高中物理必修1《第3章 相互作用》2020年 单元测试卷

必修1《第3章相互作用》
2020年单元测试卷
如图所示，用球拍打击飞过来的网球时，若球击球拍的力为，球拍击球的力为，则
A.
先产生后产生
B.
和是一对平衡力
C.
与两力的性质不同
D.
和大小相等，方向相反
如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重的金属块，使金属块部分地浸在台秤上的水杯中水不会溢出，若弹簧测力计的示数变为则台秤的示数
A.
保持不变
B.
增加10N
C.
增加6N
D.
增加4N
质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，如图所示，a受到斜向上与水平面成角的力的作用，b受到斜向下与水平面成角、与等大的力的作用，两个力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则下列说法错误的是
A.
a一定受到四个力的作用
B.
水平面对b的支持力等于2mg
C.
a、b之间一定存在静摩擦力
D.
b与水平面之间一定存在静摩擦力
长木板上有一木块如图所示，当长木板的倾角逐渐增大时
A.
如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力、支持力的合力逐渐增大
B.
如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大
C.
如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力和静摩擦力的合力逐渐增大
D.
如果从一直增大到，则木块所受的摩擦力一直增大
如图所示，两个等大的水平力F分别作用在物体B、C上。物体A、B、C都处于静止状态。各接触面与水平地面平行。物体A、C间的摩擦力大小为，物体B、C间的摩擦力大小为，物体C与地面间的摩擦力大小为，则
A.
，，
B.
，，
C.
，，
D.
，，
如图所示，小球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上移动时，球始终保持静止状态，则细绳上的拉力将
A.
先增大后减小
B.
逐渐减小
C.
先减小后增大
D.
逐渐增大
如图，穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成角，不计所有摩擦．当两球静止时，OA绳与杆的夹角为，OB绳沿竖直方向，则球A、B的质量之比为
A.
B.
C.
D.
在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，以下说法正确的是______
A.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图象可能是图中的______
在图中，若两物体的重力分别为，，A、B间动摩擦因数，B与地面间动摩擦因数，用力F作用在B上后，A、B间及B与地面间都发生了相对滑动．求各接触面间摩擦力的大小．
一半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，环上套两个中央有孔的小球A和B，A、B间由质量不计的原长为R的细弹簧连接着，它们处于如图中的位置时恰好都能保持静止状态，此时B球与环中心O处于同一水平面上，AB与水平线成夹角。已知B球的质量为m，求A球的质量和弹簧的劲度系数。
如图所示，把一重为G的物体用一水平方向的推力为恒量，t为时间压在竖直的足够高的平整墙上，从开始物体所受的摩擦力f随t变化的关系是图中的
A.
B.
C.
D.
关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法正确的是
A.
摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反
B.
静摩擦力的方向不一定与运动方向共线
C.
受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动
D.
静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力
如图，A、B两物体通过跨过光滑滑轮的细线连在一起，它们均处于静止状态，有关两物体的受力情况正确的是
A.
A受4个力作用，其中弹力有1个
B.
A受4个力作用，其中弹力有2个
C.
B受2个力作用，其中弹力有2个
D.
B受2个力作用，其中弹力有1个
某屋顶为半球形，一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行如图所示，他在向上爬的过程中
A.
屋顶对他的支持力不变
B.
屋顶对他的支持力变大
C.
屋顶对他的摩擦力不变
D.
屋顶对他的摩擦力变小
一般的家庭轿车都配备了千斤顶，如图所示是简式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起．当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为，此时千斤顶两臂间的夹角为，则下列判断正确的是
A.
此时两臂受到的压力大小均为
B.
此时千斤顶对汽车的支持力为
C.
若继续摇动手把，两臂受到的压力将增大
D.
若继续摇动手把，两臂受到的压力将减小
某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示的纸贴在桌面上，如图所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点位于图示部分之外，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。
用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图所示，F的大小为______N。
撤去中的拉力，橡皮筋P端回到A点，现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为和。
用5mm长度的线段表示1N的力，以O点为作用点，在图中画出力、的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力；
的大小为______N，与拉力F的夹角的正切值为______。若与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
如图所示，倾角的斜面上，放一质量为1kg的物体，用的轻弹簧平行于斜面拉着，物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体就会沿斜面滑动．若，，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小．
如图所示，在倾角为的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，且，若物体恰好不下滑，则推力F为多少？若物体恰好不上滑，则推力F为多少？最大静摩擦力等于滑动摩擦力
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：球击球拍的力为，球拍击球的力为，两个力是作用力和反作用力关系，根据牛顿第三定律，两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，力的性质相同；
故ABC错误，D正确；
故选：D。
球击球拍的力为，球拍击球的力为，两个力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上．
解决本题的关键知道作用力和反作用力的关系，知道它们同时产生、同时变化、同时消失．
2.【答案】D
【解析】解：对金属块、水杯及水作用整体分析，则增加的重量为；由牛顿第三定律得知，台秤的示数增加了4N；
故选：D。
将金属块、水杯及水作用整体分析，根据共点力的平衡条件可求得台秤的示数。
本题考查共点力的平衡条件的应用，要注意整体法及隔离法的正确使用。
3.【答案】D
【解析】解：AC、对a分析，水平方向有，因为a静止，则水平方向必然受b对a的摩擦力，故a受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力而处于平衡状态，故AC正确；
BD、对整体分析，与大小相等，方向相反，两力相互抵消，则水平面对b无摩擦力，水平面对b的支持力，故B正确，D错误。
本题选错误的，故选：D。
对a进行受力分析，根据a的受力情况，抓住合力为零判断b对a的支持力以及之间摩擦力的大小；对整体分析，根据整体受力情况判断地面对b的支持力和摩擦力大小。
解决本题的关键合适地选择研究的对象，进行受力分析，运用共点力平衡知识求解，注意整体法和隔离法的运用。
4.【答案】A
【解析】解：物体受力如图，根据平衡条件得：
支持力
摩擦力
当增大时，N减小，f增大．
A、如果木块一直静止于长木板上，根据平衡条件木块所受重力、支持力的合力等于摩擦力的大小，变大，故A正确；
B、如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力、支持力和静摩擦力的合力始终为零，保持不变，故B错误；
C、如果木块一直静止于长木板上，根据平衡条件则木块所受重力和静摩擦力的合力等于支持力大小，变小，C错误；
D、如果从一直增大到，则木块所受的摩擦力先增大，增大到木块运动开始运动后动摩擦力减小，故D错误．
故选：A．
物体一直处于静止状态，合力保持为零．根据平衡条件得出物体所受支持力和摩擦力与角的关系式，再分析它们的变化．
本题动态平衡问题，采用数学上函数法分析支持力和摩擦力的变化．
5.【答案】B
【解析】解：把ABC看做一个整体，从整体的角度考虑，由于是两个等大、反向的力分别作用在系统上，所以物体C与地面间的摩擦力大小；
隔离物体A进行受力分析，因物体A静止于物体C上，相对于C无相对运动趋势，所以物体A、C间的摩擦力大小；
隔离物体B进行受力分析，B受到水平向右的拉力F作用而相对于C静止，但有向右的运动趋势，会受到向左的静摩擦力，由二力平衡可知。
所以选项ACD错误，选项B正确。
故选：B。
把ABC看做一个整体进行受力分析，可知C与地面间的摩擦力情况，再分别把AB隔离出来，分别受力分析，可知AC之间及BC之间的静摩擦力情况。
该题考查了如何利用整体法和隔离体法对物体进行受力分析。在对物体进行受力分析时，正确的选取研究对象，会使对问题的分析变的简单明了。
6.【答案】C
【解析】解：以小球为研究对象，小球受到重力G、斜面的支持力和细绳的拉力三个力作用．画出力图，作出支持力和拉力的合力，根据平衡条件可知它们的合力与重力大小相等，方向相反，保持不变．分别作出细绳在位置1、2、3三个位置的合成图，由图可知：
??
细绳上的拉力先减小后增大．
故选C
分析小球受力情况：重力G、斜面的支持力和细绳的拉力三个力作用．画出力图，作出支持力和拉力的合力，根据平衡条件可知它们的合力与重力大小相等，方向相反，保持不变．分别作出细绳在位置1、2、3三个位置的合成图，分析选择．
本题是力平衡中动态变化分析类型，采用的是图解法，也可以采用函数法求解．
7.【答案】A
【解析】解：分别对AB两球分析，运用合成法，如图：
根据共点力平衡条件，得：
根据正弦定理列式
故：：：：3．
故选：A．
分别对AB两球分析，运用合成法，用T表示出A、B两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子AB两球的拉力是相等的．
本题考查了隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等结合几何关系将两个小球的重力联系起来．
8.【答案】AB?
C
【解析】解：、实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度，故A正确；
B、要使弹簧的弹力等于砝码重力的大小，应竖直悬挂弹簧，且要使弹簧下端的钩码处于静止状态，故B正确；
C、弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长，故C错误；
D、不同的弹簧的劲度系数不同，所以拉力与伸长量之比不相等，故D错误。
因为是把弹簧秤放在水平桌面上测得的弹簧的原度，再把弹簧竖直悬挂起来后，由于重力的作用，弹簧的长度会增大，所以图线应出现x轴上的截距，C正确，ABD错误。
故答案为：；。
在探索弹力和弹簧伸长的关系实验中，弹簧的弹力与行变量的关系满足，其中k由弹簧本身决定；利用实验操作过程的注意事项分析即可；
由图象的意义，斜率表示弹簧的劲度系数，根据胡克定律及弹簧自身质量的影响可得出对应的图象。
本题考查了“探究弹力和弹簧伸长量之间的关系”的实验的注意事项，注意掌握胡克定律和据图象知道原长，并明确图象的斜率为劲度系数，能用图象的斜率求解劲度系数。
9.【答案】解：由于都发生了相对滑动，接触面间产生的是滑动摩擦力，AB间，B与地面间
答：AB间摩擦力4N，B与地面间摩擦力24N
【解析】A、B间及B与地面间都发生了相对滑动，根据滑动摩擦力公式求解．
对于摩擦力物体要区分是滑动摩擦力还是静摩擦力，然后根据相应的求解方法分析．
10.【答案】解：以B球为研究对象进行受力分析，设弹簧的拉力为F，有：
解得：
根据胡克定律：
得：
对A求进行受力分析，
在圆环切线方向上有：
得：
答：A球的质量为2m，弹簧的劲度系数为。
【解析】用隔离法分别对AB进行受力分析，然后根据平衡条件列方程即可求解
本题属于中档题，熟练的应用隔离法进行受力分析时关键
11.【答案】C
【解析】解：如题目中图所示，从开始水平推力，即压力不断增大，则物体受到滑动摩擦力作用，所以滑动摩擦力的大小与压力正比。
因此滑动摩擦力不断增大。当物体的最大静摩擦力大于重力时，物体开始做减速运动，直到减速到零，由对称性可知，物体的加速度为g，即此时的摩擦力为2G，此时物体处于静止状态，即使推力增大，也不会影响物体的静摩擦力大小。
则有静摩擦力的大小等于重力，故C正确，ABD错误；
故选：C。
由题意可知，随着时间的推移，压力不断增大，导致物体从滑动到静止。则物体所受的摩擦力先是滑动摩擦力后是静摩擦力。而滑动摩擦力的大小与推物体的压力大小成正比，而静摩擦力的大小与重力大小相等。
考查滑动摩擦力与压力成正比，而静摩擦力却与引起相对运动趋势的外力有关。同时随着推力的增大，导致物体的最大静摩擦力也增大。
12.【答案】ABC
【解析】解：A、摩擦力与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反，比如：正在沿着皮带斜向上运动的物体，受到摩擦力与运动方向相同，故A正确；
B、静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，比如：贴着车厢壁运行的物体，故B正确；
C、货物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止；受到滑动摩擦力却是静止的，比如：正在地面上滑行的物体，地面受到是滑动摩擦力，而地面是静止的，故C正确；
D、摩擦力与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反，它可以是阻力、可以是动力，总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，故D错误；
故选：ABC。
摩擦力一个物体在另一个物体表面滑动或有相对滑动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，与相对运动或相对运动的趋势方向相反．
提到摩擦力不忘相对两个字，解摩擦力与相对运动或相对运动趋势的方向相反，总是阻碍物体间的相对滑动或相对滑动趋势，注意受到静摩擦力和滑动摩擦力与运动状态无关．
13.【答案】BD
【解析】解：据题知，B处于静止状态，受到重力和绳子的拉力作用，其中绳子的拉力属于弹力，故D正确；
对于A，由于绳子对A有拉力作用，物体有向右运动趋势，而又保持静止状态，所以地面对A有向左的静摩擦力f，因有摩擦力，所以地面对物体A必定有支持力N，所以物体A一定受到4个力作用：重力Mg、绳子的拉力T、地面的支持力N和静摩擦力f，其中支持力和拉力都是弹力，所以有2个弹力。故B正确。
故选：BD。
物体A，B均处于静止状态，B受到重力和绳子的拉力作用．对于A，必定受到的力有：重力、绳子的拉力，由于物体有向右运动趋势，物体受到地面的静摩擦力，则地面对物体必定有支持力．
本题考查分析物体受力情况的能力，一般按重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析．要知道当两物体间有摩擦力时，一定有弹力．
14.【答案】BD
【解析】解：以人为研究对象，作出力图．
设此人的重力为G，根据平衡条件得：
屋顶对他的摩擦力：
屋顶对他的支持力：
人在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中，坡角减小，则f减小，N增大．
即屋顶对他的摩擦力减小，屋顶对他的支持力增大．
故选：BD．
以人为研究对象，作出力图，根据平衡条件得出屋顶对他的摩擦力和支持力与坡角的关系式，再分析两个力如何变化．
本题是简单的三力力平衡问题，分析受力，作出力图是关键．
15.【答案】ABD
【解析】解：A、将汽车对千斤顶的压力F分解沿两臂的两个分力，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等
由得
所以此时两臂受到的压力大小均为，故A正确．
B、汽车对千斤顶的压力为，根据牛顿第三定律得千斤顶对汽车的支持力为故B正确
?C、D继续摇动把手，两臂靠拢，夹角减小，
由分析可知，F不变，当减小时，增大，减小．故C错误，D正确．
故选：ABD．
将汽车对千斤顶的压力分解沿两臂的两个分力，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等．根据几何知识求解两臂受到的压力大小．继续摇动把手，两臂靠拢，夹角减小，由数学知识分析两臂受到的压力大小的变化．
本题应用平衡条件分析实际问题，采用的是力的分解法，也可以以O点为研究对象，应用正交分解法或合成法分析．
16.【答案】?
?
【解析】解：弹簧测力计的最小刻度为，由图可知，的大小为；
用5mm长度的线段表示1N的力，和，
由已知可得所对长度为21mm，所对长度为28mm，根据平行四边形法则画出合力大小，如图所示：
根据几何关系可得的大小为，与拉力F的夹角即为与纵轴的夹角，
其正切值为：。
故答案为：；如图，，
根据弹簧秤的最小刻度读出F的读数；
根据图示法作出和，结合平行四边形定则作出合力，得出合力的大小以及与拉力F的夹角的正切值。
本题考查了力的合成法则及平行四边形定则的应用，掌握正确的作图方法，是考查基础知识的好题。
17.【答案】解：P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置，在P点弹簧处于伸长状态，受力分析如图所示：
根据共点力平衡条件，有：
????????
在Q点弹簧处于压缩状态，受力分析如图所示，根据共点力平衡条件，有：
???????????
设弹簧的原长为x，有：
????????
联立得：
所以??N．
答：物体与斜面间的最大静摩擦力的大小为7N．
【解析】由题，当物体位于P点时，将要向上运动，静摩擦力沿斜面向下达到最大．当物体位于Q点时，物体将向下运动，静摩擦力沿斜面向上达到最大．根据平衡条件和胡克定律列方程求解最大静摩擦力．
本题是物体平衡中临界问题，当两物体间恰好发生相对运动时，静摩擦力达到最大是常用的临界条件．
18.【答案】解：若物体恰好不下滑，也就是F较小时，摩擦力方向将沿斜面向上，
根据受力分析和平衡条件有
沿斜面方向上：F?
垂直于斜面方向上：
当摩擦力达到最大静摩擦力，即时，推力F最小．
若物体恰好不上滑，也就是F较大时，摩擦力方向将沿斜面向下，
根据受力分析和平衡条件有
沿斜面方向上：F?
垂直斜面方向上：
当摩擦力达到最大静摩擦力，即时，推力F最大．
答：若物体恰好不下滑，则推力F为．
若物体恰好不上滑，则推力F为．
【解析】若物体恰好不下滑，摩擦力方向沿斜面向上，若物体恰好不上滑，摩擦力方向沿斜面向下．分别针对两种情况，运用平衡条件和正交分解法，求出F的两个值．
此题主要考查了受力分析和正交分解法的在平衡问题的应用，属于典型的问题，难度不大，属于中档题．
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