第3章 相互作用——力(测试)-2024-2025学年高中物理阶段性复习讲解与训练(人教版2019必修第一册)
2024-10-23
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2份
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25页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第三章 相互作用——力 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 相互作用 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.02 MB |
| 发布时间 | 2024-10-23 |
| 更新时间 | 2024-10-23 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48152985.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第三章《相互作用——力》单元测试卷(原卷版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第一册第3章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题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)
1.(22-23高一上·江苏无锡·期中)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.坛子对头部的压力和头部对坛子的支持力是一对平衡力
2.(23-24高一上·天津·阶段练习)如图所示,两个相同的长方体A和B叠放在水平桌面上,今用水平力F拉B时,两长方体均保持静止。下列结论正确的是( )
A.B给桌面施加了压力,那是因为桌面发生了形变
B.B给A施加了支持力,那是因为A发生了形变
C.B给A的摩擦力方向水平向左,大小为F
D.B给桌面的摩擦力方向水平向右,大小为F
3.(23-24高一上·江苏无锡·期中)如图所示,A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的,则B的受力个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
4.(23-24高一上·天津·期中)下列说法错误的是( )
A.同一物体在赤道和北极受到的重力大小不完全相等
B.物体间相互作用时,先有施力物体,后有受力物体
C.水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的
D.物体的重心不一定在物体的几何中心
5.(24-25高一上·全国·期中)如图所示,工人借助一长木板从卡车上往地面卸货,长木板A表面粗糙,一端放在卡车车厢的底板上,另一端置于水平地面上。将小货箱B从车厢底板推到长木板A上,第一次用平行于A的绳拉B,可使B沿A匀速下滑。第二次改用与A成一定角度的绳拉B,同样可使B沿A匀速下滑。已知A始终保持静止,则在两次下滑过程中( )
A.第二次绳拉力小于第一次绳拉力
B.第二次B受到的摩擦力小于第一次B受到的摩擦力
C.第二次A对B的支持力大于第一次A对B的支持力
D.第二次A对B的作用力大于第一次A对B的作用力
6.(23-24高一上·福建三明·期中)现将一个沿水平方向大小为F=100N的力分解成两个分力,其中一个分力大小未知,方向与水平方向成30°夹角,则关于另一分力的大小及分解情况,下述正确的是( )
A.另一分力的大小为60N时,有唯一解
B.另一分力的大小为50N时,有唯一解
C.另一分力的大小为120N时,有两解
D.另一分力的大小为160N时,无解
7.(23-24高一上·湖南株洲·期中)如图甲所示,质量m=0.4kg的物体静止在水平地面上,从t=0时刻开始,对物体施加一水平向右的力F,力F随时间t的变化关系如图乙所示。已知t=1s时刻,物体刚要开始运动,重力加速度,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则下列说法正确的是( )
A.0~1s内,力F总小于物体所受地面的摩擦力
B.0~2s时间内与2~4s内物体所受地面的摩擦力方向相反
C.物体在3s时刻停止运动
D.物体与地面间的动摩擦因数为0.5
8.(24-25高一上·全国·期中)弹力在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用,如生活中的缓冲装置大多是利用弹簧的弹力作用来实现的。某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型,图中两轻质弹簧串联,原长相等,劲度系数分别为k1、k2。下列说法正确的是()
A.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小不相等
B.垫片向右移动时,两弹簧的压缩量保持相等
C.把这两根弹簧当成一根弹簧,其劲度系数比k1、k2都小
D.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
9.(23-24高一上·广东珠海·期中)(多选)如图所示,质量为m的木块放置在质量为M的长木板上,受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为,下列说法中正确的是()
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向水平向左
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是
C.木块受到木板的摩擦力的大小一定是,方向水平向左
D.当时,木板便会开始运动
10.(23-24高一上·四川成都·期中)(多选)如图所示,三个木块A、B、C,质量均为m,在水平推力F作用下静止靠在竖直的墙面上。已知A的左侧面是光滑的,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力竖直向下,大小是mg
B.B对C的摩擦力竖直向下,大小是mg
C.C对B的摩擦力竖直向上,大小是mg
D.墙对C的摩擦力竖直向上,大小是3mg
11.(23-24高一上·贵州黔东南·期中)(多选)如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图像(轻质弹簧未超过弹性限度),下列说法正确的是( )
A.弹簧的原长为6cm
B.弹簧的劲度系数为100N/m
C.弹簧的长为0.12m时弹力的大小为5N
D.该弹簧两端各加1N压力时,弹簧的长度为5cm
12.(24-25高一上·全国·课后作业)(多选)如图所示,将光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是( )
A.物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用
B.物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C.F2是物体对斜面的压力
D.FN、F1、F2三个力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果相同
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,共20分)
13.(24-25高三上·四川广安·阶段练习)某同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。
(1)实验装置如图甲,下列操作规范的有
A.实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
C.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
D.实验结束后,不需要整理并复原实验器材
(2)该同学在实验过程中,每次都待弹簧处于静止状态时读出弹簧的长度,某次测量指针指在刻度尺的位置如图乙所示;
(3)该间学根据记录的数据进行处理,描绘出弹簧的伸长量与弹力F相关的点如图丙所示;
(4)请你根据所学知识用线来拟合这些点,并根据合的线,回答以下问题:
①根据所测得的数据和关系曲线可以判断,弹簧形变长度在0~6cm范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,这种规格弹簧的劲度系数 N/m;(结果保留3位有效数字)
②图线中后半部分明显偏离直线,你认为造成这种现象的主要原因是 。
14.(23-24高二下·辽宁大连·阶段练习)某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则:
(1)该同学的实验步骤为:
①在竖直木板上铺上白纸,木板上固定两个光滑的定滑轮,两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态,O为OA、OB、OC三根轻绳的结点,此时弹簧测力计读数如图乙所示,则 N;
②此实验还需记录的有 ;
A.两个物块的重力 B.OA、OB、OC的方向 C.OA、OB、OC的长度
③由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立;
④改变弹簧测力计拉力的大小,重复实验,再次验证力的平行四边形定则时, (填“需要”或“不需要”)保证结点O的位置与第一次相同。
(2)如果只增大弹簧测力计的拉力F而保证其他的条件不变,当系统再次平衡时,下列说法正确的是______.
A.结点O的位置会向右移 B.OA与OB绳的拉力的合力不变
C.OB绳与竖直方向的夹角会变小 D.OA绳与竖直方向的夹角会增大
三.计算题(本题共3小题,共32分)
15.(22-23高一上·云南保山·期中)质量为10kg的木块静止放在水平地面上,在大小为30N的水平拉力作用下恰好能沿水平地面匀速滑动。(g取)
(1)物体与地面间的动摩擦因数为多大?
(2)如果拉力大小改为12N,物体所受摩擦力为多大?
(2)如果拉力大小改为46N,物体所受摩擦力为多大?
16.(23-24高一上·北京西城·期中)如图所示,质量为m和M的两个物体由原长为轻弹簧连接,静置于水平桌面上,此时的弹簧的实际长度为L,已知重力加速度为g,求:
(1)地面对M的支持力的大小?
(2)弹簧的劲度系数?
(3)若从静止开始,将m向上缓慢提起,m至少向上移动多少距离才可以使M离开地面?
17.(23-24高一上·江苏南京·期中)如图所示,质量物块甲置于倾角为37°的斜面,物块甲与斜面间动摩擦因数,物块与斜面间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。质量为的物块乙通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,水平轻绳OA与物块甲连接于A点,轻绳OB与水平方向夹角也为37°。对物块甲施加沿斜面向上的力F(图中未画出)使甲、乙两物体均静止。已知,,重力加速度。求:
(1)轻绳OA、OB的弹力大小;
(2)斜面对甲的弹力大小;
(3)力F大小的取值范围。
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第三章《相互作用——力》单元测试卷(解析版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第一册第3章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题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)
1.(22-23高一上·江苏无锡·期中)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.坛子对头部的压力和头部对坛子的支持力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.演员头部受到压力作用是由于坛子发生了形变,故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,故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,故C错误;
D.坛子对头部的压力和头部对坛子的支持力是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
2.(23-24高一上·天津·阶段练习)如图所示,两个相同的长方体A和B叠放在水平桌面上,今用水平力F拉B时,两长方体均保持静止。下列结论正确的是( )
A.B给桌面施加了压力,那是因为桌面发生了形变
B.B给A施加了支持力,那是因为A发生了形变
C.B给A的摩擦力方向水平向左,大小为F
D.B给桌面的摩擦力方向水平向右,大小为F
【答案】D
【详解】A.B给桌面施加了压力,是因为B发生了形变,故A错误;
B.B给A施加了支持力,是因为B发生了形变,故B错误;
C.A物体保持静止,可知A物体水平方向不受力,故A、B间不存在摩擦力作用,故C错误;
D.AB整体受力平衡,在水平方向上受到水平向右的拉力和桌面对B水平向左的静摩擦力,二力平衡,根据牛顿第三定律可知B给桌面的摩擦力方向水平向右,大小为F,故D正确。
故选D。
3.(23-24高一上·江苏无锡·期中)如图所示,A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的,则B的受力个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【详解】A、B保持静止,对A、B的受力分析如图所示
由图可知,A受重力和B对A的支持力,2个力的作用;B受重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和摩擦力,4个力的作用。
故选C。
4.(23-24高一上·天津·期中)下列说法错误的是( )
A.同一物体在赤道和北极受到的重力大小不完全相等
B.物体间相互作用时,先有施力物体,后有受力物体
C.水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的
D.物体的重心不一定在物体的几何中心
【答案】B
【详解】A.根据,由于赤道和北极两地的重力加速度不相等,则同一物体在赤道和北极受到的重力大小不完全相等,故A正确,不满足题意要求;
B.物体间相互作用时,施力物体和受力物体同时产生,没有先后之分,故B错误,满足题意要求;
C.水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的,故C正确,不满足题意要求;
D.只有质量分别均匀的规则物体,重心在其几何中心上,所以物体的重心不一定在物体的几何中心,故D正确,不满足题意要求。
故选B。
5.(24-25高一上·全国·期中)如图所示,工人借助一长木板从卡车上往地面卸货,长木板A表面粗糙,一端放在卡车车厢的底板上,另一端置于水平地面上。将小货箱B从车厢底板推到长木板A上,第一次用平行于A的绳拉B,可使B沿A匀速下滑。第二次改用与A成一定角度的绳拉B,同样可使B沿A匀速下滑。已知A始终保持静止,则在两次下滑过程中( )
A.第二次绳拉力小于第一次绳拉力
B.第二次B受到的摩擦力小于第一次B受到的摩擦力
C.第二次A对B的支持力大于第一次A对B的支持力
D.第二次A对B的作用力大于第一次A对B的作用力
【答案】B
【详解】AC.设小货箱B的质量为m,长木板A与水平地面的夹角为θ,小货箱B与长木板A间的动摩擦因数为μ,第一次拉B时有
第二次拉B时,设绳与长木板的夹角为α,此时有
可得
即
故AC错误;
B.第一次B受到的摩擦力为
第二次B受到的摩擦力为
故B正确;
D.第一次A对B的作用力的大小为
第二次A对B的作用力的大小为
因为
所以
故D错误。
故选B。
6.(23-24高一上·福建三明·期中)现将一个沿水平方向大小为F=100N的力分解成两个分力,其中一个分力大小未知,方向与水平方向成30°夹角,则关于另一分力的大小及分解情况,下述正确的是( )
A.另一分力的大小为60N时,有唯一解
B.另一分力的大小为50N时,有唯一解
C.另一分力的大小为120N时,有两解
D.另一分力的大小为160N时,无解
【答案】B
【详解】B.设方向已知的分力为F1,如下图所示
根据三角形法则可知,分力F1的方向确定,但大小不确定,由图可知,当另一个分力F2与分力F1垂直时,则F2有最小值为
此时另一个分力F2的大小方向均确定,有唯一解,故B正确;
A.当另一个分力F2大小满足
50 N< F2<100 N
此时,F1、F2和F可构成如图所示的两个矢量三角形,此时有两组解,故A错误;
CD.当另一个分力F2大小满足
F2>100 N
此时,F1、F2和F只能构成一个矢量三角形,此时有唯一解,故CD错误。
故选B。
7.(23-24高一上·湖南株洲·期中)如图甲所示,质量m=0.4kg的物体静止在水平地面上,从t=0时刻开始,对物体施加一水平向右的力F,力F随时间t的变化关系如图乙所示。已知t=1s时刻,物体刚要开始运动,重力加速度,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则下列说法正确的是( )
A.0~1s内,力F总小于物体所受地面的摩擦力
B.0~2s时间内与2~4s内物体所受地面的摩擦力方向相反
C.物体在3s时刻停止运动
D.物体与地面间的动摩擦因数为0.5
【答案】D
【详解】A.因为0~1s内物体静止,则F始终等于静摩擦力,故A错误;
B.全过程物体都具有向右运动的趋势或者向右运动,故所受摩擦力方向始终向左,故B错误;
C.1~3s时间内F始终大于滑动摩擦力,则物体一直向右运动,在第3s末还有速度,故C错误;
D.第1s时有:
F=μmg
得
μ=0.5
故D正确。
故选D。
8.(24-25高一上·全国·期中)弹力在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用,如生活中的缓冲装置大多是利用弹簧的弹力作用来实现的。某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型,图中两轻质弹簧串联,原长相等,劲度系数分别为k1、k2。下列说法正确的是( )
A.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小不相等
B.垫片向右移动时,两弹簧的压缩量保持相等
C.把这两根弹簧当成一根弹簧,其劲度系数比k1、k2都小
D.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
【答案】C
【详解】AB.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等,弹簧的劲度系数不同,根据
可知两弹簧的压缩量不相等,故AB错误;
C.把这两根弹簧当成一根弹簧,这根弹簧的形变量等于两根弹簧的形变量之和,则有
可得
劲度系数k比k1、k2都小,故C正确;
D.缓冲效果与弹簧的劲度系数有关,相同力的情况下,劲度系数越小,弹簧形变量越大,缓冲效果越好,故D错误。
故选C。
9.(23-24高一上·广东珠海·期中)(多选)如图所示,质量为m的木块放置在质量为M的长木板上,受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为,下列说法中正确的是( )
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向水平向左
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是
C.木块受到木板的摩擦力的大小一定是,方向水平向左
D.当时,木板便会开始运动
【答案】AC
【详解】A.木板受到木块的摩擦力大小为,方向水平向右,长木板处于静止状态,故木板受到地面的静摩擦力与木块给木板的滑动摩擦力等大反向,大小为
当时,则有,当时,,无论F多大,木块对木板的摩擦力大小始终为,小于地面对木板的最大静摩力,因此木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向水平向左,A正确;
B.木板静止不动,木板受到地面的摩擦力的大小一定是,B错误;
C.由A项分析可知,木块受到木板的摩擦力的大小一定是,方向水平向左,C正确;
D.由A项分析可知,无论F多大,木块对木板的摩擦力大小始终为,小于地面对木板的最大静摩,木板不会动,D错误。
故选AC。
10.(23-24高一上·四川成都·期中)(多选)如图所示,三个木块A、B、C,质量均为m,在水平推力F作用下静止靠在竖直的墙面上。已知A的左侧面是光滑的,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力竖直向下,大小是mg
B.B对C的摩擦力竖直向下,大小是mg
C.C对B的摩擦力竖直向上,大小是mg
D.墙对C的摩擦力竖直向上,大小是3mg
【答案】AD
【详解】A.对A受力分析,受竖直向下的重力mg、水平向右推力F、B对A竖直向上的摩擦力和水平向左的弹力,由平衡条件可知,B对A的摩擦力与重力大小相等,方向相反,大小等于重力mg,由牛顿第三定律可知,A对B的摩擦力竖直向下,大小是mg,A正确;
BC.对AB组成的整体受力分析,在竖直方向C对B的摩擦力与AB整体的重力平衡,由平衡条件可知,C对B的摩擦力方向竖直向上,大小等于2mg,由牛顿第三定律可知,B对C的摩擦力竖直向下,大小是2mg,BC错误;
D.对ABC组成的整体受力分析,在竖直方向墙对C的摩擦力与ABC整体的重力平衡,由平衡条件可知,墙对C的摩擦力竖直向上,大小是3mg,D正确。
故选AD。
11.(23-24高一上·贵州黔东南·期中)(多选)如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图像(轻质弹簧未超过弹性限度),下列说法正确的是( )
A.弹簧的原长为6cm
B.弹簧的劲度系数为100N/m
C.弹簧的长为0.12m时弹力的大小为5N
D.该弹簧两端各加1N压力时,弹簧的长度为5cm
【答案】ABD
【详解】A.当弹簧弹力为零时,弹簧处于原长,由图可知弹簧的原长为6cm,故A正确;
B.根据胡克定律,弹簧的劲度系数为
故B正确;
C.弹簧的长为0.12m时弹力的大小为
故C错误。
D.该弹簧两端各加1N压力时,弹簧的弹力为1N,根据胡克定律弹簧的长度为
解得
故D正确。
故选ABD。
12.(24-25高一上·全国·课后作业)(多选)如图所示,将光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是( )
A.物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用
B.物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C.F2是物体对斜面的压力
D.FN、F1、F2三个力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果相同
【答案】BD
【详解】AB.物体只受重力和支持力两个力,故A错误,B正确;
C.物体对斜面的压力的受力物体是斜面,不是物体,而F2是重力沿垂直于斜面方向的分力,作用在物体上,故C错误;
D.F1和F2是重力mg的分力,所以FN、F1和F2三个力的作用效果跟mg、FN两个力的作用效果相同,故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,共20分)
13.(24-25高三上·四川广安·阶段练习)某同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。
(1)实验装置如图甲,下列操作规范的有
A.实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
C.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
D.实验结束后,不需要整理并复原实验器材
(2)该同学在实验过程中,每次都待弹簧处于静止状态时读出弹簧的长度,某次测量指针指在刻度尺的位置如图乙所示;
(3)该间学根据记录的数据进行处理,描绘出弹簧的伸长量与弹力F相关的点如图丙所示;
(4)请你根据所学知识用线来拟合这些点,并根据合的线,回答以下问题:
①根据所测得的数据和关系曲线可以判断,弹簧形变长度在0~6cm范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,这种规格弹簧的劲度系数 N/m;(结果保留3位有效数字)
②图线中后半部分明显偏离直线,你认为造成这种现象的主要原因是 。
【答案】 B 100 超过弹簧的弹性限度
【详解】(1)[1]
A.实验前,为了防止因弹簧本身的重力造成的误差,则必须先把弹簧竖直放置测量其原长,故A错误;
BC.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重,但不能随意增减砝码,故B正确,C错误;
D.实验结束后,应拆除实验装置,整理并复原实验器材,故D错误。
故选B。
(4)①[2]做出拟合的图线如图所示
根据所测得的数据和关系曲线可以判断,弹簧形变长度在0~6cm范围内,图像为直线,即弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,这种规格弹簧的劲度系数为
②[3]图线中后半部分明显偏离直线,你认为造成这种现象的主要原因是超过弹簧的弹性限度。
14.(23-24高二下·辽宁大连·阶段练习)某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则:
(1)该同学的实验步骤为:
①在竖直木板上铺上白纸,木板上固定两个光滑的定滑轮,两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态,O为OA、OB、OC三根轻绳的结点,此时弹簧测力计读数如图乙所示,则 N;
②此实验还需记录的有 ;
A.两个物块的重力 B.OA、OB、OC的方向 C.OA、OB、OC的长度
③由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立;
④改变弹簧测力计拉力的大小,重复实验,再次验证力的平行四边形定则时, (填“需要”或“不需要”)保证结点O的位置与第一次相同。
(2)如果只增大弹簧测力计的拉力F而保证其他的条件不变,当系统再次平衡时,下列说法正确的是______.
A.结点O的位置会向右移 B.OA与OB绳的拉力的合力不变
C.OB绳与竖直方向的夹角会变小 D.OA绳与竖直方向的夹角会增大
【答案】(1) 4.0 AB/BA 不需要
(2)ABD
【详解】(1)①[1]图中弹簧测力计的分度值为,则读数为4.0N;
②[2]此实验还需记录的有:两个物块的重力和OA、OB、OC的方向 。
故选AB。
④[3]因为每一次都是独立的实验,所以重复实验,再次验证力的平行四边形定则时,不需要保证结点O的位置与第一次相同。
(2)ACD.在该实验中,恒定,OA绳的拉力大小恒定,只增大弹簧测力计的拉力F,根据平衡条件,三个力始终构成矢量三角形,如图所示
可知OA绳与竖直方向的夹角增大,结点O的位置向右移动,OB绳与竖直方向的夹角大小的变化无法确定,故AD正确,C错误;
B.OA与OB绳的拉力的合力大小等于,方向竖直向上,即OA与OB绳的拉力的合力不变,故B正确。
故选ABD。
三.计算题(本题共3小题,共32分)
15.(22-23高一上·云南保山·期中)质量为10kg的木块静止放在水平地面上,在大小为30N的水平拉力作用下恰好能沿水平地面匀速滑动。(g取)
(1)物体与地面间的动摩擦因数为多大?
(2)如果拉力大小改为12N,物体所受摩擦力为多大?
(2)如果拉力大小改为46N,物体所受摩擦力为多大?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)木块匀速运动,根据平衡关系,有
解得
(2)可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即
若拉力大小改为,拉力小于最大静摩擦力,木块静止不动,根据平衡条件,有
(3)拉力大小改为,拉力大于最大静摩擦力,木块滑动,摩擦力为
16.(23-24高一上·北京西城·期中)如图所示,质量为m和M的两个物体由原长为轻弹簧连接,静置于水平桌面上,此时的弹簧的实际长度为L,已知重力加速度为g,求:
(1)地面对M的支持力的大小?
(2)弹簧的劲度系数?
(3)若从静止开始,将m向上缓慢提起,m至少向上移动多少距离才可以使M离开地面?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)把两物块及弹簧看做一个整体,根据二力平衡可知地面对M的支持力为
(2)对m受力分析可知,此时弹簧弹力为mg,弹簧被压缩、形变量为
根据胡克定律有
由平衡条件有
解得
(3)由M受力分析可知,此时弹簧弹力为Mg,弹簧被拉伸、形变量满足
可得出
则此时m的移动距离
17.(23-24高一上·江苏南京·期中)如图所示,质量物块甲置于倾角为37°的斜面,物块甲与斜面间动摩擦因数,物块与斜面间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。质量为的物块乙通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,水平轻绳OA与物块甲连接于A点,轻绳OB与水平方向夹角也为37°。对物块甲施加沿斜面向上的力F(图中未画出)使甲、乙两物体均静止。已知,,重力加速度。求:
(1)轻绳OA、OB的弹力大小;
(2)斜面对甲的弹力大小;
(3)力F大小的取值范围。
【答案】(1),
(2)20N
(3)
【详解】(1)对结点O进行受力分析,根据受力平衡可得轻绳OA的弹力大小为
轻绳OB的弹力大小为
(2)对物块甲进行受力分析,在垂直斜面方向,由受力平衡可得
(3)甲受到的最大静摩擦力为
当拉力F较小,且沿斜面向上的摩擦力达到最大静摩擦力时,由平衡条件可得
解得
当拉力F较大,且沿斜面向下的摩擦力达到最大静摩擦力时,由平衡条件可得
解得
故力F大小的取值范围为
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