第三章 相互作用 监测质量试卷-2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册word版含答案

第三章《相互作用》监测质量试卷-2021-2022年粤教版必修第一册高一物理上册
一、单选题
1．下列关于力和物体受力的说法正确的是（　　）
A．飘在空中的气球没有和地球接触，所以不受重力
B．力是不能离开施力物体和受力物体而单独存在的
C．运动员把足球踢出，在空中飞行的足球受到运动员的作用力
D．人站在地球上受到地球的吸引力，但是不可能对地球有引力
2．现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为。不考虑静电力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左
B．若则打印机不能实现自动进纸
C．除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大
D．进纸过程中除最上面第一、二张白纸外其它纸之间均没有摩擦力
3．如图所示，两根弹簧原长都是10cm，劲度系数都是k＝20N/cm，小球A和B的重力大小都是1N，若不计弹簧质量，而且两个小球都可看做质点，则悬点O到B之间的弹簧总长度是（　　）
A．20.11cm B．20.15cm C．20.30cm D．20.40cm
4．图甲为家庭常用的燃气灶实物图，灶面上有一个支架。共有四个均匀分布的支承面，对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个蒸锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支面与水平方向成α角。蒸锅和里面的食物总计重为G，则每个支承面给蒸锅的支持力为（忽略蒸锅和支承面之间的摩擦力）（　　）
A． B． C． D．
5．如图，水平地面上有一表面粗糙的三角形斜块，斜块顶端装有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜块上，均处于静止状态。当用平行于斜面向上的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（　　）
A．轻绳对Q的拉力变小 B．三角形斜块对Q的支持力变小
C．三角形斜块对Q的摩擦力大小可能变小 D．地面对三角形斜块的支持力可能不变
6．表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为m的运动员从高处落下，恰好落在O点上。该处下凹至最低点时，网绳、均为如图乙所示，此时O点受到向下的冲击力大小为4F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（　　）
A．F B．2F C．4 F+mg D．
7．如图，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（　　）
A．甲受到三个力的作用
B．甲受到的摩擦力水平向右
C．扶梯对乙的作用力方向垂直扶梯向上
D．扶梯对乙的作用力方向竖直向上
8．小杰同学将洗干净的外套和衬衣挂在晾衣绳上，如图所示，晾衣绳穿过中间立柱上的固定套环，分别系在左、右立柱的顶端，忽略绳与套环、衣架挂钩之间的摩擦，忽略晾衣绳的质量，用、、和分别表示各段绳的拉力大小，下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，球面光滑的半球形物体放在水平面上。一个可视为质点的物块放在球面上在与半球面切线平行的力F作用下处于静止状态，此位置与球心O的连线与水平方向的夹角为30°。现保持F的方向不变，改变其大小，使物块沿球面缓慢运动到球的顶端，此过程半球形物体始终不动，则（　　）
A．F不断增大 B．F不断减小
C．球面对物块支持力先增大后减小 D．球面对物块支持力不断减小
10．如图所示，两个可视为质点的小球和，用质量可忽略的刚性细杆相连，放置在一个光滑的半球面内，已知小球和的质量之比为。当两球处于平衡状态时，光滑球面对小球的支持力大小等于，对小球的支持力大小等于。若要求出的比值大小，则（　　）
A．需要知道刚性细杆的长度与球面半径的关系 B．需要知道刚性细杆的长度和球面半径的大小
C．不需要其他条件，有 D．不需要其他条件，有
二、多选题
11．如图所示，光滑斜面体固定于水平地面上，质量为m的小球被轻绳拴住挂在天花板上。已知轻绳与竖直方向的夹角为30°，斜面倾角为30°，整个装置处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．轻绳对小球的拉力大小为mg
B．轻绳对小球的拉力大小为mg
C．斜面对小球的支持力大小为mg
D．斜面对小球的支持力大小为mg
12．水平桌面上有一长方体箱子，有四个完全相同的光滑小球A、B、C、D，先将小球A、B、C放置在长方体箱子里，此时三个小球之间、三个小球与箱侧壁之间刚好接触（其中小球A、B与两面箱侧壁接触，小球C与一面箱侧壁接触），其俯视图如图甲所示，然后将小球D放置在小球A、B、C上方，如图乙所示，若四个小球的质量均为m，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球A对小球D的作用力大小为
B．小球A对地面的压力为
C．单面箱侧壁对小球A的作用力大小为
D．小球A、B对小球D的作用力的合力大小为
13．如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上，现用大小相等、方向相反的水平力F分别推A和B，它们均静止不动，重力加速度为g，则（　　）
A．A与B之间可能存在摩擦力
B．B与地面之间一定存在摩擦力
C．B对A的支持力一定小于mg
D．地面对B的支持力的大小一定等于
14．如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，物块A、B都处于静止状态。现将物块B向右移至C点后，物块A、B仍保持静止，下列说法中正确的是（　　）
A．地面对B的支持力减小 B．B与水平面间的摩擦力增大
C．悬于墙上的绳所受拉力不变 D．A、B静止时，始终有α=β=θ成立
15．如图所示，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上重心恰好在支架横和斜梁的连接点O的上方，空调外机对O点的压力大小为F。横梁AO水平，斜梁BO跟横梁的夹角为30°且O、A、B均通过转轴相连，忽略支架的重力，下列说法正确的是（　　）
A．横梁OA对O点的拉力大小为
B．斜梁OB对O点的压力大小为2F
C．保持O点位置不变，若把斜加长一点，则斜梁OB的压力将增大
D．保持O点位置不变，若把斜梁加长一点，则横梁OA的拉力将减小
16．如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则（　　）
A．箱子对木板的摩擦力方向向右
B．木板对地面的摩擦力方向向左
C．木板对地面的压力大小为3mg
D．若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg
三、实验题
17．某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：
①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为、，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录、间的距离（即橡皮筋的长度）。每次将弹簧测力计示数改变0.50N，测出所对应的长度，部分数据如下表所示：
F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
l/cm
10.97 12.02 13.00 13.98 15.05
③找出②中时橡皮筋两端的位置，重新标记为、，橡皮筋的拉力记为。
④在弹簧测力计挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在弹簧测力计挂钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使弹簧测力计挂钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为，OB段的拉力记为。
完成下列作图和填空：
（1）利用表中数据画出图线，如图丙。
（2）测得，，则的大小为________N。
（3）根据给出的标度，在图丁中作出和的合力的图示______。
（4）通过比较与________的大小和方向，即可得出实验结论。
18．某同学用“两把量程为的弹簧测力计、一个橡皮筋、平整木板一块、图钉若干枚、细线、白纸和笔”验证力的平行四边形定则，完成实验后，该同学进行拓展实验如下，请完成必要步骤：
（1）在白纸上过橡皮筋固定点A画一直线如图甲中竖直虚线所示用一把弹簧测力计将橡皮筋拉至一定长度，橡皮筋始终保持沿着虚线的方向，记录橡皮筋结点位置O；测力计示数如图乙所示，读数为___________N。
（2）如图甲所示，过结点O作两互相垂直的虚线，、与延长虚线夹角分别为60°和30°。
（3）如图丙所示，用两把弹簧测力计a、b将橡皮筋结点拉至O点，a、b的方向分别与、重合，记录a、b两弹簧测力计的读数和。
（4）现保持结点O的位置不变，缓慢将两弹簧测力计同时逆时针转动30°，并保持互相垂直，在转动过程中，弹簧测力计a的示数___________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）当转过30°时，弹簧测力计b的读数为。若平行四边形定则成立，则与的比值为___________。
四、解答题
19．如图所示，质量为的半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，质量为的光滑小球在水平外力的作用下处于静止状态，和圆心的连线与水平面的夹角为，求：
(1)小球与框架的弹力大小；
(2)地面对框架的摩擦力大小；
20．如图所示，物体甲质量为m甲＝0.8kg，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m乙＝5kg的物体乙相连，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为＝0.3，轻绳OA与竖直方向的夹角＝37°，物体甲、乙均处于静止状态，（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：
（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大；
（2）水平面对物体乙的摩擦力。
21．用细绳AC和BC悬挂100N的重物，两绳与水平方向夹角分别为53°和37°，重物处于静止状态。求：（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）绳AC和绳BC承受的拉力分别是多大？
（2）若AC能够承受的最大拉力为300N，BC能够承受的最大拉力为200N，要使绳子才不会被拉断求物体的最大重力。
22．如图甲所示，现欲将一批圆筒从车厢内卸下，工人师傅利用两根等长的相同钢管搭在水平车厢与水平地面之间，构成一倾斜轨道，轨道底端连线与车厢尾部平行，该轨道平面与地面夹角θ=30°，车厢内有两种不同的圆筒P、Q，如图乙所示为圆筒P与钢管A、B的截面图，当两钢管间的距离与圆筒的半径R相等时，轻推一下圆筒P后，圆筒P可沿轨道匀速下滑，已知圆筒P、Q的质量均为m，重力加速度为g，忽略钢管粗细，求：
（1）圆筒P在下滑过程中受到钢管的摩擦力f及支持力N的大小；
（2）单根钢管对圆筒P的支持力N1的大小及动摩擦因数μ1；
（3）工人师傅想通过调整两钢管间的距离d（轨道倾角θ=30°不变），使圆筒被轻推后匀速下滑，但是发现无论怎样调整都不能使圆筒Q匀速下滑，试通过计算分析圆筒Q与轨道间的动摩擦因数μ2应满足什么条件。
参考答案
1．B
【详解】
A．飘在空中的气球没有和地球接触，但仍然受重力，故A错误；
B．力是不能离开施力物体和受力物体而单独存在的，故B正确；
C．运动员把球踢出，在空中飞行的足球只受到重力作用，故C错误；
D．力的作用是相互的，人站在地球上受到地球的吸引力，同时人也吸引地球，故D错误；
故选B。
2．B
【详解】
A．第一张纸相对于滚轮的运动趋势方向与滚轮的运动方向相反，则受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同，即受到滚轮的摩擦力向右，故A错误；
B．若要自动进纸，则滚轮与白纸之间的摩擦力要大于纸与纸的摩擦力，则有，若则打印机不能实现自动进纸，故B正确；
CD．设每张的质量为m，动摩擦因数为μ2，对第二张分析，它对第三张纸的压力等于上面两张纸的重力及滚轮的压力，最大静摩擦力为
而受到的第一张纸的滑动摩擦力为
则第一张纸与第二张纸之间存在滑动摩擦力，第二张纸以下的纸张均受到静摩擦力，大小均等于，故CD错误。
故选B。
3．B
【详解】
=10cm=0.1m；，对两球组成的整体分析有
对下面小球受力分析，有
则悬点O到B之间的弹簧总长度是
代入数据得
故选B。
4．B
【详解】
对蒸锅进行受力分析可得
解得
ACD错误，B正确。
故选B。
5．C
【详解】
A．对物体P受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故绳子的拉力等于物体P的重力；当用平行斜面向上的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，绳子的拉力仍然等于物体P的重力，轻绳上拉力一定不变，即轻绳对Q的拉力大小不变，A错误；
B．斜面对Q的支持力等于重力的垂直分力，当用平行于斜面向上的恒力推Q时，由于推力没有垂直斜面的分力，则三角形斜块对Q的支持力不变，B错误；
C．对物体Q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Q时，静摩擦力f会减小，也可能摩擦力大小不变，方向相反，C正确；
D．对整体受力分析，开始时受重力和支持力，二力平衡；施加推力后，推力有竖直向上的分力，则地面对三角形斜块的支持力变小，D错误；
故选C。
6．B
【详解】
由题可知，此时每根绳与水平方向的夹角为，设每根绳子张力为T，则有
解得，这时O点周围每根网绳承受的张力为
故选B。
7．D
【详解】
AB．题图甲中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力和支持力，不受摩擦力，AB错误；
CD．题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，扶梯对乙有支持力和摩擦力，乙受重力，根据共点力作用下的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力等大反向，故扶梯对乙的作用力竖直向上，C错误D正确。
故选D。
8．D
【详解】
由于晾衣绳是穿过中间立柱上的固定套环并未打结，同一条绳上各点拉力大小相等，满足
D正确。
故选D。
9．B
【详解】
由于F的方向不变，重力的大小和方向不变
由图像法动态平衡分析可知，拉力F不断减小，球面对物块的支持力不断增大。
故选B。
10．C
【详解】
受力分析如图
分别对小球和受力分析有
，
根据几何关系有
，
则有
故选C。
11．AC
【详解】
对小球受力分析，由平衡知识可知，沿斜面方向

垂直斜面方向
解得
故选AC。
12．AC
【详解】
A．四个小球的球心连在一起形成一个四面体，设四面体的变长为a，四面体的高为 ，对于D球受到三个小球的支持力，设支持力与竖直方向的夹角为 ，根据平衡
解得
A正确；
B．对于球A，在竖直方向上，则
根据牛顿第三定律小球A对地面的压力为，B错误；
C．小球D对小球A的作用力在水平面上的分力
因为小球A对两个箱侧壁的作用力是垂直的，根据几何关系，则小球A对单面箱侧壁的作用力
根据牛顿第三定律，单面箱侧壁对小球A的作用力，C正确；
D．小球A、B对小球D的作用力
D错误。
故选AC。
13．AD
【详解】
BD．把AB当成一整体，水平方向两个F等大反向平衡，竖直方向地面支持力与整体重力相等，故B与地面之间没有摩擦力，地面对B的支持力的大小一定等于，B错误，D正确；
A．设斜面倾角为，对木块A，沿斜面方向，若
B对A的静摩擦力沿斜面向下，若
B对A的静摩擦力沿斜面向上，若
A、B间无摩擦，A正确；
C．木块A在垂直斜面方向满足
故B对A的支持力一定大于mg，C错误。
故选AD。
14．BD
【详解】
AB．由A的平衡可知，绳上拉力T始终等于A的重力，即
设滑轮右侧绳与地面夹角为，对B由平衡条件可得
当B往右移时减小，可知地面对B的摩擦力f增大，地面对B的支持力N增大，A错误，B正确；
CD．A、B静止时，对滑轮有
可知，，悬于墙上的绳的拉力方向始终在跨过滑轮的细绳间的角平分线上，由几何关系可知
α=β=θ
当B向右移动时，、均增大，故F减小，C错误，D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】
AB．设斜梁对O点的支持力为，横梁对O点的拉力为，对O点受力分析由平衡条件得
带入解得
故B正确，A错误；
CD．保持O点位置不变，若把斜梁加长，则此时角度变大，变大，变大，由
可得横梁对O点的拉力减小，斜梁对O的支持力减小，故D正确，C错误。
故选BD。
16．AC
【详解】
A．箱子相对木板有向右运动的趋势，则木板对箱子的静摩擦力向左，箱子对木板的摩擦力方向向右，选项A正确；
B．对整体而言，木板相对地面无运动趋势，则木板对地面无摩擦力，选项B错误；
CD．对整体而言，竖直方向受力平衡，则地面对木板的支持力为3mg，由牛顿第三定律可知，木板对地面的压力大小为3mg，且若人用斜向下的力推箱子，木板对地面的压力不变，仍为3mg，选项C正确，D错误。
故选AC。
17．1.80（1.70~1.90均正确）
【详解】
(2)[1]橡皮筋的长度，由图甲可得
所以
(3)[2]利用给出的标度作出FOA和FOB的图示，然后以FOA和FOB为邻边的平行四边形，对角线即为合力，如图所示：
[3]由图可知F'为作图法所得到的合力，FOO'等于真实合力，F'与FOO'不完全重合，存在一定误差，但在误差允许范围内，可得出实验结论。
18．4.0 变大
【详解】
（1）[1] 根据弹簧测力计的读数规则可知，精度值为0.2N，则示数为4.0N，即重物的重力大小为4.0N
（2）[2]画力的示意图如图
则
弹簧测力计同时逆时针转动30°过程中， 变小，变大，可知弹簧测力计a的示数变大。
（3）[3] 当转过30°时，则
则与的比值为
19．(1)8.3N；(2)6.7N
【详解】
(1) 对小球受力分析可知，小球与框架的弹力大小


(2)对框架和小球的整体分析，则水平方向

即地面对框架的摩擦力大小为6.7N。
20．（1）10N；6N；（2）6N，方向水平向左
【详解】
（1）节点O受力分析，受下面细绳的拉力，OA的拉力，OB的拉力，根据平衡条件
TOA==10N
TOB==6N
（2）对乙分析，水平方向合力为零
f==6N
方向水平向左
21．（1）80N；60N；（2）333.3N
【详解】
（1）重物处于静止状态，所受合力为零。FA与FB合力向上大小等于重力。
所以
FA=Gcos37°=80N
FB=Gsin37°=60N
（2）当FA=300N时
FB=FAtan37°=225N > 200N
BC绳已经断裂。
所以当FB=200N时重物重力最大。此时
Gmax= 333.3N
22．（1），；（2），；（3）
【详解】
（1）对圆筒P（侧视图）受力分析
垂直斜面方向

斜面方向

联立解得
，
（2）由平面几何：，对圆筒P（截面图）所受支持力N按照OA、OB方向分解，可得单根钢管对圆筒P的支持力N1，则
解得
由（1）中分析可知单根钢管对圆筒P的支持力f1为
钢管与圆筒P间的动摩擦因数
（3）由（1）（2）中可知，两钢管间的距离越小，越小，则单根钢管对圆筒Q的弹力越小，当两根钢管紧靠的一起时，弹力N1最小，此时圆筒Q所受滑动摩擦力最小，则
连立解得