高中物理人教版第三章相互作用 学业质量标准检测

第三章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．力是物体间的相互作用。下列有关力的图示及表述错误的是eq\x(导学号99684446)(C)解析：由于在不同纬度处重力加速度g不同，旅客所受重力不同，故对飞机的压力不同，故A正确。充足气的篮球的球壳对内部气体有压力作用，即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力，故B正确。书对桌子的压力作用在桌子上，箭尾应位于桌面上，故C错误。平地上匀速行驶的汽车，其主动轮受到地面的静摩擦力是前进的动力，地面对其从动轮的摩擦力是阻力，汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进，故D正确。2．(内蒙古包头五中2023～2023学年高一上学期期末)图示为小孩从t＝0时刻起逐渐增加推力推动箱子过程中三个时刻(t1、t2和t3)的漫画图。据此，小王总结出四张箱子与水平地面之间的摩擦力随时间变化的关系图，其中可能正确的是eq\x(导学号99684447)(C)解析：木箱静止的过程中受到的是静摩擦力，其大小随着推力的增大而增大；当达到最大静摩擦力后物体开始滑动，此时摩擦力变为滑动摩擦力，而滑动摩擦力小于最大静摩擦力，并且滑动摩擦力大小与正压力成正比，压力不变，则滑动摩擦力不变，则可知只有C正确，A、B、D错误，故选C。3.(江西省南昌八一中学、洪都中学等六校2023～2023学年高一上学期期末)如图所示，一串红灯笼在水平风力的吹动下发生倾斜，悬挂绳与竖直方向的夹角为30°，设每个红灯笼的质量均为m，绳子质量不计，则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为eq\x(导学号99684448)(C)A．eq\f(2\r(3),3)mg B．2mgC．4mg D．eq\f(4\r(3),3)mg解析：以下面两个灯笼作为整体为研究对象，进行受力分析，如图：竖直方向：Tcos30°＝2mg得：T＝eq\f(2mg,cos30°)＝eq\f(4\r(3),3)mg，故选D。4．(九江一中2023～2023学年高一上学期期末)图中弹簧秤、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的质量都是m，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3，则eq\x(导学号99684449)(A)A．F3＝F1>F2 B．F1>F2＝F3C．F1＝F2＝F3 D．F3>F1＝F2解析：根据图可知，甲和丙的弹簧秤读数相等即F1＝F3＝mg，乙图中弹簧秤的读数F2＝mgcos60°＝eq\f(1,2)mg，故有F1＝F3>F2，所以选项A正确。5．(江苏省扬州市2023～2023学年高一上学期期末)如图所示，一只蜗牛沿着圆弧型葡萄枝从位置M向位置N缓慢爬行的过程中，下列说法中正确的是eq\x(导学号99684450)(B)A．葡萄枝对蜗牛的弹力一定不变B．葡萄枝对蜗牛的摩擦力先减小后变大C．葡萄枝对蜗牛的摩擦力一直减小D．葡萄枝对蜗牛的作用力先减小后变大解析：设坡角为α，蜗牛受重力mg、弹力N、静摩擦力f，三力平衡；根据平衡条件可得：N＝mgcosα，f＝mgsinα；由于坡角α先变小后变大，故弹力N先变大后变小，静摩擦力先变小后变大；故B正确、A、C错误；葡萄枝对蜗牛的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，故大小和方向一直不变，D错误，故选B。6．(黑龙江大庆实验中学2023～2023学年高一上学期检测)如图所示，在野营时需要用绳来系住一根木桩。细绳OA、OB、OC在同一平面内，两等长绳OA、OB夹角是90°，绳OC与竖直杆夹角为60°，绳CD水平，如果绳CD的拉力等于100N，那么OA、OB的拉力等于多少时才能使得桩子受到绳子作用力方向竖直向下eq\x(导学号99684451)(C)A．50N B．100NC．eq\f(100\r(6),3)N D．eq\f(100\r(3),3)N解析：要使桩子受到绳子作用力方向竖直向下，则绳子OC与CD的合力竖直向下，如图(1)根据平行四边形定则，有：TC＝eq\f(F,sin60°)＝eq\f(100,\f(\r(3),2))＝eq\f(200,3)eq\r(3)N点O平衡，对其受力分析，如图(2)根据平衡条件，结合对称性，有：TA＝TB＝eq\f(TC,\r(2))＝eq\f(\f(200,3)\r(3)N,\r(2))＝eq\f(100\r(6),3)N故选C。7．(哈尔滨师大附中2023～2023学年高一上学期期中)如图所示，小物体在竖直向上的恒力F作用下保持静止，则下面对物体受力情况分析正确的是eq\x(导学号99684452)(BD)A．物体a可能受四个力作用B．物体a一定受两个力作用C．物体a与墙壁间一定存在弹力D．物体a与墙壁间一定不存在摩擦力解析：物体a受两个力作用：重力和向上的力F作用，选项A错误，B正确；根据平衡条件可知，水平方向受力平衡，则墙壁对a没有弹力，没弹力则物体a与墙壁间一定不存在摩擦力，选项C错误，D正确。8．(甘肃省兰州一中2023～2023学年高一上学期期末)如图所示，清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，且视为质点。悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则eq\x(导学号99684453)(BC)A．F1＝eq\f(G,sinα)B．F2＝GtanαC．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，但F1与F2的合力不变D．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则F1减小，F2增大解析：作出人的受力图如图所示可得F1＝eq\f(G,cosα)F2＝Gtanα当增加悬绳长度，α减小F1与F2均减小F1与F2的合力始终等于重力，综上所述B、C正确。9．(福建省厦门六中2023～2023高一上学期期中)木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数为。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F＝1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示。力F作用后eq\x(导学号99684454)(BD)A．木块A所受摩擦力大小是B．木块A所受摩擦力大小是8NC．木块B所受摩擦力大小是7ND．木块B所受摩擦力大小是9N解析：用力拉F之前，以A为研究对象进行受力分析有fA＝kx＝×400N＝8N<μmAg＝；施加水平拉力之后，假设物体B依然静止，以B为研究对象进行受力分析有fB＝F＋kx＝1N＋×400N＝9N<μmBg＝15N，故物体B依然静止，弹簧保持原状态，即木块A所受摩擦力不变，大小依然是8N，木块B所受摩擦力是9N，所以选项B、D正确。10.(湖北省华中师大附中2023～2023学年高一上学期期中)如图所示，一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中eq\x(导学号99684455)(BD)A．水平拉力F是恒力B．铁架台对地面的压力一定不变C．细线的拉力变小D．地面对铁架台的摩擦力增大解析：对小球受力分析，受拉力、重力、F，根据平衡条件，有：F＝mgtanθ，T＝eq\f(mg,cosθ)，θ逐渐增大则F逐渐增大，T也增大，故A错误，C错误；以整体为研究对象，根据平衡条件得：Ff＝F，则Ff逐渐增大，FN＝(M＋m)g，FN保持不变，故B正确，D正确，故选B、D。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11．(5分)(山西省晋商四校2023～2023学年高一上学期期末)如图，把一个弹簧测力计的一端固定在墙上，用另一个弹簧测力计水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时两个测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是。若用弹簧测力计测得物块P重13N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为_木头__。eq\x(导学号99684456)(A)材料动摩擦因数金属—金属橡胶—金属木头—金属皮革—金属解析：分析物块P的受力情况可知，物块P受金属板给P的滑动摩擦力Ff，方向向左，受弹簧测力计向右的拉力F，由二力平衡可知，Ff＝F，测力计读数为，所以Ff＝；又根据Ff＝μG可得：μ＝eq\f(Ff,G)＝，从表中对比得知，物块P为木头。12．(6分)(安徽省安庆一中2023～2023学年高一上学期期末)甲、乙两个物理兴趣小组，利用如图所示的装置来探究弹簧的弹力和伸长量之间的关系，两个小组用同一规格的弹簧分别做实验，得到如图所示的F－x图线。(忽略弹簧秤自重)eq\x(导学号99684457)(1)甲小组所做的图象的横坐标应是_弹簧形变量__；乙小组所作图象的横坐标应是_弹簧总长度__；(2)甲小组得到的图象末端是弯曲的，其原因可能是_超过弹性限度__；(3)由此图象可得该弹簧的原长＝_10__cm，劲度系数k＝_30__N/m。解析：(1)由胡克定律可知，F＝kx；由图甲可知，所作图象过原点，故横坐标为弹簧的形变量；而图乙中图象不过原点，则说明横坐标应为弹簧的总长度；(2)由于胡克定律的使用中不能超过弹性限度，故甲小组末端弯曲是因为超过弹性限度，胡克定律不再适用；(3)由乙图可知，图象与横坐标的交点表示弹簧的原长，图象的斜率表示劲度系数，故k＝30N/m。13．(7分)(辽宁锦州中学2023～2023学年高一上学期检测)在“验证力的平行四边形定则”实验中：eq\x(导学号99684458)(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。B．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录_钩码个数(或细线拉力)__、_橡皮筋与细线结点的位置O__、_细线的方向__。C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使_橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合__，记录_钩码个数和对应的细线方向__。(2)如果力的平行四边形定则得到验证，那么图乙中eq\f(cosα,cosβ)＝eq\f(3,4)。解析：(1)根据实验原理可知，图甲中需要记录合力的大小和方向后，画出来的合力是实际值，该实验中根据钩码个数来表示拉力大小，因此需要记录的是：钩码个数(或细线拉力)，橡皮筋与细线结点的位置O，细线的方向；该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤B中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向。(2)根据O点处于平衡状态，正交分解有：竖直方向：4mgsinα＋3mgsinβ＝5mg①水平方向：4mgcosα＝3mgcosβ②联立①②解得：eq\f(cosα,cosβ)＝eq\f(3,4)。三、论述、计算题(本题共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(9分)如图所示，质量为2kg的物体放在水平地板上，用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物体，当其刚开始运动时，弹簧的长度为11cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的长度为10.5cm，已知弹簧的劲度系数k＝200N/m。(g均取10m/s2)求：eq\x(导学号99684459)(1)物体所受的最大静摩擦力为多大？(2)物体所受的滑动摩擦力为多大？(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少？答案：(1)6N(2)5N(3)解析：(1)当物体刚开始被拉动时，弹簧的伸长量为Δx1＝11cm－8cm＝3cm，根据胡克定律可得：弹簧的弹力为：F1＝kΔx＝200N/m×0.03m＝6N，此时物体所受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力，即Ffmax＝6N。(2)当物体匀速滑动时，弹簧的伸长量为Δx2＝10.5cm－8cm＝2.5cm，根据胡克定律可得：弹簧的弹力为：F2＝kΔx2＝200N/m×0.025m＝5N，此时物体所受的滑动摩擦力等于弹簧的弹力，即Ff＝5N。(3)由滑动摩擦力公式可得：Ff＝μFN＝μmg，求得μ＝。15．(10分)(天津市静海一中2023～2023学年高一上学期调研)有一只蚂蚁不慎跌入一个碗中，如图所示，碗内壁为一半径为R的球壳的一部分，且其深度为D，碗与蚂蚁脚间的动摩擦因数为μ，若蚂蚁无法顺利爬出碗口，求：D应满足什么条件。eq\x(导学号99684460)答案：D>R(1－eq\r(\f(1,μ2＋1)))解析：对蚂蚁受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力，到碗口时，最容易滑下，此时静摩擦力最大，等于滑动摩擦力，如图根据平衡条件，有：f＝mgsinθ①N＝mgcosθ②其中f＝μN③cosθ＝eq\f(R－D,R)④由①②③④解得：D＝R(1－eq\r(\f(1,μ2＋1)))。所以若蚂蚁无法顺利爬出碗口，则D>R(1－eq\r(\f(1,μ2＋1)))。16．(11分)(湖北省武汉二中2023～2023学年高一上学期期中)如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态。(已知sin37°＝，cos37°＝，tan37°＝，g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：eq\x(导学号99684461)(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若人的质量m2＝60kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？答案：(1)eq\f(5,4)m1geq\f(3,4)m1g(2)eq\f(3,4)m1g方向水平向左(3)24解析：(1)以结点O为研究对象，如图，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，将FOA分解，由平衡条件有：FOB－FOAsinθ＝0，FOAcosθ－m1g联立得：FOA＝eq\f(m1g,cosθ)＝eq\f(5,4)m1gFOB＝m1gtanθ＝eq\f(3,4)m1g故轻绳OA、OB受到的拉力分别为eq\f(5,4)m1g、eq\f(3,4)m1g(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，f＝FOB＝eq\f(3,4)m1g方向水平向左(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受