人教版高中物理必修一 第三章 相互作用 章末达标训练（含答案）

/人教版高中物理必修一第三章相互作用章末达标训练一、单项选择题(此题共5小题,每题6分,共30分．在每题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1．孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明创造的,如下图,有一盏质量为m的孔明灯升空后沿着东偏北方向匀速上升,那么此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是()A．0 B．mg,竖直向上C．mg,东偏北方向 D．eq\r(2)mg,东偏北方向2.假期里,一位同学在厨房里帮助妈妈做菜,对菜刀产生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大,如下图,他先后做出过几个猜测,其中合理的是()A．刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关B．在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C．在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大D．在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大3.风洞是进行空气动力学实验的一种重要设备．一次检验飞机性能的风洞实验示意图如下图,AB代表飞机模型的截面,OL是拉住飞机模型的绳．飞机模型重为G,当飞机模型静止在空中时,绳恰好水平,此时飞机模型截面与水平面的夹角为θ,那么作用于飞机模型上的风力大小为()A.eq\f(G,cosθ) B．GcosθC.eq\f(G,sinθ) D.Gsinθ4．如下图,直角三角形框架ABC(角C为直角)固定在水平地面上,AC与水平方向的夹角为α＝30°.小环P、Q分别套在光滑臂AC、BC上,用一根不可伸长的细绳连接两小环,静止时细绳恰好处于水平方向,小环P、Q的质量分别为m1、m2,那么小环P、Q的质量的比值为()A.eq\f(m1,m2)＝eq\r(3) B．eq\f(m1,m2)＝3C.eq\f(m1,m2)＝eq\f(\r(3),3) D．eq\f(m1,m2)＝eq\f(1,3)5．如下图,两个质量都为m的小球A、B用轻杆连接后斜靠在墙上处于平衡状态,墙面光滑,水平面粗糙,现将A球向上移动一小段距离,两球再次到达平衡,那么将移动后的平衡状态与原来平衡状态相比拟,地面对B的支持力FN和摩擦力Ff的大小变化情况是()A．FN不变,Ff增大 B．FN不变,Ff减小C．FN增大,Ff增大 D．FN增大,Ff减小二、多项选择题(此题共3小题,每题6分,共18分．在每题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)6．将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上．如图甲所示,力传感器A与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律曲线．一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系砂桶,整个装置开始处于静止状态．在滑块与小车别离前缓慢向砂桶里倒入细砂,力传感器采集的F－t图象如图乙所示．那么以下分析正确的选项是()A．2.5s前小车做变加速运动B．2.5s后小车做变加速运动C．2.5s前小车所受摩擦力不变D．2.5s后小车所受摩擦力不变7.如下图,M、N两物体叠放在一起,在恒力F作用下,一起向上做匀加速直线运动,那么关于两物体受力情况的说法正确的选项是()A．物体M一定受到4个力B．物体N可能受到4个力C．物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力D．物体M与N之间一定有摩擦力8.如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N.初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为αeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α＞\f(π,2))).现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中()A．MN上的张力逐渐增大B．MN上的张力先增大后减小C．OM上的张力逐渐增大D．OM上的张力先增大后减小三、非选择题(此题共4小题,共52分,按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)9．(9分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞时,将轻质弹簧竖直悬挂,弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x,实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图2所示,取g＝10m/s2.答复以下问题．(1)某次测量如图1所示,指针指示的刻度值为________cm(刻度尺单位为：cm)．(2)从图2可求得该弹簧的劲度系数为________N/m(结果保存两位有效数字)；(3)另一同学在做该实验时的做法中错误的选项是________．A．刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐B．实验中未考虑小盘的重力C．读取指针指示的刻度值时,选择弹簧指针上下运动最快的位置读取D．在利用x－m图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线局部数据10．(13分)如下图,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．假设在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物．重物的质量m＝30kg,人的质量M＝50kg,g取10m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小．11．(15分)如下图,细绳OA的O端与质量m＝1kg的重物相连,A端与轻质圆环(重力不计)相连,圆环套在水平棒上可以滑动；定滑轮固定在B处,跨过定滑轮的细绳两端分别与重物m、重物G相连,假设两条细绳间的夹角φ＝90°,OA与水平棒的夹角θ＝53°,圆环恰好没有滑动,不计滑轮大小,整个系统处于静止状态,滑动摩擦力等于最大静摩擦力．(sin53°＝0.8,cos53°＝0.6)求：(1)圆环与棒间的动摩擦因数；(2)重物G的质量M.12．(15分)一般教室门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ＝45°)、锁槽E,以及连杆、锁头等部件组成,如图甲所示．设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力Ffm由Ffm＝μFN(FN为正压力)求得．有一次放学后,当某同学准备关门时,无论用多大的力,也不能将门关上(这种现象称为自锁),此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示,P为锁舌D与锁槽E之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了x.(1)求自锁状态时D的下外表所受摩擦力的方向．(2)求此时(自锁时)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小．(3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,那么μ至少要多大？人教版高中物理必修一第三章相互作用章末达标训练参考答案123456789BDABBABDADAD1.解析：选B.孔明灯做匀速直线运动,故所受合外力为0,因此空气的作用力的大小F空＝mg,方向竖直向上,应选B.2.解析：选D.把刀刃局部抽象后,可简化成一个等腰三角形劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如下图．当在刀背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F1、F2,使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体．由对称性知,这两个分力大小相等(F1＝F2),因此画出力分解的平行四边形,实为菱形,如下图,在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影局部)．根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,有关系式eq\f(F1,\f(F,2))＝eq\f(l,\f(d,2))＝eq\f(1,sinθ),得F1＝F2＝eq\f(F,2sinθ).由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sinθ的值越小,F1和F2的值越大,故D正确．3.解析：选A.作用于飞机模型上的风力F垂直于AB向上,风力F的竖直分力等于飞机模型的重力,即Fcosθ＝G,解得F＝eq\f(G,cosθ),A正确．4.解析：选B.对小环P进行受力分析如图,设绳子拉力大小为T,由几何关系有T1＝m1gtanα,对小环Q进行受力分析,由几何关系有T2＝m2gcotα,T1＝T2,联立解得eq\f(m1,m2)＝cot2α＝3,选项B正确．5解析：选B.对A、B系统整体作受力分析,地面对B的支持力FN的大小等于A、B总重力的大小,即FN不变,地面对B的摩擦力Ff水平向左,大小等于墙壁对A水平向右的弹力F；对A球进行隔离法分析受力,F＝mgtanθ,其中θ为轻杆与竖直墙面的夹角,A球上移,θ减小,F减小,即Ff减小,选项B正确．6.解析：选BD.由题图乙可知,在F变化的阶段,砂桶质量由小变大,滑块与小车之间没有相对滑动,属于静摩擦力,所以2.5s前,小车、滑块均处于静止状态,A错误；2.5s后小车受恒定摩擦力,但是外力增加,因此小车做变加速直线运动,B正确；根据上述分析,2.5s前滑块受静摩擦力,且静摩擦力在变化,2.5s后受滑动摩擦力,且大小不变,C错误,D正确．7.解析：选AD.M、N两物体一起向上做匀加速直线运动,合力向上,对MN整体进行受力分析,受到重力和F,墙对M没有弹力,否那么合力不能向上,也就不可能有摩擦力；对N进行受力分析,得：N受到重力,M对N的支持力,这两个力的合力不能向上,所以还受到M对N向上的静摩擦力,那么N也给M一个沿斜面向下的静摩擦力,再对M进行受力分析,得：M受到重力、推力F、N对M的压力以及N给M沿斜面向下的静摩擦力,一共4个力,故A、D正确,B、C错误．8.解析：选AD.将重物向右上方缓慢拉起,重物处于动态平衡状态,可利用平衡条件或力的分解画出动态图分析．将重物的重力沿两绳方向分解,画出分解的动态图如下图．在三角形中,根据正弦定理有eq\f(G,sinγ1)＝eq\f(FOM1,sinβ1)＝eq\f(FMN1,sinθ1),由题意可知FMN的反方向与FOM的夹角γ＝180°－α,不变,因sinβ(β为FMN与G的夹角)先增大后减小,故OM上的张力先增大后减小,当β＝90°时,OM上的张力最大,因sinθ(θ为FOM与G的夹角)逐渐增大,故MN上的张力逐渐增大,选项A、D正确,B、C错误．9.解析：(1)刻度尺的最小分度为0.1cm；故读数为18.00cm.(2)结合mg＝kx,得x＝eq\f(g,k)m,由题图可知k＝eq\f(800×10－3,0.42－0.15)×10N/m≈30N/m.(3)读数时开始时的零刻度应与弹簧上端对齐,才能准确测量,故A错误；本实验中可采用图象进行处理,故小盘的重力可以不考虑,故B正确；在读指针指示的位置时,应让弹簧指针静止之后再读取,故C错误；当拉力超过弹性限度时将变成曲线,不再符合胡克定律,故应舍去,故D正确；此题选错误的做法,应选AC.答案：(1)18.00(2)30(3)AC10.解析：(1)因匀速提起重物,那么FT＝mg,即绳对人的拉力为mg,所以地面对人的支持力：FN＝Mg－mg＝(50－30)×10N＝200N,方向竖直向上．(2)定滑轮对B点的拉力方向竖直向下,大小为2mg,杆对B点的弹力方向沿杆的方向,如下图,由共点力平衡条件得：FAB＝2mgtan30°＝2×30×10×eq\f(\r(3),3)N＝200eq\r(3)NFBC＝eq\f(2mg,cos30°)＝eq\f(2×30×10,\f(\r(3),2))N＝400eq\r(3)N．答案：(1)200N(2)400eq\r(3)N200eq\r(3)N11.解析：(1)因为圆环将要开始滑动,即所受的静摩擦力刚好到达最大值,有Ff＝μFN.对圆环进行受力分析,那么有μFN－FTcosθ＝0,FN－FTsinθ＝0,代入数据解得μ＝eq\f(1,tanθ)＝0.75.(2)对于重物m有Mg＝mgcosθ,解得M＝mcosθ＝0.6kg.答案：(1)0.75(2)0.6kg12.解析：(1)设锁舌D下外表受到的静摩擦力为Ff1,那么其方向向右．(2)设锁舌D受锁槽E的最大静摩擦力为Ff2