2018_2019高中物理第3章力与相互作用章末检测试卷沪科版必修1

第3章 力与相互作用
章末检测试卷(三)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题给出的选项中只有一项符合题目要求．)
1．关于作用力与反作用力，正确的说法是(　　)
A．一对作用力和反作用力性质相同，总是同时产生，同时变化，同时消失
B．某物体若只受一个力的作用，说明可以只有作用力，而没有反作用力
C．凡是大小相等，方向相反，作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力
D．一对作用力和反作用力的合力为零
答案　A
解析　一对作用力与反作用力具有同时性，即它们同时产生，同时变化，同时消失，A对，B错．大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力为一对平衡力，C错．一对作用力与反作用力是作用在两个物体上的力，它们不能求合力，D错．
2．下列说法正确的是(　　)
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的
B．质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外
C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
D．由磁铁间存在相互作用可知：力可以离开物体而单独存在
答案　B
3．如图1所示，P是位于水平粗糙桌面上的物块．用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m.在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是(　　)
图1
A．拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面
B．拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面
C．重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面
D．重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面
答案　B
解析　以P为研究对象，水平方向P受到绳的拉力和桌面对P的摩擦力的作用，拉力的施力物体是绳，摩擦力的施力物体是桌面．B正确．
4．如图2所示，A、B两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端放在水平地面上处于静止状态，悬挂A杆的绳倾斜，悬挂B杆的绳恰好竖直，则关于两杆所受摩擦力情况．下列说法正确的是(接触面粗糙)(　　)
图2
A．A、B杆都受静摩擦力 B．A、B杆都不受静摩擦力
C．A杆受静摩擦力、B杆不受静摩擦力 D．A杆一定受静摩擦力、B杆可能受静摩擦力
答案　C
5．如图3所示，球A靠在光滑斜面上，并用竖直悬绳吊起．A保持静止状态，球A受力的个数为(　　)
图3
A．2个 B．3个 C．4个 D．无法判断
答案　A
解析　以A为研究对象，把它与B隔离开来，对其进行受力分析．
A受到重力G，绳对它竖直向上的拉力F；假设斜面对它有支持力N，受力分析如图甲，则球水平方向的合力将不是零，即无法平衡，故斜面对球无支持力，受力分析如图乙．
　　　
　　　　　　　 甲　　　　　　　　　　乙
6.如图4所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m的物块，物块和劈块处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块(　　)
图4
A．有摩擦力作用，方向向左
B．有摩擦力作用，方向向右
C．没有摩擦力作用
D．条件不足，无法判定
答案　C
二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题给出的选项中有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)
7．码头上两个人用水平力推集装箱，想让它动一下，但都推不动，其原因是(　　)
A．集装箱太重
B．推力总小于摩擦力
C．集装箱所受合力始终为零
D．推力总小于最大静摩擦力
答案　CD
8.如图5所示，两根相同的轻弹簧S1、S2劲度系数都为k＝4×102 N/m，悬挂重物的质量分别为m1＝2 kg，m2＝4 kg，取g＝10 m/s2，则静止时S1、S2的伸长量x1、x2分别为(　　)
图5
A．x1＝5 cm B．x1＝15 cm
C．x2＝10 cm D．x2＝15 cm
答案　BC
解析　由kx2＝m2g，kx1＝(m1＋m2)g，代入数据可得x1＝15 cm，x2＝10 cm，故选项B、C正确．
9．(多选)如图6是某小组同学为研究动摩擦因数所设计的实验装置．其中A为一质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的木块，Q为木块右端连接的一水平弹簧测力计．实验时用力将A从B的下方抽出，通过Q的读数即可测出动摩擦因数．若实验条件较为理想，则(　　)
图6
A．只有将木板A匀速抽出才能从Q上读取稳定读数
B．将木板A加速、减速或匀速抽出均能从Q上读取稳定读数
C．通过该方法可测得A与B之间的动摩擦因数
D．通过该方法可测得A与地面之间的动摩擦因数
答案　BC
解析　用力将A从B的下方抽出达到稳定状态时，在水平方向上B所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡，根据滑动摩擦力公式F＝μN可知，滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，与A的速度无关，无论木板A是做匀速直线运动还是变速直线运动，都不会改变木块受到摩擦力的大小，木块相对地面总是静止的，均能从Q上读取稳定读数，选项A错误，B正确；当B达到稳定状态时，弹簧测力计的读数F与B所受的滑动摩擦力f大小相等，B对木块A的压力大小等于B的重力mg，由F＝μN，得μ＝，从Q上读取F，则可求得μ，选项C正确，D错误．
10．水平的皮带传输装置如图7所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在皮带A端，开始时物体在皮带上滑动，到达位置C后停止滑动，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是(　　)
图7
A．在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B．在AC段受水平向右的滑动摩擦力
C．在CB段不受静摩擦力
D．在CB段受水平向右的静摩擦力
答案　BC
解析　物体在AC段的速度小于皮带的速度，相对皮带向左运动，故受向右的滑动摩擦力，A错误，B正确；在BC段，物体与皮带一起匀速运动，没有相对运动(趋势)，故不受静摩擦力，C正确，D错误．
三、实验题(本题共2小题，共12分)
11.(4分)一个实验小组在做“探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像，如图8所示，下列说法正确的是______________．
图8
A．a的原长比b的短
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
答案　AB
解析　题中图像的横轴截距表示弹簧的原长，A正确．图像的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图像不过原点，不是正比关系，D错误．
12．(8分)科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制订计划，设计实验，进行实验，收集证据，分析论证，评估交流等．一位同学学习了滑动摩擦力后，怀疑滑动摩擦力可能与接触面积有关，于是他准备用实验探究这个问题．
(1)这位同学认为：滑动摩擦力的大小与接触面积成正比，这属于科学探究活动中的________环节．
(2)为完成本实验，需要自己制作木块，他应制作的木块是下列选项中的________．
A．各面粗糙程度相同的正方体木块
B．各面粗糙程度不相同的正方体木块
C．各面粗糙程度相同，长宽高各不相等的长方体木块
D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相等的长方体木块
(3)为了测量木块与木板之间的滑动摩擦力，他设计了两种方案，如图9甲和乙所示，甲是将木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木板上的木块；乙是用弹簧测力计水平拉住木块，他再用手水平拉动木块下的木板，你认为更利于操作的方案是________(填“甲”或“乙”)．理由是__________________________________________．
图9
答案　(1)作出假设　(2)C　(3)乙　乙方案中木块处于静止状态，弹簧测力计的读数就等于木块所受的摩擦力的大小
四、计算题(本题共4小题，共44分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(10分)在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图10甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力的信息，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图像，如图乙所示．已知木块质量为0.78 kg，重力加速度g取10 m/s2，求木块与长木板间的动摩擦因数和木块受到的最大静摩擦力．
图10
答案　0.4　4 N
解析　由题图乙可知，木块所受到的滑动摩擦力
f＝3.12 N，最大静摩擦力为4 N.
木块对木板的压力等于木块受到的重力，即
N＝mg＝0.78×10 N＝7.8 N
由f＝μN得：μ＝＝＝0.4.
14．(10分)质量为2 kg的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体加一个水平拉力F，物体恰在水平面上匀速运动，若在该物体运动的过程中，突然将拉力F改为大小不变，方向竖直向下的压力，这时物体受到的摩擦力的大小是多少？(g＝10 m/s2)
答案　15 N
解析　物体在水平拉力F的作用下匀速运动时f＝μN＝μmg，所以F＝0.5×2×10 N＝10 N
当F竖直向下时，F′＝F＋mg，
即F′＝10 N＋2×10 N＝30 N
这时f＝μF′＝0.5×30 N＝15 N.
15．(12分)如图11所示，A物体重力为20 N，B物体重力为10 N，力F竖直向下，A与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，其余摩擦不计，A与定滑轮间的细线水平，求(1)(2)两种情况下物体A受什么摩擦力？大小如何？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
图11
(1)F＝0时由静止释放B物体；
(2)F＝10 N时由静止释放B物体；
(3)若要使A匀速运动，所加力F的大小是多少？
答案　(1)滑动摩擦力　8 N　(2)静摩擦力　10 N (3)5 N
解析　(1)F＝0时，A所受最大静摩擦力为fmax＝μmAg＝8 N，此时mBg＞fmax，故A将运动，A所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为f＝μmAg＝8 N；
(2)当F＝10 N时，A所受最大静摩擦力为fmax′＝μ(F＋mAg)＝12 N，此时mBg＜fmax′，故A静止，A所受摩擦力为静摩擦力，大小为f静＝mBg＝10 N.
(3)若A匀速运动，此时滑动摩擦力大小等于B的重力大小，故此时有：μ(mAg＋F)＝mBg，代入数据得：F＝5 N，故所加力F的大小是5 N.
16．(12分)质量分别为0.1 kg和0.2 kg的两物块A、B，其间用一根原长为l0＝20 cm、劲度系数为k＝10.0 N/m的轻弹簧相连，置于粗糙的水平面上．如图12所示，初始时弹簧处于原长状态．若两物块与水平面间的动摩擦力因数均为μ＝0.2，现要使A、B一起做匀速运动．(取g＝10 m/s2)
图12
(1)则对A应施加多大的水平推力F的大小？
(2)此时A、B间的距离为多少？
答案　(1)0.6 N　(2)16 cm
解析　(1)取A、B为一整体，因A、B两物体一起向左匀速运动，有：F＝μ(mA＋mB)g
代入数据得：F＝0.6 N
(2)取B为研究对象，设弹簧的压缩量为Δx，
有：kΔx＝μmBg
得：Δx＝＝0.04 m＝4 cm
所以A、B间的距离为
l0－Δx＝16 cm