鲁科版高中物理必修1第4章 相互作用 （单元测试）Word版含答案

第四章《相互作用》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.如图所示，弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时球在A位置．今用力F将小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力大小为　　(　　)




A．kx
B．kx＋G
C．G－kx
D． 以上都不对



2.物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化(　　)



A． 把物体从赤道拿到南极
B． 把物体放到加速上升的电梯里
C． 把物体放到抽成真空中的容器里
D． 用一个气球使物体悬浮在屋子内



3.为了测定木块和竖直墙壁之间的滑动摩擦因数，某同学设计了一个实验：用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动)，如下图所示．现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则动摩擦因数μ应等于(　　)




A．
B．
C．
D．



4.以下关于滑动摩擦力的说法中，正确的是(　　)
A． 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B． 滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C． 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
D． 两个相互接触的物体发生相对滑动时，它们都要受到滑动摩擦力的作用
5.如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会(　　)




A． 一直下降
B． 一直上升
C． 先升高后降低
D． 先降低后升高



6.如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球受到的重力为G，平衡时球在A处，今用力F压球使弹簧缩短x，球至B处，则此时弹簧的弹力为(　　)




A．kx
B．kx＋G
C．G－kx
D． 以上都不对



7.如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是(　　)




A．F1＝F2＝F3
B．F1＝F2＜F3
C．F1＝F3＞F2
D．F3＞F1＞F2



8.如下图所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有(　　)




A． 1个
B． 2个
C． 3个
D． 4个



9.如图所示，用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计读数为0.90 N，已知滑块重为3 N，则滑块与桌面间动摩擦因数为(　　)




A． 0.1
B． 0.3
C． 2.0
D． 3.0



10.生活中有许多谚语和歇后语都蕴含着丰富的物理知识，下列最能说明“物体间力的作用是相互的”这一规律的是(　　)



A． 秤砣虽小，能压千斤
B． 人往高处走，水往低处流
C． 鸡蛋碰石头——不自量力
D． 水滴石穿——非一日之功



11.有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环，如图a、b所示，下面说法正确的是(　　)




A． 重心向外侧偏移，重力减小
B． 重力和重心都没有变
C． 重力减小，重心位置没有变
D． 重力减小，重心位置不存在



12.关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是(　　)
A． 相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力
B． 有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力
C． 相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用
D． 只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用
二、实验题(共1小题)
13.下表是某同学在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中测得的几组数据，g取10 m/s2，则：

(1)请在如图所示的坐标纸上作出F－x图象；

(2)写出图象的函数表达式；
(3)解释函数表达式中常数的物理意义；
(4)若弹簧的原长为L0＝40 cm，以弹簧的总长为自变量，写出F－L的表达式，并说明图象和F－x图象的区别．
三、计算题(共3小题)
14.有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧，如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200 g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2 mm，现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800 g的书，当按钮压缩量为2.4 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．g＝10 N/kg，试求：

(1)笔内小弹簧的劲度系数；
(2)书与桌面间的动摩擦因数．
15.如图所示，把一个平放着的、边长为l的均质立方体绕bc棱翻转，使对角面AbcD处于竖直平面内，则它的重心位置升高了多少？

16.量得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻线之间的距离为2.5 cm，求：
(1)这只弹簧测力计所用弹簧的劲度系数；
(2)这只弹簧测力计3 N刻线与零刻线之间的距离．
四、填空题(共3小题)
17.用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm.

18.把一重为5 N的木块放在水平桌面上，弹簧秤水平地向右拉木块，使木块保持匀速直线运动时，弹簧秤的读数变为2 N，此时木块受到的是________摩擦力，大小是________，动摩擦因数μ＝________.
19.用10 N的水平力在水平地面上拉着重为50 N的物体时，物体恰好做匀速运动；若用20 N的水平力拉此物体，则物体受的滑动摩擦力的大小为________________，物体与地面间的动摩擦因数为________________．



答案解析
1.【答案】B
【解析】由胡克定律知F＝kx，故此时弹簧弹力大小F′＝G＋F＝G＋kx，B对．
2.【答案】A
【解析】重力加速度随着纬度的升高而增大，所以把物体从赤道拿到南极，其重力变大，故A正确；重力加速度与物体的运动状态无关，在电梯或是真空中中或是用气球悬浮，重力加速度都没变，重力G＝mg，即重力没有变化．
3.【答案】A
【解析】木块恰好匀速向下运动，说明木块受力平衡，则有：Ff＝G＋F2，Ff＝μF1
则μ＝
4.【答案】C
【解析】滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，但与物体的运动方向既可能相同，也可能相反，既可能促进物体的运动，也可能阻碍物体的运动，A、B错误，C正确．摩擦力的产生必须具备三个条件，两个相互接触的物体发生相对滑动时，接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备，此时物体间不一定有摩擦力，D错误．
5.【答案】D
【解析】当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心．随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心下降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心．故球壳和水的共同重心先降低后升高，选项D正确．
6.【答案】B
【解析】设球在A处时弹簧已压缩了Δx，由平衡条件得弹力FA＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩了x，球再达平衡时，弹力FB＝k(Δx＋x)＝G＋kx，故选项B是正确的．
7.【答案】A
【解析】第一幅图：以下面小球为研究对象，由平衡条件得知，弹簧的弹力等于小球的重力G；第二幅图：以小球为研究对象，由平衡条件得知，弹簧的弹力等于小球的重力G；第三幅图：以下面的小球为研究对象，由二力平衡知，弹簧的弹力等于小球的重力G；所以平衡时各弹簧的弹力大小相等，即有F1＝F2＝F3.故选A.
8.【答案】B
【解析】假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外，球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡而静止，所以绳1不可能对球施加拉力．
9.【答案】B
【解析】匀速运动时弹簧的拉力与滑动摩擦力平衡，由公式Ff＝μFN知，μ＝＝0.3
故选：B
10.【答案】C
【解析】选项A中蕴含的物理知识是杠杆原理；选项B说明重力的方向是向下的，选项D中的现象说明力可以改变物体的形状；鸡蛋在给石头施加力的同时，自己也受到了力的作用，它说明了“物体间力的作用是相互的”，选项C正确．
11.【答案】C
【解析】圆板和圆环均属于质量分布均匀有规则形状的物体，其重心均在几何中心，故重心的位置不变．C正确
12.【答案】D
【解析】要产生摩擦力，首先要有弹力，其次要接触面不光滑，还要有相对运动或有相对运动趋势，故只有D正确．
13.【答案】(1)如图所示

(2)F＝20x　(3)k＝20 N/m，是弹簧的劲度系数　(4)F＝20(L－8) N，F－L图象在横轴有截距，其物理意义即为弹簧的原长，而F－x图象没有横截距
【解析】(1)F－x图象如图所示．

(2)从F－x的图象知，弹簧的弹力F与伸长量x成正比，在直线上取较远的两点代入k＝，可得直线的斜率为k＝0.2 N/cm＝20 N/m，所以该弹簧的弹力与伸长量的关系的函数表达式为F＝kx＝20x.
(3)弹簧的弹力与伸长量的关系是F＝kx，式中的常数k表示使弹簧伸长1 m时所需弹力为20 N，即劲度系数．
(4)设弹簧的总长为L，则F＝kx＝k(L－L0)＝20(L－8) N．所作的F－L图象在横轴有截距，其物理意义即为弹簧的原长，而F－x图象没有横截距．
14.【答案】(1)1 000 N/m　(2)0.3
【解析】(1)由于砝码处于静止，则kx＝mg，所以有k＝＝N/m＝1 000 N/m.
(2)要使书恰好能匀速运动，则kx′＝μm′g
得μ＝＝＝0.3
15.【答案】l
【解析】　均质立方体的重心位于中心，也就是对角面AbcD两对角线Ac、bD的交点O，立方体平放时O点离地面的高度h＝.当把立方体绕bc棱翻转到使对角面AbcD处于竖直平面内时，O点离地的高度等于O点到bc棱的距离，即等于对角面边长Ab或cD的一半，故后来O点离地的高度h′＝l.所以翻转后这个均质立方体的重心位置升高了Δh＝h′－h＝l－l＝l.
16.【答案】(1)80 N/m　　(2)3.75 cm
【解析】(1)根据ΔF＝kΔx得k＝，所以k＝＝0.8 N/cm＝80 N/m
(2)又由F1＝kx1得x1＝
所以x1＝＝3.75 cm
17.【答案】70 2.10
【解析】由图知当钩码由2个增至3个时弹力增大ΔF＝mg，弹簧的伸长量增加Δx＝0.7 cm.由胡克定律得ΔF＝kΔx即k＝＝＝70 N/m；当挂3个钩码时得3mg＝kx1即x1＝2.10 cm.
18.【答案】滑动　2 N　0.4
【解析】木块与地面发生了相对滑动，摩擦力为滑动摩擦力，由于木块做的是匀速运动，所以拉力等于摩擦力，由Ff＝μmg得μ＝＝0.4
19.【答案】10　0.2
【解析】物体做匀速直线运动，说明物体受到拉力和摩擦力的作用，两个力大小相等，所以滑动摩擦力大小为10 N，滑动摩擦力的大小只与正压力和动摩擦因数有关，所以改变拉力后滑动摩擦力大小不变，由Ff＝μmg.μ＝＝＝0.2