第三章-相互作用-章节测试卷-(A卷)(解析版)

绝密★启用前高一物理必修第一册第三章测试卷（A卷）（解析版）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________考试时间：X月X日命题人：审题人：满分100分，考试时间75分钟。考生注意：1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4.可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。第I卷（选择题部分）一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1．杂技演员具有高超的技术。站在地面上的演员能用头部直接顶住从空中落下的坛子，如图所示。则下列说法正确的是（）A．演员头部受到压力作用是由于头部发生了形变B．坛子受到支持力作用是由于演员头部发生了形变C．坛子对头部的压力就是坛子受到的重力D．坛子对头部的压力就是演员对地面的压力【答案】B【解析】A．演员头部受到压力作用是由于坛子发生了形变，选项A错误；B．坛子受到支持力作用是由于演员头部发生了形变，选项B正确；C．压力和重力是不同性质的力，只能说坛子对头部的压力大小等于坛子受到的重力大小，选项C错误；D．坛子对头部的压力小于演员对地面的压力，选项D错误。故选B。2.一铁块m被竖直悬挂的磁性黑板紧紧吸住不动，如图所示。下列说法错误的是()A．铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体均是黑板B．铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——互相吸引的磁力和相互作用的弹力 C．磁力和弹力是互相平衡的力D．磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动【答案】D【解析】对m受力分析如图所示，由平衡条件可知：磁力F引与支持力FN是一对平衡力。A、B、C说法正确，故选D。3．如图所示，粗糙水平桌面上一质量为5kg的物体，在水平拉力F作用下，沿水平方向向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，，则地面对物体的滑动摩擦力大小为（）A．2N B．5N C．20N D．2000N【答案】C【解析】物体受重力、支持力、拉力作用，重力与支持力平衡，有则滑动摩擦力为故ABD错误，C正确。故选C。4.如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是()A．FA一定小于GB．FA与FB大小相等C．FA与FB是一对平衡力 D．FA与FB大小之和等于G【答案】B【解析】A、B等高，且两绳AO、BO长度相等，由平衡条件可知FA、FB大小相等，它们的合力大小等于G，而FA与G的大小关系不能确定，故B项正确。5.某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦力。下列说法正确的是()A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大【答案】C【解析】对玻璃珠受力分析如图受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力、右侧筷子对玻璃珠的弹力，在三个力的作用下处于平衡状态。根据力的平衡条件可知，两侧筷子对玻璃珠的合力与重力等大反向，故A、B错误；根据力的平衡条件，竖直方向有水平方向有联立得由于θ小于90°，则一定有而不一定大于G，故C正确，D错误。6.如图所示，叠放在水平地面上的四个完全相同的排球相互接触，处于静止状态。假设排球的质量均为m，不计排球之间的摩擦力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是()A.水平地面对下方三个排球的摩擦力可能为零B.水平地面对下方三个排球的支持力大小均为C.水平地面对下方三个排球的支持力大小均为D.上方排球与下方排球之间的弹力大小都等于【答案】B【解析】由于受上方排球斜向下的弹力作用，下方排球有运动的趋势，故水平地面对下方三个排球有摩擦力作用，故A错误；对四个排球组成的整体进行受力分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡状态，所以下方三个排球受到的支持力大小为，每个排球受到的支持力大小为，故B正确，C错误；上方排球受下方每一个排球的弹力的竖直分量均为，则上方排球与下方排球之间的弹力大小大于，选项D错误。如图所示,A、B为竖直墙面上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为轻杆。光滑转轴C在AB中点D的正下方,A、O、B在同一水平面内。∠AOB=120°,∠COD=60°。若在O点处悬挂一个质量为m的物体,则平衡后轻绳AO所受的拉力和轻杆CO所受的压力分别为()A.33mg,B.mg,1C.233mg,D.12mg,【答案】A【解析】由题图可知轻杆CO的弹力沿杆斜向上,其在竖直和水平方向的两个分力分别与竖直绳的拉力mg和AO、BO两轻绳的合力FDO平衡,将竖直绳中的拉力分解为对杆CO的压力及对AO、BO两绳沿DO方向的拉力,如图甲所示,则FCOsin60°=mg,FDO=FCOcos60°,解得FCO=233mg,FDO=33mg。又由于OA、OB夹角为120°,且两轻绳上拉力相等,所以两轻绳拉力应与合力FDO相等,如图乙所示,所以FAO=33二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8．如图所示是李强同学设计的一个小实验，他将细绳的一端系在手指上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同的重物，并保持静止。通过实验会感受到（）A．细绳是被拉伸的，杆是被压缩的B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向AC．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向AD．所挂重物质量增大时，细绳和杆对手的作用力不变【答案】AC【解析】A．重物的重力产生两个效果：一是使绳子沿BA方向被拉紧，二是使杆受到向左的挤压，如图所示所以绳子是被拉伸的，杆是被压缩的，A正确；B．杆对手掌施加的作用力方向沿杆由A指向C，B错误；C．绳对中指施加的作用力方向指向绳子收缩的方向，即沿绳由B指向A，C正确；D．所挂重物质量越大，重力越大，根据力的分解可知绳和杆对手的作用力也越大，D错误。故选AC。9.物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如图所示。a、b处于静止状态，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是()A．a受到两个摩擦力的作用B．a共受到四个力的作用 C．b共受到三个力的作用D．a受到墙壁的摩擦力的大小不随F的增大而增大【答案】AD【解析】以a、b整体为研究对象，整体受到重力、水平推力F、墙对整体的水平向右的弹力、墙壁对整体的摩擦力。由于整体处于平衡状态，所以摩擦力不随着F的增大而增大，D项正确；隔离b，以b为研究对象，b受到重力、水平推力、a对b的水平向右的弹力、a对b向上的摩擦力四个力作用，C项错误；再隔离a，a受b对a施加的向下的摩擦力、墙壁对a向上的摩擦力、重力及水平方向上的两个弹力作用，A项正确、B项错误。10.如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用水平力F拉绳，开始时∠BAC>90°，现使∠BAC缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC，此过程中(不计摩擦)() A．拉力F逐渐减小B．拉力F大小不变C．轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变D．轻杆B端所受轻绳的作用力先减小后增大【答案】AC【解析】对B端进行受力分析：竖直向下的绳的拉力FT＝G，BC绳的拉力FBC及沿杆方向的弹力FAB，此三力组成的矢量三角形与△ABC相似，满足eq\f(G,AC)＝eq\f(FBC,BC)＝eq\f(FAB,AB)，在轻绳BC方向缓慢变化过程中，因AC、AB、G不变，但BC减小，所以拉力FBC＝F逐渐减小，FAB不变，A对B错；又因为轻杆B端所受轻绳的作用力(两段绳作用力的合力)与所受杆的弹力等大反向，C对D错。第II卷（非选择题）三、实验题（本题共2小题，共16分）11．（6分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的_____________。（2）本实验采用的科学方法是_____________。A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（3）实验中的一次测量如图丙所示，两个测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α+β=90°，若保持测力计M的读数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是___________。A．增大N的读数，减小β角B．减小N的读数，减小β角C．减小N的读数，增大β角D．增大N的读数，增大β角【答案】BB【解析】（1）是通过作图的方法得到的合力的理论值，而是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出合力，故方向一定沿AO方向的是，由于误差存在，F和方向并不重合。故为。（2）合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的是等效替代法，故B正确，ACD错误。故选B。（3）要保证结点不动，应保证合力不变，则由平行四边形定则可知，合力不变，A方向向合力方向靠拢，则N的拉力应增大，同时应减小β角，故B正确，ACD错误。故选B。12.（10分）某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持__________状态。（2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长_________cm，劲度系数________N/m。（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量为______cm。【答案】（1）竖直（2）4；50（3）6【解析】（1）由于弹簧挂上钩码后处于竖直状态，因此刻度尺必须保持竖直状态。（2）在图像中，图像与横坐标的交点对应的数值就是弹簧的原长，因此，图像的斜率表示劲度系数，因此劲度系数。（3）根据，可得。四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）13．(10分)在倾角为30°的光滑斜面上放着一个质量M＝2kg的物体A，由轻绳与质量为m的物体B相连，如图所示，A和B都处于静止状态，求B物体的质量。(g取10N/kg)【答案】1kg【解析】分析B的受力可知，绳的拉力F等于其所受重力，即F＝mg①以A为研究对象，它受三个力，将重力分解后，在平行斜面方向上，A的合力为零，即Mgsin30°＝F②由①②得mg＝Mgsin30°m＝eq\f(1,2)M＝1kg。14．(12分)质量为2kg的物体放在水平地面上，用一轻质弹簧水平拉物体，当它刚开始运动时，弹簧的伸长为3cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的伸长是2cm，弹簧的劲度系数为200N/m，求：(g取10N/kg)(1)物体受到的最大静摩擦力；(2)物体受到的滑动摩擦力；(3)物体与水平面间的动摩擦因数μ。【答案】(1)6N(2)4N(3)0.2【解析】(1)当物体刚开始运动时，物体受到的摩擦力为最大静摩擦力，设其为fm，则有fm＝kx1＝200×3×10－2N＝6N(2)当物体匀速前进时，由二力平衡可得：f＝kx2＝200×2×10－2N＝4N(3)由f＝μFN，和FN＝mg解得μ＝eq\f(f,mg)＝eq\f(4,2×10)＝0.2。15.