章末强化练(三) 相互作用（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（粤教版2019）

章末强化练(三)　相互作用 (时间：60分钟　满分：100分) 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．第1～5小题只有一个选项正确，第6～8小题有多个选项正确，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．下列说法正确的是(　　) A．形状规则的物体的重心和它的几何中心是同一位置 B．书本对课桌的压力就是书本的重力 C．相互接触的物体之间一定产生弹力作用 D．黑板擦对讲桌的压力是黑板擦形变产生的 D　[形状规则且质量分布均匀的物体的重心和它的几何中心是同一位置，A错误；书本对课桌的压力大小等于书本的重力，因压力和重力是不同性质的力，不能说书本对课桌的压力就是书本的重力，B错误；相互接触的物体之间只有发生形变时才会产生弹力作用，C错误；黑板擦对讲桌的压力是黑板擦形变产生的，D正确．] 2．如图所示，A物体沿竖直墙自由下滑，B、C、D物体均静止，各接触面均粗糙．下列说法正确的是(　　) A．A物体受到三个力作用 B．B物体受到四个力作用 C．C物体受到三个力作用 D．D物体受到五个力作用 C　[A物体沿竖直墙自由下滑，“自由”说明物体A与竖直墙之间没有弹力和摩擦力，因此A只受重力作用，故A选项错误；B物体处于静止状态，受到重力、弹力、摩擦力三个力的作用，故B错误；C物体受到重力和两个绳子的拉力，故C正确；D物体处于静止状态，受到重力、支持力、绳子的拉力和摩擦力四个力的作用，故D错误．] 3.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是(　　) A．当θ为120°时，F＝G B．不管θ为何值，F＝ C．当θ＝90°时，F＝ D．θ越大，F越小 A　[由力的合成可知，两分力相等，当θ＝120°时，F合＝F分＝G；θ＝90°时，F分＝F合＝G，故A对，B、C错；θ越大，在合力一定时，分力越大，故D错．] 4．重为400 N的木箱放在水平地面上，木箱与地面间的最大静摩擦力是85 N，动摩擦因数是0.2.如果分别用50 N和90 N的水平力推原来静止的木箱，则木箱受到的摩擦力分别是(　　) A．0，80 N　　　　　　　 B．50 N，90 N C．50 N，80 N D．50 N，85 N C　[由题意可知，木箱与地面间的最大静摩擦力是fm＝85 N .当F＝50 N＜fm，水平力推不动木箱，木箱受到的是静摩擦力，根据水平方向上的二力平衡可知，静摩擦力大小为 f＝F＝50 N．当F＝90 N＞fm，知木箱被推动，受到的是滑动摩擦力，f＝μFN＝μmg＝80 N. ] 5．在第十一届全运会男子举重56公斤级比赛中，龙清泉以302公斤的总成绩获得冠军，并以169公斤超该级别挺举世界纪录．如图所示，设龙清泉所举杠铃的总重为G，杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30°，则他每只手臂承受的张力为(　　) A． B．G C． D．G B　[以杠铃为研究对象，分析受力情况，受力图如图所示， 根据平衡条件得2F cos 30°＝G，解得F＝G，则他每只手臂承受的张力为G.] 6．竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具，流传甚广．如图所示，竹蜻蜓由竹柄和“翅膀”两部分组成．玩儿时，双手一搓竹柄，然后双手松开，竹蜻蜓就会旋转着飞上天空，过一会儿落下来．松手后，关于竹蜻蜓和空气间的相互作用力，下列说法中正确的是(　　) A．竹蜻蜓对空气的作用力大于空气对竹蜻蜓的作用力 B．竹蜻蜓对空气的作用力小于空气对竹蜻蜓的作用力 C．竹蜻蜓对空气的作用力等于空气对竹蜻蜓的作用力 D．竹蜻蜓对空气的作用力与空气对竹蜻蜓的作用力方向相反 CD　[竹蜻蜓对空气的作用力和空气对竹蜻蜓的作用力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，竹蜻蜓对空气的作用力大小等于空气对竹蜻蜓的作用力，二者的方向相反. ] 7．两个物体M、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，如图所示放置，OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°，物体M的重力大小为20 N，M、m均处于静止状态．则(　　) A．绳OA对M的拉力大小为10 N B．绳OB对M的拉力大小为10 N C．m受到水平面的静摩擦力大小为10 N D．m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左 AD　[先对节点O受力分析，节点O受OA，OB，OM三根绳子的拉力，通过条件得知OA和OB的夹角为90°，因此利用力的平衡有，FOM＝20 N，FOA＝FOMsin 30°＝10 N，FOB＝FOMcos 30°＝10 N，故A对，B错；对物体m受力分析，受向左的拉力10 N，向右的拉力10 N，因此物体m受到的静摩擦力水平向左，大小为(10－10)N，C错，D对．] 8．A、B、C三个物体如图所示放置，所有接触面均不光滑．有一个水平力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速直线运动，则(　　) A．B对A的摩擦力方向水平向左 B．B对A的摩擦力方向水平向右 C．C对A的摩擦力方向水平向右 D．C对A的摩擦力方向水平向左 AC　[B向右匀速运动，水平方向受地面向左的滑动摩擦力和A对B向右的静摩擦力而平衡，由牛顿第三定律知B对A的静摩擦力方向水平向左，A正确，B错误；对A来讲，B对A的静摩擦力方向水平向左，所以C对A的静摩擦力方向水平向右，C正确，D错误．] 二、实验题(本题共2小题，共18分) 9．(8分)某同学想利用实验室中某种型号的弹簧制作简易的弹簧秤．具体操作如下： (1)将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，用刻度尺测出不同弹力下弹簧伸长的长度； (2)以弹簧的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴，作出F­x图像，如图所示，其中OA部分为直线，AB部分为曲线； (3)另取一根相同的弹簧，将其上端固定在竖直放置的长方形硬纸板上，下端固定一指针，弹簧处于原长时，在硬纸板上记下指针的位置，标上刻度“0”，挂上5 N的重物，记下指针的位置，标上刻度“5 N”，再将刻度“0”与刻度“5 N”之间的长度等分成50份． 根据上述信息可知： ①该型号弹簧制成的弹簧秤的最大量程为_________N； ②该型号弹簧的劲度系数为_________N/m； (4)如何校准自制的弹簧秤？请说明你的操作步骤___________________________； (5)在使用该弹簧秤的过程中，如果弹簧与硬纸板间存在摩擦，则测量值比真实值______(选填“偏大”“偏小”或“相等”). 解析　(3)由图像可知，AB部分为曲线说明超出弹簧的弹性限度，所以该型号弹簧制成的弹簧秤的最大量程为6.0 N；由胡克定律可得，图像直线部分OA的斜率表示弹簧的劲度系数，则 k＝N/m＝75 N/m. (4)可用标准弹簧进行校正，即将自制弹簧秤与标准弹簧秤对拉，分别验证1 N、2 N、3 N……等多个刻度，两弹簧秤的示数是否一致． (5)对弹簧受力分析可知，弹簧受重物竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力，则使测量值比真实值偏小． 答案　(3)①6.0　②75　(4)将自制弹簧秤与标准弹簧秤对拉，分别验证1 N、2 N、3 N……等多个刻度，两弹簧秤的示数是否一致　(5)偏小 10．(10分)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400 N/m的轻质弹簧AA′，将弹簧的一端A′固定在竖直墙面上．不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示．在实验过程中，保持弹簧AA′伸长1.00 cm不变． (1)若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数是______N．(如图2所示) (2)在(1)问中若保持OA与OB的夹角不变：逐渐增大OA与OC的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将_______，弹簧秤乙的读数大小将_____． 解析　(1)根据弹簧秤的读数方法可知，乙的读数为3.00 N. (2)若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OA与OC的夹角，如图中实线变到虚线： 由图可知弹簧秤甲的读数将一直变小，而弹簧秤乙的读数将先变小后变大． 答案　(1)3.00　 (2)一直变小　　先变小后变大 三、计算题(本题共2小题，共34分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 11．(16分)如图所示，粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态．已知A、B的质量分别为m和M，半圆球B与柱状物体A半径均为R，半圆球B的球心到水平地面的竖直距离为R，重力加速度为g.求： (1)物体A对地面的压力大小； (2)物体A对地面的摩擦力． 解析　(1)把A、B看成一个系统，对其运用整体法，该系统在竖直方向上受到竖直向下的重力(M＋m)g和地面的支持力FN的作用，二力平衡，所以FN＝(M＋m)g，由牛顿第三定律，得物体A对地面的压力大小为(M＋m)g. (2)在水平方向上，该系统肯定受到竖直墙水平向右的弹力的作用，那么一定也受到地面水平向左的摩擦力，并且摩擦力大小等于弹力大小；再选取半圆球B为研究对象，运用隔离法，受力分析如图所示． 根据力的分解和力的平衡条件可得FN1＝， FN2＝Mg tan θ 半圆球B的球心到水平地面的竖直距离为R，所以 θ＝45° 所以FN2＝Mg 根据受力分析及牛顿第三定律，物体A对地面的摩擦力大小等于FN2，所以物体A对地面的摩擦力大小为Mg，方向水平向右． 答案　(1)(M＋m)g　(2)Mg，方向水平向右 12．(18分)质量为m＝0.8 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角为37°，PB沿水平方向．质量为M＝10 kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上，斜面体静止在地面上，如图所示．(g取10 N/kg，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)轻绳PB拉力的大小； (2)斜面体所受木块的摩擦力和弹力的大小． (3)地面对斜面体的摩擦力 解析　(1)如图所示分析P点受力，由平衡条件可得 FA cos 37°＝mg FA sin 37°＝FB 可解得FB＝6 N. (2) 再分析M的受力情况如图所示．由物体的平衡条件可得 f＝Mg sin 37°＋FB′cos 37° FN＋FB′sin 37°＝Mg cos 37° 可求得f＝64.8 N，FN＝76.4 N. (3) 对斜面和木块的整体：地面对斜面的摩擦力f′＝FB＝6 N，水平向左． 答案　(1)6 N　(2)64.8 N　76.4 N　(3)6 N，方向水平向左 学科网（北京）股份有限公司 $$