2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用章末檢測(cè)含解析粵教版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE11章末綜合檢測(cè)(三)相互作用(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.如圖所示的是幽默大師卓別林常用的一個(gè)藝術(shù)造型，他身子側(cè)傾，依靠手杖的支持使身軀平衡。下列說(shuō)法正確的是()A．水平地面對(duì)手杖沒有摩擦力的作用B．水平地面對(duì)卓別林沒有摩擦力的作用C．水平地面對(duì)手杖的彈力方向沿桿向上D．水平地面對(duì)卓別林的作用力方向肯定不是豎直向上的解析：選D手杖有向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，卓別林有向左滑動(dòng)的趨勢(shì)，水平地面對(duì)手杖和卓別林均有摩擦力的作用，A、B錯(cuò)誤；水平地面對(duì)手杖的彈力方向垂直于地面對(duì)上，C錯(cuò)誤；地面對(duì)卓別林的摩擦力方向向右，所以水平地面對(duì)卓別林的作用力方向斜向右上方，肯定不是豎直向上的，D正確。2.如圖所示，一木塊沿光滑斜面下滑，下列說(shuō)法正確的是()A．木塊受重力、支持力的作用B．木塊受下滑力、支持力的作用C．木塊受下滑力、對(duì)斜面的壓力、支持力的作用D．木塊對(duì)斜面的壓力是由于斜面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的解析：選A木塊下滑過程中，由于斜面是光滑的，所以不受摩擦力作用，受到豎直向下的重力和垂直斜面對(duì)上的支持力作用，下滑力為重力沿斜面對(duì)下的分力，對(duì)斜面的壓力的受力物體是斜面，不是木塊，A正確，B、C均錯(cuò)誤；木塊對(duì)斜面的壓力是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的，D錯(cuò)誤。3.當(dāng)直升機(jī)傾斜飛行時(shí)，螺旋槳產(chǎn)生的升力F垂直于機(jī)身，升力F與豎直方向的夾角為θ?，F(xiàn)沿水平和豎直兩個(gè)方向分解力F，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．水平分力大小為Fx＝FcosθB．水平分力大小為Fx＝FtanθC．豎直分力大小為Fy＝FcosθD．豎直分力大小為Fy＝Ftanθ解析：選C將力F分解為兩個(gè)相互垂直的分力，其中沿水平方向的分力大小為Fx＝Fsinθ，豎直方向的分力大小為Fy＝Fcosθ，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4.如圖所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，球的半徑為R，質(zhì)量為m的螞蟻只有在離桌面的高度大于或等于eq\f(4,5)R時(shí)，才能停在碗上，若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，那么螞蟻和碗面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()A.eq\f(3,5) B.eq\f(4,5)C.eq\f(3,4) D..eq\f(12,25)解析：選C螞蟻在重力、支持力和摩擦力作用下處于平衡狀態(tài)，依據(jù)共點(diǎn)力的的平衡條件，有f＝mgsinθ，F(xiàn)N＝mgcosθ，f＝μFN，而cosθ＝eq\f(\f(4R,5),R)＝eq\f(4,5)，所以μ＝eq\f(f,FN)＝tanθ＝eq\f(3,4)，故C正確。5.兩個(gè)物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖所示放置，OA、OB與水平面的夾角分別為30°、60°，物體M的重力大小為20N，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A．繩OA對(duì)M的拉力大小為10NB．繩OB對(duì)M的拉力大小為10NC．m受到水平面的靜摩擦力大小為10ND．m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左解析：選AD先對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，如圖所示，結(jié)點(diǎn)O受OA、OB、OM三根繩子的拉力，通過條件由幾何學(xué)問得知OA和OB的夾角為90°，因此利用力的平衡有，F(xiàn)OM＝20N，F(xiàn)OA＝FOM×sin30°＝10N，F(xiàn)OB＝FOM×cos30°＝10eq\r(3)N，故A對(duì)，B錯(cuò)；對(duì)物體m受力分析，受向左的拉力10N，向右的拉力10eq\r(3)N，因此物體m受到的靜摩擦力水平向左，大小為(10eq\r(3)－10)N，C錯(cuò)，D對(duì)。6.如圖所示，一長(zhǎng)直木板的上表面放有一小木塊，當(dāng)木板以遠(yuǎn)離木塊的一端O為軸，由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(α角變大)時(shí)，則木塊受到的摩擦力f隨轉(zhuǎn)過的角度α變更的圖像，可能正確的是()解析：選Cα角增大時(shí)，木塊先受到的摩擦力為靜摩擦力，則f＝mgsinα，當(dāng)木塊相對(duì)木板滑動(dòng)時(shí)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，則f＝μmgcosα，又知α角在增大，故C正確。7.用來(lái)粉刷墻壁的涂料滾的示意圖如圖所示。運(yùn)用時(shí)，用撐竿推著涂料滾沿著墻壁上下滾動(dòng)，把涂料勻稱地粉刷到墻壁上。撐竿的重量和墻壁的摩擦均不計(jì)，而且撐竿足夠長(zhǎng)。粉刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推涂料滾，使撐竿與墻壁間的夾角越來(lái)越小。該過程中撐竿對(duì)涂料滾的推力為F1，涂料滾對(duì)墻壁的壓力為F2，下列說(shuō)法正確的是()A．F1、F2均減小 B．F1、F2均增大C．F1減小，F(xiàn)2增大 D.F1增大，F(xiàn)2減小解析：選A以涂料滾為探討對(duì)象，分析受力狀況，受力圖如圖所示。設(shè)撐竿與墻壁間的夾角為α，依據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件，得F1＝eq\f(G,cosα)，F(xiàn)2＝Gtanα；依據(jù)題意可得，撐竿與墻壁間的夾角α減小，cosα增大，tanα減小，則F1、F2均減小，A正確。8.如圖所示，一傾角為30°的光滑斜面固定在地面上，一質(zhì)量為m的小木塊在水平力F的作用下靜止在斜面上。若只變更F的方向而不變更F的大小，仍使木塊靜止，則此時(shí)力F與水平面的夾角為()A．60° B.45°C．30° D.15°解析：選A木塊受重力、支持力和力F處于平衡狀態(tài)，受力如圖所示，依據(jù)矢量三角形知，F(xiàn)向上偏轉(zhuǎn)60°后，大小不變，且木塊仍舊能處于平衡狀態(tài)，所以此時(shí)力F與水平面的夾角為60°，故A正確。二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)9.如圖所示，一鐵架臺(tái)放于水平地面上，其上有一輕質(zhì)細(xì)線懸掛一小球，起先時(shí)細(xì)線豎直，現(xiàn)將水平力F作用于小球上，使其緩慢地由實(shí)線位置運(yùn)動(dòng)到虛線位置，鐵架臺(tái)始終保持靜止，則在這一過程中()A．水平拉力F是恒力B．鐵架臺(tái)對(duì)地面的壓力肯定不變C．細(xì)線的拉力變小D．地面對(duì)鐵架臺(tái)的摩擦力增大解析：選BD對(duì)小球受力分析如圖所示，其受拉力T、重力和水平力F，依據(jù)平衡條件，有F＝mgtanθ，T＝eq\f(mg,cosθ)，θ漸漸增大，則F漸漸增大，T也增大，故A、C錯(cuò)誤；以小球、細(xì)線和鐵架臺(tái)整體為探討對(duì)象，依據(jù)平衡條件得f＝F，則f漸漸增大，F(xiàn)N＝(M＋m)g，F(xiàn)N保持不變，故B、D正確。10.如圖所示，一光滑的輕滑輪用輕繩OO′懸掛于O點(diǎn)，另一輕繩跨過滑輪，一端連著斜面上的物塊A，另一端懸掛物體B，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)緩慢向左推動(dòng)斜面，直到輕繩平行于斜面，在這個(gè)過程中物塊A與斜面始終保持相對(duì)靜止。則下列說(shuō)法正確的是()A．物塊A受到的摩擦力肯定減小B．物塊A對(duì)斜面的壓力肯定增大C．輕繩OO′的拉力肯定減小D．輕繩OO′與豎直方向的夾角肯定減小解析：選BC對(duì)B分析，因?yàn)檫^程緩慢，故B受力平衡，所以繩子的拉力T′＝mBg，由于同一條繩子上的拉力大小相同，故繩子對(duì)A的拉力大小恒為T＝mBg。如圖所示，設(shè)繩子與斜面的夾角為θ，斜面與水平面的夾角為α，對(duì)A分析，在垂直于斜面方向上，有Tsinθ＋FN＝mAgcosα，隨著斜面左移，θ在減小，故FN＝mAgcosα－Tsinθ在增大；在沿斜面方向上，物塊A受到重力沿斜面對(duì)下的分力mAgsinα和繩子沿斜面對(duì)上的分力為Tcosθ，假如mAgsinα>Tcosθ，則有mAgsinα＝Tcosθ＋f，隨著θ減小，f在減小，假如mAgsinα<Tcosθ，則有mAgsinα＋f＝Tcosθ，隨著θ減小，f在增大，故A錯(cuò)誤，B正確。因?yàn)榛唭蛇吚K子的夾角越來(lái)越大，又滑輪兩邊繩子的拉力大小相等且不變，則滑輪兩邊繩子的合力越來(lái)越小，所以輕繩eq\a\vs4\al(OO)′的拉力在減小，C正確。eq\a\vs4\al(OO)′在滑輪兩邊輕繩夾角的角平分線上，所以eq\a\vs4\al(OO)′與豎直方向的夾角肯定增大，D錯(cuò)誤。11.如圖所示，一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球A用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，另一質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體B被夾在豎直墻壁和A球之間，B的球心到O點(diǎn)之間的距離為h，A、B的球心在同一水平線上，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是()A．A對(duì)B的壓力大小為eq\f(R＋r,h)mgB．豎直墻壁對(duì)B的摩擦力可能為零C．當(dāng)只輕輕把球B向下移動(dòng)一點(diǎn)距離，若A、B再次保持靜止，則A對(duì)B的壓力大小保持不變，細(xì)繩拉力增大D．當(dāng)只輕輕把球B向下移動(dòng)一點(diǎn)距離，若A、B再次保持靜止，則A對(duì)B的壓力減小，細(xì)繩拉力減小解析：選AD分析A球的受力狀況，如圖1所示，B對(duì)A的支持力FN和A的重力mg的合力與細(xì)繩的拉力T等大、反向、共線，依據(jù)兩個(gè)陰影三角形相像得eq\f(FN,R＋r)＝eq\f(mg,h)＝eq\f(T,OA)，解得FN＝eq\f(R＋r,h)mg，T＝eq\f(OA,h)mg，由力的作用是相互的知A對(duì)B的壓力大小為FN′＝FN＝eq\f(R＋r,h)mg，A正確；B在豎直方向受到重力，而A、B間無(wú)摩擦，由平衡條件知豎直墻壁對(duì)B肯定有摩擦力，B錯(cuò)誤；當(dāng)只輕輕把球B向下移動(dòng)一點(diǎn)距離，分析A球的受力狀況，如圖2所示，F(xiàn)N和T的合力與mg等大、反向、共線，依據(jù)兩個(gè)陰影三角形相像得eq\f(FN,R＋r)＝eq\f(mg,L)＝eq\f(T,OA)，解得FN＝eq\f(R＋r,L)mg，T＝eq\f(OA,L)mg，由于L>h，可知FN減小，T減小，由力的作用是相互的知A對(duì)B的壓力減小，C錯(cuò)誤，D正確。12.質(zhì)量均為m的兩物塊A和B之間連接著一根輕質(zhì)彈簧，其勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)將物塊A、B放在水平地面上一斜面的等高處，如圖所示，彈簧處于壓縮狀態(tài)，且物塊與斜面均能保持靜止。已知斜面的傾角為θ，兩物塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是()A．斜面和水平地面間肯定有靜摩擦力B．斜面對(duì)A、B及彈簧組成的系統(tǒng)的靜摩擦力大于2mgsinθC．若將彈簧拿掉，物塊也不行能發(fā)生滑動(dòng)D．彈簧的最大壓縮量為eq\f(mg\r(μ2cos2θ－sin2θ),k)解析：選CD將彈簧、兩物塊和斜面看作一個(gè)整體，對(duì)整體分析，整體處于平衡狀態(tài)，沒有相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)或相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故斜面與水平地面間沒有摩擦力的作用，A錯(cuò)誤；對(duì)A、B及彈簧整體分析，整體的重力沿斜面對(duì)下的分力為2mgsinθ，等于所受斜面的靜摩擦力，B錯(cuò)誤；拿掉彈簧前，單個(gè)物塊受到的靜摩擦力大于重力沿斜面對(duì)下的分力，拿掉彈簧后，靜摩擦力瞬間發(fā)生變更，與重力沿斜面對(duì)下的分力大小相等，物塊不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，C正確；彈簧彈力沿水平方向，大小為kx，且彈力大小等于mgsinθ和靜摩擦力f的合力，當(dāng)彈簧彈力最大時(shí)，彈簧的壓縮量最大，靜摩擦力最大，此時(shí)kxm＝eq\r(fm2－mgsinθ2)，其中fm＝μmgcosθ，故xm＝eq\f(mg\r(μ2cos2θ－sin2θ),k)，D正確。三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(6分)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系，試驗(yàn)步驟如下：①測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度；②將1個(gè)鉤碼掛在彈簧的下端，測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L；③將2、3、4個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，重復(fù)②。(1)該同學(xué)測(cè)量后把數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖乙中，請(qǐng)你幫助該同學(xué)作出F-L圖像。(2)由此圖線可得出該彈簧的原長(zhǎng)L0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________N/m。(結(jié)果保留一位小數(shù))解析：(1)作出F-L圖像如圖所示，(2)由圖像可知該彈簧的原長(zhǎng)L0＝5.0cm，勁度系數(shù)k＝eq\f(ΔF,ΔL)＝25.0N/m。答案：(1)見解析圖(2)5.025.0(24.9～25.1均可)14．(8分)某同學(xué)在做“驗(yàn)證平行四邊形定則”的試驗(yàn)中，遇到了以下問題，請(qǐng)幫助該同學(xué)解答。(1)物理學(xué)中有許多物理方法，本試驗(yàn)采納的是________。A．類比試驗(yàn)法 B.等效替代法C．限制變量法 D.極限法(2)在做試驗(yàn)之前，該同學(xué)發(fā)覺有一只彈簧測(cè)力計(jì)如圖甲所示，則在運(yùn)用前應(yīng)當(dāng)對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)________。(3)如圖乙所示的四個(gè)力中，力________(填圖中字母)是由一只彈簧測(cè)力計(jì)干脆拉橡皮筋測(cè)得的。(4)該同學(xué)已經(jīng)作出了兩個(gè)分力的力的圖示，如圖丙所示，方格中每邊的長(zhǎng)度表示0.5N，請(qǐng)幫助該同學(xué)用作圖法作出合力F的圖示，并求出合力的大小為________N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)該試驗(yàn)采納的方法是等效替代法，B正確。(2)由題圖甲可知，彈簧測(cè)力計(jì)指針不在零刻度線處，故在進(jìn)行測(cè)量前應(yīng)先對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線處。(3)F′與橡皮筋在同一條直線上，是由一只彈簧測(cè)力計(jì)干脆拉橡皮筋測(cè)得的。(4)以F1、F2為鄰邊，作出平行四邊形，如圖所示。由圖可知，合力為F＝7×0.5N＝3.5N。答案：(1)B(2)調(diào)零(3)F′(4)見解析圖3.515．(8分)如圖所示，用細(xì)線OC的一端將質(zhì)量m＝1kg的物體系住，另一端與細(xì)線AO、BO結(jié)在一起，O為結(jié)點(diǎn)，A端系在豎直的墻壁上，AO與墻壁間的夾角為30°，B端與另一個(gè)質(zhì)量M＝10kg、放在傾角為30°的粗糙斜面上的物體相連，OB與斜面平行，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，最大靜摩擦力可認(rèn)為與滑動(dòng)摩擦力相等，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝10m/s2，求：(1)OA、OB線的拉力大?。?2)B與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值。解析：(1)對(duì)結(jié)點(diǎn)O進(jìn)行受力分析，如圖所示，其受OC向下的拉力(大小等于mg)和OA、OB的拉力F1、F2，有F1＝mgcos30°＝5eq\r(3)N≈8.66NF2＝mgsin30°＝5N。(2)斜面上的物體在四個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，依據(jù)力的平衡條件，有Mgsin30°＋F2′≤fFN＝Mgcos30°f＝μFNF2′＝F2解得μ≥eq\f(11\r(3),30)≈0.64，即動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值為0.64。答案：(1)8.66N5N(2)0.6416．(10分)同學(xué)們都有過擦黑板的經(jīng)驗(yàn)。如圖所示，一黑板擦(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為m＝0.2kg，當(dāng)手臂對(duì)黑板擦的作用力F＝10N且F與黑板面所成角度為53°時(shí)，黑板擦恰好沿黑板表面緩慢豎直向上擦黑板。(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)(1)求黑板擦與黑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。(2)若作用力F的方向保持不變，當(dāng)F多大時(shí)能完成向下緩慢擦黑板的任務(wù)？(3)比較以上兩種狀況，試推斷哪次黑板擦得更干凈，并說(shuō)明理由。解析：(1)在黑板擦緩慢向上擦的過程中，以黑板擦為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析如圖甲所示，則在水平方向上，有：Fsin53°＝FN在豎直方向上，有：Fcos53°＝mg＋f，f＝μFN解得f＝4N，μ＝0.5。(2)在黑板擦緩慢向下擦的過程中，以黑板擦為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析如圖乙所示，則在水平方向上，有：F′sin53°＝FN′在豎直方向上，有：F′cos53°＋f′＝mg，f′＝μFN′解得F′＝2N，f′＝0.8N。(3)緩慢向上比緩慢向下擦得更干凈。因?yàn)榫徛蛏喜習(xí)r黑板擦與黑板間的摩擦力更大，擦得更干凈。答案：(1)0.5(2)2N(3)見解析17．(12分)如圖所示(截面圖)，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在粗糙的水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，斜面傾角為θ。一質(zhì)量為m的勻稱光滑圓柱體放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度大小為g，試求：(1)地面對(duì)三棱柱的支持力和摩擦力的大??；(2)若將A水平向左推動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)后撤去推力，A和B能否靜止不動(dòng)。解析：(1)選取A和B整體為探討對(duì)象，它受到重力(M＋m)g、地面的支持力FN、墻壁的彈力F和地面的摩擦力f的作用處于平衡狀態(tài)，如圖所示。依據(jù)平衡條件，有FN－(M＋m)g＝0，F(xiàn)＝f可得FN＝(M＋m)g再以B為探討對(duì)象，它受到重力、三棱柱對(duì)它的支持力FAB、墻壁對(duì)它的彈力F的作用處于平衡狀態(tài)，如圖所示，依據(jù)平衡條件，在豎直方向上，有FABcosθ＝mg在水平方向上，有FABsinθ＝F解得F＝mgtanθ所以f＝F＝mgtanθ。(2)若將A水平向左推動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)后撤去推力，由于A、B的受力狀況(大小和方向)均不變，所以A和B仍能靜止不動(dòng)。答案：(1)(M＋m)gmgtan