第4章《相互作用》单元测试(有解析)

第4章《相互作用》
一、单选题(共12小题)
1.在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图线是图中的(　　)
A．
B．
C．
D．
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.在探究一根轻质弹簧的弹力与伸长量的关系的实验中，根据测量数据作出了弹力F和弹簧的形变量x的关系图象．下列说法正确的是(　　)
A． 图线是经过坐标原点的曲线，说明F与x成正比
B． 图线是经过坐标原点的直线，说明F与x成正比
C． 弹簧的劲度系数与弹力成正比
D． 图线的斜率的倒数就是弹簧的劲度系数
4.A、B、C三物块的质量分别为M、m和m0，按如下图所示连接．绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定(　　)

A． 物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g
B． 物块A与B之间有摩擦力，大小为m0g
C． 桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力为m0g
D． 桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g
5.在中学秋季田径运动会上，高一2班李好同学奋力拼搏，勇夺男子100 m冠军，下图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用Ff1、Ff2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于Ff1、Ff2的方向，以下说法正确的是(　　)

A．Ff1向后，Ff2向后
B．Ff1向前，Ff2向前
C．Ff1向前，Ff2向后
D．Ff1向后，Ff2向前
6.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如下图所示，则在匀速拖出的过程中(　　)

A． 材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小
B． 材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小
C． 平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小
D． 材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变
7.如下图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物体处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，物体仍静止不动，则物体受到的摩擦力是(　　)

A． 8 N，方向向右
B． 8 N，方向向左
C． 2 N，方向向右
D． 2 N，方向向左
8.一块木板B放在水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过水平的轻弹簧秤固定在直立的墙壁上．现在用水平力F拉动B，使它以速度v运动，稳定后弹簧秤的读数为T.下列说法正确的是(　　)

A． 地面受到的滑动摩擦力大小为T
B． 木块A受到的滑动摩擦力的大小为T
C． 若木板B以2v的速度运动，稳定后A受到的摩擦力大小为2T
D． 若以2F的水平力拉木板运动，稳定后A受到的摩擦力大小为2T
9.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
10.已知一些材料间动摩擦因数如下：

质量为1 kg的物块放置于水平面上，现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时，读得弹簧秤的示数为3 N，则关于两接触面的材料可能是(取g＝10 m/s2) (　　)
A． 钢—钢
B． 木—木
C． 木—金属
D． 木—冰
11.把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如下图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是(　　)

A．
B．
C．
D．
12.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触，关于小球的受力，说法正确的是(　　)

A． 重力和细线对它的拉力
B． 重力、细线对它的拉力的斜面对它的弹力
C． 重力和斜面对球的支持力
D． 细线对它的拉力和斜面对它的支持力
二、实验题(共3小题)
13.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”)．

14.某同学在研究学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂在某一深度为h＝25.0 cm，且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内，但测力计可以与弹簧的下端接触)，如图甲所示．如果本实验的长度测量工具只能测出筒的下端弹簧的长度L.现要测出弹簧的原长L0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变L而测出对应的弹力F，作出F－L变化的图线如图乙所示，则弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长L0＝________cm.

15.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，得到轻质弹簧的弹力F大小和弹簧长度L的关系图象如下图所示，则由图线可知：

(1)弹簧的原长是________cm；
(2)弹簧的劲度系数为________N/m；
(3)表示弹簧处于压缩状态的是图线________．
三、计算题(共3小题)
16.一根轻质弹簧，当它受到10 N的拉力时长度为12 cm，当它受到25 N的拉力时长度为15 cm，问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？
17.如图所示，一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F2＝6 N．已知木块与地面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

(1)木块所受的摩擦力的大小和方向．
(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向．
(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向．
18..如图所示，物体A重GA＝40 N，物体B重GB＝20 N，A与B、B与地之间的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30 N时，才能将B匀速拉出．求接触面间的动摩擦因数．

三、填空题(共3小题)
19.由实验测得弹簧弹簧F与长度l的关系如图所示，则该弹簧的原长l0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.

20.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＝________.
21.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.



答案解析
1.【答案】B
【解析】根据胡克定律公式，有：F＝kx，故F∝x；
故A、C、D错误，B正确．
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】B
【解析】在弹性限度内，图线是经过坐标原点的直线，说明F与x成正比，故A错误，B正确；弹簧的劲度系数，取决弹簧自身，故C错误；由胡克定律F＝kx得：图线的斜率k＝表示弹簧的劲度系数，故D错误．
4.【答案】A
【解析】由平衡条件，物块A与桌面之间有摩擦力Ff＝F＝m0g，A正确；由于B做匀速直线运动，B在水平方向上没有滑动趋势，不受摩擦力，B、C、D不正确．
5.【答案】C
【解析】当该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个向前的静摩擦力，使运动员能向前运动．而当前脚向前跨时，正是由于地面给前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动．所以前脚受到地面的向后静摩擦力．
6.【答案】D
【解析】匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由F＝μFN可知摩擦力是不变的，故A、B错误；因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故D正确．
7.【答案】C
【解析】在未撤去力之前，物体受静摩擦力为8 N，因此当撤掉F1，F2不足以推动物体，因此静摩擦力为2 N，方向向右，C正确．
8.【答案】B
【解析】木板处于平衡状态，木板所受的拉力和两个摩擦力是平衡力，故此时木板所受的地面对它的滑动摩擦力为F－T，所以地面受到的滑动摩擦力大小为F－T，故A错误；由于此时木块A处于平衡状态，所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T，故B正确；若木板以2v的速度运动时，A仍然受滑动摩擦力，稳定后A受到的摩擦力大小为T，故C错误；若用2F的力作用在木板上，此时木块A仍处于平衡状态，所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于T，故D错误．
9.【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.
10.【答案】B
【解析】由题意可知，滑动摩擦力大小为3 N，正压力大小为FN＝mg＝10 N，则动摩擦因数μ＝＝＝0.30，B项对．
11.【答案】B
【解析】由于物体受的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的压力FN＝kt.当F比较小时，物体所受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，由公式可得，滑动摩擦力大小Ff＝μkt.当摩擦力Ff大小等于重力G时，由于惯性，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力．物体做减速运动直至静止，最后摩擦力将突变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡．故B正确．
12.【答案】A
【解析】假如小球受到斜面的弹力，则小球不再处于平衡状态，不会再做匀速运动，故小球只受重力和绳子的拉力，故A正确．
13.【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．
14.【答案】100　15.0
【解析】根据胡克定律F＝k(h＋L－L0)＝kL＋k(h－L0)，从图中知道当L＝0时，F＝10 N；当L＝10 cm时，F＝20 N；将其代入方程联立得k＝100 N/m，L0＝15.0 cm.
15.【答案】(1)10　(2)200　(3)b
【解析】(1)当F＝0时，弹簧长度为原长，由题图得，原长为10 cm.
(2)由公式F＝kx得
k＝＝＝N/m＝200 N/m
(3)当弹簧长度小于原长时，处于压缩状态，故是图线b
16.【答案】10 cm　500 N/m
【解析】同一弹簧劲度系数k是不变的，作用力不同，弹簧的形变量不同，但都遵从胡克定律．
法一　设弹簧的自然长度为l0，由胡克定律有：
当F1＝10 N，l1＝12 cm时，F1＝k(l1－l0)
当F2＝25 N，l2＝15 cm时，F2＝k(l2－l0)
两式相比有：＝＝
解得l0＝0.1 m＝10 cm，再由F1＝kx1＝k(l1－l0)，k＝＝N/m＝500 N/m.
法二　由于F＝kx，必有ΔF＝kΔx
k＝＝N/m＝500 N/m
又由于F1＝kx1＝k(l1－l0)
l0＝l1－＝(0.12－) m＝0.1 m＝10 cm.
17.【答案】(1)7 N　水平向左　(2)6 N　水平向右　(3)8 N　水平向左
【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μFN＝μG＝0.2×40 N＝8 N，故木块受到地面最大静摩擦力为8 N.
(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的F＝F1－F2＝7 N的力．由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到地面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左．
(2)由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止．由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右．
(3)撤掉F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8 N，方向水平向左．
18.【答案】　0.3
【解析】　设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的滑动摩擦力为F1＝μGA.
物体B与地面间的滑动摩擦力为F2＝μ(GA＋GB)
将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有
F＝μGA＋μ(GA＋GB)＝μ(2GA＋GB)
解得μ＝0.3.
19.【答案】15　3 000
【解析】由图象可知弹力F＝0时(弹簧处于原长)，弹簧原长为15 cm；
由F＝kx可得k＝＝N/m＝3 000 N/m
20.【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
21.【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.
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