教科版高中物理必修第一冊第三章相互作用檢測含答案

第三章相互作用注意事項1.本試卷滿分100分,考試用時75分鐘。2.無特殊說明,本試卷中g(shù)取10m/s2。一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中只有一項是符合題目要求的)1.在同一平面內(nèi)作用著三個共點力,它們的大小和方向如圖所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,則這三個力的合力大小為()A.5NB.139NC.29ND.7N2.小明去超市購物,他在從一層到二層的過程中,站立在自動人行道上,并隨自動人行道做勻速運(yùn)動。自動人行道為如圖所示的坡面平整的斜面。在小明隨自動人行道做勻速運(yùn)動的過程中,關(guān)于他的受力情況,下列說法正確的是()A.只受重力B.受重力和支持力C.受重力和摩擦力D.受重力、支持力和摩擦力3.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時,作出彈力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖所示。則()A.該彈簧的原長為10mB.該彈簧的勁度系數(shù)為0.25N/mC.在該彈簧下端懸掛1.0N的重物時,彈簧的長度為14cmD.在該彈簧下端懸掛2.0N的重物時,彈簧的長度為8cm4.如圖,甲、乙兩位同學(xué)分別站在輕質(zhì)薄板a、b上,在“草地”上進(jìn)行“拔河”游戲。薄板a、b與“草地”間的動摩擦因數(shù)均相同,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,甲、乙雙方各自緩慢向兩側(cè)拖拉。若甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,則在“拔河”過程中,下列判斷正確的是()A.薄板a和“草地”間的摩擦力較大B.薄板b和“草地”間的摩擦力較大C.薄板a和“草地”間不會有相對滑動D.甲、乙“拔河”的力屬于作用力與反作用力5.在機(jī)場和海港,常用輸送帶運(yùn)送旅客的行李和貨物,如圖所示,甲為水平輸送帶,乙為傾斜輸送帶,當(dāng)行李箱m隨輸送帶一起勻速運(yùn)動時,不計空氣阻力,下列幾種判斷中正確的是()A.甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力B.乙情形中的行李箱受到沿輸送帶向下的摩擦力C.乙情形中的行李箱受到沿輸送帶向上的摩擦力D.甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力6.如圖所示是擴(kuò)張機(jī)的原理示意圖,A、B為活動鉸鏈,C為固定鉸鏈,在A處作用一水平力F,滑塊就以比F大得多的壓力向上頂物體D。已知圖中2l=1.0m,b=0.05m,F=400N,滑塊與左壁接觸,接觸面光滑,則D受到向上頂?shù)牧?滑塊和桿的重力不計)()A.3000NB.2000NC.1000ND.500N7.戽斗[hùdǒu]是古代一種小型的人力提水灌田農(nóng)具,是我國古代勞動人民智慧的結(jié)晶。如圖所示,兩人雙手執(zhí)繩牽斗取水,在繩子長度一定時()A.兩人站得越近越省力B.兩人站得越遠(yuǎn)越省力C.兩邊繩子與豎直方向夾角為60°時最省力D.繩子拉力大小與兩人距離遠(yuǎn)近無關(guān)8.如圖所示,用繩索將重球掛在墻上,不考慮墻的摩擦。如果把繩的長度增加一些,則球?qū)K的拉力F1和球?qū)Φ膲毫2的變化情況是()A.F1增大,F2減小B.F1減小,F2增大C.F1和F2都減小D.F1和F2都增大二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在推力F的作用下,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動,已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,F的方向與地面成θ角斜向下,重力加速度為g,則地面對木塊的滑動摩擦力大小為()A.μmgB.FcosθC.FsinθD.μ(mg+Fsinθ)10.如圖所示,質(zhì)量分布均勻的光滑小球O,放在傾角均為θ的斜面體上,斜面體位于同一水平面上,且小球處于平衡,則下列說法中正確的是()A.甲圖中斜面對球O彈力最大B.丙圖中斜面對球O彈力最小C.乙圖中擋板MN對球O彈力最小D.丙圖中擋板MN對球O彈力最小11.如圖所示,物體A靜止在傾角為30°的斜面體上,現(xiàn)保持斜面體質(zhì)量不變,將斜面傾角由30°緩慢增大到37°的過程中,兩物體仍保持靜止,則下列說法中正確的是()A.A對斜面體的壓力減小B.斜面體對A的摩擦力增大C.地面對斜面體的支持力減小D.地面對斜面體的摩擦力增大12.如圖所示,一圓弧形支架固定在斜面上,用一根細(xì)線系住一重為G的小球,懸掛在支架的最高點A點,此時小球與斜面剛好接觸,現(xiàn)把懸掛點由A點緩慢移動到B點,懸掛點在B點時細(xì)線剛好與斜面平行,則在緩慢移動懸掛點的過程中()A.細(xì)線對球的拉力一直減小B.細(xì)線對球的拉力先增大后減小C.細(xì)線對球的拉力先減小后增大D.斜面對小球的支持力一直增大三、非選擇題(本題共6題,共60分)13.(6分)(1)在某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長度L關(guān)系實驗中,得到如圖甲所示的F-L圖像,由圖像可知:彈簧原長L0=cm,彈簧的勁度系數(shù)k=N/m。

(2)若按如圖乙的方式掛上鉤碼(已知每個鉤碼重G=1N),使(1)中研究的彈簧在光滑的水平桌面處于壓縮狀態(tài),穩(wěn)定后指針在刻度尺上指示如圖乙所示,則圖乙中所掛鉤碼的個數(shù)為個。(乙圖中彈簧左端是一有孔的擋板,細(xì)線拴在彈簧另一端)

14.(10分)用如下的器材和方法可以驗證“力的平行四邊形定則”,在圓形桌子上平鋪一張白紙,在桌子邊緣安裝三個光滑的定滑輪,其中滑輪P1固定在桌子邊緣,滑輪P2、P3可沿桌邊移動。(1)第一次實驗的步驟如下:A.在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼,并使結(jié)點O靜止;B.在白紙上描下和三根繩子的方向,記錄鉤碼的個數(shù),以O(shè)點為起點,作出三個拉力的圖示;

C.以繞過P2、P3繩的兩個力為鄰邊作平行四邊形,作出以O(shè)點為起點的平行四邊形的對角線,量出對角線的長度;D.檢驗對角線的長度和繞過P1繩的拉力的圖示的長度是否一樣,方向是否在一條直線上。(2)這次實驗中,若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m,另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為3m(兩力不在同一直線上),則第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量一定大于且小于。

(3)第二次實驗時,改變滑輪P2、P3的位置和相應(yīng)繩上鉤碼的數(shù)量,使結(jié)點平衡,繩的結(jié)點(填“必須”或“不必”)與第一次實驗中白紙上描下的O點重合。實驗中,若桌面不水平(填“會”或“不會”)影響實驗的結(jié)論。

15.(8分)如圖所示,雜技表演“疊羅漢”時四位演員疊在一起且均靜止。為了研究方便,假設(shè)四位演員A、B、C、D體型相同。表演時,B豎直站立在A的肩上,左、右手分別拉著D和C,且雙臂與豎直方向夾角均為30°;A撐開雙手水平撐著C和D。若四位演員的質(zhì)量均為m=60kg。求:(1)每位演員的重力G大小;(2)演員B右手臂受到C的拉力FB大小;(3)演員A右手臂受到C的壓力FA大小。16.(12分)很多人開車時喜歡用智能手機(jī)的導(dǎo)航功能,于是一種“車載磁吸手機(jī)支架”受到人們的喜愛。如圖甲所示,支架的吸盤具有磁性,會牢牢地吸附手機(jī),使其固定。圖乙是手機(jī)吸附在支架上的側(cè)視示意圖(支架相當(dāng)于傾角為θ的斜面)。若手機(jī)質(zhì)量m=200g,支架傾角θ=53°,手機(jī)與支架接觸面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,手機(jī)和支架均處于靜止?fàn)顟B(tài),支架和手機(jī)間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力近似相等。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)(1)若沒有磁吸力,通過計算說明,手機(jī)會不會滑下來;(2)若手機(jī)與吸盤間的磁吸力F=6N,求支架對手機(jī)的彈力和摩擦力的大小。17.(12分)如圖所示,工人需要把重為G的貨箱沿斜放的木板緩慢推上卡車。假定木板與水平面的夾角為θ,貨箱與木板間的動摩擦因數(shù)為μ,工人推力的方向與板面平行且與重力和支持力共面。求:(1)貨箱對木板的壓力大小;(2)木板對貨箱的摩擦力;(3)工人對貨箱的推力大小。18.(12分)如圖所示,已知質(zhì)量為m1的物體通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點為O點,輕繩OB水平且B端被位于水平面上質(zhì)量為m2的人拉著,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°,物體和人均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g。(1)求輕繩OA、OB上的拉力大小;(2)若人的質(zhì)量m2=50kg,人與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.45,則人所受最大靜摩擦力為多大?欲使人在水平面上不滑動,物體的質(zhì)量最大不能超過多少?

答案全解全析1.A建立直角坐標(biāo)系,如圖所示,x軸方向上的合力Fx=11N-10N·cos37°=3N,y軸方向上的合力Fy=10N-10N·sin37°=4N,這三個力的合力大小為F=Fx2+2.D人勻速上行,受力平衡,則受重力、自動人行道的支持力和摩擦力,故選項D正確。3.C由彈力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線可知,當(dāng)F=0時,彈簧長度為原長,即L0=10×10-2m=10cm=0.1m,A錯誤;由彈力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線可知,圖像斜率k=ΔFΔL=2.5-00.2-0.1N/m=25N/m,B錯誤;在該彈簧下端懸掛1.0N的重物時,有ΔL=Fk=1.025m=0.04m=4cm,則彈簧長度L1=10cm+4cm=14cm,C正確;在該彈簧下端懸掛2.0N的重物時,有ΔL=F4.C因甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,且薄板a、b與“草地”間的動摩擦因數(shù)均相同,可知薄板a與草地間的最大靜摩擦力大于薄板b與草地間的最大靜摩擦力;甲、乙雙方各自緩慢向兩側(cè)拖拉時,薄板b與草地間先發(fā)生相對滑動,薄板a和“草地”間相對靜止,此時繩子的拉力等于薄板b與草地間的滑動摩擦力,也等于薄板a與草地間的靜摩擦力,即薄板b和薄板a與“草地”間的摩擦力大小相等,A、B錯誤,C正確。甲、乙“拔河”的力同時作用在繩上,不屬于作用力與反作用力,D錯誤。5.C因為圖甲中行李箱m隨輸送帶一起勻速運(yùn)動,行李箱處于平衡狀態(tài),則行李箱在水平方向不受摩擦力,A、D錯誤;圖乙中行李箱m隨輸送帶一起勻速運(yùn)動,行李箱處于平衡狀態(tài),所以行李箱受到沿輸送帶向上的摩擦力,B錯誤,C正確。6.B將力F按作用效果沿AB和AC兩個方向進(jìn)行分解,作出力的分解圖如圖甲所示有2F1cosα=F,解得F1=F2=F2cosα;再將F1按作用效果分解為FN和FN',作出力的分解圖如圖乙所示,有FN=F1sinα,解得FN=Ftanα2;根據(jù)幾何知識有tanα=lb=10,解得F7.A設(shè)繩長為l,兩人間距為d,選O點為研究對象,受力分析如圖所示,因aOb為同一根繩子,故aO、bO對O點的拉力大小相等,因此平衡時aO、bO與水平方向的夾角相等,設(shè)為θ,根據(jù)平衡條件得2Tsinθ=mg,由幾何關(guān)系可得sinθ=l2-d2l,聯(lián)立可得T=mg2·ll8.C以球為研究對象,分析受力如圖。設(shè)繩子與墻的夾角為θ,由平衡條件得F1=F1'=mgcosθ,F2=F2'=mgtanθ,把繩的長度增加,則θ減小,cosθ增大,tanθ減小,則F1和F2都減小9.BD質(zhì)量為m的木塊在推力F的作用下,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動,受力如圖所示,水平方向:f=Fcosθ豎直方向:N=Fsinθ+mg滑動摩擦力:f=μN(yùn)=μ(mg+Fsinθ),故A、C錯誤,B、D正確。10.AD將甲、乙、丙、丁四種情況小球的受力圖作在一幅圖上,如圖,根據(jù)平衡條件得知,丁圖中斜面對小球的彈力為零,擋板對小球的彈力等于其重力G。甲、乙、丙三種情況中,斜面對小球的彈力和擋板對小球的彈力的合力與重力大小相等、方向相反,即三種情況中此合力相等,根據(jù)平行四邊形定則知,丙圖中擋板MN對球O彈力NMN最小,甲圖中斜面對球O彈力N斜最大,故A、D正確。11.AB設(shè)斜面的傾角為α,物體A的重力為G,作出A的受力如圖所示,根據(jù)平衡條件得N=Gcosα,f=Gsinα,當(dāng)斜面傾角α由30°增大到37°時,cosα減小,則N減小,根據(jù)力的相互性得知,A對斜面的壓力減小,A正確;當(dāng)斜面傾角α由30°增大到37°時,sinα增大,則f增大,B正確;把兩物體看作一個整體,整體只受重力和地面的支持力,不受地面的摩擦力,且地面的支持力總是等于兩物體重力之和,地面的摩擦力總是等于零,C、D錯誤。12.AD以小球為研究對象,受力分析如圖所示,因“緩慢”移動懸掛點,故小球處于動態(tài)平衡,在懸掛點由A點緩慢移動到B點的過程中,細(xì)線對球的拉力F與斜面對球的支持力的合力與小球重力G等大反向共線;由圖知,細(xì)線對球的拉力F一直減小,當(dāng)細(xì)線與斜面平行時,F與N垂直,此時F有最小值;而斜面對小球的支持力N一直增大;故選項A、D正確。13.答案(1)3.0(2分)200(2分)(2)3(2分)解析(1)彈簧原長就是彈簧沒有彈力時的長度,即F-L圖像在橫軸的截距L0=3.0cm;彈簧的勁度系數(shù)為k=12-0(9.0-3.0)×(2)由題圖得彈簧長度為L=1.5cm,由胡克定律得k(L0-L)=nG,解得n=3。14.答案(1)結(jié)點O的位置(2分)(2)m(2分)5m(2分)(3)不必(2分)不會(2分)解析(1)實驗中,需要在白紙上描下結(jié)點O的位置。(2)若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m,另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為3m,則兩繩子的拉力大小分別為2mg、3mg,兩繩子拉力的合力F的范圍是mg<F<5mg,三力的合力為零,則第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量在m~5m之間,即第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量一定大于m且小于5m。(3)本實驗不是先用一根繩拉結(jié)點,然后用兩根繩去拉結(jié)點,使一根繩拉的作用效果與兩根繩拉的作用效果相同,而是三根繩同時拉O點,使O點平衡,所以O(shè)點的位置可以改變,繩的結(jié)點不必與第一次實驗中白紙上描下的O點重合。由本實驗的原理可知,若桌面不水平,也不會影響實驗結(jié)論。15.答案(1)600N(2)4003N(3)2003N解析(1)四位演員的質(zhì)量均為60kg,則每位演員的重力為G=mg=600N。(1分)(2)以C為研究對象,演員C受重力mg、A對其水平向左的支持力FAC、B對其斜向上的拉力FBC,受力分析如圖所示由平衡條件有FBCsin30°=FAC(1分)FBCcos30°=mg(1分)解得FBC=mgcos30°=4003N由力的相互性可得,演員B右手臂受到C的拉力FB=FBC=4003N(1分)(3)由(2)分析可知,A對C的支持力FAC=mgtan30°=2003N(2分)由力的相互性可得,演員A右手臂受到C的壓力FA=FAC=2003N(1分)16.答案(1)手機(jī)會滑下來(2)7.2N1.6N解析(1)以手機(jī)為研究對象,受力分析如圖所示將重力沿斜面和垂直斜面分解后可得N=mgcosθ(1分)最大靜摩擦力fmax=μN(yùn)(1分)代入數(shù)據(jù)可得fmax=0.36N(1分)而重力沿斜面方向的分力mgsinθ=1.6N(1分)mgsinθ