高一上学期物理（必修1）第3章综合检测A卷（含解析）

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第三章　相互作用综合检测(A卷)
(时间90分钟　满分100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1、2、3、6、8、9、10、11、12小题，只有一个选项正确，第4、5、7小题，每题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分。)
1. 关于力的下列说法正确的是(　　)
A．力的作用总是相互的
B. 根据有一定距离的磁铁间的相互作用可知：力可以离开物体而独立存在
C．力可以没有受力物体，但一定有施力物体，比如一人练拳时用了很大的力，但可以没有受力物体
D．用脚踢出去的足球在向前飞行的过程中，始终受到向前的力来维持它向前运动
解析：只要有力，必然存在施力物体和受力物体，力的作用总是相互的，故A对C错；磁场也是一种物质，而磁力是通过磁场产生的，故B错；用脚踢足球的瞬间，足球受到向前的力，当脚脱离足球后也就没有力的作用了，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，故D错。
答案：A
2. 关于重力下列说法正确的是 (　　)
A．物体受到重力的大小与物体的运动状态有关
B. 物体的重力一定等于物体对水平面的压力
C．在同一地点，不同物体的重力与其质量成正比
D．物体受到的重力没有反作用力
解析：物体受到的重力是由地球的吸引产生的，与物体所处的运动状态无关，故A错；当物体不处于平衡状态，或者还有其他力作用(如向下压力)时，压力不等于物体重力的大小，故B错；在同一地点时，g相同，由G＝mg可知，G与m成正比，故C正确；力的作用是相互的，重力也有反作用力，其受力物体为地球，故D错。
答案：C
3. 体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是(　　)
A．沿v1的方向
B. 沿v2的方向
C． 先沿v1的方向后沿v2的方向
D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向
解析：足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方的方向，故D正确。
答案：D
4．[2014·济宁高一检测]下列各图中，P物体对Q物体的压力的示意图有明显错误的是(　　)
解析：P物体对Q物体的压力应该作用于Q物体且与接触面垂直，A图正确，B图作用于P错误，C图方向错误，D图没有作用于Q错误，故选B、C、D。
答案：BCD
5．人站在匀速运动的自动扶梯上，如图所示。关于人受力情况的说法中，正确的是(　　)
A．受到三个力的作用，即重力、弹力、摩擦力
B. 人所受的弹力与重力大小相等
C．人所受的摩擦力为零
D．人所受的合力沿扶梯向上
解析：由于是匀速运动，物体不受摩擦力，故A错、C对；由于运动是匀速运动，合力为零，故B对、D错。
答案：BC
6．[2014·山东威海市高一质检]甲、乙、丙三个质量、材料完全相同的物体，由于外力的作用在相同的水平地面上向右做匀速直线运动，如图所示，则(　　)
A．三个物体所受的摩擦力大小相同
B. 甲物体所受的摩擦力最大
C．乙物体所受的摩擦力最大
D．丙物体所受的摩擦力最大
解析：滑动摩擦力Ff＝μFN，三个物体完全相同，摩擦系数相同，甲图中压力小于重力，乙中压力等于重力，丙中压力大于重力，所以丙物体所受摩擦力最大，D对。
答案：D
7．[2014·湖北黄冈中学高一期中]如图所示，天花板下悬挂着一块磁性很强的条形磁铁，磁铁下面吸着薄铁片，则关于铁片和磁铁的受力个数，下列说法中正确的是(　　)
A．铁片受两个力作用 B. 铁片受三个力作用
C．磁铁受三个力作用 D．磁铁受四个力作用
解析：如图可知：磁铁下面吸着薄铁片，说明吸力大于重力，磁铁对铁片有一个向下的支持力，所以铁片受三个力作用。据牛顿第三定律铁片对磁铁有一个向上的压力和向下的吸引力，还有磁铁自身的重力和绳子的拉力，共四个力。
答案：BD
8. 三个完全相同且质量不计的弹簧测力计，连接成如图所示的三种情况，各小球质量相同，一切摩擦不计，平衡时甲、乙、丙中弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3，其大小关系是(　　)
A．F1＝F2＝F3　　　　　 B．F1＝F2C．F1＝F3>F2 D．F3>F1>F2
解析：分别对甲下面的小球，乙中的小球及丙中任一小球进行受力分析，根据二力平衡可以判断，弹簧测力计的示数皆等于小球的重力，所以选项A正确。
答案：A
9．[2014·杭州二中高一期中]架在A、B两根晾衣杆之间的均匀铁丝在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，铁丝呈现如图所示的两种形状。下列说法中正确的是(　　)
A．夏季铁丝对晾衣杆的拉力较大 B. 冬季铁丝对晾衣杆的拉力较大
C．夏季晾衣杆对地面的压力较大 D．冬季晾衣杆对地面的压力较大
解析：夏季热胀铁丝弧度夹角减小，冬季夹角增大，据合力为重力不变，夹角越大，分力越大，即B对。
答案：B
10．一个物体在共点的四个力作用下处于静止状态，若只将其中一个力F4的方向逆时针转90°，而大小不变，则此物体所受的合力(　　)
A．为零
B．大小为F4，方向与原F4的夹角为90°
C．大小为F4，方向与原F4的夹角为45°
D．大小为F4，方向与原F4的夹角为135°
解析：由于物体在四个力作用下处于静止状态，则F123＝F4，如图所示。当F4逆时针转90°而大小不变时，四力的合力F合′＝F4，且方向与原F4夹角是135°。
答案：D
11．如图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球形碗的半径为R。质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于R时，才能停在碗上。那么蚂蚁和碗面间的最大的静摩擦力大小为(　　)
A．mg B．mg
C．mg D．mg
解析：在计算摩擦力的大小时，必须先分析物体的运动状态，判断物体间是相对滑动还是相对静止。因为静摩擦力的大小随着物体运动趋势强弱的变化而变化，取值在0与最大静摩擦力fm之间，蚂蚁在离桌面高度等于R时，根据三力平衡知识可求得，蚂蚁和碗面间的最大静摩擦力为mg，D正确。
答案：D
12. 用两辆拖拉机拉一辆陷入泥坑的卡车，如图所示，其中一辆拖拉机沿与卡车前进方向成45°角、大小为1000 N的力F1拉卡车，另一辆拖拉机沿与卡车前进方向成30°角、大小为2×103 N的力F2拉卡车，卡车开动后自身向前提供的动力为4×103 N，三车同时作用，刚好使卡车脱离泥坑，则卡车受到的阻力约为(　　)
A．8.2×103 N B．6.0×103 N
C．5.6×103 N D．6.7×103 N
解析：卡车受到的阻力等于自身提供的动力与F1、F2的合力之和。F1、F2的合力为F＝F1cos45°＋F2cos30°＝1000× N＋2×103× N＝2.7×103 N。所以卡车受的阻力F阻＝F动＋F＝4×103 N＋2.7×103 N＝6.7×103 N。
答案：D
二、填空题(本题共2小题，每小题5分，共10分。)
13．某同学在做“探究求合力的方法”实验中，在桌面上平放方木板，并在方木板上铺放白纸(用图钉固定)，再将橡皮条一端固定在方木板上，另一端上拴好细绳套后，先用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点伸长到纸面内某一点O，这时应记下________、________、________，然后换用一只弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到同一位置O，这时记下________、________。
答案：结点所达到的位置O　两弹簧测力计的示数　两只弹簧测力计拉力的方向　弹簧测力计的示数　弹簧测力计拉力的方向
14. 某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系的实验”中，所用实验装置如图所示，所用的钩码每只质量都是30 g。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在表中。(实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2)
钩码质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00
试根据这些实验数据在坐标纸上作出弹簧所受弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系的图线。写出该图线的数学表达式F＝________；图线跟横轴的交点物理意义是________；该弹簧的劲度系数k＝________N/m。 图线延长后跟纵轴交点的物理意义是________________________________________________________________________。
解析：图象如图所示。F＝30L－1.8，图线跟横轴的交点表示弹簧的原长；k＝30 N/m，图线延长后跟纵轴的交点表示弹簧被压缩1 cm时的弹力。
答案：见解析
三、计算题(本题共4小题，共42分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的题注明单位。)
15．(10分)如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、B挡住。挡板A沿竖直方向，挡板B垂直斜面。试求：
(1)两挡板受到小球压力的大小之比；
(2)斜面受到两小球压力的大小之比。
解析：将球1所受重力分解如图甲所示，
F1＝Gtanθ，F2＝
将球2所受重力分解如图乙所示。
F′1＝Gsinθ，F′2＝Gcosθ
所以挡板A、B所受压力之比：＝＝
斜面受到两小球压力之比：＝＝
答案：(1)　(2)
16．(10分)如图所示，工人在推一台割草机，其推力F＝100 N，方向与水平面夹角为30°。
(1)画出100 N的推力的水平和竖直分力；
(2)若割草机重300 N，则割草机对地面向下的作用力是多少？
解析：(1)如图所示
(2)推力向下的分力
F1＝Fsin30°＝50 N
对地面作用力为F1与割草机重力的合力：F合＝F1＋mg＝350 N。
答案：(1)见解析图　(2)350 N
17．(10分)[2014·上海交大附中高一上学期期末]血液是由血细胞和血浆组成的悬浮液。将此悬浮液放进竖直的血沉管内，血细胞就会在血浆中匀速下沉，下沉的速度大小叫做血沉。在医学上，测定血沉有助于医生对患者的病情作出诊断，并借此可估测血细胞的半径。设某患者的血沉v＝10 mm/h。如果把血细胞近似看作半径为R的小球，且已知它在血浆中下沉时受到的黏滞阻力Ff＝6πηRv。其中η为一常数，它等于1.8×10－3 Pa·s。若血浆的密度为ρ0＝1.0×103 kg/m3，血细胞的密度ρ为1.3×103 kg/m3，求：该患者血细胞的半径。(球的体积公式为V＝4πR3/3)
解析：如图所示，血细胞在血浆中受到的浮力是F，血细胞的重力是G，根据共点力的平衡条件，血细胞匀速下降时，有
G＝F＋Ff，
即πR3·ρg＝πR3ρ0g＋6πηRv，
R＝。
g取10 m/s2，求得血细胞半径R＝2.73×10－6 m ≈3×10－6 m。
答案：3×10－6 m
18．(12分)[2014·山东莱芜一中高一期中]如图所示，OA、OB、OC三段轻绳结于O点，下方轻绳OC悬挂质量为m1＝0.3 kg的物体甲。轻绳OB水平，B端与放置在水平面上的质量为m2＝2 kg的物体乙相连，物体乙恰好处于静止状态，已知物体乙与地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。求：
(1)轻绳OB对物体乙的拉力是多大；
(2)轻绳OA受到的拉力是多大。
解析：(1)对乙物体进行受力分析，根据平衡条件
FOB＝fm＝μFN
FN＝m2g
∴FOB＝μm2g＝0.2×2×10 N＝4 N。
(2)对甲物体进行受力分析，根据平衡条件
FOC＝m1g＝0.3×10 N＝3 N
对O点进行受力分析，根据平衡条件，由平行四边形定则
FOA＝＝ N＝5 N。
答案：(1)4 N　(2)5 N