2020-2021学年粤教版物理必修第一册第三章相互作用单元检测 (word版含答案解析）

第三章相互作用单元检测
一、选择题(21分)
（2017·模拟·天津天津市南开区）如图所示，横截面为直角三角形的斜劈
，靠在粗糙的竖直墙面上，力
通过球心水平作用在光滑球
上，系统处于静止状态。当力
增大时，系统仍保持静止，下列说法正确的是
A．斜劈
所受合外力增大
B．斜劈
对竖直墙壁的压力不变
C．墙面对斜劈
的摩擦力可能增大
D．球
对地面的压力不变
（2019·期中·北京北京市海淀区）自卸车常用来进行土方、砂石、散料等的装卸运输工作。当自卸车的车厢从水平倾斜到一定角度时，如图所示，车厢上的货物如集装箱就会自动滑下。下列说法正确的是
A．车厢倾斜角度越大，集裝箱对车厢的压力越大
B．车厢倾斜角度越大，集裝箱与车厢的动摩擦因数越小
C．集装箱静止在倾斜车厢上时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力
D．集装箱开始下滑时，受到的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力
（2019·期末·甘肃武威市凉州区）如图所示，倾角为
的斜面体
置于水平地面上，小盒
置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体
连接，连接
一段细绳与斜面平行，连接
的一段细绳竖直，
连接在竖直固定在地面的弹簧上，现在
盒内缓慢加入适量砂粒，
、
、
始终位置保持不变，下列说法中正确的是
A．
对
的摩擦力可能先减小后增大
B．地面对
的支持力可能不变
C．
对地面的摩擦力方向始终向左
D．弹簧一定处于压缩状态
（2019·单元测试·上海）下列关于力的说法正确的是
A．甲用力把乙推倒，说明甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
B．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受力，不会施力
C．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体
D．只有施力物体或只有受力物体的力是存在的
（2019·期末·浙江温州市）在光滑的墙壁上用网兜把足球挂在
点，足球与墙壁的接触点为
。足球的质量为
，悬绳与墙壁的夹角为
，网兜质量不计。则悬绳对球的拉力
和墙壁对球的支持力
大小分别是
A．
B．
C．
D．
（2019·期中·上海上海市长宁区）如图，三根长度均为
的轻绳分别连接于
、
两点，
、
两端被悬挂在水平天花板上，相距
。现在
点上悬挂一个质量为
的重物，为使
绳保持水平，在
点上可施加力的最小值为
A．
B．
C．
D．
（2020·单元测试·上海上海市）如图所示，一均匀光滑小球放在竖直墙壁和倾斜木板之间，木板上端用水平绳固定，下端可绕
点转动，在逐渐将绳放长而使木板转到水平前的过程中
A．小球对墙面的压力逐渐增大
B．小球对墙面的压力不变
C．小球对木板的压力逐渐增大且恒小于球的重力
D．小球对木板的压力逐渐减小且恒大于球的重力
二、填空题（15分）
（2019·期末·天津天津市河西区）为了探求弹簧弹力
和弹簧伸长量
的关系，某同学选了
、
两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，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，图象上端成为曲线的原因
。
弹簧的劲度系数为
。若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧
（填
或
）。
（2019·期末·上海上海市闵行区）如图所示，重为
的小球用细绳系住而静止在光滑斜面上，若斜面的倾角为
。
（）当绳子沿水平向右方向拉住时，斜面对小球的支持力为
；
（）当绳子沿竖直向上方向拉住时，斜面对小球的支持力为
。
（2019·同步练习·上海）滑动摩擦力的大小
，其中
为
，与相互接触的两物体材料
，与接触面的粗糙程度
，与接触面的大小
为接触面上的
，不一定等于物体的
。滑动摩擦力的大小与物体的运动状态、受力情况以及接触面的面积均
。
（2019·期末·广东深圳市）如图所示，相距为
、倾角为
的光滑平行导轨（电源
、内阻
和电阻
已知），处于竖直向上的匀强磁场
中，一质量为
的导体杆恰处于水平平衡状态，则该磁场的
大小为
；当
由竖直向上逐渐变成水平向左的过程中，为保持杆始终静止不动，则
的大小应
（填如何变化）。
（2019·期末·天津天津市和平区）一光滑球，重力为
，半径为
，靠着墙角静止在水平地面上，一厚度为
且
的木块塞在球的左下方，如图所示，现用水平力推木块，忽略各接触处的摩擦力，则当
的值至少为
时可将球从地面推起来。
三、解答题（30分）
（2020·模拟·天津天津市南开区）如图
所示，超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。如图
所示，已知管道中固定着两根平行金属导轨
、
两导轨的间距为
，运输车的质量为
，横截面是半径为
的圆。运输车上固定着间距为
、与导轨垂直的两根导体
和
，每根导体棒的电阻为
，每段长度为
的导轨的电阻也为
。其他电阻忽略不计，重力加速度为
。
(1)
如图
所示，当管道中的导轨平面与水平面成
角时，运输车恰好能无动力地匀速下滑。求运输车与导轨间的动摩擦因数
；
(2)
在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力。
i
当运输车由静止离站时，在导体棒
后间距为
处接通固定在导轨上电动势为
的直流电源，此时导体棒
、
均处于磁感应强度为
，垂直导轨平面向下的匀强磁场中，如图
所示。求刚接通电源时运输车的加速度的大小；（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象）
ii
当运输车进站时，管道内依次分布磁感应强度为
，宽度为
的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度
从如图
通过距离
后的速度
。
（2019·单元测试·天津天津市南开区）如图，重力为
的木块，恰好能沿倾角为
的斜面匀速下滑，那么要将木块沿斜面匀速向上推，必须加多大的水平推力
？
（2019·期中·北京北京市顺义区）将一个质量为
的铅球放在倾角为
的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球和斜面均处于静止状态，不考虑铅球受到的摩擦力。
(1)
请画出铅球受力示意图。
(2)
铅球对挡板的压力和对斜面的压力分别是多少
、
。
四、多选题（16分）
（2018·期末·广东深圳市）下列关于摩擦力的说法中，正确的是
A．两物体间有摩擦力，一定有弹力，且摩擦力的方向和物体间的弹力方向垂直
B．两物体间的摩擦力大小和物体间的弹力的大小一定成正比
C．在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，且静摩擦力的方向可以与速度方向成任意角度
D．滑动摩擦力的方向可以与物体的速度方向相同，也可以与物体的速度方向相反
（2019·同步练习·上海）以下说法不正确的有
A．不相互接触的物体之间也会产生力的作用，可见力是可以离开物体而独立存在的
B．只要确定了力的大小和方向，那么这个力就完全确定了
C．画某力的图示时，选定的标度不同，那么表示这个力的线段的长度也不同，但箭头的指向是相同的
D．日常生活中，人们常用杆秤来测量力的大小
（2019·期末·吉林长春市绿园区）如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块
、
用轻线连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。
悬于空中。
放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推
时，
、
仍静止不动。则
A．
受到的摩擦力可能变小
B．
受到的摩擦力可能变大
C．轻绳上拉力一定变小
D．轻线上拉力一定不变
（2019·同步练习·上海）下列说法不正确的是
A．只有直接接触的物体发生相互作用时才有力的作用
B．在力的图示中，长的线段对应的力一定比短的线段所对应的力大
C．鸡蛋碰石头，鸡蛋破裂而石头亳无损伤，说明石头对鸡蛋有力的作用而鸡蛋对石头无力的作用
D．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只能受力不会施力
五、实验题（18分）
（2019·期末·江西南昌市青山湖区）在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中。
(1)
为了探求弹簧弹力
和弹簧伸长量
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
。甲弹簧劲度系数为
，若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧
（填“甲”或“乙”）。
(2)
下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：
算出每一次弹簧伸长量
；在下图的坐标上作出
图线；并写出曲线的函数表达式：
。（
用
作单位）
（2019·期末·山东烟台市栖霞市）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳套，实验时，第一次用两个弹簧测力计、第二次用一个弹簧测力计拉细绳套，将橡皮筋和细绳套的结点拉到同一个位置
点。
(1)
关于在这个实验中的一些操作中，下列说法正确的是
。
A.拉橡皮条时弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B.用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两个细绳的夹角越大越好
C.用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两个测力计的示数必须相同
D.拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
(2)
若某次实验测得两个弹簧测力计的读数均为
，且两个弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则
（选填“能”或“不能”）用一个量程为
的弹簧测力计测量出它们的合力。
答案
一、选择题
1.
【答案】C
【知识点】静态平衡
2.
【答案】D
【知识点】利用正交分解法分析力的动态平衡
3.
【答案】A
【解析】A项：对
进行受力分析：重力
，支持力
，细线的拉力
，摩擦力
，开始时如果重力沿斜面向下的分力小于细线的拉力
，当加入砂子时，即增大了重力，所以摩擦力先减小到零时，继续加入砂子，摩擦力反向增大，故A正确；
B、C项：对
组成的系统受力分析可知，重力
，支持力
，细线的拉力，地面的摩擦力
，当细线的拉力为零时，
对地面的摩擦力为零，故C错误，由于
、
、
始终位置保持不变，所以地面对
的支持力一定不变，故B错误；
D项：由于不清楚
、
、
三物体及摩擦因素的大小关系，所以
受的拉力可能大于
的重力，也可小于
的重力，也可等于
的重力，所以弹簧不一定处于压缩状态，故D错误。
【知识点】静态平衡
4.
【答案】C
【解析】甲推乙的同时，乙也在推甲，力的作用是相互的，A错；不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时都会施力。例如马拉车时，车也拉马。书向下压桌子，桌子也向上支撑书，B错；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体都受到别的物体的作用，是受力物体，同时也对其他物体施力，即又是施力物体，C对；力是物体间的相互作用，有力就一定涉及两个物体，只有施力物体或只有受力物体的力是不存在的，D错。
【知识点】力的概念
5.
【答案】C
【知识点】静态平衡
6.
【答案】B
【解析】要使
绳保持水平，先对
点进行受力分析如图甲所示：
要使
点平衡有：
，，
由几何关系可知：
，
解得：；
再对
点受力分析如图乙所示，当
与
垂直时，力
有最小值，即
，选项A、
C
、
D
均错误。故选B。
【知识点】利用三角形法则分析力的动态平衡、静态平衡
7.
【答案】D
【知识点】利用三角形法则分析力的动态平衡
二、填空题
8.
【答案】超过了弹簧的弹性限度；；；
【解析】由
，结合数学知识可得图象斜率的倒数对应弹簧的劲度系数
。由于图象
的斜率大。则
弹簧的劲度系数小，因此制作一个精确度较高的弹簧秤，应选劲度系数小的，即选弹簧
。
【知识点】实验：探究弹力和弹簧伸长的关系
9.
【答案】；；
【知识点】正交分解
10.
【答案】动摩擦因数；有关；有关；无关；正压力；重力；；
【知识点】滑动摩擦力
11.
【答案】；；
【解析】由平衡条件可知，对
棒：；；联立解得
；
当
由竖直向上逐渐变成水平向左时，安培力的方向开始时竖直向上，安培力与斜面的支持力的合力与重力等大反向，则根据平行四边形法则可判断，当
由竖直向上逐渐变成水平向左的过程中，为保持杆始终静止不动，安培力先减小后增加，则
先减小后增大。
【知识点】静态平衡、匀强磁场中的安培力
12.
【答案】；
【解析】以球为研究对象，如图所示。为使球刚好离开地面。
有
由数学知识得：
再以整体为研究对象得：
解得：。
【知识点】静态平衡
三、解答题
13.
【答案】
(1)
(2)
i
ii
【解析】
(1)
设轨道对运输车的支持力为
、
，在垂直斜面方向上，受力分析如图所示：
则可知
，
在沿斜面方向上，对运输车进行受力分析可知
，
代入数据，整理得
。
(2)
i
运输车离站时，电路图如图所示：
根据电阻的串关联关系，回路总电阻
，
总电流
，
、
两导体棒受安培力方向相同，受到的合力
，
而
，，
根据牛顿第二定律
，
联立可得，加速度大小
。
ii
运输车进站时，电路如图所示：
当车速为
时，由法拉第电磁感应定律
，
根据闭合电路的欧姆定律
，
每个导体棒所受的安培力
，
代入数据，运输车所受的合力
，
选取一小段时间
，运输车速度的变化量为
，由动量定律
，
由于
，
上式变为
，
两边求和
，
解得
。
【知识点】电磁感应中的电路问题、电磁感应中的动力学问题、静态平衡、动量定理
14.
【答案】
或
【解析】提示：木块沿斜面匀速下滑时，设沿斜面向上的摩擦力为
，垂直于斜面向上的支持力为
，则
，。解得木块与斜面间的动摩擦因数
。用水平力
将木块沿斜面匀速向上推时，沿平行于斜面向上建立
轴，沿垂直于斜面向上建立
轴，则
，。又由
，联立解得
。（由于学生的三角函数知识跟不上物理学习的进度，可以取答案为
。）
【知识点】静态平衡
15.
【答案】
(1)
(2)
；
【解析】
(1)
铅球受重力，斜面的支持力，挡板的弹力，受力示意图如答图。
(2)
力平衡条件可知
，
，
。
【知识点】静态平衡、受力分析
四、多选题
16.
【答案】A；C；D
【知识点】滑动摩擦力、摩擦力的产生与方向、静摩擦力
17.
【答案】A；B；D
【知识点】力的概念
18.
【答案】A；B；D
【解析】对物体
受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故绳子的拉力等于物体
的拉力：当用水平向左的恒力推
时，
、
仍静止不动，故绳子的拉力仍然等于物体
的重力，轻绳上拉力一定不变。故D正确，C错误；
再对物体
受力分析。受重力、拉力、支持力，可能有静摩擦力；当静摩擦力沿斜面向上时，有
，当用水平向左的恒力推
时，静摩擦力
会减小，也可能摩擦力大小不变，方向相反。
当静摩擦力沿着斜面向下时，有
，当用水平向左的恒力推
时，静摩擦力会增加；故AB正确。
故选ABD。
【知识点】静态平衡
19.
【答案】A；B；C；D
【解析】两个物体发生力的作用时不一定直接接触，例如磁铁隔一段距离吸引铁屑，A错。
用力的图示法表示力时，在同一标度下，长的线段所对应的力一定比短的线段所对应的力大，在没有指明力的标度或采用不同的标度时，线段的长短就没有意义或不一定对应较大的力，前提不明，B错。
力的作用是相互的，C错。
不论物体是否有生命或是否有动力，它们在受到别的物体作用时都会施力，也就是说受力物体一定同时也是施力物体，D错。即：应选A、B、C、D。
【知识点】力的概念
五、实验题
20.
【答案】
(1)
超出了弹簧的弹性限度；；甲
(2)
；
【解析】
(1)
该同学得出的图象上端成曲线，原因是超出了弹簧的弹性限度，该图象的纵坐标是伸长量，横坐标是拉力斜率倒数为劲度系数，由此可求出
，
，
由于甲的劲度系数较小，因此精度高，若要制作精确度较高的弹簧秤，应选弹簧甲。
(2)
弹簧伸长量等于弹簧后来长度
减去原来长度
，所以伸长量依次为
、
、
、
、
，描点作图如图所示；
根据图象，该直线是过原点的一条直线，即弹力与伸长量成正比，斜率
，故函数表达式为
。
【知识点】数据处理、误差分析、实验：探究弹力和弹簧伸长的关系
21.
【答案】
(1)
AD
(2)
不能
【解析】
(1)
拉橡皮条时弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行可以有效减小实验的误差，故A正确；
为减小实验误差，两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两细绳的夹角要适当大些，并不是两个细绳的夹角越大越好，故B错误；
两次拉橡皮筋，要使橡皮筋的结点到达同一位置，并不是两个测力计的示数相同，故C错误；
为减小实验误差，拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D正确；
故选AD。
(2)
若某次实验测得两个弹簧测力计的读数均为
，且两个弹簧测力计拉力的方向相互垂直，由平行四边形定则可知，两个分力的合力为
，所以则不能用一个量程为
的弹簧测力计测量出它们的合力。
故答案为：不能。
【知识点】求共点力的合力的方法、器材使用与实验操作、实验：验证力的平行四边形法则、原理设计与器材选择