(共40张PPT)
章末检测卷(三) 相互作用——力
(满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四
个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列关于力的说法中正确的是( )
A. 物体之间必须接触才会产生力的作用
B. 木块放在桌面上受到桌面向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的
C. 物体受到的重力是由地球的吸引产生的,重力的作用点一定在物体上
D. 滑动摩擦力对运动的物体而言可以是动力
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解析:物体之间不接触也会产生力的作用,例如两个磁体间不接触也有力的作用,A错误;木块放在桌面上受到桌面向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的,B错误;物体受到的重力是由地球的吸引产生的,重力的作用点不一定在物体上,例如篮球的重心在球心不在篮球上,C错误;滑动摩擦力对运动的物体而言可以是动力,例如把物体无初速度地放在匀速转动的传送带上,物体受到的滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同,滑动摩擦力是物体加速运动的动力,D正确。
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2. “笔搁”又称“笔架”,即架笔之物,是中国传统文房常用器具之一。
如图所示,毛笔的一端A架在笔搁上,另一端B静止在水平桌面上,下列说
法正确的是( )
A. 毛笔B端对桌面的压力沿竖直向下的方向
B. 毛笔B端对桌面的压力沿垂直于毛笔笔杆斜向下的方向
C. 毛笔受到笔搁的支持力沿垂直于毛笔笔杆斜向下的方向
D. 毛笔受到笔搁的支持力是由于毛笔发生形变引起的
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解析:根据弹力的方向垂直于接触面指向受力物体,可知毛笔B端对桌面的压力垂直于水平桌面向下,沿竖直向下的方向,故A正确,B错误;同理,毛笔受到笔搁的支持力沿垂直于毛笔笔杆斜向上的方向,故C错误;由弹力产生的原因可知,毛笔受到笔搁的支持力是由于笔搁发生形变引起的,故D错误。
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3. (2025·河北保定高一期中)如图所示,一只猴子在树上攀援玩耍,一会向上减速攀援,一会静止在树上,一会又向上加速攀援,下列说法正确的是( )
A. 当猴子静止在树上时,树对猴子的作用力与猴子对树
的作用力是一对平衡力
B. 当猴子静止在树上时,树对猴子的作用力与猴子的重力是一对作用力与反作用力
C. 当猴子向上减速攀援时,树对猴子的作用力等于猴子对树的作用力大小
D. 当猴子向上加速攀援时,树对猴子的作用力大于猴子对树的作用力大小
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解析:当猴子静止在树上时,树对猴子的作用力与猴子对树的作用力是一对作用力与反作用力,故A错误;当猴子静止在树上时,树对猴子的作用力与猴子的重力是一对平衡力,故B错误;当猴子向上减速攀援时,树对猴子的作用力与猴子对树的作用力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方向相反,故C正确;当猴子向上加速攀援时,树对猴子的作用力与猴子对树的作用力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方向相反,故D错误。
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4. (2025·江苏徐州高一期中)用两段细绳将一根木棒吊起并保持静止。
下列各悬吊方式中,细绳拉力最小的是( )
解析:设绳与竖直方向的夹角为θ,则mg=2Fcos θ,由此可知,θ为零
时,cos θ最大,则F最小。故选C。
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5. 如图所示,一根不可伸长的轻质细绳,一端固定于天花板上的B点,另
一端固定在竖直墙壁上的A点,一光滑的轻滑轮放置在细绳上,滑轮下面
挂着质量为m的重物,重力加速度为g,连接B点的细绳与竖直方向所成夹
角为α。保持重物静止,则下列说法正确的是( )
A. 连接A点的细绳与竖直方向的夹角β>α
B. 细绳受到的拉力大小为
C. 若缓慢向左移动B端使α增大,细绳对滑轮的作用力将增大
D. 若缓慢向右移动B端使α减小,细绳受到的拉力将减小
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解析:同一根绳子上的拉力是相等的,由平衡条件可知,两边绳水平方向的分力也相等,则α=β,选项A错误;对滑轮与绳的接触点进行受力分析,有2FTcos α=mg,解得FT=,选项B错误;无论怎样缓慢移动B端,细绳对滑轮作用力大小都始终等于mg,选项C错误;缓慢向右移动B端使α减小,由FT=可知,当α减小时,FT也在减小,选项D正确。
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6. 如图所示,半球体放置在水平面上,细线一端固定在球心正上方的天花
板上,另一端连接光滑、可视为质点的小球,小球静止在半球体上。半球
体由于受热均匀缓慢膨胀时,球心始终在细线悬点正下方,则( )
A. 细线对小球的拉力减小
B. 细线对小球的拉力增大
C. 半球体对小球的支持力增大
D. 半球体对小球的支持力减小
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解析:设细线长度为L,悬点到半球体球心的距离为h,半球体半径为R,以小球为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件则有==,解得FN=mg,FT=mg,半球体受热均匀缓慢膨胀时,R增大,但h、L不变,故半球体对小球的支持力FN增大,细线对小球的拉力FT大小不变,故选C。
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7. (2024·安徽阜阳高一期末)为了较准确地测量细线能承受的最大拉
力,某同学进行了如下实验:
①将细线对折,将重力为G的钩码(挂钩光滑)挂在细线的下端,如图甲
所示,用刻度尺测量出对折后的长度L;
②如图乙所示,将刻度尺水平放置,两手捏着细线紧贴刻度尺水平缓慢向
两边移动,直到细线断裂,读出此时两手间的水平距离d。下列说法正确
的是( )
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A. 同学两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中,细线对钩码的作用力变大
B. 同学两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中,细线对钩码的作用力变小
C. 细线能承受的最大拉力大小为
D. 细线能承受的最大拉力大小为
下列说法正确的是( )
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解析:该同学两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中,钩码始终处于平衡状态,细线中拉力逐渐增大,但他们的合力始终等于钩码重力G,故合力大小不变,故A、B错误;细线断裂时,细线中拉力为最大值,设此时细线与竖直方向夹角为θ,则2Fcos θ=G,根据几何关系可知cos θ=,联立解得F=,故C正确,D错误。
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二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四
个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3
分,有选错的得0分)
8. (2025·吉林长春高一期中)如图为皮带传动装置,当机器正常运转时,关于主动轮上A点、与主动轮接触的皮带上的B点、与从动轮接触的皮带上的C点及从动轮上的D点,这四点的摩擦力的方向的描述,正确的是( )
A. A点受到的摩擦力沿逆时针方向
B. B点受到的摩擦力沿逆时针方向
C. C点受到的摩擦力沿顺时针方向
D. D点受到的摩擦力沿顺时针方向
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解析:当主动轮逆时针运转时,若皮带与两轮不打滑,则皮带B处阻碍轮A点的滑动,则B点的静摩擦力方向逆时针,而A所受到的摩擦力与B点受到的摩擦力是作用力与反作用力关系,所以A点的摩擦力方向顺时针,故A错误,B正确;同理,由于从动轮由皮带带动,轮D点在C的带动下运动,因C是逆时针转动,所以D点的摩擦力方向逆时针,而C点的摩擦力方向顺时针,故C正确,D错误。
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9. 如图所示,一质量为0.8 kg的木块放在水平面上,向左运动,受到一个
与水平面成30°的拉力F=8 N作用,木块与地面间的动摩擦因数是0.5,
则下列说法正确的是(取g=10 m/s2)( )
A. 木块受到的支持力大小是8 N
B. 木块受到的摩擦力大小是2 N,方向向右
C. 木块受到的合力大小是(2+4)N
D. 木块受到的摩擦力大小是4 N,方向向右
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解析:对木块进行受力分析,如图所示,根据力的合成与分解,竖直方向有FN+Fsin 30°=mg,代入数据解得FN=mg-Fsin 30°=8 N-4 N=4 N,故A错误;Ff=μFN=0.5×4 N=2 N,方向水平向右,故B正确,D错误;F合=Ff+Fcos 30°=2 N+8× N=(2+4)N,故C正确。
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10. (2025·四川达州高一期末)如图所示,A是一匀质小球,B是一圆弧
形滑块,最初A、B相切于圆弧形滑块的最低点,一切摩擦均不计,开始
时,B与A均处于静止状态,用一水平推力F将滑块B向右缓慢推过一段较
小的距离,在此过程中( )
A. 墙壁对球的弹力增大
B. 滑块对球的弹力减小
C. 地面对滑块的弹力增大
D. 推力F增大
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解析: 对小球受力分析,小球受到重力、滑块
的弹力和墙壁的弹力,如图所示,重力的大小和方
向都不变,墙壁的弹力方向不变,滑块的弹力和墙
壁的弹力的合力不变,大小等于重力,由图可知,
滑块对球的弹力在增大,墙壁对球的弹力在增大,
故A正确,B错误;对滑块和小球整体进行受力分析,整体受重力、支持力、墙壁的弹力及推力,竖直方向上滑块和小球的重力大小等于地面对滑块的弹力,滑块和小球的重力都不变,所以地面对滑块的弹力不变,水平方向上推力F大小等于墙壁对球的弹力,所以推力F增大,故C错误,D正确。
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三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. (6分)某同学用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关
系”的实验。
(1)如图乙所示,该弹簧竖直悬挂时,用刻度尺测量其原长l0= cm。
解析:由题图乙可知,弹簧原长为l0=18.00 cm。
18.00
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(2)弹簧下端挂钩上挂上一个小托盘,然后往托盘上逐渐增加砝码,记
录砝码的总质量和相应的弹簧形变量,把数据记录在表中。
砝码总质量m/kg 0.2 0.4 0.6 0.8
弹簧形变量x/cm 3.00 5.01 7.00 9.01
请根据表中的数据,在如图丙所示的坐标系
中作出m-x图像。
答案:见解析图
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解析:通过描点、连线作出m-x图像如图所示
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(3)重力加速度g取9.8 m/s2,由m-x图像可以求出弹簧的劲度系数k
= N/m,托盘的质量M= kg。
解析:由(m+M)g=kx,得m=x-M,故m-x图像的斜率表示,即 kg/m=,所以k=10×9.8 N/m=98 N/m,由m-x图像可知,当m=0时,x=0.01 m,代入数据解得M=0.1 kg。
98
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12. (8分)在实验室中,老师将学生分成若干小组进行“探究两个互成角
度的力的合成规律”实验。同学们讨论的实验步骤如下:
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①如图甲,将两细绳套拴在橡皮筋的一端,橡皮筋的另一端固定在水平木
板上,橡皮筋的原长为GE;
②如图乙,用两个相同的弹簧测力计沿细绳互成角度拉套在橡皮筋结点的
细绳套,橡皮筋和细绳套的结点在拉力F1、F2的共同作用下到达某一位置
静止,记为O,橡皮筋伸长的长度为EO,记录两个弹簧测力计的拉力F1和
F2的大小和方向;
③如图丙,只用一个弹簧测力计拉细绳套,使结点仍到位置O,记录弹簧
测力计的拉力F的大小和方向;
④根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F';
⑤比较F与F'的大小、方向的一致程度。
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(1)本实验采用的科学方法是( C )
A. 理想实验法 B. 控制变量法
C. 等效替代法 D. 建立物理模型法
解析:此实验用一个力的作用效果代替两个力的作用效果,所以本实验采用的科学方法是等效替代法。故选C。
(2)图乙中弹簧测力计的示数为 N。
解析:图乙中弹簧测力计的分度值为0.1 N,示数为5.80 N。
C
5.80
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(3)为了让实验误差尽量减小,下列说法正确的是( B )
A. 橡皮筋应与两细绳夹角的角平分线在同一直线上
B. 读数时,视线要正对弹簧测力计刻度
C. 两细绳必须等长
解析:橡皮筋与两细绳夹角的角平分线可以不在同一直线上,A错误;实验中,为了减少实验的误差,所以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刻度,B正确;通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋时,并非要求两细绳等长,C错误。
B
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(4)如图分别为四位同学提交的实验报告中的实验记录,符合实验事实
的是( A )
A
解析:由题意可知F'是理论值,其应该是平行四边形的对角线,而F是测量值,其方向与EO在同一直线上。故选A。
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13. (10分)(2025·陕西宝鸡高一期中)如图甲所示,通过一拉力传感器
(能测量力大小的装置)水平向右拉一水平面上质量为4 kg的木块,A端的
拉力均匀增加,0~t1时间内木块静止,木块运动后改变拉力,使木块在t2
时间后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力
随时间变化的图线,取g=10 m/s2,根据图像,求:
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(1)当拉力传感器上的拉力是5.6 N时,木块受到地面摩擦力的大小
与方向;
答案:5.6 N,方向水平向左
解析:当拉力传感器上的拉力是5.6 N时,木块处于静止状态,所受
摩擦力大小为Ff=F=5.6 N
方向水平向左。
(2)木块与地面间的动摩擦因数。
答案:0.2
解析: t2时间后木块做匀速直线运动,则F'=Ff'=μmg
解得μ=0.2。
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14. (14分)(2025·江苏无锡高一期中)如图所示,支架固定在水平地面
上,其倾斜的光滑直杆与地面成30°,两个小圆环A、B穿在直杆上,并用
跨过光滑轻质定滑轮(大小不计)的轻绳连接,整个装置处于同一竖直平
面内。系统平衡时,绳OA竖直,绳OB与倾斜的光滑直杆间的夹角也为
30°。已知小圆环A的质量为m,小圆环B的质量未知,重力加速度为g,
sin 30°=,cos 30°=。求:
(1)倾斜的光滑直杆对小圆环B的弹力大小N;
答案:mg
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解析:分别对A、B分析:以A为研究对象,则A只能受到重力和绳子的拉力的作用,杆对A不能有力的作用,否则A水平方向受力不能平衡,所以FT=mg,以B为研究对象,根据共点力平衡条件,结合图可知,绳子的拉力FT、B受到的支持力FN与竖直方向之间的夹角都是30°,所以FT与FN大小相等,即FN=mg。
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(2)小圆环B的质量mB。
答案:m
解析:所以mBg=2×FTcos 30°=FT
联立解得mB=m。
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15. (16分)(2025·四川内江高一期中)如图所示,物块A放置于水平桌
面上,轻绳DO与轻质弹簧的左端及轻绳CO的上端连接于O点,弹簧中轴
线沿水平方向,轻绳DO、DE与竖直方向夹角相等且θ=53°,整个系统均
处于静止状态,不计绳与滑轮间的摩擦。已知物块A和B的质量分别为m1=
5 kg,m2=1.5 kg,人的质量为m3=50 kg,弹簧的伸长量为4 cm,sin 37°
=0.6,cos 37°=0.8,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度
取g=10 m/s2。求:
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(1)弹簧的劲度系数k;
答案:500 N/m
解析:对结点O受力分析,如图甲所示
根据平衡条件,有FTcos θ-m2g=0,FTsin θ-F=0
且F=kx
解得FT=25 N,F=20 N,k=500 N/m。
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(2)物块A与桌面间的动摩擦因数至少多大;
答案:0.4
解析:物块A所受静摩擦力方向水平向右,对物块A受力分
析,如图乙所示
根据物块平衡条件和临界条件,
有F-F静A=0
又F静A≤F静max=μm1g
解得μ≥0.4
即物块A与桌面间的动摩擦因数至少为0.4。
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(3)地面对人的支持力。
答案:485 N,方向竖直向上
解析:对人受力分析,竖直方向上,根据平衡条件可得FTcos θ+FN=m3g
可得地面对人的支持力大小为FN=485 N
方向竖直向上。
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