2024-2025学年新教材高中物理章末质量评估三第三章相互作用粤教版必修第一册

章末质量评估(三)(时间：75分钟分值：100分)一、单项选择题(本大题共8小题，每题4分，共32分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得4分，错选、不选或多选不得分)1．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器最底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器半径为R，与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是()A．弹簧原长为R＋eq\f(mg,k)B．容器受到水平向左的摩擦力C．容器对小球的作用力大小为eq\f(1,2)mgD．轻弹簧对小球的作用力大小为eq\f(\r(3),2)mg解析：对小球受力分析，如图所示，小球受到重力G、弹簧的弹力F和容器的支持力T，依据平衡条件得知：容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力大小相等，方向相反，所以此合力竖直向上．由几何关系可得：轻弹簧对小球的作用力大小F＝mg.容器对小球的作用力大小为T＝mg.由胡克定律，得弹簧的压缩量为x＝eq\f(F,k)＝eq\f(mg,k)，则弹簧的原长为L0＝R＋x＝R＋eq\f(mg,k).故A正确，C、D错误．以容器和小球整体为探讨对象，分析受力可知，竖直方向有总重力、地面的支持力，依据平衡条件可知容器不受水平面的静摩擦力，故B错误．故选A.答案：A2．小芳同学想要悬挂一个镜框，以下四种方法中每根绳子所受拉力最小的是()ABCD解析：当合力肯定时，两分力的夹角越小，分力越小，两分力的夹角越大，分力越大．解决本题的关键是知道合力和分力遵循平行四边形定则，合力肯定，分力夹角越大，分力越大．镜框受重力和两根绳子的拉力处于平衡，合力等于0，知两根绳子拉力的合力等于重力，由绳子合力与分力的关系可知，绳子的夹角越小，绳子拉力越小，由于B图中两绳子间的夹角最小，故拉力最小，故B正确，A、C、D错误．故选B.答案：B3．下列说法正确的是()A．两个物体只要接触就会产生弹力B．放在桌面上的物体受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的C．滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反D．形态规则的物体的重心必与其几何中心重合解析：弹力产生条件为①接触、②形变，A错误；放在桌面上的物体受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的，B正确；滑动摩擦力的方向总是和物体的相对运动方向相反，C错误；形态规则、质量分布匀称的物体的重心必与其几何中心重合，D错误．答案：B4．下列关于力的说法正确的是()A．只有相互接触的物体间才有力的作用B．力可以变更物体的运动状态，但不能使物体发生形变C．竖直向上抛出的物体，能竖直上升，是因为受到竖直向上升力的作用D．施力物体同时也是受力物体解析：物体运动不须要力，变更运动状态(速度)才须要力；力是变更物体运动状态的缘由；力是物体对物体的作用，相互接触的物体不肯定有力的作用，没有相互接触的物体可能存在力的作用；要产生力的作用，至少有两个物体，单独一个物体不会产生力的作用，没有物体就不会产生力的作用．当相互接触的物体间，有力的作用，属于弹力，有力不肯定有必需接触，比如：重力，故A错误；力的作用不是使物体运动，而是变更物体的运动状态，有力肯定使物体发生形变，故B错误；竖直向上抛出的物体，能竖直上升，是因为物体具有惯性，要保持原来的运动状态，故C错误；力是物体对物体的作用，施力物体肯定也是受力物体，故D正确．故选D.答案：D5．如图所示，在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉一木块做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为20N，则木块受到的摩擦力大小是()A．10N B．15NC．20N D．25N解析：解析：木块做匀速运动，处于受力平衡状态，对木块受力分析可知，弹簧的拉力和木块受到的摩擦力是一对平衡力，它们大小相等、方向相反．依据物体的受力状态，可以很简单地推断木块受到的摩擦力大小．对木块受力分析可知，弹簧的拉力和木块受到的摩擦力大小相等，所以木块受到的摩擦力大小是20N，所以C正确，A、B、D错误．故选C.答案：C6．作用在同一物体上的下列几组力中，肯定能使物体做匀速直线运动的是()A．10N，20N，20N，20N B．10N，20N，20N，60NC．10N，10N，20N，50N D．10N，20N，30N，70N解析：A项中，20N，20N，20N三个力的合力最小值为0，最大值为60N，这三个力的合力可以等于10N，所以这四个力的合力可以等于零，肯定能使物体做匀速直线运动，故A正确；B项中，10N，20N，20N，60N这四个力的合力最小值等于10N，合力不能等于零，所以不能使物体做匀速直线运动，故B错误；C项中，10N，10N，20N，50N这四个力的合力最小值等于10N，合力不能等于零，所以不能使物体做匀速直线运动，故C错误；D项中，10N，20N，30N，70N这四个力的合力最小值等于10N，合力不能等于零，所以不能使物体做匀速直线运动，故D错误．故选A.答案：A7．在“验证力的平行四边形定则”试验中，分别运用一个测力计和两个测力计拉伸橡皮条的结点至相同位置．这样做的目的是()A．便于作图B．便于记录测量点C．便于读测力计示数D．保证两次拉伸橡皮条的效果相同解析：该试验采纳了“等效替代”的原理，即合力与分力的关系是等效的，要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的．试验的核心是试验原理，依据原理选择器材，支配试验步骤，分析试验误差，进行数据处理等等．本试验的目的是为了验证力的平行四边形定则，即探讨合力与分力的关系，依据合力与分力是等效的，在“验证力的平行四边形定则”试验中，分别运用一个测力计和两个测力计拉伸橡皮条的结点至相同位置，这样做的目的是保证两次拉伸橡皮条的效果相同，故D正确，A、B、C错误．故选D.答案：D8.如图所示，质量为m的木块被水平推力压着，静止在竖直墙壁上，当推力F的大小增加到2F时，下列说法错误的是()A．木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍B．木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍C．木块所受墙面的摩擦力方向竖直向上D．木块所受墙面的摩擦力不变解析：物块静止在竖直墙壁上，受重力、推力和弹力、静摩擦力处于平衡状态，依据共点力平衡推断弹力和摩擦力的变更．解决本题的关键是能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解．木块处于静止，推力和墙壁的弹力平衡，重力和静摩擦力平衡，当推力F的大小增加到2F时，则木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍，但摩擦力始终等于重力，方向竖直向上，保持不变．故A、C、D正确，B错误．本题选错误的，故选B.答案：B二、多项选择题(本大题共3小题，每题6分，共18分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选不得分)9.如图所示，硬杆一端通过铰链固定在墙上的B点，另一端装有滑轮，重物用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A点，使重物处于平衡态．若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计，将绳的固定端从A点沿墙稍向上移动一点距离，再使之平衡时，则()A．绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大B．杆与竖直墙壁的夹角增大C．绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变D．绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力减小解析：由于杆始终平衡，对两根细线的拉力的合力肯定在杆的方向上；又由于同一根绳子的张力到处相等，故两根细线的拉力肯定相等且等于物体的重力G，保持不变；依据平行四边形定则，合力肯定在角平分线上．将绳的固定端从A点稍向上移时，两拉力的夹角增大，则知绳GC与杆的夹角增大才能重新平衡，故杆与竖直墙壁的夹角增大，故B正确．绳的拉力不变，夹角增大，则两个拉力的合力不断减小，滑轮受到的绳的压力不断减小，则滑轮对绳的作用力也减小，故D正确，A、C错误．故选BD.答案：BD10．如图所示，水平地面上质量为m的物体，在推力F作用下做匀速直线运动．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，木块与地面间的动摩擦因数为μ.则木块受到的摩擦力为()A．0.8F B．0.6FC．μ(mg＋0.6F) D．μmg解析：对物体受力分析，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上合力为零，依据共点力平衡求出摩擦力的大小．解决本题的关键是能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，滑动摩擦力公式中的N是正压力，并不是重力．对物体受力分析如图所示，在水平方向上有f＝Fcos37°＝0.8F；在竖直方向上有N＝mg＋Fsin37°＝mg＋0.6F，则摩擦力为f＝μN＝μ(mg＋0.6F)．故A、C正确，B、D错误．故选AC.答案：AC11．在探究摩擦力的试验中，用传感器(其余电路部分未画)水平拉一放在水平桌面上的小木块，如图所示，小木块的运动状态与计算机的读数如下表所示(每次试验时，木块与桌面的接触面相同)，则通过分析下表可知以下推断中正确的是()试验次数小木块的运动状态计算机读数/N1静止2.22静止3.43直线加速3.84直线匀速3.25直线减速1.96静止1.2A．木块受到的最大静摩擦力为3.8NB．木块受到的最大静摩擦力可能为3.4NC．在这六次试验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在这六次试验中，木块受到的摩擦力大小各不相同解析：本题在探究摩擦力的试验背景下，考查了最大静摩擦力及滑动摩擦力．解答时要留意最大静摩擦力是在物体间即将发生相对运动时产生的．由题意可知，最大静摩擦力可能是3.4～3.8N中的某一值，但不是3.8N，故A错误，B正确；由于在木块滑动后所受滑动摩擦力相同，所以这六次试验中有三次木块所受摩擦力相同，故C正确，D错误．故选BC.答案：BC三、试验题(本大题共2小题，共18分)12．(6分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究．(1)某次测量如图2，指针示数为________cm.(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA、LB，如下表．用表数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为______N/m(重力加速度g＝10m/s2)．由表数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数．钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36解析：(1)刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为16.00cm.(2)由表格中的数据可知，当弹力的变更量ΔF＝0.5N时，弹簧形变量的变更量为Δx＝4.00cm，依据胡克定律知：k1＝eq\f(ΔF,x)N/m＝eq\f(0.5,0.04)N/m＝12.5N/m.结合L1和L2示数的变更，可以得出弹簧Ⅱ形变量的变更量，结合弹力变更量，依据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．答案：(1)16.00(2)12.5能13．(12分)(1)在“探究求合力的方法”的试验中，其中的三个试验步骤为：①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上登记O点和两测力计的读数F1和F2.②在纸上依据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.③只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，登记此时测力计的读数F′和细绳的方向．以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里．①中是________________________________________________________________________；②中是________________________________________________________________________；③中是________________________________________________________________________．(2)某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下试验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图所示．①为完成试验，下述操作中必需的是________．A．钉子A、B必需在同一水平高度B．记录悬挂重物后结点O的位置C．测量细绳的长度D．测量橡皮筋的原长E．测量悬挂重物后橡皮筋的长度②欲利用现有器材，变更条件再次验证，可采纳的方法是_______________________________________________________________________________________________.解析：(1)该试验采纳“等效法”进行，即一个弹簧测力计和两个弹簧测力计拉橡皮条与细绳套的结点时应当拉至同一位置O点，由于力是矢量，因此在记录数据时，不光要记录力的大小，还要记录其方向，这样才能做平行四边形，从而验证两个力的合力大小和方向是否与一个力的大小和方向相同．故三个步骤中均有错误或疏漏，分别是：①还应登记F1和F2的方向；②据F1和F2的大小和方向；③使结点到达同一位置O点．(2)①三条橡皮筋遵守胡克定律，要测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，探讨拉力与伸长量的倍数，依据比例作力的图示．为便利测量，必需登记O点的位置来作参照．不须要测量细绳的长度，钉子A、B也不须要在同一水平高度上．故A、C错误、B、D、E正确．故选BDE.②在其他条件不变的状况下，要变更试验效果，可以变更重物的质量或变更A、B钉子的位置．答案：(1)①还应登记F1和F2的方向②据F1和F2的大小和方向③使结点到达同一位置O点(2)①BDE②更换不同的重物或变更A、B钉子的位置．四、计算题(本大题共3小题，共32分)14．(12分)如图所示，轻质弹簧的劲度系数为200N/m，它水平拉着一个重为20N的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为4cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，问：(1)物体与水平面的动摩擦因数为多少？(2)在弹性限度内，当弹簧的伸长量为6cm时，物体受到的摩擦力为多大？解析：(1)依据胡克定律得，弹簧的拉力F＝kx，由平衡条件得滑动摩擦力f＝F，支持力FN＝G，又f＝μFN，联立代入得到μ＝eq\f(kx,G)＝eq\f(200×0.04,20)＝0.4.(2)由于动摩擦因数μ不变，物体对地面的压力大小FN不变，则滑动摩擦力f不变，f＝μG＝8N.答案：(1)0