2020-2021學(xué)年高中物理人教版必修1第三單元相互作用測試卷一教師版

2021-2021學(xué)年高一上學(xué)期第三單元測試卷物理〔一〕考前須知：1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。一、選擇題(此題共12小題，每題4分。在每題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題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)1．關(guān)于重力與重心，以下說法正確的選項是()A．舞蹈演員在跳舞過程中，其重心可能改變B．登珠穆朗瑪峰時，運(yùn)發(fā)動在山底和山頂受到的重力相同C．螞蟻太小，故螞蟻不受重力的作用D．質(zhì)量分布均勻的物體，其重心一定在該物體上【答案】A【解析】重心位置與物體的質(zhì)量分布情況及形狀有關(guān)，舞蹈演員在做各種優(yōu)美動作的時候，其重心位置不斷變化，A正確；重力的大小與海拔高度有關(guān)，登珠穆朗瑪峰時，運(yùn)發(fā)動在山底和山頂受到的重力不同，B錯誤；地球附近的物體都受重力的作用，只是螞蟻所受的重力很小，C錯誤；物體的重心位置與物體的質(zhì)量分布及物體形狀有關(guān)，質(zhì)量分布均勻的物體的重心可以不在物體上，例如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)的重心不在環(huán)上，D錯誤。2．關(guān)于動摩擦因數(shù)，以下說法正確的選項是()A．兩物體接觸面間壓力越大，動摩擦因數(shù)越大B．兩物體間滑動摩擦力越大，動摩擦因數(shù)越大C．兩物體間的動摩擦因數(shù)與滑動摩擦力成正比，與兩物體間的壓力成反比D．兩物體間的動摩擦因數(shù)是由兩物體的材料和接觸面的粗糙程度等決定的，與滑動摩擦力和正壓力無關(guān)【答案】D【解析】兩物體間的動摩擦因數(shù)是由兩物體的材料和接觸面的粗糙程度等決定的，與滑動摩擦力和正壓力無關(guān)，D正確。3．如下圖，一物塊在拉力FT作用下沿水平方向做勻速運(yùn)動，那么拉力FT與摩擦力Ff的合力的方向?yàn)?)A．可能向上偏右B．可能向上偏左C．一定豎直向上D．無法判定【答案】C【解析】物體做勻速直線運(yùn)動，故合力外為零；對物體受力分析可知，物體受重力、支持力、拉力及摩擦力；因重力和支持力的合力一定沿豎直方向且向下，故拉力一摩擦力的合力一定豎直向上，應(yīng)選C。4．如下圖，小車M在恒力F作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動，由此可判斷()A．假設(shè)地面光滑，那么小車一定受三個力作用B．假設(shè)地面粗糙，那么小車也可以不受摩擦力作用C．假設(shè)小車做勻速運(yùn)動，那么小車可能受四個力的作用D．假設(shè)小車做勻速運(yùn)動，那么小車一定受三個力的作用【答案】B【解析】假設(shè)地面光滑，小車可能受重力、支持力、拉力F，當(dāng)拉力F在豎直方向的分量等于重力時，支持力等于零，只受兩個力，故A錯誤；假設(shè)地面粗糙，車可能受重力、支持力、拉力F和摩擦力，當(dāng)支持力等于零時，摩擦力也等于零，所以小車也可以不受摩擦力作用，故B正確；假設(shè)小車做勻速運(yùn)動，那么小車受力平衡，所以小車受重力、支持力、拉力和摩擦力，那么小車一定受四個力的作用，故C、D錯誤。5．如下圖，A、B兩球完全相同，質(zhì)量均為m，用兩根等長的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，兩球之間連著一根輕質(zhì)彈簧，靜止不動時，兩根細(xì)線之間的夾角為θ，那么彈簧的彈力為()A．2mgtanθB．mgtanθC．2mtaneq\f(θ,2)D．mgtaneq\f(θ,2)【答案】D【解析】對其中一個小球B受力分析，如下圖，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件和幾何知識可得F=mgtaneq\f(θ,2)，故D正確。6．如圖，三個大小相等的力F，作用于同一點(diǎn)O，那么合力最大的是()【答案】B【解析】A項中將相互垂直的F進(jìn)行合成，合力的大小為eq\r(2)F，再與第三個力F合成，那么最終合力的大小為(eq\r(2)－1)F；B項中將方向相反的兩個力合成，那么合力為0，再與第三個力F合成，那么有合力大小為F；C項中將任意兩力進(jìn)行合成，可知這兩力的合力與第三個力大小相等，方向相反，這三個力的合力為零；D項中將左邊兩個力進(jìn)行合成，再與右邊合成，那么有合力的大小(eq\r(3)－1)F。綜上可知，合力最大的是B選項。7．如下圖，在粗糙的水平桌面上靜止放著一盞臺燈，該臺燈可通過支架前后調(diào)節(jié)從而可將燈頭進(jìn)行前后調(diào)節(jié)，以下對于臺燈的受力分析正確的選項是()A．臺燈受到水平向左的摩擦力B．假設(shè)將燈頭向前調(diào)節(jié)一點(diǎn)(臺燈未倒)，那么桌面對臺燈的支持力將變大C．支架對燈頭的支持力方向豎直向上D．整個臺燈所受的合外力方向豎直向上【答案】C【解析】以整個臺燈為研究對象，臺燈受到重力和桌面的支持力，且處于平衡狀態(tài)，合外力為0，故AD錯誤；根據(jù)二力平衡可知燈頭所受支架的支持力豎直向上，故C正確；假設(shè)將燈頭向前調(diào)一點(diǎn)(臺燈未倒)，臺燈仍然處于平衡狀態(tài)，故桌面對臺燈的支持力大小不變，故B錯誤。8．如下圖，右側(cè)是傾角α＝37°的斜面，左側(cè)為四分之一圓弧軌道，圓心O與斜面等高。A、B兩小球用一不可伸長的細(xì)線相連，A球與圓心O連線與豎直方向的夾角θ＝30°，A、B兩小球與斜面均靜止，不計一切摩擦，那么A、B兩小球的質(zhì)量之比為()A．eq\f(3\r(3),5)B．eq\f(4,5)C．eq\f(3\r(3),10)D．eq\f(2,5)【答案】A【解析】對A、B受力分析如下圖，對A球由平衡條件，豎直方向有Tcosθ＋N1cosθ＝m1g，水平方向有Tsinθ＝N1sinθ，聯(lián)立解得T＝eq\f(m1g,2cosθ)；對B球由平衡條件得T＝m2gsinα，聯(lián)立解得eq\f(m1,m2)＝eq\f(3\r(3),5)。9．以下說法中正確的選項是()A．自然界所有的相互作用力都可歸納為四種根本相互作用B．在四種根本相互作用中，萬有引力是最強(qiáng)的C．四種根本相互作用的規(guī)律是完全獨(dú)立的，不可能再統(tǒng)一了D．萬有引力和電磁力是長程力，強(qiáng)相互作用和弱相互作用是短程力【答案】AD【解析】在當(dāng)前的研究水平上，可以認(rèn)為自然界所有的相互作用歸納為四種，選項A正確；在四種根本相互作用中，萬有引力是最弱的，選項B錯誤；隨著研究的深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種根本相互作用之間的統(tǒng)一關(guān)系，如“弱電統(tǒng)一〞，四種根本相互作用最終有可能統(tǒng)一為一種最根本的相互作用，C錯誤；萬有引力和電磁力是長程力，強(qiáng)相互作用和弱相互作用是短程力，D正確。10．如下圖，一傾角為45°的斜面固定于墻角，為使一光滑且質(zhì)量分布均勻的鐵球靜止于圖示位置，需加一水平力F，且F通過球心。以下說法正確的選項是()A．球一定受墻水平向左的彈力B．球可能受墻水平向左的彈力C．斜面對球彈力的方向一定通過鐵球的重心D．球可能受斜面垂直于斜面向上的彈力【答案】BC【解析】F的大小適宜時，球可以靜止在無墻的斜面上，F(xiàn)增大時墻才會對球有彈力，所以A錯誤，B正確；斜面對球必須有斜向上的彈力才能使球不下落，該彈力方向垂直于斜面且一定通過球的重心，所以C正確，D錯誤。11．如下圖，物體A用輕質(zhì)細(xì)繩系在豎直桿MN上的B點(diǎn)?，F(xiàn)用一水平力F作用在繩上的O點(diǎn)，將O點(diǎn)緩慢向左移動，使細(xì)繩與豎直方向的夾角θ逐漸增大。關(guān)于此過程，以下說法中正確的選項是()A．水平力F逐漸增大B．水平力F逐漸減小C．繩OB上的彈力逐漸減小D．繩OB上的彈力逐漸增大【答案】AD【解析】設(shè)物體A的質(zhì)量為m，對結(jié)點(diǎn)O受力分析，那么由平衡條件得F＝mgtanθ，θ增大，那么F增大，A正確，B錯誤；設(shè)繩OB上的彈力為T，Tcosθ＝mg，T＝eq\f(mg,cosθ)，θ增大，那么T增大，C錯誤，D正確。12．如下圖，質(zhì)量分別為m1和m2兩個物體用兩根輕質(zhì)細(xì)線，分別懸掛在天花板上的A、B兩點(diǎn)，兩線與水平方向夾角分別為α、β，且α＞β，兩物體間的輕質(zhì)彈簧恰好處于水平狀態(tài)，兩根細(xì)線拉力分別為FTA和FTB，那么以下說法正確的選項是()A．FTA＞FTB B．FTA＜FTBC．m1＞m2 D．m1＜m2【答案】AC【解析】對整體，F(xiàn)TAcosα＝FTBcosβ，由于α>β，有cosα<cosβ，得FTA>FTB，A正確，B錯誤；對m1和m2豎直方向受力平衡，F(xiàn)TAsinα＝m1g，F(xiàn)TBsinβ＝m2g，得m1>m2，C正確，D錯誤。二、非選擇題(此題共6小題，共52分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(5分)用扳手?jǐn)Q螺帽，要想將螺帽擰緊，我們可以在扳手的手柄上不同的地方用同一方向不同大小的力；用力作用在彈簧上可使彈簧伸長或壓縮；用力作用在靜止的小車上，可以使小車運(yùn)動起來。上述情景說明：(1)力可以改變物體的________，也可以改變物體的________。?！敬鸢浮?1)形狀運(yùn)動狀態(tài)(2)大小方向作用點(diǎn)【解析】(1)用力作用在彈簧上可使彈簧伸長或壓縮，說明力能改變物體的形狀；用力作用在靜止的小車上，可以使小車運(yùn)動起來，說明力能改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。(2)彈簧的彈力越大，彈簧伸長或壓縮的長度越大，說明力的作用效果與力的大小有關(guān)；給彈簧施加拉力，彈簧伸長，施加壓力，彈簧收縮，說明力的效果與力的方向有關(guān)；在扳手的手柄上不同的地方用同一方向不同大小的力，說明力的效果與力的作用點(diǎn)有關(guān)。14．(6分)某同學(xué)利用如圖1所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定那么：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點(diǎn)O，每個鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3，答復(fù)以下問題：(1)改變鉤碼個數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖莀_________。A．鉤碼個數(shù)N1＝N2＝2N3B．鉤碼個數(shù)N1＝N3＝3N2C．鉤碼個數(shù)N1＝N2＝N3D．鉤碼個數(shù)N1＝3N2＝4N3(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是______________。A．標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度C．用量角器量出三段繩子之間的夾角D．用天平測出鉤碼的質(zhì)量(3)在作圖時，你認(rèn)為圖2中________是正確的。(填“甲〞或“乙〞)【答案】(1)BC(2)A(3)甲【解析】(1)對O點(diǎn)受力分析如下圖，OA、OB、OC分別表示FOA、FOB、FOC的大小，由于三個共點(diǎn)力處于平衡，所以FOA、FOB的合力大小等于FOC，那么∣FOA－FOB∣<FOC<FOA+FOB，故B、C能完成實(shí)驗(yàn)。(2)為探究求合力的方法，必須作受力圖，所以先明確受力點(diǎn)，即標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，其次要作出力的方向并讀出力的大小，最后作出力的圖示，因此要做好記錄，應(yīng)從力的三要素角度出發(fā)，要記錄鉤碼的個數(shù)和記錄OA、OB、OC三段繩子的方向，故A正確，B、C、D錯誤。(3)以O(shè)點(diǎn)為研究對象，F(xiàn)3的實(shí)際作用效果在OC這條線上，由于誤差的存在，F(xiàn)1、F2的合力的理論值與實(shí)際值有一定偏差，故甲圖符合實(shí)際，乙圖不符合實(shí)際。15．(8分)木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25；夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m。系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力?，F(xiàn)用F＝1N的水平拉力作用在木塊B上，如下圖，求力F作用后木塊A、B所受摩擦力的大小?！窘馕觥繘]有施加力F時，木塊A、B受力平衡，所受靜摩擦力等于彈簧的彈力，即FA＝FB＝F彈＝kx＝400×0.02N＝8N木塊B受到地面的最大靜摩擦力FBm＝μGB＝0.25×60N＝15N施加力F后，對木塊B有F＋F彈<FBm那么B所受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小為FB′＝F＋F彈＝9N施加力F后，木塊A所受摩擦力仍為靜摩擦力，大小為FA′＝F彈＝8N。16．(10分)用兩根繩子吊起一重物，如下圖，每根繩子所能承受的最大拉力是2.0×104N。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。問：(1)吊起的重物超重時，AO和BO哪根繩先斷？(2)該裝置所能吊起的重物最重是多少？【解析】(1)一端連接重物的吊繩對O點(diǎn)的拉力F產(chǎn)生兩個效果：沿AO和BO方向同時拉O點(diǎn)，根據(jù)力的平行四邊形定那么，可將F分解為FAO和FBO，由圖可知FAO＝Fsin53°＝Gsin53°FBO＝Fsin37°＝Gsin37°故FAO>FBO，故AO繩先斷。(2)當(dāng)FAO＝2.0×104N時，Gmax＝Fmax＝eq\f(FAO,cos37°)＝2.5×104N即該裝置所能吊起的重物最重為2.5×104N。17．(10分)在同一平面內(nèi)的四個共點(diǎn)力F1、F2、F3、F4的大小依次為1