2024-2025学年新教材高中物理第三章相互作用-力测评含解析新人教版必修第一册

PAGE12-第三章测评(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每个小题中只有一个选项是正确的)1.把一个月牙状的薄板悬挂起来,静止时如图所示。则薄板的重心可能是图中的()A.A点 B.B点C.C点 D.D点2.如图所示,球A在斜面上,被竖直挡板拦住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,以下说法正确的是()A.球A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面对上B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面对下C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面对上D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面对上,一个竖直向下3.已知某力的大小为10N,则不行能将此力分解为下列哪组力()A.3N3N B.6N6NC.100N100N D.400N400N4.如图,粗糙的水平地面上,质量为1kg的木块以肯定的初速度向右滑行的同时还受到一个向左的水平推力的作用,已知地面的动摩擦因数为0.1。在木块停止运动之前,下列说法正确的是(g取10m/s2)()A.地面对木块的滑动摩擦力大小为1NB.木块受到水平向右的滑动摩擦力C.地面对木块的支持力为1ND.木块受到静摩擦力的作用5.如图所示,肯定质量的物体通过两轻绳悬挂,结点为O。人沿水平方向拉着OB绳,物体和人均处于静止状态。若OB绳中的拉力方向不变,人缓慢向左移动一小段距离,则下列说法正确的是()A.OA绳中的拉力先减小后增大B.OB绳中的拉力不变C.人对地面的压力渐渐减小D.地面对人的摩擦力渐渐增大6.如图所示,重为G的花瓶置于水平桌面上,桌面对花瓶的支持力为F1,花瓶对桌面的压力为F2,下列说法正确的是()A.F1大于F2B.G与F2是一对平衡力C.G与F1是一对作用力与反作用力D.F1与F2是一对作用力与反作用力7.如图所示,物体A重4N,物体B重1N,摩擦及绳子、滑轮的质量均不计,以下说法正确的是()A.地面对A的支持力是4NB.测力计的示数为2NC.地面对A的支持力为2ND.测力计的示数为3N8.如图所示,用水平力F推静止在斜面上的物块,当力F由零起先渐渐增大而物块仍保持静止状态,则物块()A.所受合力渐渐增大B.所受斜面摩擦力渐渐增大C.所受斜面摩擦力先减小后增大D.所受斜面弹力先增大后减小二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.下列几组力的合力可能是35N的有()A.35N、80N B.6N、24NC.35N、35N D.50N、60N10.(2024天津)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不行。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则()A.若F肯定,θ大时FN大B.若F肯定,θ小时FN大C.若θ肯定,F大时FN大D.若θ肯定,F小时FN大11.如图所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,AB边靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数为μ。F是垂直于斜面BC的推力,物块沿墙面匀速下滑,则摩擦力的大小为()A.mg+Fsinα B.mg-FsinαC.μmg D.μFcosα12.如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg,弹簧测力计的读数为2N,若轻轻取走盘中的部分砝码,使砝码和托盘的总质量减小到0.3kg时,将会出现的状况是(g取10N/kg,不计滑轮摩擦)()A.弹簧测力计的读数将变小B.A仍静止不动C.A对桌面的摩擦力不变D.A对桌面的摩擦力将变小三、非选择题(本题共6个小题,共60分)13.(8分)在“探究求合力的方法”试验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。(1)为了完成试验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的试验数据如下表:弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42依据表中数据作出F-x图像并求得该弹簧的劲度系数k=N/m;

(2)某次试验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示;

(3)由图得到F合=N。

14.(8分)(2024全国Ⅱ)图(a)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在接着滑动时,弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次试验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧测力计的示数读出。砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列问题:(1)f4=N;

(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k=;

(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f-m图线求得μ=。(保留2位有效数字)

15.(6分)如图所示,用一轻弹簧竖直悬挂物体,现用力F=10.5N竖直向下拉物体,使物体处于静止状态,弹簧由原长5cm伸长到7.2cm。若将力F改为竖直向上拉物体,大小不变,物体仍处于静止状态,弹簧由原长缩短到3cm。求物体的质量和弹簧的劲度系数。(g取10N/kg)16.(8分)(2024河南周口高一上月考)如图所示,轻杆上端可绕固定的光滑轴O转动,下端固定一质量为m的小球,小球搁在质量为2m的木板M上,木板置于光滑的水平地面上。轻杆与竖直方向成30°角,球与木板间的动摩擦因数为33,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为将木板向右水平拉出,水平拉力F17.(14分)(2024安徽滁州高一上月考)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具,如图所示。设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽视,拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ。若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。18.(16分)倾角为θ的斜面上有质量为m的木块,它们之间的动摩擦因数为μ,且μ<tanθ,现用水平力F推动木块,如图所示,若斜面和木块始终保持静止,求水平推力F的大小范围。参考答案第三章测评1.D悬挂法测量重心位置的原理,结合二力平衡条件分析可得,重心位置是D点。2.C由于球A对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对球A产生弹力,而且弹力的方向垂直于接触面,所以挡板对球A的弹力方向水平向右,斜面对球A的弹力方向垂直于斜面对上。故球A受两个弹力,一个水平向右,一个垂直斜面对上。3.A合力与分力之间满意平行四边形定则,合力10N。必需介于两分力的合力的范围内才有可能,但A项中,两力的合力范围为0≤F≤6N,所以10N的力不行能分解为两个3N的力。选项A不行能,而选项B、C、D均可能。4.A木块向右滑动,受到滑动摩擦力作用,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,方向水平向左,大小Ff=μFN=μmg=1N。故A正确,B、D错误。物体所受的重力和支持力平衡,则FN=mg=10N。故C错误。5.D对结点O受力分析,如图所示,结点O受到方向始终竖直向下的拉力、OA绳中的拉力FA、OB绳中的拉力FB而处于静止状态。若OB绳中的拉力方向不变,人缓慢向左移动一小段距离,由于FA与FB的合力不变(大小等于重力mg,方向竖直向上),由矢量图可以看出,拉力FA会增大,拉力FB也增大,选项A、B错误。由于人的拉力方向沿水平方向,所以拉力增大不影响人对地面的压力,选项C错误。对人受力分析,在水平方向,由平衡条件可知,地面对人的摩擦力随OB绳中的拉力增大而渐渐增大,选项D正确。6.D花瓶对桌面的压力和桌面对花瓶的支持力是一对作用力与反作用力,所以F1与F2是一对相互作用力,所以二者大小相等,A错误,D正确;G是花瓶的重力,而F2是桌面的受力,二力分别作用在两个不同的物体上,不行能平衡,B错误;F1与G都作用在花瓶上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,C错误。7.B向上拉A的力大小应等于B的重力1N,这样A受三个力的作用:向下的重力为4N,向上的绳子的拉力为1N,地面对A的支持力应竖直向上为3N,故A、C错误;而测力计的示数等于两绳子向下的拉力之和,故为2N,所以B正确,D错误。8.C物块保持静止状态,所受合力仍为零,A错。起先时摩擦力方向沿斜面对上,力F增大,摩擦力减小,当摩擦力方向沿斜面对下时,力F增大,摩擦力增大,B错,C正确。物块所受斜面弹力大小等于重力和F沿垂直于斜面方向的分力之和,而重力沿垂直于斜面方向的分力不变,F沿垂直于斜面方向的分力增大,故随着F的增大,物块所受斜面弹力增大,D错。9.CD两个力F1、F2的合力F满意|F1-F2|≤F≤F1+F2,只要35N的力介于|F1-F2|和(F1+F2)之间,F1、F2的合力就可能为35N,由此知选项C、D正确。10.BC本题考查力的分解,确定合力与分力等效替代关系是正确解题的关键。作用在木楔背上的力F可以分解为垂直于两个侧面的分力FN,如图所示。由平行四边形定则可知,FN=F2sinθ2,由上式可知,F肯定时,木楔顶角越小,FN越大,选项A错误、B正确;木楔顶角肯定时,F越大,11.AD物块ABC受到推力、竖直向下重力、水平向右的墙的支持力及竖直向上的摩擦力四个力作用而平衡,由平衡条件不难得出摩擦力大小为Ff=mg+Fsinα,再由摩擦力公式又可得出Ff=μFN=μFcosα,故AD均正确。12.BD当砝码和托盘的总质量m1=0.6kg时,A处于静止状态,A所受摩擦力为Ff1=m1g-F1=4N,方向向左,则最大静摩擦力Fmax≥4N,当m1减小到0.3kg时,m2g-F1=1N<Fmax,故A仍静止不动,弹簧测力计读数不变,A对桌面的摩擦力为1N,方向向左。13.解析(1)以水平方向为x轴,竖直方向为F轴,建立直角坐标系,然后描点,选尽可能多的点连成一条线,其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k,在直线上任取一点,如(6×10-2,3.25),则k=3.(2)弹簧测力计的读数为2.10N,选标度合力F合的图示如图所示。(3)经测量,合力F合=3.3N。答案(1)见解析图54(说明:±2范围内都可)(2)2.10(说明:有效数字位数正确,±0.02范围内都可)见解析图(3)3.3(说明:±0.2范围内都可)14.解析(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1N,读数时应估读到0.01N,题中示数为2.75N。(2)(3)试验中木块处于平衡状态,有f=μ(M+m)g=μMg+μmg,即f-m图像的斜率k=μg。(4)由(3)知μ=kg,由绘出的图像求得k值,代入数据得μ值答案(1)2.75(2)见解析图(3)μ(M+m)gμg(4)0.4015.解析物体两种状况均处于平衡状态,依据胡克定律有F+mg=k(l1-l0),F=mg+k(l0-l2)解得k=500N/m,m=0.05kg。答案0.05kg500N/m16.解析当木板刚好向右拉出时,先选小球为探讨对象,小球受重力mg,木板的支持力FN,轻杆的拉力FT和木板的摩擦力Ff,如图所示。依据平衡条件可知:水平方向有:Ff=FTsinθ竖直方向有:FTcosθ+FN=mg此时的最大静摩擦力为:Ff=μFN代入数据解得:FT=33mg,FN=12mg,Ff=再选木板为探讨对象,依据牛顿第三定律可知,小球对木板有水平向左的摩擦力,大小也为Ff。所以水平拉力的最小值为F=Ff=36答案3617.解析设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把,将拖把受到的力沿竖直和水平方向分解,依据平衡条件有:竖直方向:Fcosθ+mg=FN水平方向:Fsinθ=Ff式中FN和Ff分别为地板对拖把的支持力和摩擦力。又