2019-2020学年人教版高中物理必修1第三章 相互作用 测试卷

第三章《相互作用》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.如下图所示为皮带传送装置，甲为主动轮，乙为从动轮，传运过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是(　　)

A．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相反
B．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同
C．P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反
D．P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相同
2.图中的四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杠姿势，其中手臂受力最小的是(　　)

A．
B．
C．
D．

3.如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角)．下列4个图中，这三个力的合力最大的是(　　)

A．
B．
C．
D．

4.如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的弹力为(　　)


A． 2mgtanθ
B．mgtanθ
C． 2mgtan
D．mgtan

5.如下图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是(　　)

A． 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用
B． 各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C． 量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D． 口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用
6.关于动摩擦因数μ，下列说法正确的是(　　)
A． 两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ＝0
B． 两物体的材料一定时，两物体间的动摩擦因数仅决定于接触面的粗糙程度
C． 物体在一支持面上滑动，当支持面倾斜放置时，动摩擦因数比水平放置时小一些
D． 增大两物体的接触面积，则两物体间的动摩擦因数增大
7.如图所示，用AO、BO两根细线吊着一个重物P，AO与天花板的夹角θ保持不变，用手拉着BO线由水平逆时针的方向逐渐转向竖直向上的方向，在此过程中，BO和AO中张力的大小变化情况是(　　)

A． 都逐渐变大
B． 都逐渐变小
C．BO中张力逐渐变大，AO中张力逐渐变小
D．BO中张力先变小后变大，AO中张力逐渐减小到零
8.如图所示，弹簧测力计和细线的重力不计，一切摩擦不计，重物的重力G＝10 N，则弹簧测力计A和B的读数分别为(　　)

图1 图2

A． 10 N,20 N
B． 10 N,10 N
C． 10 N,0
D． 0,0

9.如图所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定．A端用绞链固定，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略)，B端吊一重物P，现施加拉力FT将B缓慢上拉(均未断)，在杆达到竖直前(　　)


A． 绳子越来越容易断
B． 绳子越来越不容易断
C． 杆越来越容易断
D． 杆越来越不容易断

10.一物体沿粗糙的斜面以初速度v0向上滑动，在上滑的过程中，(G表示物体的重力，FN表示支持力，Ff表示摩擦力)，下面物体受力分析的示意图正确的是(　　)

A．
B．
C．
D．

11.已知一个力的大小为100 N，它的一个分力F1的大小为60 N，则另一个分力F2的大小(　　)

A． 一定是40 N
B． 一定是80 N
C． 不能大于100 N
D． 不能小于40 N

12.如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体均与桌面相对静止不动，则B物体受力个数为(　　)


A． 3个
B． 4个
C． 6个
D． 5个

二、实验题(共3小题)
13.如下图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，由图可知，弹簧的劲度系数是________N/m；当弹簧受F＝800 N的拉力作用时，弹簧的伸长量为________cm.

14.一位同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验．
(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，将这些步骤用字母排列出来是____．
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来
B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度l0
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F．解释函数表达式中常数的物理意义
(2)下表是这位同学所测的几组数据

①根据上表的数据在如图所示的坐标系中作出F－x图线．

②写出曲线的函数表达式________(x用cm作单位)．
③函数表达式中常数的物理意义：_________________________________________________.
15.某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________；
(2)遗漏的内容分别是________________________和________________．
三、计算题(共3小题)
16.如下图所示，当水平拉力为F＝40 N时，质量为m＝10 kg的木板可以在水平面上匀速前进．若在木板上再放一个质量为M的铁块，为使它们匀速前进，需加的水平拉力为60 N，求铁块的质量M.(取g＝10 m/s2)．

17.已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态，现把其中一个大小为8 N的力转过90°，其余的力不变，求此时物体的合力．
18.如下图所示，物体A、B的质量为mA＝mB＝6 kg，A和B、B和水平面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平力F＝30 N．那么，B对A的摩擦力和水平桌面对B的摩擦力各为多大？(取g＝9.8 N/kg)

四、填空题(共3小题)
19.由实验测得弹簧的长度L与弹力F的关系如下图所示，则弹簧的原长为________cm，劲度系数为________N/m.

20.已知木箱重200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为________ N；当木箱以15 m/s的速度运动时，木箱所受摩擦力大小为________ N；当在该木箱上放一相同的木箱，两箱一起以10 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为________ N.
21.某物理兴趣学习小组在探究轻杆的弹力特点时，涉及到如下图所示的装置，装置中水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一个小滑轮B，轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一个质量m＝20 kg的重物．经过测量已知∠CBA＝30°，则BC绳上的拉力为________．B处的滑轮受到绳子的作用力应该为________．(g取10 m/s2)



答案解析
1.【答案】B
【解析】由题意可知甲轮与皮带间、乙轮与皮带间均相对静止，皮带与轮间的摩擦力为静摩擦力，假设甲轮与皮带间无摩擦力，则甲轮转动时皮带不动，P点相对于皮带向前运动，可知P点相对于皮带有向前运动的趋势，则甲轮上的P点受到的静摩擦力方向向后，即与甲轮的转动方向相反；再假设皮带与乙轮间没有摩擦力，则当皮带转动时，乙轮将会静止不动，这时，乙轮边缘上的Q点相对于皮带向后运动，可知Q点有相对于皮带向后运动的趋势，故乙轮上Q点所受摩擦力向前，即与乙轮转动方向相同．
2.【答案】B
【解析】由图可知，D项中手臂受力是B项中的2倍，肯定不是最小．排除D项；
设两手臂之间夹角2θ时，手臂的拉力为F，人的质量为m，作出受力图如图所示：

由平衡条件得：2Fcosθ＝mg，得到　F＝，由数学知识可知，当θ＝0°，即手臂平行时cosθ最大，F最小．
3.【答案】C
【解析】　由矢量合成的法则可知，A中的合力的大小为2F1，B中的合力的大小为0，C中的合力的大小为2F2，D中的合力的大小为2F3，因为F2是直角三角形的斜边，所以F2最大，所以合力最大的是C选项．
4.【答案】D
5.【答案】A
【解析】钢球与容器的侧壁接触，它们之间是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以察觉，只能借助假设法判断．
假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底面对它的支持力作用，钢球将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立．
我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，即各容器的侧壁对钢球均无弹力作用．因此，本题正确选项为A.

6.【答案】B
【解析】两物体间没有摩擦力产生，可能是没发生相对运动或没有相对运动趋势，不一定说明两物体间的动摩擦因数μ＝0，A错误；动摩擦因数与正压力和接触面的面积大小均无关，只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关．所以B正确；C、D均错误．
7.【答案】D
【解析】取接点O为研究对象，进行受力分析

OA和OB绳子的拉力的合力总是与物体的重力相平衡，所以两个拉力的合力不变，随着OB绳子的转动，从三角形的边长变化可知BO中张力先变小后变大，AO中张力逐渐减小到零，D对．
8.【答案】B
【解析】对A：由重物平衡得到，弹簧测力计的拉力大小FA＝G＝10 N，则弹簧测力计A的读数为10 N.
对B：由左侧重物(或右侧重物)平衡得到，弹簧测力计的拉力大小FB＝G＝10 N，则弹簧测力计B的读数为10 N.
9.【答案】B
【解析】以B点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，其中一个是轻杆的弹力FN，一个是绳子斜向上的拉力FT，一个是绳子竖直向下的拉力，大小等于物体的重力mg，根据相似三角形法，可得＝＝，由于OA和AB不变，OB逐渐减小，因此轻杆上的弹力大小不变，而绳子上的拉力越来越小，选项B正确，其余选项均错误．
10.【答案】D
【解析】一物体沿粗糙的斜面以初速度v0向上滑动，在上滑的过程中，滑动摩擦力方向沿面斜面向下，所以D对．
11.【答案】D
【解析】由于F1＋F2≥F≥|F1－F2|，故40 N≤F2≤160 N，故D正确．
12.【答案】D
【解析】先对物体A受力分析，受拉力、重力、支持力和向左的静摩擦力；
再对物体B受力分析，受A对其向右的静摩擦力、重力、支持力、压力、地面对B向左的静摩擦力，共5个力，故选D.
13.【答案】2×103　40
【解析】弹簧的劲度系数等于F－x图线的斜率，即k＝＝N/m＝2×103N/m，所以弹簧弹力F与其伸长量的关系式为F＝2 000x，当拉力F＝800 N时，伸长量x＝m＝0.4 m＝40 cm.
14.【答案】　(1)CBDAEF　(2)①如图所示

②F＝0.43x
③表示弹簧的劲度系数，即表示使弹簧伸长或者压缩1 cm所需的外力大小为0.43 N
【解析】　(1)在做实验的时候一般步骤为先组装器材，然后进行实验，最后数据处理，故顺序为CBDAEF.
(2)①根据描点法，图象如图所示

②、③根据图象，该直线为过原点的一条直线，即弹力与伸长量成正比，即F＝kx＝0.43x.式中的常数表示弹簧的劲度系数，即表示使弹簧伸长或者压缩1 cm所需的外力大小为0.43 N.
15.【答案】(1)C　E
(2)C中未记下两条绳的方向　E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O
【解析】根据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤序号是C、E.在C中未记下两条绳的方向．E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.
16.【答案】5 kg
【解析】拉力F＝40 N时，滑动摩擦力Ff＝40 N，木板对水平面的压力FN＝mg＝100 N，由Ff＝μFN得，动摩擦因数μ＝＝0.4.当拉力F′＝60 N时，木板对水平面的压力FN′＝(10＋M)g＝100＋10M，摩擦力Ff′＝60 N，由Ff′＝μFN′得60＝0.4×(100＋10M)，解得M＝5 kg.
17.【答案】8N
【解析】物体受到100个力的作用而处于静止状态时，合力为零，其中一个大小为8 N的力与其余99个力的合力大小相等，方向相反，即99个力的合力大小为8 N，方向与8 N的力相反．将8 N的力的方向转过90°时，与其余99个力的合力的夹角为90°，根据平行边形定则得到，物体的合力为F合＝8N.
18.【答案】15 N　30 N
【解析】绳对A、B的拉力均为FT＝＝N＝15 N，
A、B间的最大静摩擦力
FAmax＝μFNA＝μmAg＝0.3×6×9.8 N＝17.64 N＞FT，
B与水平面间的最大静摩擦力FBmax＝μFNB＝μ(mA＋mB)g＝0.3×(6＋6)×9.8 N＝35.28 N＞F，可见物体A、B均相对地面静止．以A为研究对象，对A由二力平衡可得B对A的摩擦力FBA＝FT＝15 N；
A、B相对静止，以A、B整体为研究对象，由二力平衡条件，可得水平面对B的摩擦力FB＝F＝30 N.
19.【答案】25　1.5×103
【解析】当弹力F为零时，弹簧处于原长状态，所以从图中可得弹簧原长为l＝25 cm，从图中可知当F＝－300 N时，弹簧长度为5 cm，所以弹簧处于压缩状态，根据胡克定律F＝kΔx，Δx＝25 cm－5 cm＝20 cm，解得k＝1.5×103N/m.
20.【答案】　40　40　80
【解析】
21.【答案】200 N　200 N
【解析】以滑轮与绳的接触点B为研究对象：因为滑轮光滑，所以BC绳上的拉力和物体的重力相等，FT＝200 N；两个等大的拉力夹角为120°，合力为二力的角平分线方向，大小为200 N.