2019-2020人教版本高中物理必修1第三章《相互作用》测试卷word版含解析

第三章《相互作用》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.如图所示，质量为m的小物体静止在半径为R的半球体上，小物体与半球体间的动摩擦因数为μ，小物体与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是(　　)

A． 小物体对半球体的压力大小为mgcosθ
B． 小物体对半球体的压力大小为mgtanθ
C． 小物体所受摩擦力大小为μmgsinθ
D． 小物体所受摩擦力大小为mgcosθ
2.在立起一根木棍的过程中要经过如图所示的位置，此时地面对木棍的弹力方向是图中的(　　)

A．F1的方向
B．F2的方向
C．F3的方向
D．F4的方向
3.如图所示，一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起使绳与竖直方向的夹角为θ＝30°，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为(　　)

A．
B．mg
C．mg
D．mg
4.如图所示，三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起，则石块(　　)

A．c受到水平桌面向左的摩擦力
B．c对b的作用力一定竖直向上
C．b对a的支持力一定竖直向上
D．b对a的支持力一定等于a所受重力
5.如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子对他的作用力大小为(　　)

A．G
B．Gsinθ
C．Gcosθ
D．Gtanθ
6.分析在下列四个图中，A物块受到摩擦力的是(　　)
A．A沿粗糙的竖直墙面滑下
B．A沿光滑的斜面向上运动
C．A随B一起向右匀速运动
D．A在斜面上静止不动
7.用手握重为1 N的圆柱形瓶子，握力为20 N，使其在竖直方向处于静止状态，则手与瓶子间的摩擦力为(　　)
A． 21 N
B． 20 N
C． 19 N
D． 1 N
8.如图所示，三个共点力F1、F2与F3作用在同一个质点上，其中，F1与F2共线且反向，F3与F1垂直，F1＝6N、F2＝2N、F3＝3N.则质点所受的合力为(　　)

A． 7 N
B． 11 N
C． 1 N
D． 5 N
9.如图所示，质量为m的木块在水平桌面上的木板上表面滑行，木板静止，它的质量为M＝3m，木板与木块、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，则木板受桌面的摩擦力大小为(　　)

A．μmg
B． 2μmg
C． 3μmg
D． 4μmg
10.如图所示，物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于A受力的个数，下列说法中正确的是(　　)

A．A一定受两个力作用
B．A一定受四个力作用
C．A可能受三个力作用
D．A受两个力或者四个力作用
11.用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小．把一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，水平弹簧秤的示数为FT，下列说法正确的是(　　)

A． 木块A受到的滑动摩擦力的大小等于FT
B． 木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F
C． 若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块A受到的摩擦力的大小等于2FT
D． 若用2F的力作用在长木板上，木块A受到的摩擦力的大小等于2F
12.如图所示，质量分别为m、M的两个物体系在一根通过定滑轮(质量忽略不计)的轻绳两端，M放在水平地板上，m被悬挂在空中，若将M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止，则(　　)

A． 绳的张力变大
B．M对地面的压力变大
C．M所受的静摩擦力变大
D． 悬挂滑轮的绳的张力变大
二、实验题(共3小题)
13.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，探究弹力与弹簧伸长量的关系．下表是该同学的实验数据，实验时弹簧始终未超过弹性限度．(g取10 N/kg)

(1)根据实验数据在下图所示的坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x的关系图象．

(2)根据图象得到弹簧的劲度系数是________N/m.
14.为了探究弹力F与弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如下图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为________________．甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为：________N/m、________N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填“甲”或“乙”)．

15.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，如下图所示，根据图象回答以下问题：

(1)弹簧的原长为________．
(2)弹簧的劲度系数为________．
(3)分析图象，总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为__________________________．
三、计算题(共3小题)
16.如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下，沿水平天花板向右做匀速直线运动．力F与水平方向夹角为θ，重力加速度为g.求物体与天花板间的动摩擦因数μ.

17.如下图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小．

18.如下图所示，一道峡谷宽为s＝400 m，有一条长为L＝500 m的钢索将两岸连接，一位质量为M＝60 kg的越野运动员，在利用钢索、滑轮通过峡谷时，不慎在中途停下，如果不计钢索、滑轮的质量和运动员与钢索间的摩擦，求运动员停下时，钢索受到的拉力F是多大？(g取10 m/s2)

四、填空题(共3小题)
19.有两个力，它们的合力为0.现把其中一个向东的6 N的力改为向南(大小不变)，它们的合力大小为_________N，方向为________．
20.一辆汽车静止在水平地面上，一个人用逐渐增大的水平力推车，当车保持静止时，推力增大，摩擦力_________；当车被推动时，推力增大，摩擦力________．
21.研究金属块与水平桌面间的动摩擦因数，可按以下方法进行：先用弹簧秤称量出金属块的重力为G，再用弹簧秤水平的拉着金属块在桌面上做匀速直线运动，读出此时弹簧称的示数为F：则由此即可确定出金属块与桌面间的动摩擦因数μ＝________.


答案解析
1.【答案】D
【解析】对小物体受力分析，小物体受重力、支持力及摩擦力，三力作用下物体处于平衡状态，则合力为零，小物体对球面的压力FN＝mgsinθ，A、B错误；小物体所受摩擦力为静摩擦力，不能用Ff＝μFN来计算，摩擦力沿切线方向，在切线方向重力的分力与摩擦力相等，即Ff＝mgcosθ，C错误、D正确．
2.【答案】B
【解析】点面接触的弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体，所以地面施予木棍的弹力方向正确的是F2.
3.【答案】A
【解析】如图，建立直角坐标系对沙袋进行受力分析有：

由平衡条件得：Fcos 30°－FTsin 30°＝0，FTcos 30°＋Fsin 30°－mg＝0，联立可解得：F＝，故选A.
4.【答案】B
【解析】以三石块作为整体研究，根据平衡条件可知，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故A错误；选ab作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与其重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故B正确；石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，则b对a的支持力和静摩擦力的合力方向竖直向上，支持力的方向不是竖直向上，也不等于a的重力，故C、D错误．
5.【答案】A
【解析】人受多个力处于平衡状态，人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力．根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值，反向，即大小为G，方向竖直向上．故A正确，B、C、D错误．
6.【答案】D
【解析】摩擦力产生的条件是：(1)物体间有弹力；(2)接触面不光滑；(3)物体间有相对运动或相对运动趋势三条件缺一不可；图A中不满足条件(1)，图B中不满足条件(2)，图C中不满足条件(3)故正确选项为D.
7.【答案】D
【解析】手握瓶子在竖直方向上，瓶子有向下运动的趋势，重力是引起其运动趋势的外力，根据竖直方向二力平衡可知摩擦力为：Ff＝mg＝1 N，故A、B、C错误，D正确．
8.【答案】D
【解析】三个共点力的合成可以先合成两个力，使得三个力变为二力然后再进行二力合成．如图所示，F1＝6 N和F2＝2 N方向相反，合力为F＝6 N－2 N＝4 N方向沿F1方向与F3垂直，根据平行四边形矢量法则求F和F3的合力，根据几何关系可得二者合力为以二力为邻边所作平行四边形，二者所夹对角线大小为5 N，选项D对．
9.【答案】A
【解析】　木块向左滑动，木板相对于木块向右滑动，木板受到木块向左的滑动摩擦力大小Ff1＝μmg，因为木板静止，根据二力平衡条件，木板受到地面的静摩擦力方向向右，大小Ff2＝Ff1＝μmg，故选项A正确．
10.【答案】D
【解析】若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力时，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用，故选D.
11.【答案】A
【解析】木块A受到的摩擦力与长木板B的受力及运动状态无关，只要A处于静止状态，长木板B对木块A的摩擦力都等于FT，故A正确，B、C、D错误．
12.【答案】D
【解析】　因m处于静止状态，故绳子的拉力等于m的重力，即F＝mg，绳的张力不变，故A选项错误；对M受力分析如图甲所示，把F进行正交分解可得关系式FN＋Fsinθ＝Mg，Fcosθ＝Ff.当M向右移动少许后，θ变大，故FN减小，Ff减小，故B、C选项错误；对滑轮受力分析如图乙所示，把拉物体的绳子的拉力合成得F合＝FT.因F不变，两绳的夹角变小，则F合变大，故悬挂滑轮的绳的张力变大，D选项正确．

13.【答案】(1)

(2)25.86
【解析】

(2)由图象知，弹簧的劲度系数
k＝N/m≈25.86 N/m
14.【答案】超过了弹簧的弹性限度　66.7　200　甲
【解析】超出弹性限度，弹力与伸长量就不成正比了．根据胡克定律知劲度系数k＝，分别计算得：甲弹簧的劲度系数为66.7 N/m，乙为200 N/m.
要制作一个精确度较高的弹簧测力计，则应选劲度系数小的弹簧，即弹簧甲．
15.【答案】(1)10 cm　 (2)1 000 N/m　(3)F＝1 000(L－0.10) N
【解析】钩码的重力即等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律F＝kx＝k(L－L0)，所以图线在横轴上的截距表示弹簧原长，斜率表示劲度系数，故
L0＝10 cm，k＝N/m＝1 000 N/m，
即F＝1 000(L－0.10) N.
16.【答案】　
【解析】　对物体受力分析，将力F正交分解，如图

根据共点力平衡条件得：水平方向：Fcosθ－Ff＝0
竖直方向：Fsinθ－FN－mg＝0
由Ff＝μFN可得μ＝.
17.【答案】(M＋m)g　mgtanθ
【解析】选取A、B整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g、地面支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用，如图所示，处于平衡状态．

根据平衡条件有：
FN－(M＋m)g＝0①
F＝Ff②
由①解得FN＝(M＋m)g
再以B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力F的作用，如图所示，处于平衡状态．

根据平衡条件有：
竖直方向上：FABcosθ＝mg③
水平方向上：FABsinθ＝F④
由③④解得F＝mgtanθ
所以Ff＝F＝mgtanθ
18.【答案】500 N
【解析】如下图所示，当运动员停下时，两侧钢索的拉力相对竖直方向对称，设与竖直方向的夹角为α，有　2Fcosα＝Mg①

根据相似三角形对应边成比例，还有＝＝②
将②式化简，可得＝
所以，由①式知钢索受到的拉力为
F＝＝500 N.
19.【答案】6　西偏南45°
【解析】两个力合力为零，则两力为平衡力，把其中向东的力改为向南，则两力夹角为90°，由平等四边形定则，则两力的合力大小为6N，方向为西偏南45°.
20.【答案】增大　不变
【解析】
21.【答案】
【解析】由平衡条件得：FN＝G，Ff＝μFN＝μG，即动摩擦因数μ＝；