第三章 相互作用 专题测试卷-2021-2022学年高一上学期苏教版必修一word版含答案

第三章《相互作用》专题测试卷-2021-2022年苏教版高一物理上必修一
一、单选题
1．放在水平桌面上的苹果，处于静止状态，下列说法中正确的是（　　）
A．由于苹果发生微小的形变，使苹果受到的重力作用
B．由于桌面发生微小的形变，产生苹果对桌面的压力
C．由于苹果发生微小的形变，产生桌面对苹果的支持力
D．由于桌面发生微小的形变，产生桌面对苹果的支持力
2．下列关于物体A在以下四种情况下所受摩擦力的说法中正确的是（　　）
A．图甲中物体A静止于斜面上时不受摩擦力作用
B．图乙中物体A在水平拉力F作用下在水平面上匀速向右运动时，受到水平向左大小为F的静摩擦力作用
C．图丙中卡车突然刹车时，物体A受到水平向左的滑动摩擦力作用
D．图丁中物体A随水平转台一起匀速转动时，受指向圆心的静摩擦力作用
3．如图所示，是两个共点力的合力F的大小与这两个共点力之间的夹角θ的关系图象，则这两个力的大小分别是（　　）
A．1N、4N B．2N、3N
C．1N、5N D．2N、4N
4．如图所示，重为的滑轮通过轻绳悬挂在天花板上的O点，重物A的质量也是。另一轻绳连接重物跨过滑轮，滑轮左侧的轻绳与水平方向呈角。重物在外为F的作用下匀速向上运动。滑轮与轴之间的摩擦不计，则轻绳对天花板O点的作用力大小为（取）（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，倾角θ＝30°的斜面体 A静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。不计绳与滑轮间的摩擦重力加速度为g，则（　　）
A．小物块b受到竖直向上的摩擦力作用
B．小物块a受到沿斜面向下的摩擦力作用，大小为mg
C．斜面体A受到水平地面向左的摩擦力作用
D．细绳对小滑轮的压力大小为mg
6．如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物块，物体与板的动摩擦因数为μ。开始时板水平，将木板逆时针缓慢转过一个小角度α的过程中，小物块始终保持与板相对静止，在这个过程中，下列说法正确的（　　）
A．小物块所受的摩擦力减小
B．小物块所受的摩擦力增大
C．木板对物块弹力增大
D．以上说法都不对
7．一光滑小球静止放置在固定光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中（该过程小球未脱离球面），木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是（　　）
A．F1逐渐增大，F2逐渐减小 B．F1逐渐减小，F2逐渐减小
C．F1逐渐增大，F2逐渐增大 D．F1逐渐减小，F2逐渐增大
8．如图所示，质量为m的木块在质量为M的木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为1，木块与木板间的动摩擦因数为2，木板一直静止，那么木板所受地面的摩擦力大小为（　　）
A．1Mg B．2mg C．1（m+M）g D．1Mg+2mg
9．如图所示，为一 轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以判断，下列说法中不正确的是（　　）
A．弹簧的原长为10cm B．弹簧的劲度系数为200N/m
C．弹簧伸长15cm时弹力大小为10N D．弹簧压缩5cm时弹力大小为10N
10．如图，木板P左端通过光滑铰链固定在水平地面上的O点，质量均为m的长方体物块A、B叠放在木板上、初始时，木板P与水平地面的夹角较小，现使木板P绕O点在竖直面内逆时针缓慢转至时，物块A与木板P刚好发生相对滑动，整个过程中物块A与B一直保持相对静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则该过程中（　　）
A．A与B间的动摩擦因数一定等于
B．B对A的作用力保持不变
C．B对A的摩擦力方向沿接触面向上
D．木板P对A的摩擦力的最大值为0.5mg
二、多选题
11．如图所示，A、B、C叠放在一起，F作用在B上，三物体仍保持静止，则下列说法正确的是（　　）
A．C受到地面对其向左的摩擦力 B．A受到水平向右的摩擦力
C．B对C的摩擦力方向水平向右 D．C共受到五个力作用
12．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上在水平向右的拉力F的作用下向右滑行，长木板处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是（　　）
A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m+M）g
C．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动
D．当F>μ2（m+M）g时，木板与木块之间发生相对运动
13．如图所示，物体P、Q用轻绳连接后跨过定滑轮，物体P静止在倾角为37°角的斜放木板上。已知P、Q的质量mP、mQ大小的关系为mQ= mP。今将斜放木板的倾角从37°增到45°，物体P仍保持静止而没有滑动，若不计滑轮处的摩擦，则下列说法中正确的是（　　）
A．绳子的张力将变大
B．物体P受到的静摩擦力将变小
C．物体P对木板的压力将变小
D．绳子张力和物体P受到的摩擦力均不变
14．如图所示，光滑的横杆上穿着两个质量m=0.2 kg的小球，在两个小球之间夹一个劲度系数k=10 N/m轻质弹簧，用两条等长的轻绳将小球C与A、B相连，此时弹簧的压缩量Δx=10 cm，两条线的夹角θ=60°，取重力加速度g=10 m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的弹力为1 N B．小球C的重力大小是2 N
C．直杆对小球A的支持力大小是N D．轻绳上的张力大小是2 N
15．如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B的半径的3倍，球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的支持力为F1，A对B的支持力为F2，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是（　　）
A．F1减小 B．F1增大 C．F2增大 D．F2减小
16．半径为的光滑圆弧轨道置于粗糙的水平面上，为圆弧对应的圆心，今在轨道底部处固定一轻弹簧，弹簧另一端与质量为的小球相连，小球静止于点，与水平方向的夹角，整个系统一直处于静止状态，已知弹簧的原长为，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）
A．弹簧对小球的作用力大小为
B．小球对圆弧轨道压力大小为
C．弹簧的劲度系数为
D．地面受到圆弧轨道摩擦力的方向水平向右
三、实验题
17．物理小组的同学用两根完全相同的轻弹簧和重物探究力的平行四边形定则，实验操作如下（弹簧始终处于弹性限度内）：
（1）用刻度尺测出弹簧悬挂时的自由长度。
（2）如图1所示，把重物通过细绳连接在弹簧下端，稳定后测出弹簧的长度。
（3）如图2所示，用两根相同规格的弹簧挂起重物，稳定时两弹簧与竖直方向的夹角均为60°，测出两弹簧的长度分别为、，在实验误差允许的范围内，当、、的大小满足___________（用含有“、、”符号的表达式表示），可得到力的平行四边形定则。
（4）如图3所示，改变右弹簧的悬点，若将两弹簧调整到相互垂直，稳定后测出两弹簧的长度为、，在实验误差允许的范围内，当、、、的大小满足________（用含有“、、、”符号的表达式表示），可得到力的平行四边形定则。
18．某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。
（1）实验时，先用两个弹簧测力计平行于木板拉绳套，将橡皮条与细绳的结点拉到O点，其中拉OC细绳的弹簧测力计指针位置如图（a）所示，其读数为________N，根据记录的两个弹黄测力计的示数F1、F2和各自的方向，作出这两个力的图示，并用作图法作出两个力的合力F；再用一个弹簧测力计拉橡皮条，也将结点拉到O点，记录这时弹簧测力计的示数和方向，并作出这个力的图示F’，图（b）中的F与F′两个力中，方向一定沿AO方向的是________。
（2）具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有_________。
A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同
C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度
D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
（3）用如图（a）所示的装置来验证“力的平行四边形定则”实验中，以下说法正确的是___________。
A．同一次实验中每次拉橡皮条时都应该把橡皮条与细绳的结点拉至同一位置O点
B．橡皮条、细绳、弹簧测力计应保持在同一平面内，且与板面平行
C．拉动细绳时弹簧测力计的外壳与纸面间的摩擦会使实验产生误差
D．拉橡皮条的细绳要适当长些，视线通过细绳垂直于纸面，在绳下的纸上用笔画出两个点的位置并使这两个点的距离尽量远些
E．两个分力F1、F2间的夹角θ不宜过大，也不宜过小，两个分力F1、F2的大小越大越好
F．作图时要用细铅笔，同一实验中选定的比例标度要相同，所取的比例标度要适当
（4）用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹黄测力计A和B的示数，并在紧贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。为了准确完成实验，下列不必要的实验要求是________。（请填写选项前对应的字母）
A．应测量重物M所受的重力
B．橡皮筋伸长要在弹性限度范围
C．拉线方向应与木板平面平行
D．保证整个装置在竖直平面内
E．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
四、解答题
19．质量为30Kg的小孩坐在8Kg的雪橇上,大人用与水平方向成斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速直线运动(),（必须作图分析）求
(1)地面对雪橇的摩擦力;
(2)地面对雪橇的支持力大小;
(3)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小。
20．如图所示，用绳AC和BC吊起一个物体，绳AC与竖直方向的夹角为，绳BC与竖直方向的夹角为，绳AC能承受的最大拉力为100N，绳BC能承受的最大拉力为150N。g＝10m/s2，求：
(1)当物体的重力为100N时，AC与BC绳拉力各为多大？
(2)欲使两绳都不断，物体的重力不应超过多少？
21．如图所示，斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。物体A的质量为10kg，A与斜面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。不计滑轮的质量，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，求物块B的质量最大值和最小值。（g＝10 N/kg）
22．如图所示，倾角为60°、质量为M的斜面体A置于水平面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B，斜面体受到水平向右的外力，系统始终处于静止状态。已知重力加速度为g。
(1)求球B受到斜面体的弹力大小N1和墙面的弹力大小F1；
(2)若斜面体受到水平向右的外力大小为，求此时斜面体受到水平面的摩擦力；
(3)若斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了使系统处于静止状态，求水平向右的外力大小F的范围。
参考答案
1．D
【详解】
A．苹果受到的重力，是由于苹果受到地球的吸引，故A错误；
BD．由于桌面发生微小的形变，产生桌面对苹果的支持力，故B错误,D正确；
C．由于苹果发生微小的形变，产生苹果对桌面的压力，故C错误；
故选D。
2．D
【详解】
A．图甲中物体A相对斜面有向下的运动趋势，受到斜面向上的静摩擦力，A错误；
B．物体A在水平拉力F作用下在水平面上匀速向右运动时，物体A相对地面向右运动，受到的是滑动摩擦力，B错误；
C．卡车突然刹车时，物体A相对卡车有向右的运动趋势，受到的是静摩擦力，C错误；
D．随转台一起匀速转动，物体A相对水平转台有沿半径向外的运动趋势，则受指向圆心的静摩擦力作用，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
两个力夹角为0°时，则
F1+F2=5N
两个力夹角为180°时，则
可得
F1=3N
F2=2N
故选B。
4．D
【详解】
由物体匀速向上运动，可知拉力F的大小与重物A的重力相等，设对天花板O点的作用力为T，轻绳将滑轮和重物A看成一个整体，则在竖直方向
在水平方向上
由力的合成得
故D正确，ABC错误。
故选D。
5．B
【详解】
A．小物块b与A的弹力为零，所以摩擦力为零，故A错误；
B．对a受力分析可知
故B正确；
C．对a、b和A整体分析可知，斜面体A水平方向上没有摩擦力作用，故C错误；
D．受力分析可知细绳对小滑轮的压力大小等于两细绳的合力，即
故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
小物块始终保持与板相对静止，在这个过程中物块所受的摩擦力为静摩擦力，根据平衡条件可得
则随的变大，小物块所受的摩擦力逐渐增大，木板对物块弹力逐渐减小，故选B。
7．C
【详解】
对小球受力分析，受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力，如图
根据平衡条件解得
由于θ不断增加，故F1增大、F2增大。
故选C。
8．B
【详解】
木板一直静止，则木板所受地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于木块对木板的滑动摩擦力，即
故选B。
9．C
【详解】
A．由图线可知，弹簧的原长为10cm，选项A正确，不符合题意；
B．弹簧的劲度系数为
选项B正确，不符合题意；
CD．由图可知，弹簧伸长5cm或压缩5cm时弹力大小均为10N，选项C错误，符合题意；选项D正确，不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
A．由题意知A、B始终处于动态平衡状态，当时，物体A恰好相对木板P保持静止，则A与木板P间的动摩擦因数

解得
整个过程中物体A、B一直相对静止，无法确定A与B间的动摩擦因数，A错误；
B．对B受力分析知B受重力和A对B的作用力而平衡，所以B对A的作用力大小等于重力，方向竖直向下，保持不变，B正确；
C．对物体B受力分析可知，A对B的摩擦力方向沿接触面向上，所以B对A的摩擦力方向沿接触面向下，C错误；
D．对物体A、B整体分析得，当时，木板P对A的摩擦力最大为
D错误。
故选B。
11．ACD
【详解】
A．以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，选项A正确；
B．以A为研究对象，A不受摩擦力，选项B错误；
C．B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反，由此可知，B对C的摩擦力的大小等于F，方向水平向右，选项C正确；
D．可将C隔离开作为隔离体进行分析，C受到五个力的作用，选项D正确。
故选ACD。
12．AC
【详解】
AB. 木块对木板的滑动摩擦力为
f1=μ1mg
木板处于平衡状态，可知木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg，选项A正确，B错误；
C. 无论怎样改变F的大小，但是木块对木板的摩擦力不变，则木板不可能运动，选项C正确；
D. 木板与木块之间发生相对运动时，只需要F>μ1mg，选项D错误。
故选AC。
13．BC
【详解】
AD．绳子的张力大小不变，始终等于Q的重力大小，故AD错误；
B．当木板倾角为37°时，由题意可知
根据平衡条件可知P将受到沿木板向下的静摩擦力，其大小为
当木板倾角为45°时，有
同理可知P仍将受到沿木板向下的静摩擦力，其大小为
所以
故B正确；
C．根据力的分解可知物体P对木板的压力将变小，故C正确。
故选BC。
14．AD
【详解】
A．根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为
N=1 N
A正确；
BCD．分析A球的受力情况，如下图所示
利用正交分解法，根据平衡条件得
解得
（2＋） N
小球C的重力
N
故BC错误，D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
法一：解析法
以球B为研究对象，受力分析如图所示
由平衡条件可得
F1=Gtanθ
F2=
当A向右移动少许后，θ减小，则F1减小，F2减小，AD正确。
故选AD。
法二：图解法
先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图所示的矢量三角形
当A向右移动少许后，θ减小，从图中可直观地看出，F1、F2都减小，AD正确。
故选AD。
16．AC
【详解】
AB．对小球受力分析如图所示
由平衡条件和几何关系有
，
可得
A正确，B错误；
C．设弹簧的形变量为x，根据胡克定律有，根据几何关系有
联立解得
C正确；
D．以小球和圆弧轨道整体为研究对象，受重力、地面的支持力，由共点力平衡条件可知，二力相互抵消，水平方向没有外力，即圆弧轨道不受地面的摩擦力，D错误。
故选AC。
17．
【详解】
（3）[1]当合力沿两个分力角平分线方向且两个分力夹角为120°，合力和两个分力大小相等，故弹簧形变量相同，长度相同，即
（4）[2]三个力构成一个直角三角形，由勾股定理可知
18．2.60 F′ BC ABCDF E
【详解】
（1）[1][2]最小刻度为0.1N，则读数为2.6N0；用一根弹簧秤拉皮筋时，拉力的方向与橡皮筋的方向在同一条直线上，即F与F′两个力中，方向一定沿AO方向的是F′。
（2）[3]两细绳套拉力的合力不一定沿两细绳套夹角的角平分线，故A错误。同一次实验，用一个细绳套拉橡皮条和用两个细绳套拉橡皮条结点O的位置应相同，不同次实验结点O的位置可以不同，故B正确。为减小弹簧测力计摩擦和误差，施力方向应沿测力计轴线，读数时视线正对测力计刻度，故C正确。合力可以比分力大，也可以比分力小，故D错误。故选BC。
（3）[4]每次拉橡皮条时都应该把橡皮条与结绳的结点拉至同一位置O点，故A正确；橡皮条，细绳，弹簧秤应保持在同一平面内，且与板面平行，故B正确；为了使所测量的力更准确，弹簧秤的外壳不能与纸面接触，以免产生摩擦，影响拉力大小，故C正确；拉橡皮条的细线要适当长些，视线通过细线垂直于纸面，在线下的纸上用笔定出尽量远的两个点，故D正确；两个分力F1，F2间的夹角θ不宜过大，也不宜过小，两个分力F1，F2的大小可以适当大一些，有利于减小误差，不能超过弹簧测力计的量程，并不是越大越好，故E错误；作图时要用细铅笔，同一实验中选定的比例标度要相同，所取的比例标度要适当大些，故F正确；故选ABCDF。
（4）[5]A．实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，需要测量重物M所受的重力，故A正确；
B． 弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，故B正确；
C． 拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C正确；
D． 重力在竖直平面内，为验证力的平行四边形定则，实验需要保证整个装置在竖直平面内，故D正确；
E。 当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验，故E错误。
此题选择不必要的选项，故选E。
19．(1)80N；(2)320N；(3)0.25
【详解】
(1)(2)经对小孩和雪橇整体受力分析，如图所示
根据平衡条件得：竖直方向有
水平方向有
解得
f=80N，N=320N
(3)根据，解得
20．(1)AC与BC绳拉力各为50N，；(2)重力不应超过
【详解】
(1)结点C受力如图所示
绳OC的拉力
C静止处于平衡状态，由平衡条件得
(2)当绳AC能承受的最大拉力为FA=100N，此时重物的重力
此时绳BC承受的拉力为
故此时绳BC会断；
当绳BC能承受的最大拉力为FB=150N，此时重物的重力
绳AC承受的拉力为
故此时绳AC不会断；
所以欲使两绳都不断，物体的重力不应超过100。
21．；
【详解】
当B的质量最大时，A刚好不上滑，则对A受力分析，根据共点力平衡条件，有：
mgsin30°+f=Tmax
N=mgcos30°
f=μN
联立解得
Tmax=75N
再对B受力分析，则有

联立解得

当B的质量最小时，A刚好不下滑，则对A受力分析，根据共点力平衡条件，有
mgsin30°-f=Tmin
N=mgcos30°
f=μN
联立解得
Tmin=25N
再对B受力分析，则有

联立解得
22．(1)2mg；；(2) ，摩擦力方向水平向右；(3) 见解析
【详解】
(1)研究B球，受力如图甲
由共点力的平衡条件有
解得
(2)研究A、B整体为研究对象，受力如图乙，设斜面体受到的摩擦力为f，由共点力的平衡条件
解得
摩擦力方向水平向右
(3)斜面体受到的最大静摩擦力
①水平向右的外力最大（设为）时，斜面体有向右运动趋势，由平衡条件有
解得
②水平向右的外力最小（设为）时，斜面体可能有向左运动趋势
（）当时，则
（）当时，，则