2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)三含解析粵教版必修1

PAGE14-單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(三)(60分鐘·60分)一、選擇題(本題共9小題,每小題3分,共27分)1.小孩從滑梯頂端滑下,對(duì)小孩進(jìn)行受力分析時(shí),某同學(xué)考慮了如下各個(gè)力,其中不正確的是 ()A.重力 B.支持力C.滑動(dòng)摩擦力 D.下滑力【解析】選D。小孩從滑梯頂端滑下時(shí),受到重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力作用,不存在下滑力,下滑是重力的一個(gè)效果,故D不正確,A、B、C正確。本題選不正確的,故選D。2.(2024·廣州高一檢測(cè))某同學(xué)把木塊放在水平長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)依次為3.0N、5.0N、8.0N時(shí)木塊均保持靜止,達(dá)到10.0N時(shí)木塊起先移動(dòng)。則木塊運(yùn)動(dòng)時(shí),下列哪個(gè)數(shù)值有可能是木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小 ()A.0N B.9.0NC.10.0N D.11.0N【解析】選B。由題可知,拉力達(dá)到10.0N時(shí)木塊起先移動(dòng),所以木塊與木板之間的最大靜摩擦力是10N。由于滑動(dòng)摩擦力一般略小于最大靜摩擦力,可知四個(gè)選項(xiàng)中木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小可能是9N,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。故選B?！炯庸逃?xùn)練】一物體置于粗糙水平地面上,按如圖所示不同的放法,在水平力F的作用下運(yùn)動(dòng),設(shè)地面與物體各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等,則物體受到的摩擦力的大小關(guān)系是 ()A.F甲>F丙>F乙 B.F乙>F甲>F丙C.F丙>F乙>F甲 D.F甲=F乙=F丙【解析】選D。物體在三種狀況下所受摩擦力均為滑動(dòng)摩擦力,由F=μFN=μmg知,物體在三種狀況下所受摩擦力大小相等,選項(xiàng)D正確。3.(2024·深圳高一檢測(cè))將一塊蹄形磁鐵靜置于鐵質(zhì)教室講臺(tái)的傾斜面上,則關(guān)于該磁鐵的受力狀況,以下說法正確的是 ()A.蹄形磁鐵共受到5個(gè)力的作用B.講臺(tái)面對(duì)磁鐵的支持力是由磁鐵的形變而產(chǎn)生的C.講臺(tái)面對(duì)磁鐵的摩擦力為靜摩擦力,其大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)D.講臺(tái)面對(duì)磁鐵的彈力與講臺(tái)面復(fù)原原狀的方向相同【解析】選D。蹄形磁鐵受重力、斜向上的支持力,依據(jù)平衡條件蹄形磁鐵還受沿斜面對(duì)上的摩擦力,同時(shí),還受鐵質(zhì)教室講臺(tái)對(duì)蹄形磁鐵的磁場(chǎng)引力,故A錯(cuò)誤;依據(jù)彈力產(chǎn)生的原理,可知,講臺(tái)面對(duì)磁鐵的支持力是由講臺(tái)面的形變而產(chǎn)生的,故B錯(cuò)誤;依據(jù)平衡條件,可知,講臺(tái)面對(duì)磁鐵的摩擦力為靜摩擦力,其大小與接觸面的粗糙程度無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;依據(jù)彈力產(chǎn)生的原理,可知,講臺(tái)面對(duì)磁鐵的彈力與講臺(tái)面復(fù)原原狀的方向相同,故D正確。故選D。4.如圖所示的運(yùn)動(dòng)員立定跳遠(yuǎn)腳蹬地起跳瞬間的受力示意圖,正確的是()【解析】選A。依據(jù)受力分析,運(yùn)動(dòng)員受到豎直向下的重力,垂直地面的向上的彈力,還受到水平向右的靜摩擦力,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員立定跳遠(yuǎn)腳蹬地起跳瞬間,有相對(duì)地面對(duì)左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。故選A。5.如圖所示,兩同學(xué)分別用力F1、F2共提一桶水,使水桶在空中保持靜止,則F1、F2的合力方向是 ()A.沿F1方向 B.沿F2方向C.豎直向上 D.豎直向下【解析】選C。水桶受到重力以及兩個(gè)拉力的作用,依據(jù)三力平衡的特點(diǎn)可知,F1、F2的合力與重力大小相等,方向相反,所以合力方向豎直向上。故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。故選C。6.一根輕質(zhì)彈簧一端固定,用大小為F1的力壓彈簧的另一端,平衡時(shí)長(zhǎng)度為l1;改用大小為F2的力拉彈簧,平衡時(shí)長(zhǎng)度為l2。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),該彈簧的勁度系數(shù)為 ()A. B.C. D.【解析】選C。本題考查彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系,意在考查考生對(duì)胡克定律的理解。由胡克定律可知,當(dāng)彈簧壓縮時(shí)有F1=k(l0-l1),當(dāng)彈簧拉伸時(shí)有F2=k(l2-l0),綜合以上兩式可得k=,C正確。7.如圖所示為某新型夾磚機(jī),它能用兩支巨大的“手臂”將幾噸磚夾起,大大提高了工作效率。已知該新型夾磚機(jī)能夾起質(zhì)量為m的磚,兩支“手臂”對(duì)磚產(chǎn)生的最大壓力為Fmax(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),則“手臂”與磚之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為 ()A.μ= B.μ=C.μ= D.μ=【解析】選B。兩個(gè)“手臂”對(duì)磚施加的靜摩擦力的合力與磚的重力大小相等,方向相反。當(dāng)磚受到的靜摩擦力剛好為最大靜摩擦力時(shí),有mg=2μFN。當(dāng)“手臂”與磚之間的壓力達(dá)到最大時(shí),動(dòng)摩擦因數(shù)達(dá)到最小值,則此最小值為,故B項(xiàng)正確。8.如圖,光滑球A在斜面上,被豎直擋板攔住而處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于球A所受的彈力,以下說法正確的是 ()A.球A僅受一個(gè)彈力作用,彈力的方向垂直于斜面對(duì)上B.球A受兩個(gè)彈力作用,一個(gè)水平向左,一個(gè)垂直于斜面對(duì)下C.球A受兩個(gè)彈力作用,一個(gè)水平向右,一個(gè)垂直于斜面對(duì)上D.球A受三個(gè)彈力作用,一個(gè)水平向右,一個(gè)垂直于斜面對(duì)上,一個(gè)豎直向下【解析】選C。球A所受重力豎直向下,與豎直擋板和斜面都有擠壓,斜面給它一個(gè)支持力,垂直斜面對(duì)上,擋板給它一個(gè)壓力,水平向右,選項(xiàng)C正確。9.如圖,小球用細(xì)繩系住放在傾角為θ的光滑斜面上,當(dāng)細(xì)繩由水平方向漸漸向上移動(dòng)時(shí),球始終保持靜止?fàn)顟B(tài),則細(xì)繩上的拉力將 ()A.先增大后減小 B.漸漸減小C.先減小后增大 D.漸漸增大【解析】選C。以小球?yàn)樘接憣?duì)象,小球受到重力G、斜面的支持力F1和細(xì)繩的拉力F2三個(gè)力作用。畫出受力圖,作出支持力F1和拉力F2的合力,依據(jù)平衡條件可知它們的合力與重力大小相等,方向相反,保持不變。分別作出細(xì)繩在位置1、2、3三個(gè)位置的合成圖,由圖可知:細(xì)繩上的拉力先減小后增大,故選C。【總結(jié)提升】力的動(dòng)態(tài)問題的分析步驟(1)畫出力的分解圖。在合力與兩個(gè)分力構(gòu)成的三角形中,一個(gè)是恒力,大小方向均不變;另兩個(gè)是變力,其中一個(gè)是方向不變的力,另一個(gè)是大小、方向均變更的力。(2)分析方向變更的力在哪個(gè)空間內(nèi)變更,借助力的矢量三角形,利用圖解法推斷兩個(gè)變力大小、方向的變更。(3)由圖解法可知,當(dāng)大小、方向都可變的分力(設(shè)為F1)與方向不變、大小可變的分力垂直時(shí),F1有最小值。【加固訓(xùn)練】長(zhǎng)直木板的上表面的一端放置一個(gè)鐵塊,木板放置在水平面上,將放置鐵塊的一端由水平位置緩慢地向上抬起,木板另一端相對(duì)水平面的位置保持不變,如圖所示。鐵塊受到的摩擦力Ff隨木板傾角α變更的圖線可能正確的是(設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力大小) ()【解析】選C。鐵塊起先相對(duì)木板不動(dòng),受靜摩擦力作用,Ff1=mgsinα,當(dāng)α增大到肯定程度,鐵塊相對(duì)木板滑動(dòng)時(shí),受滑動(dòng)摩擦力作用,Ff2=μmgcosα,由數(shù)學(xué)學(xué)問可知,只有C正確。二、試驗(yàn)題(5分)10.(1)在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”試驗(yàn)中,以下說法正確的是________。

A.彈簧被拉伸時(shí),不能超出它的彈性限度B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C.用直尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D.用幾個(gè)不同的彈簧分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量,得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等(2)某同學(xué)做“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的試驗(yàn),他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng),用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L,把(L-L0)作為彈簧的伸長(zhǎng)量x,這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最終畫出的圖線可能是如圖所示中的________。

【解析】(1)本試驗(yàn)中應(yīng)以須要探討的一根彈簧為試驗(yàn)對(duì)象,在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目,以變更對(duì)彈簧的拉力,來探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系,故A、B正確。(2)由于考慮彈簧自身重力的影響,當(dāng)不掛鉤碼時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量x≠0,所以選C。答案:(1)A、B(2)C三、計(jì)算題(本題共3小題,共28分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11.(9分)用細(xì)繩AC和BC吊起一重物,兩繩與豎直方向的夾角如圖所示,AC能承受的最大拉力為150N,BC能承受的最大拉力為100N。(1)若掛一50N的重物時(shí),AC繩的拉力為多少?(2)為使繩子不斷裂,所吊重物的質(zhì)量不得超過多少?【解析】(1)以結(jié)點(diǎn)為探討對(duì)象受力分析,運(yùn)用合成法作圖:由幾何關(guān)系:TAC=mgcos30°=25N(3分)(2)AC能承受的最大拉力為F1=150N,則懸掛的重物mg==100N,m=10kg, (2分)BC能承受的最大拉力為F2=100N,則懸掛的重物mg==200N,m=20kg, (2分)為保證兩根繩子都不斷,應(yīng)取質(zhì)量較小的,即所吊重物質(zhì)量不超過m=10kg。 (2分)答案:(1)25N(2)10kg【加固訓(xùn)練】如圖所示,三根輕質(zhì)繩子OA、OB與OC將一質(zhì)量為10kg的重物懸掛空中而處于靜止?fàn)顟B(tài),其中OB與天花板夾角為30°,OA與天花板夾角為60°,要求畫出結(jié)點(diǎn)O的受力分析圖,標(biāo)出對(duì)應(yīng)的力及角度。(g取10m/s2)(1)求繩子OA、OB對(duì)應(yīng)的拉力大小FA、FB;(2)若保持O、B點(diǎn)位置不變,變更OA繩長(zhǎng)度,將A點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn),使得OD=OB,求此時(shí)繩子OD對(duì)應(yīng)的拉力大小FD?！窘馕觥繉?duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析如圖甲所示,(1)依據(jù)平衡條件,由幾何學(xué)問得:FA=mgcos30°=50NFB=mgsin30°=50N(2)將A點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)后畫出受力圖如圖乙所示,運(yùn)用合成法,由幾何學(xué)問得:FD=mg=100N答案:見解析圖甲(1)50N50N(2)100N12.(9分)在傾角為30°的光滑斜面上放著一個(gè)質(zhì)量M=2kg的物體A,由輕繩與質(zhì)量為m的物體B相連,如圖所示,A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài),求B物體的質(zhì)量為多大。(g取10N/kg)【解析】分析B的受力可知,繩的拉力等于B所受重力。即FT=mg ①(2分)以A為探討對(duì)象,它受三個(gè)力,將重力分解后,在平行斜面方向上,A的合力為零,即Mgsin30°=FT②(2分)由①②得mg=Mgsin30°, ③(3分)代入數(shù)據(jù)解得:m=1kg。 ④(2分)答案:1kg13.(10分)如圖,OA、OB、OC三段輕繩結(jié)于O點(diǎn),OB水平且與放置在水平面上質(zhì)量為m1=1.5kg的物體乙相連,OC下方懸掛物體甲。此時(shí)物體乙恰好未滑動(dòng)。已知OA與豎直方向成θ=37°,物體乙與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,可認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)OB繩對(duì)物體乙的拉力是多大?(2)物體甲的質(zhì)量m2為多少?【解析】(1)對(duì)物體乙進(jìn)行受力分析,依據(jù)平衡條件有FOB=Ffm (1分)由于物體乙恰好未滑動(dòng),則Ffm=μm1g (2分)故OB繩對(duì)物體乙的拉力FOB=μm1g=0.2×1.5×10N=3N(1分)(2)對(duì)O點(diǎn)依據(jù)平衡條件有FOC= (2分)對(duì)物體甲依據(jù)平衡條件有FOC=m2g (2分)故物體甲的質(zhì)量為m2==kg=0.4kg(2分)答案:(1)3N(2)0.4kg(30分鐘·40分)14.(5分)(多選)如圖所示,鐵板AB與水平地面間的夾角為θ,一塊磁鐵吸附在鐵板下方。緩慢抬起鐵板B端使θ角增加(始終小于90°)的過程中,磁鐵始終相對(duì)鐵板靜止。下列說法正確的是 ()A.磁鐵始終受到四個(gè)力的作用B.鐵板對(duì)磁鐵的彈力漸漸增加C.磁鐵所受合外力漸漸減小D.磁鐵受到的摩擦力漸漸減小【解析】選A、B。對(duì)磁鐵受力分析,受重力G、磁力F、支持力FN和摩擦力Ff,如圖,所以磁鐵受到四個(gè)力的作用;由于磁鐵受力始終平衡,故合力為零,故A正確,C錯(cuò)誤;依據(jù)平衡條件,有:Gsinθ-Ff=0F-Gcosθ-FN=0解得:Ff=Gsinθ,FN=F-Gcosθ,由于θ不斷變大,故Ff不斷變大,FN不斷變大,故D錯(cuò)誤,B正確。15.(5分)(2024·天津高考)2024年10月23日,港珠澳跨海大橋正式通車。為保持以往船行習(xí)慣,在航道處建立了單面索(全部鋼索均處在同一豎直面內(nèi))斜拉橋,其索塔與鋼索如圖所示。下列說法正確的是 ()A.增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力B.為了減小鋼索承受的拉力,可以適當(dāng)降低索塔的高度C.索塔兩側(cè)鋼索對(duì)稱且拉力大小相同時(shí),鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下D.為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下,索塔兩側(cè)的鋼索必需對(duì)稱分布【解析】選C。以橋身為探討對(duì)象,鋼索對(duì)橋身拉力的合力與橋身的重力等大反向,即鋼索對(duì)索塔向下的壓力在數(shù)值上等于橋身的重力,增加鋼索的數(shù)量對(duì)索塔受到的向下的壓力無(wú)影響,因此A錯(cuò)誤;由圖甲可知2Tcosα=Mg,當(dāng)索塔高度降低后,α變大,cosα變小,故T變大,因此B錯(cuò)誤;由對(duì)選項(xiàng)B的分析可知,當(dāng)鋼索對(duì)稱分布時(shí),2Tcosα=Mg,鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下,因此C正確;如圖乙進(jìn)行受力分析,由正弦定理可知,只要滿意=,鋼索AC、AB的拉力FAC、FAB按平行四邊形定則進(jìn)行合成,其合力的方向肯定是豎直向下的,所以鋼索不肯定要對(duì)稱分布,故D錯(cuò)誤;綜上分析可知答案為C。16.(5分)(2024·江蘇高考)如圖所示,一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài),風(fēng)對(duì)氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為α,繩的拉力為T,則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為 ()A. B.C.Tsinα D.Tcosα【解析】選C。依據(jù)平衡條件可知繩對(duì)氣球拉力的水平重量與風(fēng)對(duì)氣球的作用力平衡,由力的分解可知F風(fēng)=Tsinα,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。17.(10分)在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的試驗(yàn)中,須要將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上兩根細(xì)繩,細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖所示)。試驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套,并互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O。(1)某同學(xué)在做該試驗(yàn)時(shí)認(rèn)為:A.拉橡皮條的繩細(xì)一些且長(zhǎng)一些,試驗(yàn)效果較好B.拉橡皮條時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行C.橡皮條彈性要好,拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí),拉力要適當(dāng)大些D.拉力F1和F2的夾角越大越好其中正確的是________(填入相應(yīng)的字母)。

(2)若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為4N,且兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向相互垂直,則________(選填“能”或“不能”)用一個(gè)量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出它們的合力,理由是___________________________________________________。

【解析】(1)為便于確定拉力的方向,細(xì)繩宜長(zhǎng)一些且較細(xì),試驗(yàn)時(shí)橡皮條、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與木板平行,F1與F2可適當(dāng)大些,但不能太大。拉力F1和F2的夾角越大,而合力反而越小,作圖時(shí)相對(duì)誤差太大,正確的選項(xiàng)為A、B、C。(2)若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為4N,且兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向相互垂直,則其合力為4N>5N,故不能用一個(gè)量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出它們的合力。答案:(1)A、B、C(2)不能量程太小18.(15分)如圖所示,在傾角為θ的粗糙固定斜面上,一個(gè)質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,且μ<tanθ,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為