物理新教材导学人教必修第一册讲义第三章章末检测（三）Word版含答案

章末检测(三)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。1～7题为单项选择题，8～10题为多项选择题)1.对牛顿第三定律的理解，下列说法正确的是()A.当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失B.弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力C.甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力D.作用力和反作用力在任何情况下都不会平衡解析根据牛顿第三定律可知，两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反、性质相同、同时产生、同时消失，故可判定A、B、C错误，D正确。答案D2.关于重心及重力，下列说法中正确的是()A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B.据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大C.物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D.物体的形状改变后，其重心位置不会改变解析由于物体放在水中时，受到向上的浮力，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变，选项A错误；当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g值较小，而使质量较大的物体的重力不一定较大，选项B正确；重力的方向是竖直向下的，而不是垂直向下的，选项C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心可能发生改变，故选项D错误。答案B3.关于弹力的产生，下列说法正确的是()A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的解析木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变。桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B错误；木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错误；电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D正确。答案D4.如图所示，一只质量为m的萤火虫停在倾角为θ的枝条上。重力加速度为g，枝条对萤火虫的作用力大小为()A.mgsinθB.mgcosθC.mgtanθD.mg解析萤火虫是静止的，所以处于平衡状态，它受到的重力竖直向下，大小为mg，以及来自下面枝条的力，说明枝条对它的力与重力的大小相等、方向相反，所以枝条对萤火虫的作用力大小为mg，方向竖直向上。答案D5.如图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R，质量为m的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于eq\f(4,5)R时，才能停在碗上。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为()A.eq\f(3,5) B.eq\f(4,5)C.eq\f(3,4) D.eq\f(12,25)解析蚂蚁在离桌面高度等于eq\f(4,5)R时，蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡，根据平衡条件有：Ff＝mgsinθ，FN＝mgcosθ，而cosθ＝eq\f(\f(4,5)R,R)＝eq\f(4,5)。所以μ＝eq\f(Ff,FN)＝tanθ＝eq\f(3,4)，故C正确，A、B、D错误。答案C6.探究弹力和弹簧伸长关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L和劲度系数k分别为()A.L＝0.02mk＝500N/mB.L＝0.10mk＝500N/mC.L＝0.02mk＝250N/mD.L＝0.10mk＝250N/m解析根据胡克定律，15＝k(0.16－L)，20＝k(0.18－L)，解以上两式得L＝0.10m，k＝250N/m，D项正确。答案D7.甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1000N的力拉绳子，方向如图所示，则乙的拉力最小值为()A.500eq\r(3)N B.500NC.1000N D.400N解析要使船沿OO′方向航行，甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向。如图所示，作平行四边形可知，当乙拉船的力的方向垂直于OO′时，乙的拉力F乙最小，其最小值为F乙min＝F甲sin30°＝1000×eq\f(1,2)N＝500N，故B正确。答案B8.如图所示，A、B两球用轻杆相连，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点。现有一水平力F作用于小球B上，使系统保持静止状态，A球在O点正下方且A、B两球在同一水平线上。已知两球重力均为G，轻杆与细线OA长均为L。则()A.细线OB的拉力为2GB.细线OB的拉力为eq\r(2)GC.水平力F的大小为2GD.水平力F的大小为G解析分别对A、B两球受力分析如图所示，A球受到细线OA的拉力、轻杆的拉力和重力G，因为FAO与重力是一对平衡力，所以轻杆的拉力为零；对B球，受到重力G、细线OB的拉力FBO和水平拉力F作用，根据正交分解和力的平衡条件有，F＝G，FBO＝eq\r(2)G，所以B、D正确。答案BD9.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有定滑轮，两物体P、Q用轻绳连接并跨过定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)。P悬于空中，Q放在斜面上，且均处于静止状态，则()A.Q受到的静摩擦力的方向一定沿斜面向下B.Q受到的静摩擦力的方向可能沿斜面向上C.Q受到的静摩擦力可能为零D.Q受到的静摩擦力不可能为零解析设斜面倾角为θ，对Q进行受力分析，将物体Q的重力G进行正交分解，沿斜面方向：Gx＝mgsinθ；垂直斜面方向：Gy＝mgcosθ。设绳对Q的拉力为FT，当mgsinθ＞FT时，静摩擦力沿斜面向上：当mgsinθ＝FT时，静摩擦力为零；当mgsinθ＜FT时，静摩擦力沿斜面向下，故选项B、C正确。答案BC10.光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示。将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中()A.轻绳上的拉力先减小后增大B.轻绳上的拉力逐渐增大C.斜面对球的支持力先增大后减小D.斜面对球的支持力逐渐减小解析当悬点A缓慢向上移动过程中，小球始终处于平衡状态，小球所受重力mg的大小和方向都不变，支持力的方向不变，对球进行受力分析如图所示，由图可知，拉力先减小后增大，支持力逐渐减小。A、D正确。答案AD二、实验题(共1小题，共8分)11.一位同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验。(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，将这些步骤用字母排列出来是__________。A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来B.记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度l0C.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式F.解释函数表达式中常数的物理意义(2)下表是这位同学所测的几组数据弹力(F/N)0.51.01.52.02.5弹簧原来长度(L0/cm)1515151515弹簧后来长度(L/cm)16.217.318.519.620.8弹簧伸长量(x/cm)1.22.33.54.65.8①根据上表的数据在如图所示的坐标系中作出F－x图线。②写出曲线的函数表达式__________(x用cm作单位)。③函数表达式中常数的物理意义：________________________________。解析(1)在做实验的时候一般步骤为先组装器材，然后进行实验，最后数据处理，故顺序为CBDAEF。(2)①根据描点法，图像如图所示②、③根据图像，该直线为过原点的一条直线，即弹力与伸长量成正比，即F＝kx＝0.43x。式中的常数表示弹簧的劲度系数，即表示使弹簧伸长或者压缩1cm所需的外力大小为0.43N。答案(1)CBDAEF(2)①见解析图所示②F＝0.43x③表示弹簧的劲度系数，即表示使弹簧伸长或者压缩1cm所需的外力大小为0.43N三、计算题(共4小题，共42分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位)12.(8分)如图所示，物体A重GA＝40N，物体B重GB＝20N，A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同，用水平绳将物体A系在竖直墙壁上，用水平力F向右拉物体B，当F＝30N时，才能将B匀速拉出，则接触面间的动摩擦因数多大？解析设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的摩擦力为Ff1＝μGA物体B与地面间的摩擦力为Ff2＝μ(GA＋GB)将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有F＝Ff1＋Ff2＝μ(2GA＋GB)解得μ＝0.3答案0.313.(10分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图所示)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝54kg/m，人和滑板的总质量为108kg，试求(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，忽略空气阻力):(1)水平牵引力的大小；(2)滑板的速率。解析(1)以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得FNcosθ＝mg①FNsinθ＝F②由①②联立，得F＝810N。(2)FN＝eq\f(mg,cosθ)又FN＝kv2得v＝eq\r(\f(mg,kcosθ))＝5m/s答案(1)810N(2)5m/s14.(12分)如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态。已知重力加速度为g，忽略一切摩擦。(1)求物体B对地面的压力大小；(2)把物体C的质量改为5m，这时C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度。解析(1)对A、B整体受力分析有mg＋FN＝5mg解得地面对B的支持力FN＝4mg则物体B对地面的压力大小FN′＝FN＝4mg(2)对C：绳子的拉力FT＝5mg对A：FT＝F弹＋2mg所以F弹＝3mg，即kx1＝3mg则弹簧的伸长量为x1＝eq\f(3mg,k)开始时，弹簧的压缩量为x2，则kx2＝mg则A上升的高度为hA＝x1＋x2＝eq\f(4mg,k)答案(1)4mg(2)eq\f(4mg,k)15.(12分)如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆上的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA＝30°，轻杆OB水平。图乙中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有光滑小滑轮，用一根细绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图中∠BOA＝30°，(重力加速度为g)则：(1)图甲、乙中细绳OA的拉力各是多大？(2)图甲中轻杆受到的弹力是多大？(3)图乙中轻杆对滑轮的作用力是多大？解析(1)由于题图甲中的杆可绕B转动，是转轴杆(是“活杆”)，故其受力方向沿杆方向，O点的受力情况如图甲所示，则O点所受的细绳OA的拉力FT1、杆的弹力FN1的合力与重物的重力大小相等、方向相反，在直角三角形中可得，FT1＝eq\f(mg,sin30°)＝2mg。题图乙中是用一细绳跨过滑轮悬挂重物的，由于O点处是滑轮，它只是改变细绳中力的方向，并未改变力的大小