2019-2020学年人教版高中物理必修1　第三章《相互作用》测试卷word版含答案

第三章《相互作用》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如下图所示，一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G′，则(　　)




A．G＞G′
B．G＜G′
C．G＝G′
D． 无法判定



2.人们不可能用双手掰开一段木桩，然而，若用斧子就容易把树桩劈开．如图所示，斧子的两个斧面间的夹角为θ，两个斧面关于竖直平面对称，当斧子对木桩施加一个竖直向下的力F时，木桩的两个劈开面受到的侧向压力FN等于(　　)

图14



A．FN＝
B．FN＝
C．FN＝
D．FN＝



3.如图所示，一轻弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂一个质量为m的木块，木块处于静止状态．测得此时弹簧的伸长量为Δl(弹簧的形变在弹性限度内)．重力加速度为g.此弹簧的劲度系数为(　　)




A．
B．mg·Δl
C．
D．



4.某同学骑自行车上学时，地面对前轮的摩擦力为F1，对后轮的摩擦力为Ff1；推自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为F2，对后轮的摩擦力为Ff2则(　　)




A．F1与车前进方向相同
B．Ff1与车前进方向相同
C．F2与车前进方向相同
D．Ff2与车前进方向相同



5.如图所示是“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验装置，小东认真操作、正确读数后得到的数据记录如下表．由表可知(　　)





A． 每个钩码的质量为0.98 kg
B． 实验所用刻度尺的分度值是1 mm
C． 每挂一个钩码，弹簧伸长12.0 cm
D． 实验时弹簧伸长量未超过弹性限度



6.在下图中，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°角．若把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为(　　)




A．G，G
B．G，G
C．G，G
D．G，G



7.如图所示，一架直升机通过轻绳打捞海中物体，物体质量为m，由于流动的海水对物体产生水平方向的冲击，使轻绳张紧且偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角，已知物体所受的浮力不能忽略．下列说法正确的是(　　)

A． 绳子的拉力为
B． 绳子的拉力一定大于mg
C． 物体受到海水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D． 物体受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力
8.一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为(　　)



A． 竖直向上
B． 竖直向下
C． 垂直树枝斜向上
D． 沿树枝方向



9.一根弹簧原长10 cm，挂上重2 N的砝码时，伸长1 cm，这根弹簧挂上重8 N的物体时，它的长度为(弹簧的形变是弹性形变)(　　)



A． 4 cm
B． 14 cm
C． 15 cm
D． 44 cm



10.如下图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后(　　)




A．M静止在传送带上
B．M可能沿斜面向上运动
C．M受到的摩擦力不变
D．M下滑的速度变小



11.人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示．以下说法正确的是(　　)




A． 人受到重力和支持力的作用
B． 人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C． 人受到的合力不为零
D． 人受到的合力方向与速度方向相同



12.如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直，杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重量为G的物体．BO段细线与天花板的夹角为θ＝30°，系统保持静止，不计一切摩擦．下列说法中正确的是(　　)

A． 细线BO对天花板的拉力大小是
B．a杆对滑轮的作用力大小是
C．a杆和细线对滑轮的合力大小是G
D．a杆对滑轮的作用力大小是G
13.如图所示，一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行，若葡萄枝的倾角为α，则葡萄枝对重力为G的蜗牛的作用力大小为(　　)




A．Gsinα
B．Gcosα
C．G
D． 小于G



14.已知两个力的合力为20 N，则这两个力的大小不可能是(　　)



A． 8 N、7 N
B． 10 N、20 N
C． 18 N、18 N
D． 20 N、28 N



15.如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中

①小球对薄板的正压力增大　②小球对墙的正压力减小
③小球对墙的压力先减小，后增大　④小球对木板的压力不可能小于球的重力



A． ①②
B． ②④
C． ①③
D． ③④



二、实验题(共3小题)
16.“验证力的平形四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．

(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力________________．
(2)本实验采用的主要科学方法是(　　)
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
(3)实验中能减小误差的措施是(　　)
A．两个分力F1、F2的大小要尽量大些
B．两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些
C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
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
17.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.
(2) 下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)．
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．

18.用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质．现有一种纳米合金丝，欲测定其伸长量x与所受拉力F、长度L的关系．
(1)测量上述物理量需要的主要器材有：________、________等．
(2)若实验中测得的数据如下表所示，根据这些数据请写出x与F、L间的关系式：x＝________.(若用到比例系数，可用k表示．假设实验中合金丝直径的变化可忽略)

(3)在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是________(只需写出一种)．
(4)若有一根由上述材料制成的粗细相同的合金丝的长度为20 cm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为________N.
三、计算题(共3小题)
19.如图10所示，两根弹簧原长都是20 cm，劲度系数均为k＝20 N/m，小球质量为0.1 kg，若不计弹簧的质量和小球的大小，求悬点O到小球之间的距离．(g取10 N/kg)

20.在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N，方向如图所示，求它们的合力．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

21.如下图所示，OA、OB、OC三段轻绳结于O点，OB水平且与放置在水平面上质量为m1＝1.5 kg的物体乙相连，OC下方悬挂物体甲．此时物体乙恰好未滑动．已知OA与竖直方向成θ＝37°角，物体乙与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．g＝10 m/s2.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：

(1)OB绳对物体乙的拉力大小；
(2)物体甲的质量m2.
四、简答题(共3小题)
22.如图所示，重力为G的长木板AB、A端靠在光滑墙壁上，在AB上的C处又放置一木块m整个系统处于静止状态，请画出木板AB的受力图．

23.画出下图中物体所受弹力的示意图．

24.在对重力的本质还未认清之前，我国古代劳动人民就有了比较复杂的应用．我国西安半坡出土了一件距今约5 000年的尖底陶器，如图所示，这种陶器瓶口小腹大，有两耳在瓶腰偏下的地方，底尖，若用两根绳子系住两耳吊起瓶子，就能从井口取水，试分析人们是怎样利用尖底陶瓶从井中取水的．




答案解析
1.【答案】C
【解析】人平直伸出腿后，身体重心所在的竖直线必过与台面接触的脚，即重心仍在台面内．重心是重力的等效作用点，故应选C.
2.【答案】C
【解析】将力F分解为F1、F2两个分力，这两个分力分别与斧子的两个侧面垂直，根据对称性，两分力F1、F2大小相等，这样，以F1、F2为邻边的平行四边形就是一个菱形．因为菱形的对角线互相垂直且平分，所以有：F1＝F2＝，木桩的两个劈开面受到的侧向压力FN等于.
3.【答案】D
【解析】由于木块处于静止状态，弹簧弹力大小等于木块的重力，由胡克定律得mg＝k·Δl，故k＝，D对．
4.【答案】B
【解析】
5.【答案】D
【解析】　每个钩码的质量m＝kg＝0.1 kg，A错．由于弹簧的长度记录到整数厘米的下一位，故所用刻度尺为厘米刻度尺，最小分度为1 cm，B错．由表可以看出，每挂一个钩码，弹簧都要伸长2 cm，C错．由所给实验数据可以看出，弹簧弹力与其伸长量成正比，符合胡克定律，故弹簧伸长量未超过它的弹性限度，D对．
6.【答案】A
【解析】对球所受重力进行分解如图所示，由几何关系得F1＝Gsin 60°＝G，F2＝Gsin 30°＝G，A正确．

7.【答案】D
【解析】物体受力如图所示
由平衡条件知
FTcosθ＋F浮＝mg
FTsinθ＝F海水
由此可知A、B、C错误，D正确．

8.【答案】C
【解析】支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，选项C正确．
9.【答案】B
【解析】根据胡克定律得F1＝k(l1－l0)，F2＝k(l2－l0)将F1＝2 N，l0＝10 cm＝0.1 m，l1＝11 cm＝0.11 m，F2＝8 N，代入以上两式求得l2＝0.14 m＝14 cm，B项正确．
10.【答案】C
【解析】由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M的受力情况没有影响，自然也不会影响其运动状态，故只有C正确．
11.【答案】A
【解析】人在竖直方向上受到重力和支持力作用，水平方向上是否受摩擦力作用呢？假设人受到水平向左的静摩擦力作用，与人做匀速运动时所受合力为零不符，故水平方向不应该受力，即人不受摩擦力的作用．
12.【答案】D
【解析】对重物受力分析，受到重力和拉力FT，根据平衡条件，有FT＝G，同一根绳子拉力处处相等，故绳子对天花板的拉力也等于G，故A错误；对滑轮受力分析，受到绳子的压力(等于两边绳子拉力的合力，两绳子拉力大小相等)，以及杆的弹力(向右上方的支持力)，根据平衡条件，结合几何关系，有F＝FT＝G，故B错误，D正确；由于滑轮处于平衡状态，故a杆和细线对滑轮的合力大小是零，故C错误．
13.【答案】C
【解析】葡萄枝对蜗牛的作用力与蜗牛的重力大小相等，方向相反，C对．
14.【答案】A
【解析】根据两个力的合力范围满足|F1－F2|≤F≤F1＋F2关系，所以合力不可能为20 N的一组为A.
15.【答案】B
【解析】根据小球重力的作用效果，可以将重力G分解为使球压板的力F1和使球压墙的力F2，作出平行四边形如右图所示，当θ增大时如图中虚线所示，F1、F2均变小，而且在θ＝90°时，F1变为最小值，等于G，所以②、④均正确．

16.【答案】(1)F′　(2)B　(3)ACD
【解析】(1)单弹簧秤拉橡皮筋，需保证与两个弹簧秤拉橡皮筋时等效，即结点O到同一位置，故方向一定沿AO的是F′.
(2)本实验采用的主要科学方法是等效替代法．
(3)本实验误差来源主要是摩擦力，故C正确；两个分力F1、F2的大小要尽量大些，一是减小读数误差，二是减小作图误差，故A正确；拉橡皮筋的细绳要长些，标记要远一些，这样便于确定拉力方向，作图更准确，故D正确；两个分力F1、F2间夹角不宜过大或过小，那样作图不方便，容易产生误差，故B错误．
17.【答案】(1)3.6　(2)D　(3)①改变弹簧测力计B拉力的大小　②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)
【解析】(1)弹簧测力计的读数为3.6 N，可以不估读．
(2)验证力的平行四边形定则，需要分别测量各个力的大小和方向，所以A选项是必要的；根据仪器使用常识，弹簧测力计在使用前需校零，B选项是必要的；实验中力必须在同一平面内的，C选项也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O点位置，D选项不必要，本题应该选D.
18.【答案】(1)弹簧测力计　刻度尺　(2)kFL　(3)控制变量法　(4)12.5
【解析】　(1)用弹簧测力计测量力的大小，用刻度尺测量长度．
(2)由题目所给数据分析可知：当力一定时，伸长量和长度成正比；当长度一定时，伸长量和力成正比，故有x＝kFL(取一组数据验证，式中的k不为零)．
(3)研究伸长量与拉力、长度的关系时，可以先控制其中一个量不变，如长度不变，再研究伸长量和拉力的关系，这种方法称为控制变量法．这是物理实验中的一个重要研究方法．
(4)代入表中数据把式中的k求出，得k＝0.000 8 N－1，再代入已知数据，L＝20 cm，x＝0.2 cm，可求得最大拉力F＝12.5 N.
19.【答案】50 cm
【解析】由胡克定律F＝kx可知，弹簧的形变量大小取决于弹簧的弹力．由平衡条件可知，弹簧1和2的弹力都等于mg.则x1＝＝5 cm，x2＝＝5 cm.所以悬点O到小球之间的距离d＝2l0＋x1＋x2＝50 cm.
20.【答案】38.2 N，方向与F1夹角为45°斜向右上
【解析】本题若直接运用平行四边形定则求解，需解多个斜三角形，需多次确定各个力的合力的大小和方向，计算过程十分复杂．为此，可采用力的正交分解法求解此题．

如图甲，建立直角坐标系，
把各个力分解到这两个坐标轴上，
并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy，有
Fx＝F1＋F2cos 37°－F3cos 37°＝27 N，
Fy＝F2sin 37°＋F3sin 37°－F4＝27 N.
因此，如图乙所示，合力：
F＝≈38.2 N，tanφ＝＝1.
即合力的大小约为38.2 N，
方向与F1夹角为45°斜向右上．
21.【答案】(1)3 N　(2)0.4 kg
【解析】(1)对乙物体进行受力分析，
根据平衡条件有
FOB＝F
由于物体乙恰好未滑动，则
F＝μm1g
故OB绳对物体乙的拉力
FOB＝μm1g＝0.2×1.5×10 N＝3 N
(2)对O点根据平衡条件有
FOC＝
对甲物体根据平衡条件
FOC＝m2g
故物体甲的质量为
m2＝＝kg＝0.4 kg.
22.【答案】
【解析】
23.【答案】各物体所受弹力如下图所示

【解析】压力和支持力的方向垂直于物体的接触面．绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向．
24.【答案】当瓶空着时，由于瓶的重心高于绳的悬点，它就会倾倒；把它放到水里，水就会自动流进去，当瓶中汲入适量的水(达到瓶容积的60%～70%)时，瓶的重心降到绳的悬点以下，一提绳，瓶就会被直立着提上来．如果瓶中的水太满，瓶的重心又高于绳的悬点，瓶会自动倾倒，将多余的水倒出．这种瓶巧妙地通过重心变换，使得取水方便、省力，又能控制取水量，充分体现了我国古代劳动人民的智慧．
【解析】