新教材高中物理第3章相互作用单元练习含解析鲁科版必修第一册

单元形成性评价(三)(第3章)(90分钟100分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．下列关于力的说法中，正确的是()A．力不一定是成对出现的B．物体只有相互接触，才有力的作用C．两物体相互作用不一定要直接接触D．直接接触的物体间一定有力的相互作用【解析】选C。依据力的概念可知，力是物体间的相互作用，必然成对，即物体施力的同时，也必然受力，故A不正确；物体间有力的作用时不一定接触，如被踢出后在空中飞行的足球所受的重力属非接触力，故选项B是不正确的，C是正确的；物体相互接触但不挤压时，不会有力的相互作用，故D选项也不正确。2．(2021·江州区高一检测)中国结是一种中国特有的手工编织工艺品，它身上所显示的情致与智慧正是中华古老文明中的一个侧面。如图所示，一质量为m的中国结悬挂于O点且处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是()A.OA线一定竖直B．中国结的重心一定在它的几何中心C．中国结的重心可能不在通过OA的直线上D．中国结受到的重力大小为【解析】选A。由二力平衡可知，用一根线悬挂的物体静止时，线的方向一定通过物体的重心，故OA线一定是竖直的，故A正确，C错误；由于中国结的形状不是完全对称的，质量分布不均匀，故中国结的重心不一定在它的几何中心，故B错误；中国结受到的重力大小为G＝mg，故D错误。3．(2021·威海高一检测)某同学在水平地面上练习立定跳远，起跳时的姿态如图所示，则此时该同学的受力分析图正确的是()【解析】选B。人首先要受到重力的作用，其次，人在地面上要受到地面的支持力；立定跳远时，脚要用力向后蹬地，脚给地面一个力的作用，同时地面给人一个力的作用，人之所以向前运动，是受到地面对人的向前的摩擦力。可知人受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向前的摩擦力三个力的作用，故B正确，A、C、D错误。4．三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受水平拉力不同，A做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么它们受到的摩擦力的大小关系是()A．fB>fA>fCB．fA<fB<fCC．fA＝fB＝fCD．不能比较大小【解析】选C。由f＝μN可知，滑动摩擦力f的大小只与μ和N有关，与物体的运动状态无关，由于该题中μ与N分别相等，故f都相同，选项C正确。5．(2021·潍坊高一检测)打印机是现代办公不可或缺的设备，正常情况下，进纸系统能做到“每次只进一张纸”，进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A.第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B．第2张纸与第3张之间的摩擦力大小为2μ2mgC．第10张纸与摩擦片之间的摩擦力为0D．要做到“每次只进一张纸”，应要求μ1＞μ2【解析】选D。第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力f，方向向右，第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力f′，方向向左，即有：f′＝μ2(mg＋F)，F为搓纸轮对第1张纸的压力；f＝f′＜μ1F，正常情况下，F≫mg，故必有μ1＞μ2，故A错误，D正确；第2张与第3张纸之间的摩擦力及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都是静摩擦力，根据受力平衡条件可知，大小均为f′，故B、C错误。6.我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动。如图为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同，A的质量比B的质量大，车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是()A．A受到2个力的作用B．B受到3个力的作用C．A受到桌面对它向右的摩擦力D．B受到A对它向右的弹力【解析】选A。车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，此时A、B均在向右做匀速直线运动，故A、B均只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故水平方向均不受摩擦力，同时A、B间也没有弹力作用，故A正确，B、C、D错误。7.如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块A和B，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数均为μ。现用一水平力向右拉木块B，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离是()A．L＋m1gB．L＋C．L＋m2gD．L＋(m1＋m2)g(m1－m2)g【解析】选A。对于木块A，水平方向受滑动摩擦力f、弹簧弹力F′的作用，由于木块匀速运动，所以f＝F′，又因为f＝μm1g，F′＝kx，所以x＝m1g，故两木块间的距离为L＋x＝L＋m1g，A正确。8.如图所示，物块A静止在斜面B上，下列说法正确的是()A．斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的B．物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的C．斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的D．物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相反的【解析】选C。物体A、B属于面面接触，弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体，所以选项A、B错误，C正确；弹力的方向总是与物体形变的方向相反，与恢复形变的方向相同，以使物体恢复原状，选项D错误。【拔高题组】1．如图所示是杂技节目“力量”表演中的一个高难度动作，两个演员均保持静止状态，左侧演员的身体保持伸直，且与水平方向成30°角。已知左侧演员所受的重力大小为G，则右侧演员对左侧演员的作用力大小为()A．GB．GC．GD．G【解析】选D。左侧演员处于平衡状态，受到的力除了自身重力之外，就是右侧演员对他的作用力，故右侧演员对左侧演员的作用力大小为G，故D正确。2．如图所示，球A、B、D以及木块C表面都是光滑的，各接触面也都是光滑的，A、B、C和D四个物体都处于静止状态，则下列说法正确的是()A.球B受三个力作用B．球A受三个力作用C．木块C可能受两个力作用D．球D一定受四个力作用【解析】选C。连接球A的绳子是竖直的，球A受两个力作用，B错误；斜面对球B没有弹力作用，否则球B将向右运动，B受两个力作用，A错误；木块C可能仅受弹簧弹力与重力，仅与上方水平面接触，但不发生挤压，C可能受两个力作用，C正确；球D可能受两个力、三个力或四个力作用，D错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．各图中P、Q两球之间存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)()【解析】选C、D。A图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力；B图中两球间若有弹力则两球将向两边运动，所以P、Q间无弹力；C图中两球间若无弹力则小球P将向下运动，所以P、Q间有弹力；D图中两球间若无弹力则小球P将向右下运动，所以P、Q间有弹力。10．如图为研究木板与木块之间滑动摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连。现在用轻绳与长木板连接，用手向右水平拉轻绳，使长木板在桌面上滑动。则()A.木块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力B．水平桌面必须光滑C．必须使木板在桌面上做匀速直线运动D．木板运动过程中，弹簧测力计示数保持不变【解析】选A、D。木块与木板之间有相对滑动，可知它们之间的摩擦力是滑动摩擦力，选项A正确；水平桌面光滑与否对木块与木板之间的摩擦力无影响，则选项B错误；本实验中，木板不论做什么运动，木块总处于平衡状态，则弹簧测力计的弹力等于木块的滑动摩擦力，且保持不变，选项C错误，D正确。11.如图所示，人用手握住一个油瓶，并确保能使油瓶静止在竖直方向上，以下说法中正确的是()A．手握得越紧，油瓶受的摩擦力就会越大B．手握得越紧，油瓶与手之间的动摩擦因数就会越大C．手握得越紧，油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大D．往油瓶里添油，油瓶受到的摩擦力会增大【解析】选C、D。油瓶一直静止，因此无论手握多紧，静摩擦力都始终和重力相等，重力增加，摩擦力增加，A错误，D正确；动摩擦因数只与物体的材料以及粗糙程度有关，所以B错误；最大静摩擦力与正压力成正比，C正确。12．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是()A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)gC．当F>μ2(m＋M)g时，木板与木块之间发生相对运动D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动【解析】选A、D。对M受力分析，在水平方向受到m对M的摩擦力和地面对M的摩擦力，两个力平衡，则地面对木板的摩擦力f＝μ1mg，故A正确，B错误；无论F大小如何，m在M上滑动时对M的摩擦力大小不变，M在水平方向上仍然仅受到两个摩擦力作用而处于平衡，不可能运动，木块与木板发生相对滑动的条件是F>μ1mg，故C错误，D正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．(6分)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在__________(选填“水平”或“竖直”)方向。(2)弹簧自然悬挂，待弹簧____________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如表：代表L0LxL1L2L3L4L5L6符号数值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为____________。由表可知所用刻度尺的最小刻度为__________。(3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与__________(选填“L0”或“Lx”)的差值。(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为__________g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2)。【解析】(1)弹簧的轴线必须沿重力方向，刻度尺应和弹簧轴线一致，所以应沿竖直方向。(2)弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；比较表中不同数值，可知L3记录不规范。由于表中测量值已经估读到0.1mm，所以刻度尺的最小刻度是1mm。(3)设砝码盘质量为m0，因为m0g＝k(Lx－L0)，mg＋m0g＝k(Ln－L0)，整理得mg＝k(Ln－Lx)，所以横轴应为弹簧长度与Lx的差值。(4)由mg＝k(Ln－Lx)可知，图像的斜率k′＝答案：(1)竖直(2)静止L31mm(3)Lx(4)4.910，故k＝4.9N/m，m0＝10×10－3kg＝10g。14．(8分)某同学用如图所示的装置测量放在粗糙水平桌面上的长金属板B与铁块A间的动摩擦因数。已知铁块A的质量m＝1kg，用水平力F向左拉金属板B，使其相对于A向左运动，稳定时弹簧测力计示数如图所示。则弹簧测力计示数为________N，A、B间的动摩擦因数μ＝__________。(g取10N/kg)【解析】从题图中知弹簧测力计示数为2.50N，铁块A受到弹簧的拉力F＝2.50N，由于铁块A处于平衡状态，所以A受到的摩擦力f＝2.50N。由f＝μmg得μ＝答案：2.500.25＝＝0.25。15．(7分)在弹性限度内，一个原长为20cm的轻弹簧，受50N的拉力时，总长度为22cm。求：(1)弹簧的劲度系数；(2)当弹簧总长度为19cm时，弹簧的弹力大小。【解析】(1)当F＝50N时，弹簧伸长x＝l1－l0＝0.02m由F＝kx得k＝N/m＝2.5×103N/m(3分)(2)x′＝l0－l2＝0.01m。故F′＝kx′＝2.5×103×0.01N＝25N(4分)答案：(1)2.5×103N/m(2)25N16．(9分)质量为2kg的物体放在水平地板上，用一轻质弹簧水平拉物体。当它刚开始运动时，弹簧的伸长量为3cm；当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的伸长量是2cm。弹簧的劲度系数为200N/m，g取10N/kg，求：(1)物体受到的最大静摩擦力大小；(2)物体受到的滑动摩擦力大小；(3)物体与水平面间的动摩擦因数μ。【解析】(1)根据最大静摩擦力的定义，弹簧伸长3cm时产生的拉力F＝kx与最大静摩擦力相等，所以最大静摩擦力fmax＝200×0.03N＝6N。(3分)(2)物体匀速运动时，拉力F′＝kx′等于滑动摩擦力，则滑动摩擦力f＝200×0.02N＝4N。(3分)(3)根据f＝μN可得动摩擦因数μ＝0.2。(3分)答案：(1)6N(2)4N(3)0.217．(14分)如图所示，某时刻质量m＝2kg的木块正在以3m/s的速度在以5m/s的速度向右传送的传送带上运动，试判断：(1)木块的运动方向。(2)木块相对于传送带的运动方向。(3)木块所受滑动摩擦力的方向。(4)若已知木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，求木块受到的滑动摩擦力的大小。(g取10N/kg)【解析】(1)由题可知木块正以v＝3m/s的速度向右运动。(3分)(2)由于传送带的速度v′＝5m/s，方向向右，以传送带为参考系，木块向左运动。(3分)(3)因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以木块所受滑动摩擦力的方向向右。(4分)(4)滑动摩擦力的大小为f＝μN，其中N是木块受到的传送带的支持力，根据木块在竖直方向上二力平衡得N＝mg，则f＝0.2×2×10N＝4N。(4分)答案：(1)向右(2)向左(3)向右(4)4N18．(16分)台风是一个巨大的能量库，其风速都在17m/s以上，甚至在60m/s以上。据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛