章末综合检测（三） 相互作用（含解析）高中物理教科版（2019）必修 第一册

章末综合检测(三)　相互作用
(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意)
1．弹珠被弹弓弹出，则被弹出去的弹珠受到(　　)
A．重力　　　　　　　　 B．重力、弹力
C．重力、弹力、空气阻力 D．重力、空气阻力
2．水平地面上有一重20 N的物体，已知物体与地面间的动摩擦因数是0.1。今要物体沿地面做匀速直线运动，则对物体施加的水平拉力大小为(　　)
A．200 N B．20 N
C．2 N D．0.2 N
3.如图所示，轻弹簧上端固定，下端受6 N的竖直拉力作用时伸长量为3 cm，则弹簧的劲度系数为(弹簧的形变量在弹性限度内)(　　)
A．0.5 N/m B．2 N/m
C．50 N/m D．200 N/m
4．如图甲所示，订书机是一种常见的文具，其底座前端有弧形凹槽。压下订书钉使其穿过纸张后进入弧形凹槽，订书钉在凹槽的作用下向内弯曲后，即可完成装订。如图乙所示，当订书钉末端被压到弧形凹槽上的A点时，凹槽在A点对订书钉末端的(　　)
A．弹力方向竖直向上
B．弹力方向水平向右
C．摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上
D．摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向下
5.某学校的室内课间操让同学们在教室里也可以动起来，深受广大同学的喜爱和追捧，其中有一个击掌的动作非常有意思，关于击掌这一动作，下列说法正确的是(　　)
A．甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的
B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的
C．甲同学手掌形变的方向是向右的
D．乙同学手掌形变恢复的方向是向右的
6.如图所示，光滑的斜面A和B通过活动铰链在O点相连，活动铰链下方固定在底座上。某人把一个质量为m、外表面光滑的不倒翁放在两个光滑斜面之间，平衡时，斜面A和斜面B与水平面的夹角分别为θ和α。重力加速度大小为g，则两个光滑斜面对不倒翁的作用力的合力大小为(　　)
A．mgsin θ B．mg
C．mgcos α D．mg
7.如图所示，一个汽车维修店把四个轮胎叠放在水平地面上，从下往上依次标记为1、2、3和4。一小朋友用大小为F的水平力向左推第3个轮胎，没有推动，每个轮胎的重力大小均为G，则下列判断正确的是(　　)
A．2对3的支持力是因为3发生弹性形变而产生的
B．4对3的摩擦力方向水平向右，大小等于F
C．1对地面的摩擦力方向水平向左，大小等于F
D．1对地面的压力大小为G
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意。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，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，今用水平力F作用于B时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是(　　)
A．B对A的摩擦力大小等于0
B．A对B的摩擦力大小等于
C．地面对C的摩擦力大小等于F
D．B对C的摩擦力大小等于
9．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的取值可以为(　　)
A．3 N　　　　　　　　　 B．8 N
C．10 N D．13 N
10．筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。如图所示，用筷子夹质量为m的光滑小球，两根筷子与小球球心均在竖直平面内，两根筷子和竖直方向的夹角均为θ，下列说法正确的是(　　)
A．两根筷子对小球的弹力均为
B．两根筷子对小球的弹力均为
C．若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球，则应增大夹角θ
D．若要以同样大小的弹力夹起一更重的光滑小球，则应减小夹角θ
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.　(7分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳套。
(1)要使每次合力与分力产生的效果相同，只要(　　)
A．每次记准细绳的方向
B．每次橡皮条伸长的长度相同
C．每次把橡皮条拉直
D．每次将橡皮条拉到同样的位置
(2)在做本实验时，下列操作中错误的是(　　)
A．同一次实验过程中O点位置允许变动
B．实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小
(3)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果________(选填“会”或“不会”)发生变化。
12.(8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)质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速直线运动(g取9.8 m/s2)。
(1)求木箱与地面间的动摩擦因数(保留两位有效数字)；
(2)木箱在F1＝8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力？并求出此时摩擦力的大小；
(3)木箱在F3＝12.0 N的水平拉力作用下受到的摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力？并求出此时摩擦力的大小。
14.(13分)如图所示，三根细轻绳系于O点，其中OA绳另一端固定于A点。OB绳的另一端与放在粗糙水平地面上质量足够大的物体乙相连，OC绳的另一端悬挂质量为2 kg 的物体甲，平衡时轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，OB绳水平。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求轻绳OA、OB的拉力大小。
15.(14分)如图所示，质量M＝2 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m＝1 kg的小球相连，现用与水平方向成60°角的力F＝10 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g取10 m/s2。在运动过程中，求：
(1)轻绳与水平方向的夹角；
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。
章末综合检测(三)
1．选D　被弹出去的弹珠受到重力、空气阻力，D正确。
2．选C　滑动摩擦力大小f＝μN＝μmg＝0.1×20 N＝2 N，物体沿地面做匀速直线运动，水平拉力等于滑动摩擦力F＝f＝2 N，C正确。
3．选D　由胡克定律得F＝kx，所以弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝200 N/m，D正确。
4．选C　接触面的弹力方向垂直于接触面指向受力物体，故凹槽在A点对订书钉的弹力方向垂直于过A点的切线指向订书钉，故A、B错误；摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反，故凹槽在A点对订书钉的摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上，故C正确，D错误。
5．选B　甲同学对乙同学的力是甲同学手掌形变产生的，A错误；乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的，B正确；甲同学手掌形变的方向是向左的，产生的弹力向右，C错误；乙同学手掌形变的方向向右，形变恢复的方向是向左的，D错误。
6．选B　不倒翁受到两个光滑斜面的作用力及自身重力的作用而处于平衡状态，根据三力平衡可知：两个光滑斜面对不倒翁的作用力的合力与不倒翁重力等大、反向，即大小为mg，B正确。
7．选C　2对3的支持力是因为2发生弹性形变而产生的，故A错误；由于4处于静止状态，所以4和3之间不存在摩擦力作用，故B错误；将四个轮胎作为整体分析，可知地面对1的摩擦力方向水平向右，大小等于F，所以1对地面的摩擦力方向水平向左，大小等于F，故C正确；将四个轮胎作为整体分析，可知1对地面的压力大小为4G，故D错误。
8．选AC　以A为研究对象，根据平衡条件知A在水平方向上不受摩擦力作用，即B对A没有摩擦力，则A对B也没有摩擦力，A正确，B错误；以A、B、C三个物块组成的整体为研究对象，根据平衡条件知地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，C正确；以A、B组成的整体为研究对象，根据平衡条件知C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，D错误。
9．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－fmax＝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＋fmax＝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。
10.选BC　对小球受力分析，小球受筷子对它的两个弹力及重力作用，如图所示，在竖直方向上有2F1sin θ＝mg，解得F1＝F2＝，A错误，B正确；若要夹起更重的小球而不改变F1的大小，应增大夹角θ，C正确，D错误。
11．解析：(1)要使每次合力与分力产生的效果相同，只要每次将橡皮条拉到同样的位置。
(2)要保证力的作用效果相同，同一次实验过程中，O点的位置不允许变动，故A错误，符合题意；为减小实验误差，在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻线，故B正确，不符合题意；如果先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条结点拉到O点，弹簧测力计可能会超过量程，故C错误，符合题意；实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，为减小实验误差，两测力计之间的夹角应适当大些，但是不必取90°不变，故D错误，符合题意。
(3)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，不会影响分力的大小与方向，那么实验结果不会发生变化。
答案：(1)D　(2)ACD　(3)不会
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：　(1)当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速直线运动，木箱在水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1，根据二力平衡条件有：Ff1＝F2＝10.3 N。
木箱放在水平地面上，则木箱对地面的压力大小等于木箱所受的重力，即F压＝mg。根据滑动摩擦力公式Ff＝μF压，则木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝，联立解得μ≈0.35。
(2)当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止，木箱在水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1二力平衡，则有：Ff2＝F1＝8.0 N。
(3)当拉力F3＝12.0 N时，木箱在地面上滑动，此时木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，由(1)可知，Ff3＝Ff1＝10.3 N。
答案：(1)0.35　(2)静摩擦力　8.0 N
(3)滑动摩擦力　10.3 N
14．解析：对O点受力分析有FOA＝
得FOA＝25 N，FOB＝mg·tan 37°
得FOB＝15 N。
答案：25 N　15 N
15．解析：(1)小球处于平衡状态，其所受合力为0。以小球为研究对象，设绳的拉力为FT，根据共点力的平衡条件，
水平方向有Fcos 60°－FTcos θ＝0，
竖直方向有Fsin 60°－FT sin θ－mg＝0，
代入数据解得θ＝30°。
(2)木块与小球组成的系统处于平衡状态，则木块与小球组成的系统所受合力为0。以木块与小球组成的系统为研究对象，根据共点力的平衡条件，
水平方向有Fcos 60°－μN＝0，
竖直方向有N＋Fsin 60°－Mg－mg＝0，
代入数据解得μ＝。
答案：(1)30°　(2)
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