高中物理粤教帮2019必修第一册第三章 相互作用单元测试（含解析）

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高中物理粤教帮2019必修第一册第三章 相互作用
一、单选题
1．体育课上一学生将足球踢向墙壁，如图所示，下列关于足球与墙壁作用时，足球给墙壁的弹力方向的说法中，正确的是（　　）
A．沿v1的方向 B．沿v2的方向
C．先沿v1的方向后沿v2的方向 D．沿垂直于墙壁的方向
2．如图所示，小明用力拉着一个光滑的小球，静止在固定的斜面体上，现将拉力在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到竖直方向，小球始终保持静止，则在转动的过程中，关于小球的受力情况，下列判断正确的是（　　）
A．拉力一直变小 B．拉力先变小后变大
C．支持力一直变小 D．支持力一直变大
3．物理实验课上，学生用铁架台、刻度尺、弹簧和多个质量已知且相等的钩码（每个钩码的质量），做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。装置如图所示，以下说法错误的是（　　）
A．实验前，应该先把弹簧竖直悬挂，待其稳定后，测其原长
B．逐一增挂钩码，应保证弹簧竖直且处于平衡状态再读数
C．为了减小实验误差，可以无限制增加钩码个数，从而多读几组数据
D．正确操作后，弹簧自身重力对弹簧劲度系数的测量无影响
4．下列关于重力、重心的说法，正确的是（　　）
A．物体的重心一定与它的几何中心重合
B．任何物体的重心都在物体内，不可能在物体外
C．重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的
D．用绳子将物体悬挂起来，物体处于静止状态时，该物体的重心不一定在绳子的延长线上
5．两个大小相等的共点力F1和F2，当它们之间的夹角为90°时合力大小为10 N，则当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为（　　）
A．10N B．10 N? C．15N D．20N?
6．两个光滑直角斜劈固定在地面上，倾角如图所示，两个质量分别为、的小球与轻质弹簧连接并置于两个斜劈表面，平衡时弹簧与右边斜面夹角为30°，斜面对、的支持力分别为、。下列关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
7．下列各图中，A、B两物体之间一定存在弹力的是（接触面均光滑，物体均静止）（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，A、B两物体叠放在的水平地面上，各接触面的动摩擦因数均为 0. 5（最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力），A物体质量 m=10kg，B物体质量M=30kg。处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250N/m。现有一水平推力F作用于物体B上，开始使A、B两物体缓慢地向墙壁移动，整个过程中A物体始终没有从B物体上滑落。则下列说法正确的（g 取10m/s2）（　　）
A．刚开始推动该物体时，推力F的大小为200N
B．当B物体移动0.4m时，弹簧的弹力大小为100N
C．当B物体移动0.4m时，水平推力F的大小为250N
D．当B物体移动0.4m时，水平推力F的大小为300N
三、填空题
9．重力做功只与初．末位置的　 　有关，与运动路径　 　，功是　 　量．（标量．矢量）
10．（1）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，某同学用甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验，由实验得到两根弹簧的形变量与受到的拉力的关系如图所示，则弹簧甲的劲度系数是　 　N/m，弹簧乙的劲度系数是　 　N/m。
（2）若要在两根弹簧中选用一根来制作精确较高的弹簧测力计，应选弹簧　 　。
11． 如图所示，将细绳的一端系在手指上，另一端系在直杆的右端，杆的左端顶在掌心上，组成一个三角支架。将重物悬挂在点，并保持静止。此时可感受到杆是被　 　的选填“压缩”或“拉伸”；细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由　 　选填“指向”或“指向”。
12．将与水平面成37°角斜向上的拉力F=20N，沿水平方向和竖直方向分解，那么沿水平方向的分力大小为　 　N；沿竖直方向的分力大小为　 　N．
13．如图所示，大圆环固定在竖直平面内，一根轻弹簧一端固定于圆环的最高点A，另一端系一光滑小环，小环套在大圆环上可自由滑动，O点为大圆环的圆心。已知大环的半径为R，弹簧劲度系数为k，小环质量为m，重力加速度为g。当小环恰好静止在大圆环上图中位置B点时，弹簧处于　 　（“压缩”或“拉伸”）状态，其大圆环对小环弹力大小为　 　。
14．把一条盘放在地上的长为l的均匀铁链竖直向上刚好拉直时，它的重心位置升高了　 　．如图所示，把一个边长为l的质量分布均匀的立方体，绕bc棱翻转使对角面AbcD处于竖直位置时，重心位置升高了　 　．
四、计算题
15． 如图所示，轻绳A、B和轻质弹簧C的结点为O，物体甲通过轻绳B悬挂，弹簧C另一端与放在水平面的物体乙相连。当物体甲、乙都处于静止状态时，弹簧水平且伸长量轻绳A与竖直方向的夹角（弹簧劲度系数求：
（1）弹簧C的弹力大小Fc；
（2）物体乙受到的摩擦力大小f；
（3）轻绳A的拉力大小
16．)如图所示，能承受最大拉力为10N的细线OA与竖直方向成45°角，能承受最大拉力为5N的细绳OB水平，细线OC能够承受足够大的拉力，求：
（1）当所悬挂重物的重力为2N时，细线OA、OB的拉力各是多大?
（2）为使OA、OB均不被拉断，oC 下端所悬挂重物的最大重力是多少?
17．如图所示，倾角为60°、质量为M的斜面体 A 置于水平面上，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。已知重力加速度为 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，求此时斜面体受到水平面的摩擦力；
（3）若斜面体与水平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。
五、解答题
18．如图所示，质量为m的物体与A、B两个弹簧相连，B弹簧下端与地相连，A、B劲度系数分别为k1和k2．现用手拉A的上端，使A缓慢上移，当B弹簧的弹力为原来的 时，且弹簧B仍处于收缩状态，A上端移动的距离是多少？
19．解释为什么在理想情况下，如图所示的斜拉桥索塔只发生压缩形变．
六、综合题
20．拖把是生活中常用的清洁工具，由拖把杆和拖把头构成，如图所示。某同学做卫生时对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为的力时，恰好能推动拖把头向前匀速运动。已知拖把杆质量可忽略不计，拖把头质量为，拖把杆与水平地面的夹角，，，重力加速度取。求：
（1）拖把头对水平地面的压力大小；
（2）拖把头与水平地面间的动摩擦因数。
21．如图所示，质量为mB=24kg的木板B放在水平地面上，质量为mA=22kg的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ=37°．已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5．现用水平向右、大小为200N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2），求
（1）木箱A受到绳子拉力的大小
（2）木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小．
22．如图，绝缘光滑斜面的倾角为θ，所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带正电小滑块静止在斜面上P点，P到斜面底端的距离为L。滑块可视为质点，重力加速度为g。则：
（1）匀强电场的场强大小是多少？
（2）若仅将电场的方向变为平行于斜面向下，滑块由静止从P点滑至斜面底端时速度大小是多少？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】形变与弹力
2．【答案】C
【知识点】共点力的平衡
3．【答案】C
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
4．【答案】C
【知识点】重力与重心
5．【答案】A
【知识点】力的合成
6．【答案】B
【知识点】力的合成与分解的运用
7．【答案】B,D
【知识点】形变与弹力
8．【答案】A,C
【知识点】胡克定律；受力分析的应用
9．【答案】高度差；关；标
【知识点】重力与重心
10．【答案】（1）200；50
（2）乙
【知识点】胡克定律
11．【答案】压缩；B指向A
【知识点】力的分解
12．【答案】16；12
【知识点】力的分解
13．【答案】拉伸；mg
【知识点】共点力的平衡
14．【答案】；
【知识点】重力与重心
15．【答案】（1）根据胡克定律可知
Fc=k?x
解得
Fc=12N
（2）对乙受力分析可知，摩擦力等于弹力，即
f=12N
（3）对O点受力分析可知
解得
FA=20N
【知识点】胡克定律；共点力的平衡
16．【答案】（1）解：选结点 为研究对象，受力分析并合成如图：
当重物为 时； ；
答：细线 、 的拉力各是 和
（2）解：当 下端所悬物重不断增大时，细线 、 所受的拉力同时增大．
假设 不会被拉断，且 上的拉力先达到最大值，即 ，
根据平衡条件有： ，
由于 大于 能承受的最大拉力，所以在物重逐渐增大时，细线 先被拉断．
再假设 线上的拉力刚好达到最大值 即
处于将被拉断的临界状态，根据平衡条件有 ， ．
再选重物为研究对象，根据平衡条件有 ．
以上三式联立解得悬挂最大重力为
答： 下端所悬挂物体的最大重力是
【知识点】共点力的平衡
17．【答案】（1）研究 B 球，受力如图甲
由共点力的平衡条件有
（2）研究 A 、B 整体为研究对象，受力如图乙，
设斜面体受 到的摩擦力为f，由共点力的平衡条件：
解得：
摩擦力方向水平向右
（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Fm ）时，
斜面体有向右运动趋势，由平衡条件有 Fm ? F1 ? fm = 0
解得：
②水平向右的外力最小（设为Fn ）时，
斜面体可能有向左运 动趋势
（a ）当时， 则
（b ）当 时， ，
则
【知识点】受力分析的应用；摩擦力的判断与计算；力的合成与分解的运用；共点力的平衡
18．【答案】解：B弹簧原先处于压缩状态，其压缩量为：x0= ，A弹簧无形变．当向上缓慢拉住弹簧A的上端，缓慢上移，使B弹簧的弹力为原来的 时，且弹簧B仍处于收缩状态，此时A弹簧的弹力和伸长量分别为F1=mg﹣F2=mg﹣ mg= mg，x1= = 这时B上端的位移为：x2= = = 所以A的上端上移距离为：S1=x1+x2= mg（ + ）；答：A上端移动的距离是 mg（ + ）．
【知识点】形变与弹力
19．【答案】理想情况下以索塔为界，桥的两边对称，左右两侧拉索也对称，每根拉索的拉力大小相等，它们对索塔的合力方向竖直向下，索塔受到竖直向下的力和河床向上的支持力而平衡，索塔相当于一根两端受纵向作用力的直杆，发生压缩形变．
【知识点】形变与弹力
20．【答案】（1）解：对拖把：在竖直方向上根据平衡条件有，
解得，
由牛顿第三定律可知拖把头对地面的压力大小为。
（2）解：对拖把：在水平方向上根据平衡条件有，
根据滑动摩擦力公式有，
解得。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；力的合成与分解的运用；共点力的平衡
21．【答案】（1）解：对A受力分析如图甲所示，
由题意得
FTcos θ=Ff1①
FN1+FTsin θ=mAg②
Ff1=μ1FN1③
由①②③得：FT=100 N
（2）解：对A、B整体受力分析如图乙所示，
由题意得
FTcos θ+Ff2=F ④
FN2+FTsin θ=（mA+mB）g ⑤
Ff2=μ2FN2⑥
由④⑤⑥得：μ2=0.3．
【知识点】力的合成与分解的运用
22．【答案】（1）滑块受重力、电场力、支持力作用处于平衡状态，由力的平衡条件有qE = mgsinθ
解得
（2）当电场方向平行于斜面向下时，由牛顿第二定律有qE＋mgsinθ = ma
由运动学规律有v2－0 = 2aL
解得速度
【知识点】受力分析的应用；匀变速直线运动的位移与速度的关系；共点力的平衡
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