡整体受力分析，竖直方向，黑板对答题卡的摩擦力等于磁铁和答题卡的重力之和。故磁铁对答题卡的摩擦力与黑板对答题卡的摩擦力不是一对平衡力，故C正确；
B．黑板对答题卡的水平方向作用力与磁铁对答题卡的水平方向作用力大小都等于磁铁与黑板间的吸引力，但黑板对答题卡的竖直方向作用力大小等于磁铁和答题卡的重力之和，磁铁对答题卡的竖直方向作用力大小等于磁铁的重力。由力的合成可知，黑板对答题卡的作用力与磁铁对答题卡的作用力大小不相等，故B错误；
D．磁铁受4个力（重力，黑板吸引力，答题卡摩擦力，答题卡压力），答题卡受5个力（重力，黑板摩擦力，磁铁摩擦力，黑板压力，磁铁压力），故D错误。
故选C。
4．D
【详解】设bc线与竖直方向的夹角为θ，则只对小球c分析可知，由平衡条件
对小球bc整体分析可知
故ab间绳子处于竖直状态，对小球abc整体分析可知
故
综上所述，表示平衡状态的图可能正确的是图D。
故选D。
5．B
【详解】耳朵分别受到段口罩带的拉力，且，将两力正交分解如图所示
水平方向的合力
竖直方向的合力
解得
耳朵受到口罩的作用力
方向与水平向左成角。
故 选B。
6．D
【详解】A．滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，所以物块所受摩擦力的方向平行于斜面沿BD向上，故A正确不符合题意；
B．将物体所受重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面方向，物块在斜面平面内匀速下滑，受力平衡如图
ABCD为正方形
θ=45°
则
F=Mgsin α=1×10×sin 30° N=5 N
故B正确不符合题意；
C．滑动摩擦力大小
故C正确不符合题意；
D．物块与斜面间的动摩擦因数
故D错误符合题意。
故选D。
7．C
【详解】ABC．对篮球受力分析，竖直方向满足
因为静摩擦力
解得
所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为
且可得夹角满足
时，才能将篮球抓起，时，不一定能将篮球抓起，故AB错误，C正确；
D．若抓起篮球竖直向上做匀速运动，篮球始终处于平衡状态，则每根“手指”对篮球的压力不一定变大，故D错误。
故选C。
8．CD
【详解】ABC．对香肠进行受力分析如图所示，根据对称性有
根据平衡条件有
令金属杆之间的距离为d，则
可知
半径R变大，则θ减小，由分析可知， N1、N2均减小，选项AB错误，C正确；
D．香肠处于静止平衡状态，合力为0，则两根金属杆对其合力不变，始终与重力等大反向，D正确。
故选CD。
9．ACD
【详解】AB．翻动炒菜时，菜品沿铁锅内壁缓慢向上移动，菜品所在位置与圆心的连线和竖直方向的夹角为，菜品受到竖直向下的重力，铁锅内壁给菜品的弹力以及锅铲给菜品的支持力，根据受力平衡可得
菜品沿铁锅内壁缓慢向上移动过程中逐渐增大，故减小，增大，由牛顿第三定律可知翻动炒菜时，菜品对锅铲的压力不断增大，炒菜机铁锅内壁对菜品的弹力不断减小，A正确，B错误；
CD．推动炒菜时，菜品沿铁锅内壁缓慢向上移动，菜品所在位置与圆心的连线和竖直方向的夹角为，菜品受到竖直向下的重力，铁锅内壁给菜品的弹力以及锅铲给菜品的支持力，根据受力平衡可得
菜品沿铁锅内壁缓慢向上移动过程中逐渐增大，故增大，增大，由牛顿第三定律可知翻动炒菜时，菜品对锅铲的压力不断增大，炒菜机铁锅内壁对菜品的弹力不断增大，C正确，D正确。
故选ACD。
10．AD
【详解】AB．在平面ABCD内，小球受力平衡，受力分析如图所示
则有
又，解得
故A正确、B错误；
C．拉力F沿斜面向上的分量为
故C错误；
D．动摩擦因数增大，则f增大，由图可知F增大，并且与BD的夹角减小，故D正确。
故选AD。
11． 3.68/3.67/3.70/3.71/3.72/3.69 没有做到弹簧测力计、细绳、细绳套都与木板平行或读数时没有正视弹簧测力计
【详解】（2）[1]根据图乙
（4）[2]根据平行四边形定则，作图如下
（5）[3]实验前不需要测量重物的质量，不必要的实验要求是A。
故选A。
（6）[4]和不完全重合的误差可能是：①没有做到弹簧测力计、细绳、细绳套都与木板平行；②读数时没有正视弹簧测力计。
12．(1) 25.84/25.85 弹簧自身存在重力 2.0
(2) C
【详解】（1）[1]图中刻度尺的分度值为1mm，由图乙可知
[2]由图丙可知，在没有挂钩码时，弹簧就有伸长，图线不过原点的原因是由于弹簧的本身重力使弹簧伸长的。
[3]根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为
（2）[1]设滑块质量为m，挂上滑块，由胡克定律有
第③步向右拉动木板，稳定后有
保持弹簧水平时有
联立可得
可见为了测出滑块与木板间的动摩擦因数，不需要知道弹簧的劲度系数k及当地的重力加速度g，但第③步需要保持弹簧水平，不需要匀速拉动木板。
故选C。
[2]结合上述，滑块与木板间动摩擦因数的计算式为
13．（1）250N，150N；（2），方向水平向右；（3）24kg
【详解】（1）以结点为研究对象，如图所示
建立直角坐标系，将分解，由平衡条件得
解得
（2）对人受力如图所示
由平衡条件得
根据牛顿第三定律，人对地的摩擦力为，方向水平向右；
（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为
又由
解得
14．1:1
【详解】“Y”形千斤顶的A点受力分析如图所示
将压力T分解为拉螺旋杆的力F1和压斜杆的力F，作出平行四边形，可知
对“菱形”千斤顶的A点和C点受力分析如图所示
根据力的实际作用效果，首先将G分解为两个等大的力F′，有
F′作用在A点，又可以分解为拉螺旋杆F′1和压斜杆F2的两个分力，由于ACBD是一个菱形，根据力的三角形与几何三角形相似可得
在A处可得
所以
所以图（a）、（b）两种千斤顶螺旋杆的拉力大小之比为1:1。
15．(1)，
(2)，方向水平向左
(3)见解析
【详解】（1）研究B球，由共点力的平衡条件有
解得
，
（2）研究A、B整体，设斜面体受到的摩擦力为f，则由共点力的平衡条件有
解得
摩擦力方向水平向左。
（3）斜面体受到的最大静摩擦力
①水平向右的外力最大（设为）时，斜面体有向右运动的趋势，由平衡条件有
解得
②水平向右的外力最小（设为）时，斜面体可能有向左运动的趋势；
（a）当
则
可知
（b）当
则
可知
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