阶段质量检测(三)　相互作用（含解析）高中物理 鲁科版（2019）必修 第一册

阶段质量检测(三)　相互作用
(本试卷满分：100分)
　一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列关于重力的说法中，正确的是(　　)
A．物体所受的重力是由地球吸引产生的
B．物体所受的重力大小等于该物体所受地球的吸引力的大小
C．物体所受的重力始终等于质量的9.8倍
D．重心是物体所受重力的作用点，所以重心总是在物体上，不可能在物体外
2．夏天温度较高，天气炎热，此时喝一瓶冰水降暑是一件很幸福的事情。若保持手握瓶子一起静止，以下操作能让摩擦力变大的是(　　)
A．增大手的挤压力
B．增大手与瓶子的接触面积
C．把手弄湿
D．往瓶中加入少量的水
3.如图所示，一枚硬币直立在高速行驶的列车窗台上，这说明了中国高铁具有极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确的是(　　)
A．硬币直立过程中，列车一定做匀速直线运动
B．硬币直立过程中，一定只受重力和支持力，处于平衡状态
C．硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
D．列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
4.某同学利用如图甲所示的装置，选取了1、2两根不同的弹簧，探究弹簧的弹力F与伸长量x的关系。在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，弹簧质量可忽略不计，他在同一个坐标系内作出了F x图像，如图乙所示。据此可知，弹簧1、2的劲度系数k1和k2的关系为(　　)
A．k1＞k2 B．k1＜k2
C．k1＝k2 D．不能确定
5.如图所示，在大小均为F的两个水平力的作用下，长方体物块A、B相对于水平地面保持静止，下列说法正确的是(　　)
A．A、B间的摩擦力大小为F，B与水平地面间的摩擦力大小也为F
B．A、B间的摩擦力大小等于F，B与水平地面间的摩擦力为零
C．A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力大小为F
D．A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力为零
6.如图所示，质量分别为m和M的两物体用绕过滑轮的细线相连。质量为m的物体和竖直墙壁接触，且跟竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，悬线保持竖直。由于M＞m，质量为M的物体向下运动，质量为m的物体向上运动。质量为m的物体上升的过程中受到墙壁的滑动摩擦力为(重力加速度为g)(　　)
A．μmg B．μMg
C．(M－m)g D．0
7．如图所示，一探究小组欲通过悬挂法确定一边长为a的、质量分布不均匀的正方形薄板ABDC的重心位置。悬挂点C时，BD边中点E恰好在点C正下方；悬挂点D时，AC边中点F恰好在点D正下方。则薄板的重心距离CD边的距离是(　　)
A.a B.a
C.a D.a
8．固定水平板的两端分别装有定滑轮A、B，物块P放在平板上，两段细线分别绕过定滑轮连接在物块P上，两细线的另一端连接在质量为m的小球Q上，P、Q均处于静止，BQ段的细线竖直，重力加速度为g，则物块P受到平板的摩擦力(　　)
A．为0 B．等于mg
C．小于mg D．大于mg
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9．下列关于力的说法中正确的是(　　)
A．摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同
B．质量为1 kg的小球所受重力的图示如图所示
C．用一根细线悬挂物体使之处于静止状态，细线的方向一定经过重心
D．将胳膊向外挥出未击中任何物体，说明力可以只有施力物体而没有受力物体
10．如图甲所示，力F(未画出)变化时弹簧长度不断变化，取水平向左为正方向，得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)
A．弹簧原长为5 cm
B．弹簧的劲度系数为400 N/m
C．l＝10 cm时，弹簧对墙壁的弹力方向水平向右
D．l＝10 cm时，弹簧对墙壁的弹力大小为20 N
11.如图所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是(　　)
A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用
B．物体受到与运动方向相反的摩擦力作用
C．皮带对物体的弹力是由于皮带发生了形变
D．物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的动力
12.如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数μ1＝0.3，书与书间的动摩擦因数μ2＝0.2，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量均为0.2 kg，该同学对书的水平正压力为200 N，每本书均呈竖直状态，则下列说法正确的是(　　)
A．每本书受到的摩擦力的合力大小相等
B．书与书之间的摩擦力大小均相等
C．他最多能夹住42本书
D．他最多能夹住60本书
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
13.(8分)小明同学认真学习的同时积极锻炼身体增强体质。在学到胡克定律及探究弹簧弹力与形变量的关系时，小明利用如图器材，测量锻炼所用拉力器弹簧的劲度系数。实验步骤如下：
A．将弹簧拉力器一端固定在支架上，另一端系一个绳套
B．水桶装入一定量的水，用体重计测量水桶和水的总质量m，并记录数据
C．将水桶系在绳套上，缓慢释放水桶，稳定后测量弹簧的长度l，并记录数据
D．改变水的质量，重复步骤B、C，并记录数据
E．绘制图像，并根据图像求拉力器弹簧的劲度系数
(1)某次实验水桶及水总质量为10 kg时，弹簧长度如图甲(每次测量时读最后一圈弹簧下边缘刻度)，读数为________cm；
水桶和水的总质量m/kg 0 5 10 15 20
弹簧长度l/cm 24.00 27.62 ______ 34.86 38.48
(2)在坐标纸中已经描绘了4组数据点，请将未描绘的数据点补充完整，并在图乙中作出m l图像。
(3)根据图像计算可得拉力器(共五根弹簧)中每根弹簧劲度系数为________N/m(重力加速度g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)。
(4)弹簧拉力器手柄和弹簧自身质量对弹簧劲度系数的测量结果________(选填“有”或“无”)影响。
14.(8分)图甲所示的装置可以测量木块与木板之间的动摩擦因数。整个实验装置放在水平桌面上，跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连，在木块上放置砝码。向右拉动木板，待弹簧测力计的示数稳定后读数。
(1)下列三个因素中，会引起测量误差的一项是______。
A．向右拉木板的速度未能保持恒定
B．木板与桌面间的摩擦力不能忽略
C．滑轮和木块间的细线未保持水平
(2)改变木块上砝码个数进行多次测量后，在图乙中描出了木块所受滑动摩擦力f与砝码质量m间的关系图线。已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为a，则木块与木板之间的动摩擦因数μ＝________，木块的质量M＝________。(用k、a及重力加速度g表示)
15.(12分)按要求作图。
(1)在图甲中画出沿着滑梯下滑的重力为G＝200 N的小孩所受重力的图示。
(2)画出图乙中A物体的受力示意图。
16.　(14分)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 100 g的砝码，砝码静止时，弹簧的压缩量为 2 mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为 900 g的书，当弹簧压缩量为 3.6 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好做匀速运动，g取 10 m/s2。试求：
(1)笔内小弹簧的劲度系数；
(2)书与桌面间的动摩擦因数大小。
17.(18分)如图所示，质量不等的三个物块A、B、C用劲度系数相同的三个轻弹簧1、2、3依次连接着处于静止状态，A、B在水平桌面上，B上连一细线绕定滑轮通过弹簧3连接C，此时弹簧1、2、3的伸长量分别为0、2 cm、3 cm。已知C的质量为3 kg，不计细线与滑轮间的摩擦，取重力加速度g＝10 m/s2。(弹簧始终在弹性限度内)
(1)求弹簧1、2、3的弹力大小；
(2)求A、B所受的摩擦力；
(3)若用一质量m＝1 kg的平板把C竖直缓慢地向上托起，当弹簧3的伸长量是弹簧2伸长量的一半时静止不动，求此时平板对C的支持力大小。
阶段质量检测(三)
1．选A　重力是由于地球的吸引而产生，但重力并不能说就是地球的吸引力，则物体所受的重力大小不等于该物体的吸引力的大小，故A正确，B错误；不同的地点g的值不同，物体的重力也就不同，故C错误；重心的位置与物体的形状和质量的分布有关，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心处，但形状发生改变后重心位置也可能发生变化，重心可以不在物体上，故D错误。
2．选D　若保持手握瓶子一起静止，根据二力平衡可知瓶子所受静摩擦力始终与重力大小相等，增大手的挤压力、增大手与瓶子的接触面积或把手弄湿都不能使摩擦力变大，往瓶中加入少量的水，重力增大，可以使瓶子所受静摩擦力增大。故选D。
3．选C　硬币直立过程中，硬币也可能受到水平方向的摩擦力，此时列车做变速直线运动，故A错误；硬币也可能受到水平方向的摩擦力，不处于平衡状态，故B错误；列车加速时，硬币会受到与列车行驶方向相同的摩擦力，当列车减速时，硬币受到与列车行驶方向相反的摩擦力，故C正确，D错误。
4．选A　F x图像的斜率反映劲度系数的大小，因图像1的斜率较大，故k1＞k2，故选A。
5．选B　以物块A为对象，根据A在水平方向上受力平衡可知，B对A的摩擦力fBA与水平力F平衡，则有fBA＝F；以物块AB为整体，由于作用在物块A上的水平力F与作用在物块B上的水平力F大小相等，方向相反，且水平方向受力平衡可知，设地面对B的摩擦力为f地，则有F－F＋f地＝0，所以f地＝0，即B与水平地面间的摩擦力为零。故B正确，A、C、D错误。
6．选D　由题意可知，悬线保持竖直，质量为m的物体对墙壁没有弹力作用，因此不会有摩擦力产生，即质量为m的物体上升的过程中受到墙壁的滑动摩擦力为0。故选D。
7.选C　由题意可知，根据二力平衡，薄板的重心应该在CE和DF的交点位置，则由几何关系可知，重心距离CD边的距离为a。故选C。
8．选B　BQ段的细线竖直，所以AQ段绳子没有拉力，即BQ段的细线的拉力等于mg，根据平衡条件，物块P受到平板的摩擦力等于mg。故选B。
9．选AC　摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同，例如静止的物块放在传送带上初始摩擦力与物块运动方向相同，A正确；力的图示要用带箭头的线段来表示，同时要选取标度，B错误；细线悬挂物体使之处于静止状态时，根据平衡条件，细线拉力与物体重力大小相等，方向相反，在一条直线上，所以细线的方向一定经过重心，C正确；力的存在同时有施力物体和受力物体，只有施力物体没有受力物体的力是不存在的，D错误。
10．选BD　根据图像可知，当F＝0时，弹簧处于自然伸长状态，即弹簧原长l0＝15 cm，A错误；由胡克定律可得k＝＝ N/m＝400 N/m，B正确；由题意知，弹簧长度为10 cm时，外力F方向向左，弹簧处于压缩状态，弹簧对墙壁的弹力水平向左，大小为F＝k(l0－l)＝400×(0.15－0.10)N＝20 N，C错误，D正确。
11．选ACD　物体随皮带运输机一起上升的过程中，物体具有相对于皮带下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力作用，是物体随皮带运输机上升的动力，皮带对物体的弹力是由于皮带发生了形变，故A、C、D正确，B错误。
12．选AC　每本书受到的摩擦力的合力与重力平衡，每本书的质量相同，则每本书受到的摩擦力的合力大小相等，A正确；越靠外侧，书与书间的摩擦力越大，B错误；以这一摞书为研究对象，每只手对其的最大静摩擦力为f1＝μ1FN＝60 N，这一摞书受力平衡2f1＝n1mg，解得n1＝60，但书与书间的最大静摩擦力为f2＝μ2FN＝40 N，除了左右两侧跟手接触的两本书，以剩下的这一部分书为研究对象，由平衡条件2f2＝n2mg，解得n2＝40，加上跟手接触的两本书，共42本书，所以C正确，D错误。
13．解析：(1)依题意，弹簧长度读数为31.24 cm，考虑到偶然误差，读数范围可为31.23 cm～31.25 cm。
(2)依题意，m l图像如图所示。
(3)假定每根弹簧的劲度系数为k，则有
k＝≈2.8×102 N/m。
(4)实验中采用图像处理数据，由胡克定律可知，弹簧弹力的增加量与弹簧的形变量成正比，即ΔF＝k·Δx，因此弹簧拉力器手柄和弹簧的自重不会对劲度系数的测量产生影响。
答案：(1)31.24(31.23～31.25均正确)
(2)见解析图　(3)2.8×102　(4)无
14．解析：(1)实验时，木块和木板有相对运动即可，这样细线的拉力大小等于木块受到的摩擦力大小，木板是否匀速拉动与实验结果无关，不会造成误差；弹簧测力计的示数等于木块与木板间的摩擦力大小，与木板和桌面间有无摩擦力无关，不会造成误差；应保持与木块相连的细线水平，否则木块与木板之间的正压力不等于木块的重力，会造成误差，故选C。
(2)木块的质量为M，木块与砝码处于平衡状态，则有f＝μ(M＋m)g，解得f＝μMg＋μmg，当m＝0时，故a＝μMg，k＝μg，解得μ＝，M＝。
答案：(1)C　(2)　
15．答案：如图所示。
(1)　　　　　　 　(2)
　
16．解析：(1)当笔杆竖直放置时，砝码处于静止状态，受力平衡，则根据胡克定律有kΔx1＝m1g，
代入数据解得k＝500 N/m。
(2)要使书恰好做匀速运动，则弹簧弹力与书受到的滑动摩擦力大小相等，根据胡克定律有kΔx2＝μm2g，
代入数据解得μ＝0.2。
答案：(1)500 N/m　(2)0.2
17．解析：(1)对C，由平衡条件可得弹簧3的弹力
F3＝mCg＝30 N
由胡克定律F＝kx得：弹簧1的弹力F1＝0，
由＝，得F2＝20 N。
(2)对A，由平衡条件可得fA＝F2＝20 N，水平向左
对B，由平衡条件可得fB＝F3－F2＝10 N，水平向左。
(3)假设B不动，弹簧3的伸长量变为1 cm，则弹簧3的弹力减小为10 N
由平衡条件可得，B受到的向右的静摩擦力为
fB′＝F2－F3′＝10 N＝fB
可知B未滑动，假设成立。
由平衡条件，平板对C的支持力N＝mCg－F3′＝20 N。
答案：(1)0　20 N　30 N　(2)20 N，水平向左　10 N，水平向左　(3)20 N
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