高中物理人教版必修1课后练习质量检测卷 第3章　相互作用word含解析

相互作用
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(共15小题，每小题3分，共45分.1～8小题只有一个选项正确，9～15小题有多个选项正确，全选对得3分，选对但不全得2分，错选或不选得0分)
1．下列关于力的说法中正确的是(　　)
A．有的力有施力物体，有的力没有施力物体
B．任何物体受到力的作用后形状都发生改变
C．任何物体受到力的作用后运动状态都发生改变
D．影响力的作用效果的因素有力的大小、方向和作用点
解析：选D　所有的力都有施力物体和受力物体；力的作用效果是使物体产生形变或改变运动状态，力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关，故D正确．
2.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，其中k1 、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述正确的是(　　)
A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D．垫片向右移动时，两弹簧的形变量相同
解析：选B　弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，A错误；在垫片向右运动的过程中，由于两个弹簧相连，则它们之间的作用力等大，B正确；由于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律可知，两弹簧的形变量不同，则两弹簧的长度不相等，C、D错误．
3．下列说法正确的是(　　)
A．形状规则的物体的重心必与其几何中心重合
B．物体受滑动摩擦力一定运动
C．只要物体发生形变一定产生弹力
D．静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势方向相反
解析：选D　形状规则的、质量分布均匀的物体的重心必与其几何中心重合，选项A错误；物体受滑动摩擦力，则物体间一定有相对运动，但物体不一定运动，选项B错误；只要物体发生弹性形变，则一定产生弹力，选项C错误；静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势方向相反，选项D正确．
4．力的合成和分解在生产生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是(　　)
A．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
B．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的
C．运动员做引体向上(缓慢上升)运动时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时用的力大，是因为张开时手臂产生的合力增大
D．两位同学提一桶水的时候，不管两个同学胳膊夹角多大，分力一定小于合力
解析：选B　幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩重力沿斜面方向的分力，使小孩下滑得更快，故A错误；高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的，故B正确；运动员做引体向上(缓慢上升)运动时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时用的力大，是因为合力不变，张开的角度越大时，分力越大，则手臂用力增大，故C错误；两位同学提一桶水的时候，当两个分力角度大于一定角度时，分力会大于合力，故D错误．
5．两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F.以下说法正确的是(　　)
A．若F1和F2大小不变，夹角θ由零增大到180°过程中，合力先减小后增大
B．合力F总比分力F1和F2中任何一个力都大
C．F1和F2大小相等时，它们的合力大小F可能等于分力大小
D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
解析：选C　若F1和F2大小不变，夹角θ由零增大到180°过程中，合力的范围为|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|，合力是逐渐减小的，选项A错误；根据平行四边形定则知合力F可能比分力F1和F2中任何一个力都大，也可能比任何一个都小，选项B错误；当F1和F2大小相等且二力之间的夹角为120°时，它们的合力大小F等于分力大小，选项C正确；F是力F1、F2的合力，是用等效替代的力，不是物体受到的第三个力，选项D错误．故选C．
6．如图所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是(　　)
解析：选A　壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，在此平面内，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，故A正确．
7．如图所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在A、B上，D物体悬挂在竖直悬线下端，且与斜面接触，若接触面均光滑，下列说法正确的是(　　)
A．C对桌面的压力大小等于C的重力
B．B对A的弹力方向水平向左
C．斜面对D的支持力方向垂直斜面向上
D．D受两个力作用
解析：选D　C与桌面不接触，因此C对桌面无压力；A与B间无挤压，也就没有弹力；D与斜面仅接触而无挤压，故D只受重力和绳子拉力两个力作用，选项D正确．
8.如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3.若F2的大小已知，则这三个力的合力为(　　)
A．F2　 B．2F2
C．3F2 D．4F2
解析：选C　由几何知识得，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形，如图所示，则F1、F3的合力大小可用PC线段的长表示，由于PC＝2PO，即PC代表的力等于2F2，故三个力的合力为3F2，C正确．
9．如图所示，摩擦及绳子、滑轮的质量均不计，物体A重4 N，物体B重1 N，以下说法正确的是(　　)
A．地面对A的支持力是3 N
B．测力计的读数为2 N
C．物体A受到地面的支持力为2 N
D．测力计示数为3 N
解析：选AB　向上拉A的力的大小应等于B的重力，为1 N，这样A受三个力的作用，分别为向下的重力(4 N)、向上的绳子的拉力(1 N)和竖直向上的地面对A的支持力(3 N)，故选项A正确，C错误；而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和，故应为2 N，故选项B正确，D错误．
10．把一个已知力F分解，要求其中一个分力F1跟F成30°角，而大小未知；另一个分力F2＝F，但方向未知，则F1的大小可能是(　　)
A．F B．F
C．F D．F
解析：选AD　因Fsin 30°＜F2＜F，所以F1的大小有两种情况，如图所示．
FOA＝Fcos 30°＝F，FAB＝FAC＝
＝F，F11＝FOA－FAB＝F，F12＝FOA＋FAC＝F，A、D正确．
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
解析：选BD　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 θ＜mgsin θ，则物体受到沿斜面向上的静摩擦力，物体共受到重力、支持力、推力和摩擦力4个力作用．故B、D正确，A、C错误．
12.如图所示，质量为m的小物块静止在半径为R的半球体上，小物块与球心的连线与水平地面的夹角为θ.则下列说法正确的是(　　)
A．小物块所受摩擦力大小为mgsin θ
B．小物块所受摩擦力大小为mgcos θ
C．地面对半球体的摩擦力方向水平向左
D．地面对半球体没有摩擦力
解析：选BD　对小物块进行受力分析，如图，由于物块静止在半球上，处于平衡状态，沿切向列平衡方程，有f－mgcos θ＝0，解得f＝mgcos θ，故A错误，B正确；对小物块和半球体整体受力分析可知，整体水平方向不受外力，故地面对半球体没有摩擦力，故C错误，D正确．
13.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是(　　)
A．当θ为120°时，F＝G
B．不管θ为何值，F＝
C．当θ＝0时，F＝
D．θ越大，F越小
解析：选AC　由力的合成可知，两分力相等，θ＝120°时，F合＝F分＝G，θ＝0时，F分＝F合＝，故A、C对，B错；θ越大，在合力一定时，分力越大，故D错．
14.如图所示，A、B质量分别为mA和mB，叠放在倾角为θ的斜面上以相同的速度匀速下滑，则(　　)
A．A、B间无摩擦力作用
B．B受到的滑动摩擦力大小为(mA＋mB)gsin θ
C．B受到的静摩擦力大小为mAgsin θ
D．取下A物体后，B物体仍能匀速下滑
解析：选BCD　将A、B看成整体，则(mA＋mB)gsin θ＝f，N＝(mA＋mB)gcos θ，又f＝μN，得μ＝tan θ.对A隔离，A受静摩擦力，fA＝mAgsin θ.A对B的静摩擦力也等于mAgsin θ，方向沿斜面向下．取下A物体后，B物体受到支持力NB＝mBgcos θ，摩擦力fB＝μNB＝mBgcos θtan θ＝mBgsin θ，故B仍能匀速下滑．
15.人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船，如图所示，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的过程中．下列说法正确的是(　　)
A．绳的拉力不断增大
B．绳的拉力保持不变
C．船受到的浮力保持不变
D．船受到的浮力不断减小
解析：选AD　小船受力如图，利用正交分解：
水平方向上Fsin θ＝f， ①
竖直方向上Fcos θ＋N＝mg， ②
船靠岸过程中θ减小，由①知F增大，再由②得N减小，所以应选AD．
二、非选择题(共5小题，55分)
16.(6分)有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则．在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题．
(1)改变钩码个数，实验能完成的是____________．
A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4
B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4
C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4
D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________．
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三根绳子的方向
B．量出OA、OB、OC三根绳子的长度
C．用量角器量出三根绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
解析：(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|＜F3＜F1＋F2，因此B、C、D选项是可以的．
(2)拆下钩码和绳子前要记录结点O的位置以及三根绳子的方向，故选A．
答案：(1)BCD　(2)A
17．(9分)某同学用如图甲所示的装置探究求合力的方法．将一木板(图中未画出)竖直放置与铁架台和轻弹簧所在平面平行．其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：
(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O.
(2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、OB的________及两弹簧测力计相应的读数．图乙中B弹簧测力计的读数为________N.
(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出FA、FB的合力F′.
(4)已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F，如图丙所示，观察比较F和F′，得出结论：__________________.
解析：(2)根据实验原理，要记录细绳套AO、OB的方向和拉力大小，拉力大小由弹簧测力计读出，分度值为0.1 N，估读一位，B弹簧测力计的读数为3.60 N.
(3)作图如下：
(4)在实验误差允许的范围内F和F′相等．
答案：(2)方向　3.60
(3)图见解析
(4)在实验误差允许的范围内F和F′相等
18.(12分)如图所示，一个重100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ＝60°，所有接触点和面均不计摩擦．试求小球对墙面的压力F1和对A点的压力F2.
解析：球的重力产生两个作用效果：压紧墙面和A点．作出重力及它的两个分力F1′和F2′构成的平行四边形，如图所示．
球对墙面的压力F1＝F1′＝Gtan 60°＝100 N，方向垂直墙面向右．
球对A点的压力F2＝F2′＝＝200 N，沿O→A方向．
答案：100 N，方向垂直墙面向右　200 N，沿O→A方向
19.(14分)如图所示，粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态．已知A、B的质量分别为m和M，半圆球B与截面为半圆的柱状物体A的半径均为R，半圆球B的圆心到水平地面的竖直距离为R，重力加速度为g.求：
(1)物体A对地面的压力大小；
(2)物体A对地面的摩擦力．
解析：(1)把A、B看成一个系统，对其运用整体法，该系统在竖直方向上受到竖直向下的重力(M＋m)g和地面的支持力FN的作用，二力平衡，所以FN＝(M＋m)g，即物体A对地面的压力大小为(M＋m)g.
(2)在水平方向上，该系统肯定受到竖直墙对其水平向右的弹力作用，那么一定也受到地面水平向左的摩擦力，并且摩擦力大小等于弹力大小；再选取半圆球B为研究对象，运用隔离法，受力分析如图所示．
可得：FN1＝，FN2＝Mgtan θ，
半圆球B的圆心到水平面的竖直距离为R，所以θ＝45°，
所以FN2＝Mg.
根据受力分析，地面对物体A的摩擦力大小等于FN2，方向水平向左，所以物体A对地面的摩擦力大小为Mg，方向水平向右．
答案：(1)(M＋m)g　(2)Mg，方向水平向右
20．(14分)所受重力G1＝10 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向30°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2＝20 N的木块上，木块静止于倾角为30°的斜面上，如图所示，试求：木块与斜面间的摩擦力和木块所受斜面的弹力．
解析：以P点为研究对象进行受力分析，利用力的平衡条件可解得水平绳PB中的张力F＝ N；再以木块为研究对象进行受力分析，如下图所示，运用正交分解法，力的平衡方程为：
x方向：Fcos 30°＋G2sin 30°＝f，
y方向：Fsin 30°＋N＝G2cos 30°，
解得f＝15 N，N＝ N，
故木块与斜面间的摩擦力和木块所受斜面的弹力分别为15 N、 N.
答案：15 N　 N