2024-2025学年新教材高中物理第三章相互作用-力单元评估练含解析新人教版必修第一册

PAGEPAGE9第三章相互作用——力单元评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(1～6为单选每小题3分，7～10为多选每小题4分，共34分)1．如图所示的几种状况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不计一切摩擦，物体质量都为m，且均处于静止状态，有关角度如图所示．弹簧测力计的示数FA、FB、FC、FD由大到小的排列依次是(C)A．FB>FD>FA>FCB．FD>FC>FB>FAC．FD>FB>FA>FCD．FC>FD>FB>FA解析：由平衡条件知FA＝mgsin45°＝eq\f(\r(2),2)mg，FB＝mg，FC＝mgsin30°＝eq\f(mg,2)，FD>mg，所以选项C正确．2．牙膏是生活中常用的物品，依据你的视察和生活阅历，推断下列说法正确的是(C)A．牙膏皮被挤压后发生的形变为弹性形变B．牙膏被挤出来是因为牙膏受到重力的作用C．牙膏盖上的条纹是为了防滑而设计的D．挤牙膏时手对牙膏皮的作用力大于牙膏皮对手的作用力解析：牙膏皮被挤压后发生的形变，在撤去外力后没有复原原状，是塑性形变，故A错误；牙膏受到牙膏皮的作用力，发生形变，从而被挤出来，故B错误；牙膏盖上的条纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦的，故C正确；挤牙膏时手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于作用力与反作用力，大小相等，故D错误．3.如图所示，不光滑的水平面上并列放置两物块A和B.已知水平面对A的最大静摩擦力为4N，水平面对B的最大静摩擦力为2N，当用F＝3N的水平力从左侧推A时，物体A、B受的摩擦力分别为FfA、FfB，则(B)A．FfA＝1N，FfB＝2NB．FfA＝3N，FfB＝0C．FfA＝4N，FfB＝2ND．因动摩擦因数和A、B的质量未知，故无法计算解析：对A：水平方向受到3N向右的推力和3N向左的静摩擦力，没有超过A的最大静摩擦力4N，所以A和B接触而没有挤压，B对A的作用力FBA＝0.对B：没有相对水平面滑动的趋势，水平面对B没有摩擦力，FfB＝0.4.甲、乙两位同学做“拔河”嬉戏，两人分别用伸平的手掌托起一长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧拖拉，如图所示．若凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四块砖，则下列推断正确的是(B)A．凳子向甲方移动B．凳子向乙方移动C．凳子在原处不会被移动D．凳子向两位同学中体重大的一侧移动解析：凳子最终向哪方移动取决于该方的最大静摩擦力比另一方大，最大静摩擦力的大小取决于正压力(在粗糙程度相同时)，而乙端的凳面上有四块砖，故乙端的最大静摩擦力大于甲端的最大静摩擦力，所以凳子向乙方移动．5．如图所示，支杆AB的长度都一样，杆重不计，悬挂的都是重为G的物体，那么支杆AB受力最小的是(D)解析：以A点为探讨对象，进行受力分析可得如图所示的受力分析图，然后将重力G分解，在画力的分解示意图时，要将4个图中代表重力G的长度画成相同的长度，以便于从图中比较出分力的关系，此为图解法．由图中可看出图④中的FAB最小，选项D正确．6．如图所示，小明想推动家里的衣橱，但用完了力气也推不动，他便想了个妙招，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的“人”字形架，然后往中心一站，衣橱被推动了，下列说法中正确的是(C)A．这是不行能的，因为小明根本没有用力去推衣橱B．这是不行能的，因为无论如何小明的力气也没那么大C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D．这有可能，但A板对衣橱的推力不行能大于小明的重力解析：由力的分解可知，这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力，选项C正确．7．如图，物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上，下面表述正确的是(AC)A．M所受合力为零B．M肯定是受四个力作用C．M可能对斜面无压力作用D．物体与斜面之间肯定存在摩擦力解析：物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上，说明物体处于平衡状态，所以物体受到的合外力为零，故选项A正确；对物体受力分析，拉力F是已知的，地球表面旁边的物体肯定受到地球的重力，故肯定受到向下的重力；假如拉力与重力平衡，斜面体对M没有支持力，就没有摩擦力，故物体只受2个力；假如拉力F小于重力，会与斜面体相互挤压，故物体还会受到支持力和沿斜面对上的静摩擦力，即共受4个力，故选项C正确，选项B、D错误．8．一滑雪者沿一倾角为α的山坡滑下，然后又滑上另一倾角为β的山坡(α>β)，如图所示，则下列说法正确的是(BD)A．在A、B两山坡上，滑雪者都受到重力、支持力、下滑力和摩擦力作用B．在A、B两山坡上，滑雪者都受到重力、支持力和摩擦力作用C．在A山坡上摩擦力是动力，在B山坡上摩擦力是阻力D．在A、B两山坡上，摩擦力都是阻力，且滑雪者在A山坡上所受摩擦力小于在B山坡上所受摩擦力解析：滑雪者受到重力、支持力和摩擦力，其中重力可以分解为两个力，一是使滑雪者有沿山坡下滑趋势的分力，二是使滑雪者压紧坡面的分力．分析滑雪者受力时，考虑了mg就不能再同时考虑它的分力，故A错误，B正确．不论在A山坡还是在B山坡，滑雪者所受的滑动摩擦力总是阻碍他相对山坡的滑动，所以都是阻力；由于摩擦力Ff＝μFN＝μmgcosθ，μ相同时，倾角越大，cosθ越小，滑动摩擦力也越小，故C错误，D正确．9．如图所示，半径为R、内壁光滑的空心圆筒放在地面上，将两个重力都为G、半径都为r的球(R<2r<2R)放在圆筒中，下列说法中正确的是(ABC)A．筒底对球A的弹力大小肯定等于2GB．筒壁对球A的弹力等于筒壁对球B的弹力大小C．球A对球B的弹力肯定大于重力GD．球B对筒壁的压力肯定小于重力G解析：对两个球的整体探讨，筒底对整体的支持力等于两球的总重，筒壁对球A的弹力等于筒壁对球B的弹力大小，A、B正确；对球B探讨，筒壁对球B的弹力与球B受到的重力的合力等于球A对球B的弹力，由几何关系可得球A对球B的弹力肯定大于重力G，C正确；球B对筒壁的压力可能小于、可能等于、也可能大于重力G，D错误．10．如图所示，质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为(BD)A．μmg B．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg＋Fcosθ) D．Fcosθ解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff.沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解如右图所示(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y轴上向上的力等于向下的力(竖直方向二力平衡)．即Fcosθ＝Ff，①FN＝mg＋Fsinθ，②又由于Ff＝μFN，所以Ff＝μ(mg＋Fsinθ)，③故B、D答案是正确的．eq\a\vs4\al(二、试验题11题4分，12题12分，共16分)11．请完成以下两小题．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固定在墙上的两个钉子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线挂一个重物．(1)为完成试验，下述操作中必需的是bcd.a．测量细绳的长度b．测量橡皮筋的原长c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度d．记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，变更条件再次验证，可采纳的方法是更换不同的小重物．解析：运用等效思想来验证平行四边形定则，即要验证以两力为平行四边形的邻边，作平行四边形，其对角线是否和合力相符．本题中结点受三个力，其中两个力的合力与第三个力等大反向，故先测出各力的大小和方向，然后作出各力的图示，以两边为邻边做平行四边形，假如在试验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向，即可验证．(1)为测量各力的大小故须要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度，为确定力的方向还需记录悬挂重物后O点位置．故应选bcd.(2)可以通过变更小重物变更各力的大小．12．某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记做L0；弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记做L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记做L2…弹簧下端挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记做L7.(1)下表记录的是该同学已测出的6个数值，其中有2个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是L5和L6.测量记录表：(2)试验中，L3和L7两个数值还没有测定，请你依据上图将这两个测量值填入记录表中．(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1＝L4－L0＝6.90cm，d2＝L5－L1＝6.90cm，d3＝L6－L2＝7.00cm.请你给出第四个差值：d4＝L7－L3＝7.20(7.18～7.22)cm.(4)依据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：ΔL＝eq\f(d1＋d2＋d3＋d4,4×4)，代入数据解得ΔL＝1.75cm.(5)计算弹簧的劲度系数k＝28N/m.(g取9.8m/s2)解析：本题是探究弹力和弹簧伸长关系的试验，考查了刻度尺的读数、减小误差的方法及分析处理试验数据的实力．通过对(3)问中差值的分析发觉所求差值是每增4个砝码的弹簧伸长量，从而确定每增加一个50g砝码的弹簧平均伸长量，同时为了减小误差要留意用逐差法求ΔL的平均值．(1)通过对6个数值的分析可知记录有误的是L5、L6.(2)用最小刻度是毫米的刻度尺测量时，正确读数并记录到毫米的下一位，即L3＝6.85cm，L7＝14.05cm.(3)利用逐差法并结合已求差值可知第四个差值d4＝L7－L3＝14.05cm－6.85cm＝7.20cm.(4)每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL＝eq\f(d1＋d2＋d3＋d4,4×4)＝eq\f(6.90＋6.90＋7.00＋7.20,16)cm＝1.75cm.(5)依据ΔF＝k·ΔL，又ΔF＝mg，所以k＝eq\f(ΔF,ΔL)＝eq\f(mg,ΔL)＝eq\f(0.05×9.8,0.0175)N/m＝28N/m.eq\a\vs4\al(三、计算题共50分)13．(12分)如图所示，在一个V形槽中有一个重为G＝100N的粗细匀称的圆柱体，槽两侧底角均为α＝60°.圆柱体与槽之间的动摩擦因数μ＝0.2.要使圆柱体沿水平轴线方向匀速运动，沿水平轴线方向的水平推力F应为多大？解析：把圆柱体的重力沿垂直两侧槽面分解，得压力FN1＝FN2＝eq\f(G,2cosα)，匀速推动时的推力F＝μFN1＋μFN2＝eq\f(μG,cosα).代入数值得F＝40N.答案：40N14．(12分)如图所示，一轻质三角形框架B处悬挂肯定滑轮(质量可忽视不计)．一体重为500N的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为300N的物体．(1)此时人对地面的压力是多大？(2)斜杆BC，横杆AB所受的力是多大？解析：(1)先以人为探讨对象，人受三个力作用，重力G、地面对人的支持力FN、绳子的拉力FT.由平衡方程可得FN＋FT＝G，解得FN＝200N．即人对地面的压力为200N.(2)以B点为探讨对象，其受力状况如图所示．将绳子的拉力F分解为两个力：一个分力是对AB杆的拉力、一个分力是对BC杆的压力．F＝2G＝600N，由题意及受力分解图可知：FAB＝Ftan30°＝200eq\r(3)N，FBC＝eq\f(F,cos30°)＝400eq\r(3)N.答案：(1)200N(2)400eq\r(3)N200eq\r(3)N15．(13分)如下图所示，重为G的匀称链条，两端用等长的轻细绳连接悬挂在等高的地方，细线和水平方向成θ角．试求：(1)细线张力；(2)链条最低点的张力．解析：(1)以链条整体为探讨对象，受重力G、两边绳子的拉力且两边绳子的拉力相等．由链条处于静止状态可求得细线张力等于eq\f(G,2sinθ).(2)以链条的右半段为探讨对象，受重力G/2、左半段的水平向左的拉力以及绳的拉力．由右半段处于静止状态，可求得此张力为eq\f(G,2tanθ).答案：(1)eq\f(G,2sinθ)(2)eq\f(G,2tanθ)16．(13