阶段质量检测(三)　相互作用——力（含解析）高中物理人教版（2019）必修 第一册

阶段质量检测(三)　相互作用——力
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．如图所示，跳水运动员正在起跳。此时被压弯的跳板对运动员的弹力(　　)
A．方向向下
B．方向一定沿跳板板面
C．由跳板的形变所产生
D．由脚的形变所产生
2．如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120°，衣架质量为m，重力加速度为g，则衣架对衣服的作用力为(　　)
A．Mg、竖直向下
B．Mg、竖直向上
C．mg、竖直向下
D．mg、竖直向上
3.如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是(　　)
A．研究汽车车轮转动的时候，可以将汽车看成质点
B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力
C．地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力大小
D．因车身倾斜，地面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上
4.如图所示，水平地面上质量为m的木块，在推力F作用下向右运动。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，木块与地面间的动摩擦因数为μ，木块受到的摩擦力为(　　)
A．F　　　　　　　　　 B．0.6F
C．μ(mg＋0.6F) D．mg
5.如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是(　　)
A．物体A随传送带一起向上匀速运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下
B．物体A随传送带一起向下匀速运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下
C．物体A随传送带一起向下匀速运动时，A不受摩擦力作用
D．无论A随传送带一起向上还是向下匀速运动，传送带对物体A的作用力均相同
6.如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为(　　)
A. B.
C. D.
7.完全相同的截面均为半圆的柱体P、Q按如图所示方式水平放置，柱体Q的轴心O′正好位于柱体P截面直径AB右端B点的正上方，现在柱体Q上方水平放置多个质量相同的长方体物块，发现两柱体仍能保持静止。竖直墙面和柱体Q光滑，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。柱体P与水平地面之间的动摩擦因数至少为(　　)
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)
8．如图所示，物体A放在水平桌面上，通过水平细绳绕过光滑定滑轮悬挂一个重为8 N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为3 N。要使A静止，需加一水平向左的力F1，则F1的取值可能为(　　)
A．3 N　　　　　　　　　 B．8 N
C．10 N D．13 N
9.灯笼是我国年俗文化的重要组成部分，无论旧时还是现在，灯笼都能烘托出节日的喜庆氛围。如图所示，直角支架固定在竖直面内，灯笼通过光滑轻质挂钩OA挂在轻质细绳上，细绳的一端固定在支架水平部分的C点，另一端固定在支架竖直部分的B点，系统处于平衡状态，此时细绳上的拉力大小为F1；当细绳的竖直固定端点B下移少许，重新平衡时细绳上的拉力大小为F2；当细绳的水平固定端点C右移少许，重新平衡时细绳上的拉力大小为F3。不计空气对灯笼的影响，细绳的长度始终不变，则关于F1、F2、F3的大小关系正确的是(　　)
A．F1C．F1F3
10.如图所示，一绕过水平杆左端光滑轻质小滑轮O的细线，上端固定在水平天花板的B点，下端系一质量为m的重物。重物静止时，细线BO与天花板的夹角为60°。现将杆绕水平轴A沿顺时针方向缓慢转动，直到细线BO与天花板的夹角为30°。重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　)
A．在该过程中，细线BO可能会断掉
B．在该过程中，滑轮受到细线的作用力逐渐增大
C．在该过程中，滑轮受到细线的作用力逐渐减小
D．当细线BO与天花板的夹角为60°时，滑轮受到细线的作用力小于mg
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(6分)在“探究求合力的方法”的实验中，某同学的做实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳，弹簧测力计的量程为5 N。
(1)如果没有操作失误，图乙中F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________；
(2)在实验中，右侧弹簧测力计指针位置如图甲所示，其读数为________N；
(3)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________。
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远点
12.(9分)某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置探究“弹簧的弹力与弹簧压缩量的关系”。
该小组进行了如下的实验操作：
a．将金属底码竖直放置在水平实验台上，再将被测弹簧穿在底码的金属杆上，并保持弹簧竖直；
b．将刻度尺竖直固定在弹簧一侧，使刻度尺的“0”刻度线与弹簧底端对齐，并记录下此时弹簧顶端对应的刻度尺读数L0；
c．在弹簧上放置一个质量为50 g的槽码，待弹簧稳定后，再次记录弹簧顶端对应的刻度尺读数L1；
d．在弹簧上依次添加相同规格的槽码，并记录对应的刻度尺读数。
根据以上实验操作，回答下列问题：
(1)根据实验测得的数据，作出槽码质量与对应弹簧长度的关系m L图像如图乙所示，由图像可知，未放置槽码时，弹簧上端对应刻度尺的读数L0应为__________cm。
(2)若当地重力加速度的大小g＝10 m/s2，则该弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果保留2位有效数字)。
(3)在实验中，弹簧的弹力与弹簧的长度成一次函数关系，要使图像成为一条过原点的倾斜直线，需作出槽码质量与________的关系图像。
13.(12分)如图1所示，七只狗拉雪橇在雪地上匀速前行。一只头狗Q在中间引领方向，其余六只狗对称地分布在头狗两侧。可将图中的情形简化为如图2所示的示意图，连接雪橇的绳子OP沿y轴负方向，六只狗的分布关于y轴对称，绳子OB、OD、OF与x轴的夹角分别为30°、45°、60°。已知与狗相连的每根绳上的拉力均为F，与雪橇相连的绳子OP上的拉力是否等于7F？说明理由。
14.　(12分)重为40 N的物体与竖直墙面间的动摩擦因数为μ＝0.4，若用斜向上的推力F＝50 N支撑住物体，物体处于静止状态，如图所示。这时物体受到的摩擦力是多少？要使物体匀速下滑，推力的方向不变，则推力的大小应变为多大？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
15.(15分)如图所示，倾角为θ、质量为M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F＝mg，系统始终处于静止状态。已知sin θ＝0.8，重力加速度大小为g。求：
(1)球B受到斜面体的弹力大小；
(2)斜面体受到的水平地面的摩擦力。
阶段质量检测(三)
1．选C　跳水运动员正在起跳，运动员并不处于静止状态，所以跳板对运动员的作用力方向一定不是向下或沿跳板板面，A、B错误；跳板对运动员的弹力是由施力物体形变产生，即由跳板形变产生的，C正确，D错误。
2．选B　衣服在竖直方向受到向下的重力Mg，由平衡条件知还受到衣架对它竖直向上的作用力，大小也为Mg。故选B。
3．选B　研究汽车车轮转动的时候，汽车车轮的形状、大小不能忽略，不可以将汽车看成质点，故A错误；发生弹性形变的地面要恢复原状，对汽车施加了支持力，故B正确；汽车在水平地面上匀速前进，竖直方向受力平衡，故地面对汽车的支持力大小等于汽车的重力大小，故C错误；压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面指向受力物体，故地面对汽车的支持力方向垂直于地面竖直向上，故D错误。
4．选C　由于木块向右运动，所以木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，即Ff＝μFN，在竖直方向上，有FN＝mg＋Fsin 37°，联立可得Ff＝μ(mg＋0.6F)，故选C。
5．选D　因为物体随传送带匀速运动，所以物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向上；物体A随传送带一起向下匀速运动时，A所受的摩擦力也沿斜面向上；无论向上还是向下匀速运动，传送带对物体A的作用力均相同，大小等于A的重力。故选D。
6．选D　对“嫦娥五号”探测器受力分析有，FN＝mg月，则对一条腿有FN1＝mg月＝，根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力大小为。
7.选B　根据题意，设柱体Q与其上面放置的物块的总重力为G′，对柱体Q与其上面放置的物块整体受力分析，如图甲所示，由平衡条件有N1′cos 30°＝G′。对柱体P受力分析，如图乙所示，由平衡条件和题意有N1 sin 30°≤μ(N1cos 30°＋G)，在柱体Q上方水平放置多个质量相同的长方体物块后G′>G，由牛顿第三定律得N1＝N1′，解得μ≥，当G′ G时，μ≥，故选B。
8．选BC　当A所受最大静摩擦力方向向左时，F1有最小值为F1min＝GB－Ffmax＝5 N，当A所受最大静摩擦力方向向右时，F1有最大值为F1max＝GB＋Ffmax＝11 N，所以F1的取值范围是11 N≥F1≥5 N，故A、D不可能，B、C可能。
9．选BD　设绳长为L，由题可知挂钩两边绳子的拉力大小相等，设为F，挂钩两边绳子与竖直方向的夹角θ相等，则由平衡条件可知2Fcos θ＝mg，由几何关系得LOC sin θ＋LOB sin θ＝d＝Lsin θ，d为C点到竖直墙壁的距离，当B点下移时，θ角不变，则F不变，即F1＝F2；当细绳的水平固定端点C右移少许，d减小，则θ角减小，则F减小，即F1>F3，故选B、D。
10．选BD　以重物为对象，根据受力平衡可知，细线拉力大小总是与重物的重力大小相等，即T＝mg，可知在该过程中，细线拉力大小保持不变，则细线BO不会断掉，故A错误；在该过程中，细线拉力大小保持不变，但滑轮两侧细线之间的夹角逐渐减小，根据平行四边形定则可知，滑轮受到细线的作用力逐渐增大，故B正确，C错误；当细线BO与天花板的夹角为60°时，滑轮两侧细线之间的夹角为150°，则滑轮受到细线的作用力大小为F＝2Tcos ＝2Tcos 75°<2Tcos 60°＝T＝mg，故D正确。
11．解析：(1)力F′是由F1和F2用平行四边形定则作图求出的合力；力F是只用一个测力计拉橡皮条测出的合力，力F方向一定沿AO方向。
(2)由题图甲可知1 N之间有10小格，一个小格代表0.1 N，需要估读到0.1 N的下一位，所以弹簧测力计的读数为3.00 N。
(3)只要能记录力的方向即可，不需要两根绳子等长，故A错误；实验时由于两个力的大小不一定相同，所以橡皮条不一定与两绳夹角的平分线在同一直线上，故B错误；在拉弹簧测力计时必须要求弹簧测力计与木板平面平行，否则会影响力的大小，故C正确；拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一条细绳的方向时两标记点的间距要适当大一些，从而减小误差，故D正确。
答案：(1)F　(2)3.00　(3)CD
12．解析：(1)刻度尺的分度值为0.1 cm，则由m L图像可得L0＝4.60 cm。
(2)根据图像的斜率可知劲度系数为k＝＝ N/m≈94 N/m。
(3)根据胡克定律可知，作出槽码质量与弹簧压缩量的关系图像是一条过原点的倾斜直线。
答案：(1)4.60　(2)94　(3)弹簧压缩量
13．解析：由题图可知，每根绳上的拉力均为F,7个力没有在同一直线上沿同一方向作用，由力的合成定则可知，与雪橇相连的绳子OP上的拉力不等于7F，而小于7F。具体理由是：FA、FB沿y轴正方向的分力分别为F1＝Fcos 60°＝F
同理可得FC、FD沿y轴正方向的分力分别为F2＝Fcos 45°＝F
同理可得FE、FF沿y轴正方向的分力分别为F3＝Fcos 30°＝F
则有7个力在沿y轴正方向的合力为
F合＝FQ＋2(F1＋F2＋F3)＝
F＋2＝2F＋F＋F＜7F
同理可知FA、FB、FC、FD、FE、FF在沿x轴方向的分力的合力等于零。由此可知与雪橇相连的绳子OP上的拉力不等于7F。
答案：不等于7F，理由见解析
14．解析：对物体静止时受力分析并进行正交分解，如图所示。
则：F1＝Fsin 37°＝30 N
F2＝Fcos 37°＝40 N
在竖直方向上：f＋F1＝G，
代入数据解得f＝10 N。
物体能匀速下滑时，根据竖直方向上受力平衡，
有G－F′sin 37°－f′＝0
根据水平方向上受力平衡，有N′＝F2′＝F′cos 37°
又：f′＝μN′
代入数据解得F′≈43.5 N。
答案：10 N　43.5 N
15．解析：(1)分析B球受力，设墙面对B球的弹力大小为F1，斜面对B球的弹力大小为F2，由共点力的平衡条件可知F2sin θ－F1＝0，F2cos θ－mg＝0
解得球B受到斜面体的弹力大小F2＝mg
F1＝mg。
(2)对A和B整体分析，设斜面体受到地面的摩擦力为Ff，则由平衡条件可知F1－F＋Ff＝0
其中F＝mg
解得Ff＝mg，方向水平向左。
答案：(1)mg　(2)mg，方向水平向左
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