第四章 相互作用 单元测试卷 word版含解析

2018-2019学年高一物理鲁科版必修一第四章:相互作用单元检测卷
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
关于力的认识，下列说法正确的是（　　）
A. 只有直接接触的物体间才有力的作用B. 力可以离开施力物体而单独存在C. 力是物体对物体的作用D. 力的大小可以用天平测量
如图所示，斜面上有一物体保持静止，该物体的受力示意图正确的是（）
A. B. C. D.
关于重心的说法错误的是( )
A. 物体的重心一定在物体上B. 质量分布均匀，形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外C. 物体的重心位置跟物体的质量分布情况和物体的形状有关D. 用一根轻绳悬挂的物体静止时，轻绳方向一定通过重心
如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像。根据图像判断，正确的结论是( )
A. 弹簧的劲度系数为1 N/mB. 弹簧的原长为6 cmC. 可将图像中右侧的图线无限延长D. 该弹簧两端各加2 N拉力时，弹簧的长度为10 cm
一个物体静止在水平桌面上时，下列说法正确的是( )
A. 物体对桌面的压力就是该物体的重力B. 物体对桌面的压力使该物体发生形变C. 桌面发生形变产生对物体的支持力D. 以上说法都不正确
关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是（　　）
A. 摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B. 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C. 受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D. 静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力
水平方向的力F将重为G的木块压在竖直的墙壁上，使木块保持静止，如图所示，下列判断正确的是（　　）
A. 由木块已静止，可知F＜GB. 由木块已静止，可知F=GC. 如果增大压力F，木块与墙壁之间的静摩擦力也增大D. 如果增大压力F，木块与墙壁之间的静摩擦力仍不变
在力的合成中，下列关于两个分力与它们的合力关系的说法中，正确的是（）
A. 合力一定大于每一个分力B. 合力一定小于每一个分力C. 两个分力大小不变，夹角在0° 180°变化时，夹角越大合力越小D. 合力的方向一定与分力的方向相同
如图所示，有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱，每块石块的质量均为m，每块石块的两个面间所夹的圆心角均为30°，第3、第4块固定在地面上．假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1与第3石块间的作用力大小为（　　）
A. mg B. mg C. 2mg D. mg
三个共点力F1、F2、F3的合力为0，其中两个共点力的大小分别是F1=8N，F2=4N，则F3的大小不可能是（　　）
A. 8N B. 6N C. 4N D. 2N
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
下列关于合力和分力的说法中，正确的是（）
A. 分力与合力同时作用在物体上B. 分力同时作用在物体上时产生的效果与合力单独作用在物体上产生的效果相同C. 几个力的合力就是这几个力的代数和D. 合力可能大于、等于或小于任一分力
重庆第十一中学正在全校范围内积极开展“全学 大阅读”活动，某同学为了妆点教室内的书架，用OA、OB 两根轻绳将花盆悬于两竖直书架木板之间，如图所示。开始时OB 绳水平．现保持O 点位置不变，改变OB 绳长使绳右端由B 点缓慢上移至B′点，此时OB′与OA 之间的夹角 θ<90°.设此过程OA、OB 绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是( )
A. FOA 一直减小 B. FOA 一直增大C. FOB 一直减小 D. FOB 先减小后增大
图为放在粗糙水平地面上质量为M的直角三角形斜劈甲，上表面光滑，斜劈的倾角为θ=30°，一质量为m的滑块乙用一质量不计细绳栓接，另一端用手握住使整个装置处于静止状态。则(? )
A. 斜劈对滑块的支持力为mg????????????B. 细绳对滑块的拉力为C. 斜劈对地面的压力为( M+ m)g?????????D. 地面对斜劈的摩擦力为
如图所示，作用于O点的三个力F1、F2、F3合力为零。F1沿－y方向，大小已知。F2与＋x方向夹角为θ(θ<90°)，大小未知。下列说法正确的是（? ? ?）
A. F3不可能指向第三象限B. F3有可能指向第三象限C. F3与F2的夹角越小，则F3与F2的合力越大D. F1与F2的合力大小可能的最小值为F1cosθ
如图所示，质量为m的物体，在与水平成θ的恒力F作用下沿水平地面匀速直线运动，物体与顶板间的动摩擦因数为u，则物体受到的摩擦力大小为（ ? ? ）
A. F·cos B. F·sin C. u(Fsin+mg) D. u(mg—Fsin)
三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）
长郡中学物理兴趣小组做“验证力的平行四边形定则”实验。 （1）图15是实验装置，将橡皮条一端固定在长木板上，另一端与两根细绳相连，两细绳的另一端分别有一个绳套，实验时，先用两个弹簧测力计平行于木板拉绳套，将橡皮条与细绳的结点拉到O点，其中拉OC细绳的弹簧测力计指针位置如图15所示，其读数为 N；根据记录的两个弹簧测力计的示数F1、F2和各自的方向，作出这两个力的图示，并用作图法作出两个力的合力F；再用一个弹簧测力计拉橡皮条，也使结点到0点，记录这时弹赞测力计的示数和方向，并作出这个力的图示F′，图16中的F与Fα两力中，方向一定沿A0方向的是 ；（2）关于实验中的一些要点，下列说法正确的是 。A．分力和合力的大小都不能超过弹簧测力计的量程B．测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条与细绳结点的位置不能变化C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置0时，拉力要适当大些D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同--细绳方向的两点要近些（3）在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，用M、N两个弹簧测力计拉橡皮条使其结点位于0处，此时ɑ+β=90°，如图17所示，然后保持弹簧测力计N的方向不变，当ɑ角由图17中所示的值减小时，要使结点仍在0处，则两弹簧测力计的读数中 。A．M的读数增大，N的读数减小B．M的读数减小，N的读数减小C．M的读数先增大后减小，N的读数--直减小D．M的读数一直减小，N的读数先增大后减小
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
如图所示，水平面有一重为45 N的物体，受到F1＝12 N和F2＝5 N的水平力作用而保持静止。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1) 物体所受的摩擦力的大小与方向；(2) 若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；(3) 若将F2变为竖直向下压物体，并给物体一向右的速度，则物体受到的摩擦力的大小和方向。
如图所示，轻绳OA一端系于天花板上，与竖直方向的夹角为θ，水平轻绳OB的一端系于竖直墙上，O点挂一重物。当重物的重力为N时，水平绳OB的拉力为300N，(取g=10 m/s2)，求：
（1）θ角的大小；（2）此时绳OA的拉力是多大？
如图所示，一质量为2kg的物块在固定斜面上受沿斜面向上的拉力F的作用而匀速向上运动，斜面的倾角为30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，则拉力F的大小为多少？

答案和解析
1.【答案】C【解析】
解：A、力是物体间的相互作用，可以接触发生，也可以不接触而发生：如电磁相互作用，万有引力等，故A错误． B、力不能离开物体而单独存在，有力必有施力物体和受力物体，故B错误． C、由牛顿第三定律可知力是物体间的相互作用，故C正确． D、天平是测量质量的装置，弹簧秤是测量力的工具，故D错误． 故选：C 力是物体间的相互作用，可以接触发生，也可以不接触而发生； 力不能离开物体而单独存在； 天平是测量质量的装置． 明确力的物理含义：是物体之间的相互作用，力不能离开物体而存在，力分为接触力和非接触力．
2.【答案】A【解析】
【分析】
物体静止在斜面上，重力的方向竖直向下，摩擦力沿斜面向上，支持力垂直于斜面向上；重力、摩擦力以及支持力的作用点都在物体的重心；
此题主要考查了重力、支持力、摩擦力的画法，关键是确定这几个力的方向。
【解答】
物体静止在斜面上，受到重力、斜面的支持力和摩擦力；重力的方向竖直向下，摩擦力沿斜面向上，支持力垂直于斜面向上．所以四个受力图中，故A正确，故BCD错误．?故选A?。
3.【答案】A【解析】
【分析】
一个物体各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于这一点，这一点就叫做物体的重心。本题可以利用我们身边常见的物体考查学生对重心概念的理解与掌握，有助于激发学生的学习兴趣。
【解答】A.物体的重心不一定在物体上，也可能在物体之外．比如均匀圆环的重心在环的中心，不在环上，故A错误；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，比如均匀球壳的重心不在球上，故B正确；C.物体的重心位置跟物体的质量分布情况和物体的形状有关，故C正确；D.用线悬挂的薄板静止时，物体受到重力与线的拉力，二力平衡，根据平衡条件得知，线的拉力与重力在同一直线上，细线方向一定通过重心，故D正确。本题选择错误的，故选A。
4.【答案】B【解析】
【分析】
由弹簧的长度L和弹力f大小的关系图象，可读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长，由图读出弹力为F=2N，弹簧的长度为x=4cm，求出弹簧压缩的长度，由胡克定律求出弹簧的劲度系数。?在胡克定律公式f=kx中，要注意x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度，弹力是与形变量成正比，而不是弹簧的长度成正比，还要注意胡克定律只适用于在弹性限度内。
【解答】?
A.由图读出弹力为F1=2N，弹簧的长度为L1=4cm，弹簧压缩的长度：x1=L0-L1=6cm-4cm=2cm=0.02m， 由胡克定律得：弹簧的劲度系数为：，A错误；?
B.由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为：L0=6cm=0.06m，即弹簧的原长为6cm，B正确；?C.胡克定律只适用于在弹性限度内，因而不能无限延长，C错误；?D.弹簧受到2N拉力时，长度变为8cm，此时弹簧要维持稳定必须两端同时受到2N拉力，D错误。
故选B。
5.【答案】C【解析】
略
6.【答案】D【解析】
解：A、滑动摩擦力与物体的相对运动方向相反，即与相对相接触的那个物体的运动方向相反，与物体的实际运动方向可以成任意角度，故A正确； B、静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，比如：贴着车厢壁运行的物体，故B正确； C、货物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止；受到滑动摩擦力却是静止的，比如：正在地面上滑行的物体，地面受到是滑动摩擦力，而地面是静止的，故C正确； D、滑动摩擦力与物体的相对运动方向相反，它可以是阻力、可以是动力，总是阻碍物体间的相对运动，故D错误； 本题选错误的，故选：D。摩擦力一个物体在另一个物体表面滑动或有相对滑动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，与相对运动或相对运动的趋势方向相反．提到摩擦力不忘相对两个字，解摩擦力与相对运动或相对运动趋势的方向相反，总是阻碍物体间的相对滑动或相对滑动趋势，注意受到静摩擦力和滑动摩擦力与运动状态无关．
7.【答案】D【解析】
解：对物体受力分析，受推力F、重力G，由于物体保持静止，处于平衡状态，合力为零，故受墙壁对其垂直向外的支持力N，还有竖直向上的静摩擦力f，根据平衡条件，有F=Nf=G即静摩擦力与重力平衡，与推力无关，重力与F也无关；故选：D。本题中木块受到重力作用，但并没有向下掉，而是保持静止，处于平衡状态，故需对物体受力分析，结合平衡条件分析解决．静摩擦力的大小随着外力的变化而变化，其方向与物体的相对运动趋势的方向相反，可以用假设法判断对运动趋势的方向，即假设墙面光滑，物体会向下滑动，故物体有向下的滑动趋势．
8.【答案】C【解析】
【分析】
解答此题时，要从力的大小和方向两个方面来考虑，在分析各选项时千万不能漏掉力的方向。 （1）如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；? 同一直线反方向二力的合力等于二力之差。 （2）如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间；? 解此题关键是要理解合力的大小范围：大于两力之差，小于两力之和；分析时考虑问题要全面，既要考虑到两个力同向，也要考虑反向的情况。
【解答】
A.当二力反向时，合力等于二力大小之差，合力有可能小于分力，故A错误； B.当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，合力大于每一个分力；当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，合力可能小于分力，由此可见：合力可能大于分力也有可能小于分力，故B错误； C.当夹角θ＜180°时，由公式F=可知随着θ增大而减小，故C正确； D.同一直线二力的合力方向与两个分力的方向相同；当二力方向相反时，合力方向与较大力的方向相同，所以不论两个力的方向如何，合力的方向总是和较大的力的方向相同，故D错误。 故选C。
9.【答案】C【解析】
解：第1石块受到重力、第2石块对它的弹力和第三石块对它的弹力，受力如图。根据平衡知，，解得：N31=2mg。故C正确，A、B、D错误。故选：C。对第一块石块受力分析，根据共点力平衡求出第3石块对第一石块的作用力．解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，本题也可以对12整体分析求解．
10.【答案】D【解析】
解：由题，F1=8N，F2=4N，则F1和F2的合力范围为4N≤F合≤12N．而三个共点力F1、F2、F3的合力为0，则F3的大小与F1和F2的合力大小相等，所以F3的大小范围为4N≤F3≤12N．故选D三个共点力F1、F2、F3的合力为0，F3的大小与F1和F2的合力大小相等，求出F1和F2的合力，得到F3的大小不可能的值．本题一要抓住平衡条件的推论，二是要掌握两个力合力的范围：|F1-F2|≤F合≤F1+F2．
11.【答案】BD【解析】
【分析】
由合力与分力的关系判断得解。
本题主要考查合力与分力的关系，知道各分力的共同作用效果与合力单独作用时等效，且分力可大于、小于、等于合力，较简单。
【解答】
A.各分力的共同作用效果与合力等效，故合力不会作用在物体上，A错误；?B.由合力与分力的关系可知，分力同时作用在物体上时产生的效果与合力单独作用在物体上产生的效果相同 ，B正确；C.几个力的合力就是这几个力的矢量和，C错误；?D.由合力与分力的关系可知，合力可能大于、等于或小于任一分力，D正确。
?故选BD。
12.【答案】AD【解析】
【分析】
以结点O为研究对象，分析受力，作出轻绳在B和B′两个位置时受力图，由图分析绳的拉力变化。?本题运用图解法研究动态平衡问题，也可以根据几何知识得到两绳垂直时，轻绳OB的拉力最小来判断。
【解答】
以结点O为研究对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力FOA和绳BO的拉力FOB，如图所示，
根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，
作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图，由图看出，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，当θ=90°时，FOB最小，故AD正确，BC错误。故选AD。
13.【答案】BD【解析】
【分析】
对乙受力分析可知乙受支持力和拉力大小，对甲乙共同受力分析可知地面对斜劈的支持力和地面对斜劈的摩擦力。
本题考查共点力平衡的受力分析，关键是注意整体法和隔离法的合理应用。
【解答】
AB.对乙受力分析如图所示，
拉力F=mgsin30°=0.5mg，支持力，故A错误，B正确；
CD.以甲乙整体为研究对象，受力分析如图所示，
则有，斜劈对地面的压力等于地面对斜劈的支持力，故C错误，D正确。
故选BD。
14.【答案】BD【解析】
【分析】三个力平衡时合力为零，由平衡条件知：其中任意两个力的合力与第三力大小相等、方向相反。作出F2、F3的合力，必定与F1大小相等、方向相反。根据几何知识分析F3的方向范围和最小值。本题运用三角形定则分析三力平衡问题，确定F3的范围及最小值。也可以运用结论确定F3取得最小值的条件：F2⊥F3。【解答】解：AB.三个力平衡时，合力必须为零，任意两个力的合力与第三力必须大小相等、方向相反，所以可知：力F3可能在第二象限的任意方向上，也可能在第三象限，故A错误，B正确；C.根据平衡条件得知：F3与F2的合力与F1大小相等、方向相反，F1大小不变，所以力F3与F2夹角越小时，F3与F2的合力不变，故C错误；D.由几何知识知，当F2⊥F3时，即虚线位置时，F3有最小值，且最小值为，即F1与F2的合力最小值为F1cosθ，故D正确。?故选BD。
15.【答案】AC【解析】
【分析】
对物体进行受力分析，由共点力的平衡条件可得出摩擦力的大小； 同时，也可以求得物体与地面的弹力，则由滑动摩擦力的公式可求得其大小。?本题考查滑动摩擦力的求法，注意滑动摩擦力可以由公式求出，也可以根据二力平衡来求出。
【解答】
AB.由图可知，物体受重力、推力、地面的支持力及摩擦力而处于平衡状态，则将F分解，则在水平方向物体受F的分力及摩擦力，故摩擦力，故A正确，B错误；CD.在竖直方向可知，物体受地面的支持力；故滑动摩擦力），故C正确，D错误；?故选AC。
16.【答案】2.60；F′；ABC；A【解析】
解：（1）弹簧秤最小刻度为0.1N，则弹簧秤的读数为2.60N。用一根弹簧秤拉橡皮筋时，拉力的方向与橡皮筋在同一条直线上，可知方向一定沿AO方向的是F′。（2）A、实验时，拉力的大小不能太小，也不能太大，分力和合力都不能超过弹簧测力计的量程，故A正确。B、为了产生相同的效果，橡皮条与细绳结点的位置不能变化，故B正确。C、橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置0时，拉力要适当大些，故C正确。D、拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D错误。故选：ABC。（3）该题本质上考查了物体的动态平衡，由题意可知：保持D点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计N的方向不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下： 所以由图可知α角逐渐变小时，M的示数在增大，N的示数减小，故A正确。故选：A。故答案为：（1）2.60，F′，（2）ABC，（3）A。（1）根据弹簧秤的最小刻度读出弹簧秤的读数。（2）根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤。（3）根据力学的动态平衡，运用图解法判断两弹簧秤读数的变化。该题比较全面的考查了验证平行四边形定则中的基础知识，对于这些基础知识和要求即要通过实验进行切身体会，同时也要通过练习加深理解。对于力学的动态平衡问题，会运用图解法分析判断。
17.【答案】解：（1）物体所受最大静摩擦力为：由于所以物体处于静止状态，所受摩擦力为静摩擦力故有：，方向水平向右（2）因为F2=5N＜fm，物体保持静止，故所受静摩擦力为：f2=F2=6N，方向水平向左（3）物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向向左【解析】
摩擦力问题是高中物理的重点和难点，对于摩擦力的分析一定注意判断是动摩擦力还是静摩擦力，即注意根据运动状态进行分析。?在求摩擦力的大小时，要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据公式求解摩擦力的大小。
18.【答案】解：根据O点受力由正交分解有：
FOAcosθ=G，FOAsinθ=FOB，联立解得：，
则：θ=30°，
?。
【解析】
本题关键对O点受力分析后根据平衡条件列式求解，可以结合合成法、分解法、正交分解法求解，基础题。对O点受力分析，受重力和两个拉力，根据平衡条件并结合分解法列式求解即可。
19.【答案】解：受力分析如图所示：；可沿斜面向上为x轴正方向，垂直斜面向上为y轴正方向建立直角坐标系，将重力向x轴及y轴分解，因物体处于平衡状态，由共点力的平衡条件可知：平行于斜面方向：F-mgsinα-f=0；垂直于斜面方向：FN-mgcosα=0；其中f=μFN；由以上三式解得：；
即：拉力F的大小为16N。
【解析】
本题考查了共点力平衡的条件及其应用、摩擦力的判断与计算；斜面模型是高中物理常见模型之一，不但要掌握斜面上物体的受力分析方法，还要注意相应几何知识的应用；若物体受力较多时，一般可以运用正交分解法列式。
对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、拉力及摩擦力；因物体做匀速运动，故物体受力平衡，则利用正交分解法可建立平衡方程求得F。