高一物理相互作用测模拟试题

一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1．(2022·河北石家庄)下列关于力的说法中正确的是 ()A．一对作用力和反作用力的性质一定相同B．受静摩擦力作用的物体一定静止C．物体所受的弹力的方向与该力施力物体的形变方向相反D．重力的方向总是竖直向下且指向地球中心【解析】受静摩擦力作用的物体可能静止，也可能是运动的，故选项B错误；重力方向除赤道与两极外不指向地心，故D项错误，AC正确．【答案】AC2．物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的是 ()A．物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力B．物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D．物体受到的支持力的反作用力，就是物体对斜面的压力【解析】物体受到的静摩擦力的反作用是物体对斜面的静摩擦力，故A错误；物体对斜面的压力，仅仅是在数值上等于重力沿垂直于斜面方向上的分力，故B错误；重力的反作用力是物体对地球的吸引力，故C错误；物体受的支持力和物体对斜面的压力，是一对作用力与反作用力，选项D正确．【答案】D3．(2022·安徽省合肥调研)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，如图所示是把两个测力探头的挂钩勾在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果．观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论不正确的是 ()A．作用力与反作用力大小相等B．作用力与反作用力方向相反C．作用力与反作用力作用在同一物体上D．作用力与反作用力同时存在，同时消失【解析】两个传感器的示数说明作用力与反作用力在两个物体上，等大、反向、同时存在、同时消失，则不正确的是C.【答案】C4．(2022·全国卷Ⅰ)如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是 ()A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做加速运动D．向左做减速运动【解析】从弹簧处于压缩状态，可以得出小球的合力(加速度)方向水平向右．如果车的速度向右，则车向右做加速运动，选项A对；如果车的速度向左，则车向左做减速运动，选项D对．【答案】AD5．如图所示，小车上物体的质量m＝8kg，它被一根在水平方向上拉伸了的轻弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力是6N.现对小车施一水平向右的作用力，使小车由静止开始运动，在小车的加速度由零逐渐增大到1m/s2的过程中，以下说法正确的是 ()A．物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终未发生变化B．物体受到的摩擦力先减小、后增大，先向左、后向右C．当小车的加速度为0.75m/s2时物体不受摩擦力的作用D．小车以1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时物体受到的摩擦力为8N【解析】开始物体静止在小车上时，受水平向左的静摩擦力是6N.在小车的加速度由零逐渐增大到1m/s2的过程中，由牛顿第二定律，物体受的合力由零逐渐增大到8N，故物体受的静摩擦力由水平向左的静摩擦力是6N逐渐减少到0，再逐渐增大到水平向右的2N，故选项AB对、D错．当小车的加速度为0.75m/s2时，物体受的合力为F＝am＝6N，恰好等于弹簧的弹力6N，故物体不受摩擦力作用，故选项C对．【答案】ABC6．如图所示，物体A叠放在物体B上，物体B置于光滑水平面上，物体A、B的质量分别为mA＝6kg、mB＝2kg，物体A、B间的动摩擦因数μ＝.开始时水平力F作用在物体A上且F＝10N，此后逐渐增大F，在增大到45N的过程中 ()A．当拉力F<12N时，两物体均保持静止状态B．两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始相对滑行C．两物体从受力开始就有相对运动D．两物体始终没有相对运动【解析】首先以物体A、B整体为研究对象，在水平方向上只受拉力F的作用，根据牛顿第二定律有F＝(mA＋mB)a①再以物体B为研究对象，物体B在水平方向只受摩擦力，根据牛顿和二定律有Ff＝mBa②当Ff为最大静摩擦力时，Ff＝μmAg＝12N，由②式得a＝eq\f(Ff,mB)＝eq\f(12,2)m/s2＝6m/s2，代入①式得F＝(6＋2)×6N＝48N由此可以看出当F<48N时，物体A、B间的摩擦力达不到最大静摩擦力，也就是说，物体A、B间不会发生相对运动，所以选项D正确．【答案】D7．如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面成水平，在水平面上放一光滑小球m，劈形物从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 ()A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线【解析】小球在水平方向上不受力，故水平方向上运动状态不变，竖直方向上受重力，因此小球运动轨迹是竖直向下的直线．【答案】B8．一木块放在粗糙的水平面上，同时受到与水平夹角分别为α和β的两个力F1、F2的作用(如图所示)，木块获得的加速度为a，若撤去其中一个力F2，则木块的加速度 ()A．必然增大 B．必然减小C．可能不变 D．可能增大【解析】撤去F2后，不但减小了水平方向上的动力，还减小了摩擦力．若F2cosβ＝μF2sinβ，则a不变；若F2cosβ<μF2sinβ，则a增大；若F2cosβ>μF2sinβ，则a减小．【答案】CD9．如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°.若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力)，则 ()A．a处小孩最先到O点B．b处小孩最后到O点C．c处小孩最先到O点D．a、c处小孩同时到O点【解析】三块滑板跟圆柱形仓库构成的斜面底边长均为圆柱形底面的半径，设为R＝eq\f(R,cosθ)＝eq\f(1,2)gt2sinθ，t2＝eq\f(4R,gsin2θ)，当θ＝45°时，t最小，当θ＝30°和60°时，sin2θ的值相同，故D正确．【答案】D10．如图甲所示，用同种材料制成的倾角为30°的斜面和长水平面，斜面和水平面之间由光滑圆弧连接，斜面长为2.4m且固定．一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑．当v0＝2m/s时，经过后小物块停在斜面上．多次改变v0的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t，作出t－v0图象如图乙所示，g取10m/s2，则()A．小物块与该种材料间的动摩擦因数为B．小物块与该种材料间的动摩擦因数为eq\f(\r(3),2)C．若小物块初速度为1m/s，则根据图象可知小物块运动时间为D．若小物块初速度为4m/s，则根据图象可知小物块运动时间为【解析】由t－v0图象可得a＝eq\f(v0,t)＝eq\f(2,m/s2＝2.5m/s2.对物块应用牛顿第二定律有μmgcos30°－mgsin30°＝ma，解得μ＝eq\f(\r(3),2)，则A项错，B项对．若v0＝1m/s，小物块仍在斜面上运动，由图象可知小物块运动时间为，C项对．若v0＝4m/s，由veq\o\al(2,0)＝2as得s＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(16,2×m＝3.2m>2.4m，小物块已运动到水平面上，图象对物块已不再成立，故D项错．【答案】BC二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11．2008年9月25日，一位同学通过电视节目观看火箭发射“神七”卫星的情景．他听到现场总指挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时．假设测得火箭底部从开始发射到经过发射架顶端的时间是t，如果他想计算出火箭的推力有多大，请讨论以下两个问题：(1)需要假设哪些条件进行理想化处理；(2)需要知道哪些数据(用相应符号表示出来)，并推导出火箭推力F的表达式．【解析】(1)假设火箭及卫星总质量不变，假设火箭及卫星在此过程中的运动是匀加速运动．(2)火箭和卫星的总质量为M，发射架高度为h由牛顿第二定律：F－Mg＝Ma由运动学公式：h＝eq\f(1,2)at2解得：F＝Mg＋Meq\f(2h,t2)【答案】(1)见解析(2)火箭和卫星的总质量为M，发射架高度为h，表达式为F＝Mg＋Meq\f(2h,t2)12．(2022·海淀区测试)用水平力拉动物体在水平面上做加速直线运动．当改变拉力的大小时，物体运动的加速度也随之变化，a和F的关系如图所示．g取10m/s2.(1)根据图线所给的信息，求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数；(2)若改用质量是原来2倍的同种材料的物体，请在上图的坐标系上画出这种情况下的a－F图线．(要求写出作图的根据)【解析】(1)根据牛顿第二定律：F－μmg＝ma所以a＝eq\f(1,m)F－μg可见a－F图象为一条直线，直线的斜率k＝eq\f(1,m)＝2.0kg－1纵轴截距为－μg＝－2.0m/s2，解得：物体的质量m＝0.50kg物体与地面间的动摩擦因数μ＝(也可以用横轴截距求动摩擦因数：当F＝时，物体的加速度为零，物体所受阻力f＝F＝，由f＝μmg解得物体与水平面间的动摩擦因数μ＝eq\f(f,mg)＝.用其他方法结果正确的也对)(2)当物体质量加倍时，物体的加速度a＝eq\f(1,2m)F－μg直线斜率k′＝eq\f(1,2m)＝1.0kg－1，纵轴的截距不变，作出如下图所示的图线．【答案】(1)0.50kg(2)见解析图13．将金属块用压缩的轻弹簧卡于一个矩形箱内，如图所示，在箱子的上顶板和下顶板都装有压力传感器，箱子可以沿竖直方向运动．当箱子以a＝2m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示为，下顶板的压力传感器显示为，取g为10m/s2.(1)若上顶板的压力传感器的示数为下顶板压力传感器的示数的一半，试判定金属块的运动情况．(2)要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱子沿竖直方向上的运动可能是怎样的？【解析】设金属块的质量为m，以2m/s2的加速度向上做匀减速运动，则加速度的方向向下，对金属块由牛顿第二定律得F上＋mg－F下＝ma，解得m＝0.5kg.(1)当上顶板的压力传感器的示数为下顶板压力的传感器的示数的一半时，由于弹簧长度没变，故弹簧的弹力没有变化，即下顶板压力传感器的示数仍然为10N，则上顶板压