2019-2020年人教版高中物理必修1 第三章相互作用 能力提升训练Word版含解析

第三章：相互作用 能力提升训练
(60分钟　100分)
一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1.(多选)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态．则(　　)

A．B受到C的摩擦力一定不为零
B．C受到水平地面的摩擦力一定为零
C．斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
D．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零
2．如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑．在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它的合力的方向(　　)

A．沿斜面向上　　　 B．沿斜面向下
C．竖直向上 D．垂直斜面向上
3．如图所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙面上静止．则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力)，下列说法不正确的是(　　)

A．墙面对木块一定有压力
B．墙面对木块一定有摩擦力
C．墙面对木块的作用力为F
D．墙面对木块的作用力为
4．如图所示，一个人在半球形屋顶上向上缓慢爬行，他在向上爬的过程中(　　)

A．屋顶对他的支持力的大小不变
B．屋顶对他的支持力的大小变大
C．屋顶对他的摩擦力的大小不变
D．屋顶对他的摩擦力的大小变大
5.　(多选)如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则(　　)

A．A与B之间一定存在摩擦力
B．B与地面之间可能存在摩擦力
C．B对A的支持力可能小于mg
D．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g
6．如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F的作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面(　　)

A．无摩擦力
B．支持力等于(m＋M)g
C．支持力为(M＋m)g－Fsin θ
D．有水平向左的摩擦力，大小为Fcos θ
7．一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(　　)
A．86 cm B．92 cm
C．98 cm D．104 cm
8.　如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的弹力大小为FN1，木板对球的弹力大小为FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中(　　)

A．FN1始终减小，FN2始终增大
B．FN1始终减小，FN2始终减小
C．FN1先增大后减小，FN2始终减小
D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大
9．如图所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进，则下列说法正确的是(　　)

A．拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力
B．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C．拉力与摩擦力的合力方向竖直向上
D．小孩和车所受的合力为零
10．如图所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为(　　)

A．mg　　　　　　　 B.mg
C.mg D.mg
11．如图所示，水平推力F使物体静止于斜面上，则(　　)

A．物体一定受3个力的作用
B．物体可能受3个力的作用
C．物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力
D．物体可能受到沿斜面向下的静摩擦力
12．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(　　)

A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变
B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移
二、实验·计算题(共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)图甲是一个用来测方木块和长木板间动摩擦因数的简单装置．方木块放在水平长木板上，方木块被一根绳子系在右面一端固定的水平弹簧测力计上．长木板下面有轮子可以滚动，用一个平稳的水平力向左推动木板，木板向左缓慢移动，待弹簧测力计的指针稳定后，读出测力计的读数Ff.在方木块上放砝码可以改变它对长木板的压力F的大小．将测得的各组Ff和F的数据用圆点标于坐标图上，如图乙所示．请你根据各点表示的数据描出Ff?F图线，求出方木块与长木板间的动摩擦因数μ＝________.

14．(10分)在做“验证力的平行四边形定则”实验时：
(1)除已有的器材：方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外，还必须有________和________。
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须(　　)
A．每次把橡皮条拉到同样的位置
B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧测力计的示数
D．每次记准细绳的方向
(3)某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与绳套结点的位置．图中________是力F1与F2的合力的理论值，________是力F1与F2的合力的实验值．

15．(10分)在图中，若两物体的重力分别为GA＝20 N，GB＝40 N，A、B间动摩擦因数μ1＝0.2，B与地面间动摩擦因数μ2＝0.4，用力F作用在B上后，A、B间、B与地面间都发生了相对滑动．求各接触面间摩擦力的大小．
















16．(10分)如图所示，质量M＝2 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m＝1 kg的小球相连．今用跟水平方向成60°角的力F＝10 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g取10 m/s2.在运动过程中，求：

(1)轻绳与水平方向的夹角θ；
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.






















答案及解析
1.CD　[若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B项错误，C项正确；将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C系统在水平方向不受其他外力作用处于平衡状态，则水平面对C的摩擦力为零，D项正确．]
2.C　[苹果随箱子一起匀速下滑，所受合力为零，所以中央的苹果受到周围苹果对它的合力与其重力等大反向，故选项C正确．]

3.C　[对木块受力分析，受推力、重力，若没有支持力就没有摩擦力，物体不可能平衡，故一定有支持力，同理有静摩擦力，故A、B正确；墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力)与重力、推力的合力是平衡关系，重力和推力的合力为，故墙面对木块的作用力为，C错误，D正确．]
4.B　[半球形屋顶可以看成倾角不断变小的斜面，屋顶对他的支持力FN＝mgcos θ，θ为人所在的半径与竖直方向的夹角，屋顶对他的静摩擦力Ff＝mgsin θ，由于θ不断变小，所以屋顶对他的支持力的大小变大，屋顶对他的静摩擦力的大小变小．所以只有选项B正确．]
5.CD　[本题疑难之处在于能否在正确受力分析的基础上运用整体法以及正交分解法求解物体的平衡问题．对A、B整体受力分析，如图所示，受到重力(M＋m)g、支持力N和已知的两个推力，对于整体，由于两个推力刚好平衡，故整体与地面间没有摩擦力，且有N＝(M＋m)g，故B错误，D正确．再对木块A受力分析，至少受重力mg、已知的推力F、B对A的支持力N′，当推力F沿斜面的分力大于重力沿斜面的分力时，摩擦力的方向沿斜面向下．当推力F沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力时，摩擦力的方向沿斜面向上．当推力F沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力时，摩擦力为零．在垂直斜面方向上有N′＝mgcos θ＋Fsin θ(θ为斜劈倾角)，故A错误，C正确．]
6.CD　[解本题的关键是把物体和斜面整体作为一个对象进行研究，并且要知道静止和匀速运动均是平衡状态．由于物体沿着斜面匀速上滑，可把物体和斜面看成整体．整体受力如图所示，根据力的分解和二力平衡得，FN＝(M＋m)g－Fsin θ，Ff＝Fcos θ，选项A、B错误，C、D正确．]
7.B　[轻质弹性绳的两端分别固定在相距80 cm的两点上，钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F＝k＝0.1k，由共点力的平衡条件和几何知识得F＝＝；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度变为l′，由胡克定律得F′＝k，由共点力的平衡条件F′＝，联立上面各式解得l′＝92 cm，选项B正确．]

8.B　[法一(解析法)：
如图甲所示，由平衡条件得
FN1＝，FN2＝，
随θ逐渐增大到90°，tan θ、sin θ都增大，FN1、FN2都逐渐减小，所以选项B正确．

图甲
法二(图解法)：
对球受力分析，球受3个力，分别为重力G、墙对球的弹力FN1和板对球的弹力FN2.当板逐渐放至水平的过程中，球始终处于平衡状态，即FN1与FN2的合力F始终竖直向上，大小等于球的重力G，如图乙所示，由图可知FN1的方向不变，大小逐渐减小，FN2的方向发生变化，大小也逐渐减小，故选项B正确．

图乙]
9.CD　[小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，利用正交分解法分析易知，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故选项A错误；根据力的合成和二力平衡易知，拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡，重力、支持力的合力竖直向下，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，故选项B错误，C正确；小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故选项D正确．]
10.C　[对C点进行受力分析，由平衡条件可知，绳CD对C点的拉力FCD＝mgtan 30°，对D点进行受力分析，绳CD对D点的拉力F2＝FCD＝mgtan 30°，故F2是恒力，F1方向一定，则F1与F3的合力与F2等值反向，如图所示，由图知当F3垂直于绳BD时，F3最小，由几何关系可知，F3＝FCD sin 60°＝mg，选项C正确．]
11.BD　[解本题的关键是能够正确地受力分析，通过推力和重力沿斜面方向的分力关系判断是否受静摩擦力作用．设斜面倾角为θ，若Fcos θ＝mgsin θ，则物体所受的摩擦力为零，物体受重力、支持力和推力3个力作用，若Fcos θ>mgsin θ，则物体受到沿斜面向下的静摩擦力，故物体共受到重力、支持力、推力和摩擦力4个力作用，若Fcos θ12.AB　[设绳长为l，两杆间距离为d，选O点为研究对象，因aOb为同一根绳，故aO、bO对O点的拉力大小相等，因此平衡时aO、bO与水平方向的夹角相等，设为θ.对于O点受力情况如图所示，根据平衡条件，得
2Tsin θ＝mg，
而sin θ＝，
所以T＝·.
由以上各式可知，当l、d不变时，θ不变，故换挂质量更大的衣服时，悬挂点不变，选项D错误．
若衣服质量不变，改变b的位置或绳两端的高度差，绳子拉力不变，选项A正确，选项C错误．
当N杆向右移一些时，d变大，则T变大，选项B正确．]

13.【解析】　作出Ff?F图线如图所示：

由Ff＝μF可知，图象的斜率k＝μ；
由图象可知，μ＝＝0.2.
【答案】　0.2(0.18～0.22均对)
14.【解析】　(1)做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．所以我们需要的实验器材有：方木板(固定白纸)、白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧测力计拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形)、橡皮条(让力产生相同的作用效果的)．故还必须有的器材是橡皮条和三角板．
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，每次将橡皮条拉到同样的位置，即用一个力与用两个力的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，没有必要把橡皮条拉到最大长度，故B、C、D错误，A正确．
(3)用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮条同线的那个是实际值，所以F′是理论值，F″是实际值，该实验的实验目的就是比较F1、F2合力的理论值和实验值是否相等．
【答案】　(1)橡皮条　三角板　(2)A　(3)F′　F″
15.【解析】　物体A对B的压力大小FNA＝GA＝20 N.
物体B对地面的压力大小FN＝GA＋GB＝60 N
由公式Ff＝μFN可得A、B间的滑动摩擦力
Ff1＝μ1FNA＝0.2×20 N＝4 N
B与地面间的滑动摩擦力Ff2＝μ2FN＝0.4×60 N＝24 N.
【答案】　A、B间滑动摩擦力的大小为4 N B与地面间滑动摩擦力的大小为24 N
16.【解析】　(1)m处于匀速直线运动状态，其合力为零
以m为研究对象，由平衡条件得
水平方向Fcos 60°－FTcos θ＝0 ①
竖直方向Fsin 60°－FTsin θ－mg＝0 ②
由①②得θ＝30°.
(2)M、m整体处于匀速直线运动状态，可看作整体，系统所受合力为零
以M、m整体为研究对象，由平衡条件得
水平方向Fcos 60°－μFN＝0 ③
竖直方向
FN＋Fsin 60°－Mg－mg＝0 ④
由③④得μ＝.
【答案】　(1)30°　(2)

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