2024-2025學年新教材高中物理第三章相互作用-力章末質量評估訓練含解析新人教版必修第一冊

PAGE12-章末質量評估（三）(時間:90分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分.每小題只有一個選項符合題目要求)1.國慶節(jié)小長假,同學們相約到海邊游玩.下面是一些同學有關“重力”的談話,正確的是 ()A.在沙灘上奔跑,身體的重力變大了B.在大海里暢游,身體的重力變小了C.背著氧氣瓶潛水,身體的重力變大了D.與同學一起劃船,身體的重力不變解析:重力是由于地球對物體的吸引而產(chǎn)生的,與物體的運動狀態(tài)、所處的位置和是否受其他力無關,故選項D正確,選項A、B、C錯誤.答案:D2.沼澤的下面隱藏著豐富的泥炭,它的纖維狀和海綿狀的物理結構導致人在其表面行走時簡單下陷.若人下陷的過程是先加速后勻速運動,下列推斷正確的是 ()A.加速運動時人對沼澤地的壓力大于沼澤地對他的支持力B.加速運動時人對沼澤地的壓力小于沼澤地對他的支持力C.人對沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對他的支持力D.人對沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對他的支持力解析:人對沼澤地的壓力與沼澤地對人的支持力為作用力與反作用力,二力大小相等、方向相反,故選項A、B、C錯誤,選項D正確.答案:D3.如圖所示(俯視圖),完全相同的四個足球彼此相互接觸疊放在水平地面上處于靜止狀態(tài),每個足球的質量為m,不考慮轉動狀況,下列說法正確的是(重力加速度為g) ()A.下面每個足球對地面的壓力均為43B.下面的足球不受地面的摩擦力C.下面每個足球受地面的摩擦力均為33D.上面足球對下面每個足球的壓力均為33解析:設地面對與地面接觸的三個足球的支持力分別為FN,以四個足球整體為探討對象,豎直方向上,受力分析可得,3FN=4mg,FN=43mg,由牛頓第三定律,可知下面每個足球對地面的壓力均為FN'=43mg,選項A正確;四個球的球心構成了正四面體,對下面的一個球受力分析如圖,選項B錯誤;依據(jù)幾何關系,cosθ=63,sinθ=33,則63F+mg=FN=43mg,33F=Ff,聯(lián)立解得Ff=2答案:A4.曾經(jīng)一張名為“史上最孤獨熊貓”的圖片走紅網(wǎng)絡,一只熊貓?zhí)稍趦A斜的樹干上紋絲不動,樹干給熊貓的作用力方向為 ()A.垂直于樹干向上B.沿樹干向上C.豎直向上D.樹干形變困難,無法推斷力的方向解析:熊貓靜止在樹干上,受重力和樹干對熊貓的作用力,依據(jù)二力平衡,樹干對熊貓的力與重力等大、反向,故樹干給熊貓的力方向豎直向上,故選項C正確.答案:C5.如圖所示,彈簧測力計和細繩重力不計,不計一切摩擦,物體重力G=5N,當裝置穩(wěn)定時彈簧測力計A和B的讀數(shù)分別為 ()A.5N,0 B.5N,10N C.5N,5N D.10N,5N解析:彈簧測力計的示數(shù)為彈簧測力計所承受的力的大小.題圖中無論彈簧測力計的右端是固定在支架上還是掛上重物,其作用效果是相同的,彈簧測力計承受的力的大小都等于物體的重力大小,選項C正確.答案:C6.手提電腦散熱底座一般設置有四個卡位用來調整角度,如圖甲所示.某同學將電腦放在散熱底座上,為了獲得更好的舒適度,由原卡位4調至卡位1增大傾角,如圖乙所示,電腦始終處于靜止狀態(tài),則 ()甲乙A.電腦受到4個力的作用B.電腦受到的合力變大C.散熱底座對電腦的作用力方向豎直向上D.電腦受到的重力和支持力的合力不變解析:電腦受到重力、支持力、靜摩擦力三個力作用,選項A錯誤;電腦始終處于靜止狀態(tài),所受合力始終為0,選項B錯誤;散熱底座對電腦的作用力指的是支持力與靜摩擦力的合力,與電腦的重力等大反向,即方向豎直向上,選項C正確;重力與支持力的合力和靜摩擦力等大反向,且由三角形學問知Ff=Gsinθ,θ為底座傾角,當由原卡位4調至卡位1時傾角增大,則靜摩擦力變大,故電腦受到的重力和支持力的合力變大,選項D錯誤.答案:C7.下圖是懸繩對稱且長度可調的自制著陸傘.用該傘掛上重力為G的物體進行兩次落體試驗,懸繩的長度l1<l2,兩次試驗中該傘勻速下降時每根懸繩的拉力大小分別為F1、F2,則(懸繩根數(shù)為n) ()A.F1<F2 B.F1>F2 C.F1=F2<G D.F1=F2>G解析:由題意知,物體受重力和n根懸繩拉力作用處于平衡狀態(tài),由對稱性可知,每條懸繩拉力的豎直分力為Gn,設懸繩與豎直方向的夾角為θFcosθ=Gn,解得F=Gncosθ,由于無法確定ncosθ是否大于1,故無法確定拉力F與重力G的大小關系,選項C、D錯誤;懸繩較長時,夾角θ較小,故拉力較小,即F1答案:B8.一物塊置于水平地面上,當用與水平方向成60°角的力F1拉物塊時(如圖甲所示),物塊做勻速直線運動;當改用與水平方向成30°角的力F2推物塊時(如圖乙所示),物塊仍做勻速直線運動.若F1和F2的大小相等,則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為 ()甲乙A.3-1 B.2-3 C.3-1解析:物塊受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、拉力F1(或推力F2),已知物塊處于平衡狀態(tài),依據(jù)平衡條件,有F1cos60°=μ(mg-F1sin60°),F2cos30°=μ(mg+F2sin30°),聯(lián)立解得μ=2-3.選項B正確.答案:B二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個選項符合題目要求.全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.如圖所示,自動卸貨車靜止在水平地面上,車廂在液壓機的作用下,傾角θ緩慢增大,貨物P相對車廂仍舊靜止.在此過程中,下列說法正確的是 ()A.貨物受到的摩擦力變大B.貨物對車廂的壓力變大C.貨車對地面的壓力不變D.地面對車的摩擦力變小解析:貨物處于平衡狀態(tài),受重力、支持力、靜摩擦力作用,依據(jù)平衡條件,有mgsinθ=Ff,FN=mgcosθ,θ增大時,Ff增大,FN減小;再依據(jù)牛頓第三定律,貨物對車廂壓力變小,選項A正確,選項B錯誤.對貨車整體進行受力分析,只受重力與支持力,依據(jù)平衡條件,支持力不變;再依據(jù)牛頓第三定律,車對地面的壓力不變,選項C正確,選項D錯誤.答案:AC10.如圖所示,物體A放在截面為直角三角形的斜面體B上,B放在彈簧上并緊挨著豎直墻壁,初始時A、B靜止.現(xiàn)用力F沿斜面對上推A,但A、B并未運動,下列說法正確的是 ()A.彈簧彈力肯定不變B.A、B之間的摩擦力肯定變大C.A、B之間的摩擦力大小可能不變D.B與墻之間可能沒有摩擦力解析:由于A、B均不動,彈簧的形變量不變,則彈簧的彈力不變,選項A正確.對A,起先受重力、B對A的支持力和靜摩擦力處于平衡狀態(tài),當施加F后,仍舊處于靜止狀態(tài),起先A所受的靜摩擦力大小為mAgsinθ,方向沿斜面對上,若F=2mAgsinθ,則A、B之間的摩擦力大小Ff=mAgsinθ,方向沿斜面對下,則摩擦力大小不變,故選項B錯誤,選項C正確.對整體進行受力分析,起先彈簧的彈力等于A、B的總重力,墻對B沒有摩擦力,也沒有彈力,施加F后,彈簧的彈力不變,總重力不變,F的豎直重量等于B與墻之間的摩擦力大小,故選項D錯誤.答案:AC11.明朝謝肇淛《五雜俎》中記載:“國朝姑蘇虎丘寺塔傾側,議欲正之,非萬緡不行.一游僧見之,曰無煩也,我能正之.”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側的磚縫間敲進去,經(jīng)月余扶正了塔身.假設所用木楔的截面為等腰三角形,頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一垂直三角形底邊的力F,如圖所示,木楔兩側產(chǎn)生的推力均為FN,則 ()A.若θ肯定,F越大時FN越大 B.若θ肯定,F越小時FN越大C.若F肯定,θ越大時FN越大 D.若F肯定,θ越小時FN越大解析:選木楔為探討對象,木楔受到水平向左的力F,將F沿兩側分解,如圖所示.則F=F1sinθ2+F2sinθ2=2F1sinθ2,FN=F1,故得FN=F2sinθ2,所以θ肯定時,F越大,FN越大,F肯定答案:AD12.光滑水平面上放有截面為14圓周的柱狀物體A,A與墻面之間放一光滑的圓柱形物體B.對A施加一水平向左的力F,整個裝置保持靜止.若將A的位置向右移動少許,整個裝置仍保持平衡,則A.水平力F增大B.墻對B的作用力減小C.水平面對A的支持力減小D.B對A的作用力增大解析:A、B之間的彈力方向沿A、B圓心連線方向.以B為探討對象,受力如圖所示.B受重力GB、墻壁對B的彈力F1、A對B的彈力F2,依據(jù)平衡條件有,F2cosα=GB,F2sinα=F1,解得F1=GBtanα,F2=GBcosα.若將A向右移動少許,α變大,可見F1、F2都變大,選項B錯誤,選項D正確;以A和B整體為探討對象,有F=F1=GBtanα,則F答案:AD三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(8分)如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼,探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關系.甲乙丙(1)試驗中還須要的測量工具有.

(2)如圖乙所示,依據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪圖,縱軸是鉤碼質量m,橫軸是彈簧的形變量x.由圖可知,圖線不通過原點的緣由是.彈簧的勁度系數(shù)k=N/m,g取9.8m/s2(計算結果保留2位有效數(shù)字).

(3)用兩根不同的彈簧a和b做試驗,畫出彈簧彈力F與彈簧長度l的F-l圖像,如圖丙所示.下列說法正確的是.

A.a的原長比b的長 B.a的勁度系數(shù)比b的大C.a的勁度系數(shù)比b的小 D.彈力與彈簧長度成正比解析:(1)試驗須要測量彈簧伸長的長度,故須要毫米刻度尺.(2)由題圖乙可知,當m=0時,x大于0,說明沒有掛鉤碼時,彈簧有伸長量,是由于彈簧自身的重力造成的,故圖線不過原點的緣由是彈簧有自重.由圖線及胡克定律可得k=ΔFΔx(3)在彈力F與彈簧長度l的圖像中橫截距表示彈簧的原長,故b的原長比a的長,選項A錯誤;在圖像中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k,故a的勁度系數(shù)比b的大,故選項B正確,選項C錯誤;彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比,故選項D錯誤.答案:(1)毫米刻度尺(2)彈簧有自重4.9(3)B14.(10分)某同學用圖甲所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù).跨過志向定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧測力計相連,定滑輪和木塊之間的細線保持水平,在木塊上方放置砝碼.緩慢向左拉動水平放置的木板,當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在接著滑動時,彈簧測力計的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小.某次試驗所得數(shù)據(jù)如下表所示,其中Ff4的值從圖乙中彈簧測力計上讀出.甲乙丙砝碼的質量m/kg0.050.100.150.200.25滑動摩擦力Ff/N2.152.362.55Ff42.93回答下列問題:(1)Ff4=N;

(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙的坐標系中繪出Ff-m圖線;(3)Ff與砝碼質量m、木塊質量m'、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度g之間的關系式為Ff=,Ff-m圖線(直線)的斜率的表達式k=;

(4)g取9.80m/s2,由繪出的Ff-m圖線求得μ=(保留2位有效數(shù)字).

解析:(1)指針在2.7與2.8之間,估讀為2.75N.(2)依據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點連線.(3)木塊受到的是滑動摩擦力,依據(jù)滑動摩擦力的概念知,Ff=μ(m'+m)g=μmg+μm'g,所以圖像的斜率k=μg.(4)g取9.80m/s2,取圖像上相距較遠的兩點求斜率,k=μg=2.93-2.則μ=kg答案:(1)2.75(2)如圖所示.(3)μ(m'+m)gμg(4)0.4015.(8分)如圖所示,不計滑輪的摩擦,將彈簧Q的右端由A點沿水平方向拉到B點時,彈簧P剛好沒有形變.求A、B兩點間的距離.(已知彈簧P、Q的勁度系數(shù)分別為k1、k2,鉤碼的質量為m,彈簧Q的右端在A點時它剛好沒有形變)解析:起先時Q無形變,設P的壓縮量為x1,由胡克定律得k1x1=mg,x1=mgk1,后來P無形變,設Q的伸長量為x2,則k2x2=mg,x2=mgk2,所以A、B兩點間的距離x=x1+x2=mg1k1+1答案:mgk16.(10分)一重力為G的圓柱體工件放在V形槽中,槽頂角α=60°,槽與工件接觸處的動摩擦因數(shù)到處相等且大小為μ=0.25.sin37°=0.6,cos37°=0.8.甲乙(1)要沿圓柱體工件的軸線方向(如圖甲所示)水平地把工件從槽中勻速拉出來,人要施加多大的拉力?(2)現(xiàn)把整個裝置傾斜,使圓柱體的軸線與水平方向成37°角(如圖乙所示),且保證圓柱體對V形槽兩側面的壓力大小相等,發(fā)覺圓柱體能自動沿槽下滑,求此時工件和槽之間的摩擦力大小.解析:(1)分析圓柱體工件的受力可知,沿軸線方向受到拉力F、兩個側面對圓柱體的滑動摩擦力.將重力進行分解如下圖所示.因為α=60°,所以G=F1=F2,依據(jù)牛頓第三定律及平衡條件知,Ff=μF1+μF2,F=Ff,解得F=0.5G.(2)把整個裝置傾斜,則圓柱體重力沿壓緊斜面方向的分力F1'=F2'=Gcos37°=0.8G,此時圓柱體和槽之間的摩擦力大小Ff'=2μF1'=0.4G.答案:(1)0.5G(2)0.4G17.(10分)如圖所示,質量為mB=24kg的木板B放在水平地面上,質量為mA=22kg的木箱A放在木板B上.一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,輕繩與水平方向的夾角為θ=37°.已知木箱與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,則木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2的大小為多少?解析:對A進行受力分析如圖甲所示.由題意得,FTcosθ=Ff1,FN1+FTsinθ=mAg,Ff1=μ1FN1,聯(lián)立解得FT=100N.甲乙對A、B整體進行受力分析如圖乙所示.由題意得FTcosθ+Ff2=F,FN2+