高一上学期物理（必修1）第3章综合检测B卷（含解析）

第三章　相互作用综合检测(B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、4、5、6、8、9、10、11、12小题，只有一个选项正确，第7小题，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．[2014·济南高一检测]以下说法中正确的是 (　　)
A．重力的方向总是竖直向下的，所以地球上所有物体的重力作用线彼此平行
B. 挂在绳上处于静止的物体，受到绳的拉力是由于物体的形变引起的
C．静摩擦力不仅能存在于两静止物体之间，也可以存在于两个运动物体之间
D．当两粗糙物体之间的相对滑动停止后，则两物体之间的动摩擦因数变为零
解析：重力的方向总是竖直向下，由于地球是个球体，故地球上各处的重力作用线并非彼此平行，A错。挂在绳上的物体，受到绳的拉力是由于绳的形变引起的，B错。静摩擦力存在于两个相对静止的物体间，这两个物体可以是运动的也可以是静止的，C对。动摩擦因数与两接触面性质有关，与两面是否相对滑动无关，D错。
答案：C
2．[2014·潮州高一检测]如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为θ，则物体A、B的质量之比mA∶mB等于(　　)
A．cosθ∶1　　　　　　　 B．1∶cosθ
C．tanθ∶1 D．1∶sinθ
解析：对A、B受力分析可知mAgcosθ＝mBg，则有mA∶mB＝1∶cosθ，B项正确。
答案：B
3．在用架空电缆进行高压输电时，为了增加电缆的抗拉能力，常常增加挂线的弧度。如图所示，在ABCD四点，若电缆线端切线与竖直方向的夹角都是60°，已知电缆线能承受的最大拉力为2000 N，则AB或CD段电缆线承重不超过(　　)
A．1000 N B．2000 N
C．2000 N D． N
解析：对电线受力分析，受到重力和两侧的与竖直方向成60°的两个拉力作用，如图所示
根据对称性可以知道，两个细线的拉力相等，故两个细线的合力在两个细线拉力的角平分线上；三力平衡，故两个细线的合力又在竖直方向上；又由于夹角为120°，可以得到：F＝mg＝2000 N，故选B。
答案：B
4．如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受到的摩擦力F1与拉力F的合力方向应该是 (　　)
A．水平向右 B．竖直向上
C．向右偏上 D．向左偏上
解析：物体受四个力平衡，重力和支持力的合力竖直向下，所以F与Ff的合力与其等大反向，B正确。
答案：B
5．如图所示，甲、乙两位同学做一种特殊的“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧水平收回手掌以达到拖拉凳子的目的。如果甲、乙与凳子下表面的动摩擦因数相同，且在乙端的凳子上面放四块砖，则下列判断正确的是(　　)
A．凳子向甲方移动 B. 凳子向乙方移动
C．凳子在原地不会被拉动 D． 凳子向体重大的同学一方移动
解析：本题考查最大静摩擦力的概念与规律，甲、乙与凳子下表面的动摩擦因数相同，但是乙端的凳子上面放了四块砖，这样乙与凳子的压力就大一些，所以最大静摩擦力就大，这就决定了乙与凳子之间不容易滑动，所以凳子向乙方移动。正确答案为B。
答案：B
6．如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接。用水平力F拉住绳子上的一点O，使物体A及环B静止在图中虚线所示的位置。现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动。则此过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的弹力F2的变化情况是(　　)
A．F1保持不变，F2逐渐增大
B. F1逐渐增大，F2保持不变
C．F1逐渐减小，F2保持不变
D．F1保持不变，F2逐渐减小
解析：对结点O受力分析，水平拉力F＝mgtanθ，因θ增大，所以拉力F增大。由整体法可知，杆对环B的摩擦力F1不变，弹力F2＝F变大，选项A正确。
答案：A
7．下列哪一组力作用在同一物体上，可以构成合力与分力的关系(　　)
A．5 N、3 N、4 N、8 N B．10 N、8 N、2 N、1 N
C．10 N、20 N、30 N、40 N D．3 N、7 N、2 N、1 N
解析：先求前两个力的合力F的取值范围，再求后两个力的合力F′的取值范围，只要F与F′的取值有公共范围，就可构成合力与分力的关系。对A：8≥F≥2,12≥F′≥4，F与F′有公共范围；对B：18≥F≥2,3≥F′≥1，F与F′有公共范围；对C：30≥F≥10,70≥F≥10，F与F′有公共范围；对D：10≥F≥4,3≥F′≥1，F与F′没有公共范围；故本题答案为A、B、C。
答案：ABC
点评：凡是能够成合力与分力关系的一组力，其合力最小值就是零。否则，合力不能为零。
8．[2014·北京市东城区高一期中]足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情景。下列说法正确的是(　　)
A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B. 乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C．丙图中，即将被踢起的足球一定不能被看作质点
D．丁图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
解析：甲图中，足球受到的弹力是支持力，A错。乙图两球间无作用力，B错。丙图中，被踢起的足球之前，足球的大小、形状可以忽略，可以看作质点，C错。故选D。
答案：D
9．一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为(　　)
A．2(M－) B．M－
C．2M－ D．0
解析：匀速下降时Mg＝F＋f　①
匀速上升时(M－m)g＋f＝F　②
由①②式解得m＝2(M－)所以A项正确。
答案：A
10．如图所示，滑轮的质量不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重为G的物体，BO与竖直方向夹角θ＝45°， 系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是(　　)
A．在θ角变小时，弹力变小
B. 在θ角变大时，弹力变小
C．不论θ角变大或变小，弹力都变大
D．不论θ角变大或变小，弹力都不变
解析：滑轮受到木杆的弹力大小始终等于水平及竖直两段绳对它的合力。由于两绳垂直，张力大小均为物体的重力G，故滑轮受到木杆的弹力大小始终为G，故选D。
答案：D
11．[2014·汕头四中高一期中]如图所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mA>mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是(　　)
A．物体A的高度升高，θ角不变
B. 物体A的高度降低，θ角变小
C．物体A的高度升高，θ角变大
D．物体A的高度不变，θ角变小
解析：整个系统再次平衡后，A、B两物体质量不变，那绳与水平方向的夹角不变。夹角未变绳一端向左移动，A物体上升，故A对。
答案：A
12. 一根轻质弹簧，当它上端固定，下端挂一重为G的物体时，长度为l1；当它下端固定在水平面上，上端压一重为G的物体时，长度为l2，则该弹簧的劲度系数为(　　)
A． B．
C． D．
解析：设弹簧劲度系数为k，则挂物体G时，k(l1－l0)＝G；压物体G时：k(l0－l2)＝G，联立求解：k＝。
答案：D
二、填空题(本题共2小题，每小题5分，共10分。)
13．如右图所示，在“互成角度的两个共点力的合成”实验中，若先用互成锐角的两个力F1和F2将橡皮条的结点拉到位置O，然后保持读数是F2的弹簧秤的示数不变而逐渐增大β角，在此过程中，若要保持O点位置不动，则另一个弹簧秤拉力F1的大小和方向与原来相比可能发生怎样的变化？________。
A．F1一直变大，角α先变小后变大
B．F1一直变大，角α先变大后变小
C．F1一直变小，角α先变大后变小
D．F1一直变小，角α先变小后变大
解析：如右图所示，随β角的变大可看到F1一直变大而α角先变大后变小。
答案：B
14．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，两弹簧测力计的拉力F1和F2已于下图中作出了它们的图示，O点是橡皮条的一个端点，图中每格的长度代表1 N。
(1)用作图法在图中作出合力F的图示。
(2)合力F的大小是________N。
解析：(1)以F1和F2为邻边作平行四边形，两力所夹的对角线即为合力F。(2)从图中可以读出F＝5 N。
答案：(1)略　(2)5
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)把一个力分解为两个力F1和F2，已知合力为F＝40 N，F1与合力的夹角为30°，如图所示。若F2取某一数值，可使F1有两个大小不同的数值，则F2大小的取值范围是什么？
解析：以合力的箭头为圆心，以F2的大小为半径去画圆弧与F1相交，分别可得到图所示的几种情况：
(1)当F2<20 N时，圆弧与F1没有交点，即不能画出平行四边形，无解。
(2)当F2＝20 N时，圆弧与F1相切，有一个解，且此时F2具有最小值，F1＝20 N，如图(a)所示。
(3)当20 N(4)当40 N＝F2时，圆弧与F1虽然有两个交点，但只能做出一个平行四边形，F1只有唯一解。如图(c)所示。
所以，若F2取某一数值，可使F1有两个大小不同的数值，则F2的取值范围为20 N答案：20 N16．(10分)如图所示，弹簧AB原长为35 cm，A端挂一个重50 N的物体，手执B端，将物体置于倾角为30°的斜面上。当物体沿斜面匀速下滑时，弹簧长度为40 cm；当物体匀速上滑时，弹簧长度为50 cm，试求：
(1)弹簧的劲度系数；
(2)物体与斜面间的动摩擦因数。
解析：(1)匀速下滑kx1＋Ff＝Gsin30°
匀速上滑kx2＝Gsin30°＋Ff
解得k＝2Gsin30°/(x1＋x2)＝250 N/m
(2)又Ff＝μFN＝μGcos30°＝Gsin30°－kx1
解得μ＝＝＝0.289。
答案：(1)250 N/m　(2)0.289
17．(10分)如图所示，水平地面上的物体重G＝100 N，受与水平方向成37°的拉力F＝60 N，受摩擦力Ff＝16 N，求：(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)物体所受的合力；
(2)物体与地面间的动摩擦因数。
解析：(1)如图所示，对四个共点力用正交分解合成法有
F合＝Fcos37°－Ff＝32 N
其方向为水平向右
(2)FN＝G－Fsin37°＝64 N
得μ＝＝0.25
答案：(1)32 N，水平向右　(2)0.25
18. (12分)[2014·长春高一检测]如图所示，物块的质量m＝30 kg，细绳一端与物块相连，另一端绕过光滑的轻质定滑轮，当人用100 N的力斜向下拉绳子时，滑轮两侧细绳与水平方向的夹角均为30°，物体在水平面上保持静止，滑轮上端的悬绳竖直(取g＝10 m/s2)。求：
(1)地面对物体的弹力大小和摩擦力大小；
(2)滑轮上方竖直悬绳的拉力大小。
解析：(1)如图所示，对物体受力分析并正交分解有
Fsin30°＋FN＝mg ①
Fcos30°＝Ff ②
由①②得FN＝250 N　Ff＝50 N
(2)如图，对绳上一点受力分析有
FT＝2Fcos60°
解得FT＝100 N
答案：(1)250 N　50 N　(2)100 N