(压轴题)高中物理必修一第三章《相互作用-力》测试(含答案解析)

一、选择题1．如图所示，质量为m的物块静置于足够长的木板AB的上表面，木板由水平位置绕固定的B端顺时针缓慢转动，当木板与水平面的倾角θ=时，物块开始下滑。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，取sin=0.6。下列说法正确的是（）A．物块与木板间的动摩擦因数为0.6B．随着倾角θ的增大，木板对物块的支持力逐渐减小C．当倾角θ=时，木板对物块作用力的合力大小为D．当倾角θ=时，木板对物块作用力的合力大小为2．用一个力代替几个力，使它们的作用效果相同，所采用的科学研究方法是（）A．控制变量法 B．比值定义法 C．类比法 D．等效替代法3．如图所示，水平桌面上静止放置着一把茶壶，下列说法正确的是（）A．茶壶共受到重力、桌面的支持力和摩擦力三个力作用B．桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变产生的C．茶壶对桌面的压力与茶壶的重力是一对平衡力D．桌面对茶壶的支持力与茶壶的重力是一对相互作用力4．三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳是（）A．可能是OB，也可能是OC B．OB C．OC D．OA5．如图所示，图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是（）A．图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为，，A对两斜面均有压力的作用C．图丙中A不会受到斜面B对它的支持力的作用D．图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用6．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和环对小球的弹力N的大小变化情况是（）A．F减小，N不变 B．F不变，N减小C．F不变，N增大 D．F增大，N减小7．下列有关力的说法正确的是（）A．力可以脱离物体而单独存在B．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C．质量均匀分布，形状规则的物体的重心可能在物体外D．木块放在水平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8．如图所示，用筷子夹质量为的小球，筷子与小球球心均在竖直平面内，筷子和竖直方向的夹角均为，此时小球受到的摩擦力为0，则小球与筷子间的弹力为（）A． B． C． D．9．如图，一个大小为的力分解为两个分力，其中一个分力与垂直，大小等于，那么另一个分力的大小是（）A． B． C． D．10．如图，一个小球用两根轻绳挂于细杆上，球静止，绳①倾斜，绳②恰竖直，则小球所受的作用力个数（）A．一定是两个 B．一定是三个 C．可能是四个 D．可能是两个，也可能是三个11．如图所示，山坡上两相邻高压线塔A、B之间架有匀质粗导线，平衡时导线呈弧形下垂，最低点在C处，已知弧BC的长度是AC的3倍，右塔A处导线切线与竖直方向的夹角，则A处与B处导线张力之比为（）A．1：2 B．1： C．：1 D．2：112．杂技演员有高超的技术，能轻松地单手撑在凳子上，如图所示，前臂是竖直的，下列说法正确的是（）A．人对凳子的压力就是人的重力B．人体重心一定在前臂所在直线方向上C．人受到凳子面的支持力是手掌形变产生的D．人对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对平衡力二、填空题13．三根不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳为______。14．如图所示，固定气缸的活塞与轻质曲杆相连，连线恰在气缸轴线上，A、B、C三处均由光滑铰链连接，现在B处施一大小为F，方向与垂直的力，则气缸活塞对气缸内物体的压力大小为______（设此时垂直于，且与成角）。15．如图所示，重20N的物块静止在倾斜的长木板上。按照重力作用的实际效果，可以将重力沿_____方向和_____方向进行分解。两个分力分别用F1、F2表示，请用作图法将重力G沿上述方向进行分解________。求得：F1=_____N，F2=_____N。16．为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的钩码．实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图甲标出．（g取9.8m/s2）（1）作出m－l的关系图线______；（2）弹簧的劲度系数为______N／m（结果保留三位有效数字）．17．如图所示，两根直木棍相互平行，斜靠在竖直墙壁固定不动，木棍与水平面间的倾角为θ，一根重量为G的水泥圆筒可以从木棍的上部匀速滑下，则水泥圆筒下滑过程中受到的摩擦力大小为__________。若保持两根木棍倾角不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两根木棍的上部，则水泥圆筒在两根木棍上受到的摩擦力将________（填不变、减小或增大）。18．如图所示，用长为的绳将重球挂在光滑的墙上，设绳的拉力为，球对墙的压力为，那么当绳长缩短时，__________、_________（填“增大”“减小”或“不变”）。19．如图所示，F为共点力和的合力，且，保持、的大小不变，改变和间的夹角θ，若要使和F间夹角达到最大值，则θ角应为________，此时F和的夹角a为___________。20．如图所示，三块质量均为m的长方体物体被夹在两竖直木板之间保持静止。图中物体A受到物体B的摩擦力大小为________，方向为________。三、解答题21．如图所示，悬线AO与天花板夹角为53°，线BO与墙壁垂直，灯的重力为mg，求：(1)线AO和线BO线的拉力（sin53°=0.8，cos53°=0.6）(2)若A点向左移动，保持B点O点不动，则线AO绳和BO绳拉力大小分别将怎样变化？22．如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳水平且B端与放置在水平面上的质量为的物体乙相连，轻绳与竖直方向的夹角，物体甲、乙均处于静止状态。（已知，g取。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：(1)轻绳、上的拉力是多大；(2)物体乙对地面的摩擦力的大小和方向；(3)若物体乙的质量，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为，三段轻绳能承受的最大拉力均为，则欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，物体甲的质量最大不能超过多少。23．如图所示，质量5kg的物体A静止于倾角为30°的斜面体B上，斜面体B的质量为15kg，现对该斜面体施加一个水平向左的推力F=40N，使物体随斜面体一起沿水平方向向左做匀速直线运动。（g取10m/s2）(1)判断A、B之间有无摩擦力，若有，大小、方向如何？(2)计算B与地面之间的动摩擦因数。24．如图所示，劲度系数为k1的弹簧两端分别与质量为m1和m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的弹簧上端与物块2拴接，下端固定在桌面上，整个系统处于平衡状态。两个弹簧的质量都不计，两弹簧原长均为l0，物体均可看作质点。求物块1距离地面的高度。25．如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，一个劲度系数为k，自然长度为的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在大环的最高点，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角。26．如图甲所示一静止在水平面上的物体，质量为2kg，在水平弹簧作用下，2s末开始缓慢滑动，此时弹簧伸长了6cm。弹簧弹力F随时间t的变化情况如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：(1)弹簧的劲度大小；(2)物体与地面间的摩擦因数。【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．B解析：BA．当木板与水平面的倾角θ=时，物块开始下滑，根据平衡条件可得解得物块与木板间的动摩擦因数为故A错误；B．木板对物块的支持力为随着倾角θ的增大，木板对物块的支持力逐渐减小，故B正确；C．当倾角θ=时，物块相对于木板静止，受力平衡，则木板对物块作用力的合力与物块的重力是平衡力，其大小为mg，故C错误；D．当倾角θ=时，木板对物块的支持力为木板对物块的摩擦力为则木板对物块作用力的合力大小为故D错误。故选B。2．D解析：D物理学中“用一个力代替几个力，且效果相同”，属于等效代替法，即一个力的效果与几个力的效果是相等，所采用的科学研究方法是等效替代法。故选D。3．B解析：BA．茶壶放在水平桌面上，首先受到重力作用，由于对桌面有压力，则会受到桌面竖直向上的支持力；茶壶和桌面之间没有相对运动趋势，故不受摩擦力A错误；B．桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变产生的，B正确；C．茶壶受到的重力和茶壶对桌面的压力方向相同，不是一对平衡力，C错误；D．茶壶受到的重力和桌面对茶壶的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，D错误。故选B。4．D解析：D以结点O为研究，在绳子均不被拉断时受力图如图根据平衡条件，结合受力图可知FOA＞FOB，FOA＞FOC即OA绳受的拉力最大，而细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，则当物体质量逐渐增加时，OA绳最先被拉断。故选D。5．B解析：BA．图甲中对B进行受力分析，B球受重力和弹力的作用，二力平衡B球静止，不可能再受到A对B的弹力的作用，A错误；B．图乙中采用假设法，若除去左侧的斜面，A将运动，去掉右侧的斜面，A也将运动，所以两斜面对球A均有力的作用，B正确；C．图丙中绳子对A的拉力是倾斜的，假设斜面B移走，则绳子要竖直，故A要受到斜面B对它的弹力的作用，C错误；D．图丁中绳子处于竖直状态，故绳子有拉力；但若与斜面间有弹力，物体不能保持竖直状态，故物体不受斜面的弹力，D错误。故选B。6．A解析：A受力分析如图所示由几何关系得小球沿圆环缓慢上移，AB逐渐减小，OA、OB不变，所以N不变，F减小。故选A。7．C解析：CA．力总有施力物体和受力物体，因此不能脱离物体而单独存在，A错误；B．物体所受摩擦力的方向总是与该物体相对另一个物体的运动方向或者运动趋势的方向相反，B错误；C．质量均匀分布，形状规则的物体的重心可能在物体外，比如匀质圆环的重心在它的圆心位置，C正确；D．木块放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，D错误。故选C。8．A解析：A对球受力分析，筷子对小球的两个压力，小球的重力，如图所示在竖直方向上有解得故选A。9．B解析：B由题意，根据平行四边形定则作出如下图所示由数学知识可得故选B。10．A解析：A由题意，绳②恰好竖直，小球处于平衡状态，则由平衡条件可知，绳①对小球没有作用力，小球受到重力和绳②的拉力两个力作用，故选A。11．B解析：B设ABC三个位置的拉力分别为FA、FB、FC，导线质量为m，AC段受力分析得BC段受力分析得联立得解得B正确，ACD错误。故选B。12．B解析：BA．人处于平衡状态时，人受到的支持力与人受到的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反；根据牛顿第三定律人受到的支持力与人对凳子的压力大小相等，方向相反，所以人对凳子的压力和人的重力相等，但人对凳子的压力和人的重力是两种不同性质的力，不能说人对凳子的压力就是人的重力，故A错误；B．人受到的支持力的方向是通过人的手掌与前臂的，人受到的支持力与人受到的重力是一对平衡力，可知人体重心一定在前臂所在直线方向上，故B正确；C．根据弹力的产生可知，人受到凳子面的支持力是凳子面的形变产生的，故C错误；D．凳子也有重力，所以人对凳子的压力与凳子受到的重力的合力和地面对凳子的支持力是平衡力，故D错误。故选B。二、填空题13．OA解析：OA以结点O为研究，在绳子均不被拉断时受力如图根据平衡条件，结合力图可知即OA绳受的拉力最大，而细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，则当物体质量逐渐增加时，OA绳最先被拉断。14．所加的力起了两个效果，一是推杆，另一是推杆，所以可以将力F分解为沿和方向的两个分力和，而又起了两个效果，一是沿气缸方向推活塞，另一是平行于活塞方向推活塞，所以再把分解成沿气缸方向和垂直于气缸方向的两个分力和，如图所示则【点拨】有时经常会要进行多次分解才能达到所要求的作用效果。15．平行木板垂直木板1216解析：平行木板垂直木板1216[1][2]按照重力作用的实际效果，可以将重力沿垂直木板方向和平行木板方向进行分解[3]木板上物体的重力，按效果分解的力图如图[4][5]经过长度测量，F1的长度约是单位长度的1.2倍，因此同理，F2的长度约是单位长度的1.6倍，因此16．258【解析】试题分析：（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点基本上在同一条直线上可以判定和间是一次函数关系画一条直线使尽可能多的点落在这条直线上不在直线上的点均匀地分布在直线两侧如图所示：（2）图线解析：258【解析】试题分析：（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上．可以判定和间是一次函数关系，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，如图所示：（2）图线的斜率：由胡克定律得：表示劲度系数与重力加速度的比值．弹簧的劲度系数：．考点：探究弹力和弹簧伸长的关系【名师点睛】描点作图时，描线时要将尽可能多的点画在直线上，少数的点尽可能平均的分布于直线两侧，在应用胡克定律时，要首先转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数．17．Gsinθ减小解析：Gsinθ减小[1]水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中，受到重力、两棍的支持力和摩擦力，根据平衡条件得知解得[2]将两棍间的距离稍减小后，两棍支持力的合力不变，夹角减小，导至每根木棍对圆筒的支持力减小，因此滑动摩擦力减小。18．增大增大解析：增大增大[1][2]以小球为研究对象，分析受力如图，设绳子与竖直墙面的夹角为θ，由平衡条件得把绳子变短时，θ角增大，则cosθ减小，tanθ增大，则得到拉力FT增大，支持力FN也增大，根据牛顿第三定律，球对绳的拉力增大，球对墙的压力也增大19．[1]设F2与F的夹角为β，则由正弦定理可知由于，所以，、为定值，则当sinβ最大时，此时a也最大，所以，即与F垂直时，α达到最大值，则[2]由可得20．竖直向下解析：竖直向下对B受力分析如图A对B的摩擦力和C对B的摩擦力相等，由平衡条件所以由牛顿第三定律，B对A的摩擦力大小为，方向竖直向下。三、解答题21．(1)，；(2)均变大；将电灯所受的重力G沿两个绳子方向进行分解，如图所示：由几何知识得(2)若A点向左移动，保持B点O点不动，则OA与水平方向的夹角θ减小，则根据线AO绳拉力和BO绳拉力大小均变大。22．(1)，；(2)，方向水平向右；(3)5.6kg