人教版物理舉一反三-必修一第3章 相互作用力（提高版）（教師版）

3.7相互作用力本章測(cè)試提高板解析版一、選擇題（本題共10小題，1-6每小題4分，共24分。每小題所給的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求.7-10每小題4分，共16分。每小題所給的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分）1．下列關(guān)于力的說(shuō)法正確的是（）A．力是物體對(duì)物體的作用，所以發(fā)生力的作用必須相互接觸B．同一個(gè)物體在赤道時(shí)所受的重力比在兩極時(shí)所受的重力大C．細(xì)繩對(duì)物體拉力的方向總是沿繩且指向繩收縮的方向D．木塊放在桌而上對(duì)桌而產(chǎn)生的壓力，是由于桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的【答案】C【詳解】A．發(fā)生力的作用不一定相互接觸，如萬(wàn)有引力，故A錯(cuò)誤；B．赤道處的重力加速度比兩極處的重力加速度小，同一個(gè)物體在赤道時(shí)所受的重力比在兩極時(shí)所受的重力小，故B錯(cuò)誤；C．細(xì)繩對(duì)物體拉力的方向總是沿繩且指向繩收縮的方向，故C正確；D．木塊放在桌而上對(duì)桌而產(chǎn)生的壓力，是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤。故選C。2．一物體受到四個(gè)共點(diǎn)力，其大小分別為400N、600N、900N和1300N，這四個(gè)力的合力大小不可能為（）A．3300N B．2300N C．400N D．0【答案】A【詳解】四個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為400N、600N、900N和1300N，最大合力，則為四個(gè)力之和，即為3200N；400N、600N兩個(gè)力的合力范圍為900N、1300N兩個(gè)力的合力范圍為兩極合力范圍出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，則合力最小值為0，則四個(gè)共點(diǎn)力的合理范圍為故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。3．如圖所示，是等邊三角形的中心，是三角形中的任意點(diǎn)，如果作矢量、、分別表示三個(gè)力，三個(gè)力的方向如圖中箭頭所示，則這三個(gè)力的合力大小用的長(zhǎng)度表示為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】因?yàn)槭堑冗吶切蔚闹行?，現(xiàn)增加三個(gè)力：矢量、、，如圖所示因矢量、、互成，故、、三者的合力為零，不影響、、三力的合成，根據(jù)三角形定則可知，與的合力為，與的合力為，與的合力為，故、、這三個(gè)力的合力為，C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。4．我國(guó)的石橋世界聞名，如圖，某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成，其中石塊1、6固定，2、5質(zhì)量相同為m，3、4質(zhì)量相同為，不計(jì)石塊間的摩擦，則為（

）A． B． C．1 D．2【答案】D【詳解】六塊形狀完全相同的石塊圍成半圓對(duì)應(yīng)的圓心角為，每塊石塊對(duì)應(yīng)的圓心角為，對(duì)第塊石塊受力分析如圖結(jié)合力的合成可知對(duì)第2塊和第三塊石塊整體受力分析如圖解得故選D。5．如圖所示，打印機(jī)進(jìn)紙槽里疊放有一疊白紙，進(jìn)紙時(shí)滾輪以豎直向下的力F壓在第一張白紙上，并沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，滾輪與第一張紙不打滑，但第一張紙與第二張紙間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。滾輪與白紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，白紙之間、白紙與紙槽底座之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，每張白紙的質(zhì)量為m，不考慮靜電力的影響，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．滾輪對(duì)第一張白紙的摩擦力方向水平向左B．第二、三張白紙間的摩擦力大小為C．第三、四張白紙間的摩擦力大小為D．越靠近底座，白紙間的摩擦力越大【答案】C【詳解】A．第一張紙相對(duì)于滾輪的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向左，則滾輪對(duì)第一張白紙的摩擦力方向向右，故A錯(cuò)誤；B．第一、二張白紙間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為第二張白紙?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài)，第二、三張白紙間的摩擦力為靜摩擦力，大小等于第一、二張白紙間的摩擦力，即故B錯(cuò)誤；C．第三張白紙?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài)，第三、四張白紙間的摩擦力為靜摩擦力，大小等于第二、三張白紙間的摩擦力，即故C正確；D．除第一張白紙外，所有白紙均處于靜止?fàn)顟B(tài)，白紙間的摩擦力均為，大小相等。故D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖所示，學(xué)校門口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩，石墩與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動(dòng)石墩時(shí)，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為，則下列說(shuō)法正確的是（）A．輕繩的合拉力大小為B．輕繩的合拉力大小為C．減小夾角，輕繩的合拉力一定減小D．輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力也最小【答案】B【詳解】AB．對(duì)石墩受力分析，由平衡條件可知聯(lián)立解得故A錯(cuò)誤，B正確；C．拉力的大小為其中，可知當(dāng)時(shí)，拉力有最小值，即減小夾角，輕繩的合拉力不一定減小，故C錯(cuò)誤；D．摩擦力大小為可知增大夾角，摩擦力一直減小，當(dāng)趨近于90°時(shí)，摩擦力最小，故輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力不是最小，故D錯(cuò)誤；故選B。二、多選題7．如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪．一細(xì)繩跨過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊N．另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°．已知M始終保持靜止，則在此過(guò)程中（）A．水平拉力的大小可能保持不變B．M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加【答案】BD【詳解】如圖所示，以物塊N為研究對(duì)象，它在水平向左拉力F作用下，緩慢向左移動(dòng)直至細(xì)繩與豎直方向夾角為45°的過(guò)程中，水平拉力F逐漸增大，繩子拉力T逐漸增大；對(duì)M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力T的增加，則摩擦力f也逐漸增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，則隨著繩子拉力T的增加，摩擦力f可能先減小后增加．故本題選BD．8．如圖所示，將兩相同的木塊a、b至于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁，開始時(shí)a、b均靜止。彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力，b所受摩擦力，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間（）A．大小不變 B．方向改變C．仍然為零 D．方向向右【答案】AD【詳解】初始狀態(tài)，a在水平方向上受繩子拉力、彈簧的彈力還有摩擦力處于平衡，b受彈簧的彈力和繩子的拉力處于平衡，右側(cè)細(xì)繩剪斷的瞬間，彈簧的彈力不變，a仍然受三個(gè)力作用，摩擦力的大小和方向不變，而b受到向左的彈力，將受到向右的摩擦力，故選AD。9．如圖所示，有一個(gè)固定的1/4圓弧形阻擋墻PQ，其半徑OP水平、OQ豎直．在PQ墻和斜面體A之間卡著一個(gè)表面光滑的重球B，斜面體A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推著，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)改變推力F的大小，推動(dòng)斜面體A沿著水平地面向左緩慢運(yùn)動(dòng)，使球B沿斜面上升一很小高度．在球B緩慢上升的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是A．斜面體A與球B之間的彈力逐漸減小B．阻擋墻PQ與球B之間的彈力逐漸減小C．水平推力F逐漸增大D．水平地面對(duì)斜面體A的彈力不變【答案】AB【詳解】A、B、小球B處于平衡狀態(tài)，對(duì)B受力分析，如圖所示：當(dāng)球B沿斜面上升一很小高度時(shí)，圓弧阻擋墻對(duì)B的壓力方向與水平方向的夾角減小，根據(jù)圖象可知，斜面體A與球B之間的彈力N2逐漸減小，阻擋墻PQ與球B之間的彈力N1逐漸減小，故A正確，B正確；C、D、以斜面體為研究對(duì)象，則有上述解析可知球B對(duì)斜面A的彈力減小，我們可以將該力分解為水平方向和豎直方向，該力與水平豎直所成夾角不變，所以豎直與水平分力都減小，而F等于其水平分力，故F減小，地面對(duì)A的支持力等于A的重力+該力的豎直分力，故地面對(duì)A的支持力也減小，故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤．故選AB．【點(diǎn)睛】本題主要考查了動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，要求同學(xué)們能正確分析物體的受力情況，能根據(jù)平均條件列式求解，注意整體法和隔離法的應(yīng)用．10．兩根相同的輕彈簧的原長(zhǎng)均為，將兩彈簧與兩相同物體按如圖所示的方式連接并懸掛于天花板上，靜止時(shí)兩根彈簧的總長(zhǎng)為，現(xiàn)用手托著物體，使下面的彈簧2恢復(fù)到原長(zhǎng)，則下面說(shuō)法正確的有（）

A．懸掛穩(wěn)定時(shí)彈簧1的長(zhǎng)度為，彈簧2的長(zhǎng)度為B．彈簧2恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)彈簧1長(zhǎng)度為C．物體上升的距離為D．物體上升的距離為【答案】AD【詳解】A．設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B兩物體質(zhì)量均為m，對(duì)彈簧1有對(duì)彈簧2有可得解得可知懸掛穩(wěn)定時(shí)彈簧1的長(zhǎng)度為，彈簧2的長(zhǎng)度為，A正確；BC．當(dāng)彈簧2恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，彈簧2上沒(méi)力，彈簧1只承受一個(gè)物體，此時(shí)形變量所以長(zhǎng)度為，上升，BC錯(cuò)誤；D．彈簧2恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，相對(duì)懸掛狀態(tài)下的彈簧總長(zhǎng)，彈簧2縮短了，彈簧1縮短了，則有上升了彈簧1和彈簧2的縮短量之和，為，D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共18分每空2分）11．小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。(1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如題圖所示，O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置，兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F1和F2的方向分別過(guò)P1和P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3的方向過(guò)P3點(diǎn)。三個(gè)力的大小分別為：F1＝3.30N、F2＝3.85N和F3＝4.25N。請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力。(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過(guò)程對(duì)橡皮筋彈性的影響。實(shí)驗(yàn)裝置如題圖所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點(diǎn)，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)N，在白紙上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過(guò)程，再次記錄下N的軌跡。兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如題圖所示，過(guò)O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為。(3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些？（填寫選項(xiàng)前的字母）A．橡皮筋的長(zhǎng)度與受到的拉力成正比B．兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng)C．兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較大D．兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大(4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)。?！敬鸢浮縁a＝FbBD選用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜過(guò)長(zhǎng)【詳解】(1)[1]根據(jù)力的圖示法作出力F1和F2的圖示，如圖所示，并根據(jù)力的平行四邊形定則作出兩者的合力，用刻度尺量得其長(zhǎng)度為單位長(zhǎng)度的4.7倍，即合力大小為4.7N（4.6~4.9N均可）。(2)[2]設(shè)Oab與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件解得F＝mgtanθ因此有Fa＝Fb(3)[3]AB．由中分析可知，橡皮筋上的拉力大小為因此有Ta＝Tb顯然圖中Ob＞Oa，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B正確；D．橡皮筋因老化，每次被拉后，形變已經(jīng)不能完全恢復(fù)，因此兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大故選項(xiàng)D正確；C．兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故選BD。(4)[4]有上述分析可知，要確保橡皮筋發(fā)生彈性形變，因此應(yīng)注意選用新的彈性較好的橡皮筋，每次橡皮筋的形變要在彈性限度內(nèi)，即拉伸不宜過(guò)長(zhǎng)?！军c(diǎn)睛】12．實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量某彈簧的勁度系數(shù)，彈簧形狀如圖（甲）。把彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，并在彈簧旁邊沿豎直方向固定一刻度尺，刻度尺的零刻度對(duì)齊彈簧上端。在彈簧下端逐個(gè)增掛鉤碼，每個(gè)鉤碼重力為0.5N，并記錄彈簧的長(zhǎng)度，如表所示。表1：彈簧長(zhǎng)度與鉤碼個(gè)數(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)編號(hào)ABCDEFGHIn（鉤碼個(gè)數(shù)）/個(gè)012345678L（彈簧長(zhǎng)度）/cm5.506.108.1010.1112.1014.0916.1018.0920.11

（1）把表1中數(shù)據(jù)描在圖（乙）上，并根據(jù)圖中的點(diǎn)擬合出該彈簧的L-n圖像。

（2）根據(jù)圖（乙）中的擬合直線可以判斷該彈簧的勁度系數(shù)為N/m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。該擬合直線在縱軸上的截距表示彈簧原長(zhǎng)的理論值，該彈簧原長(zhǎng)的理論值與實(shí)際值（填“相等”或“不相等”）（3）小明通過(guò)在彈簧下端預(yù)先掛上重物的方法“改造彈簧”，使彈簧處于拉伸狀態(tài)。然后逐個(gè)增掛鉤碼，重新繪制出L-n圖像。根據(jù)該L-n圖像測(cè)量出彈簧的勁度系數(shù)將（填“偏大”、“偏小”或“不變”），圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)值（填“等于”或“不等于”）改造后彈簧的實(shí)際長(zhǎng)度?！敬鸢浮?5不相等不變等于【詳解】（1）[1]描點(diǎn)并擬合出該彈簧的L-n圖像如下

（2）[2]設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，彈簧自身重力為G彈，單個(gè)鉤碼的重量為G0，根據(jù)胡克定律整理可得所以圖像的斜率代表，所以可得彈簧的勁度系數(shù)[3]由于彈簧自身的重力，圖像與縱軸的截距與彈簧的原長(zhǎng)的實(shí)際值不相等。（3）[4][5]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)圖像斜率計(jì)算可知，將此彈簧懸掛重物后再用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的勁度系數(shù)不會(huì)有變化。圖像與縱軸的截距即為彈簧掛上重物后的實(shí)際長(zhǎng)度。四、解答題（本題共3小題，13題12分，14題14分，15題16分，共42分。要求寫出必要的文字說(shuō)明和方程式）13．如圖所示，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，光滑滑輪D固定在斜面體C上，連接物塊A的輕繩OD段水平、DA段與斜面平行，已知物塊A的質(zhì)量，物塊B的質(zhì)量，輕繩OE與豎直方向的夾角以及斜面的傾角均為37°，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）繩OE、OD中的拉力大??；（2）斜面C對(duì)物塊A的摩擦力大小和方向；（3）地面對(duì)C的摩擦力大小。

【答案】（1），24N；（2）9.6N，沿斜面向下；（3）【詳解】（1）對(duì)O點(diǎn)分析，水平繩OD對(duì)O點(diǎn)的拉力，（2）對(duì)物塊A，重力的沿著斜面方向的分力大小DA繩的拉力大小等于FOD=24N所以斜面C對(duì)物塊A的摩擦力方向沿斜面向下，有解得Ff=9.6N（3）對(duì)物塊A、C及滑輪整體，水平方向因摩擦力為最大靜摩擦力，則14．如圖所示，質(zhì)量為的物體被水平力F推著靜止于粗糙的固定斜面上。斜面傾角為，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求：（，g?。ńY(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示）（1）力F為多大時(shí)，物體不受摩擦力；（2）物體靜止在斜面上時(shí)，力F的取值范圍。【答案】（1）；（2）【詳解