安徽省合肥市普通高中2024-2025学年高一上学期物理寒假作业(三)：相互作用—力

合肥市普通高中高一上学期寒假作业（三） 物 理 试 题 本卷测试内容：必修第一册(相互作用——力) 完成时间：75分钟 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分． 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。 1．如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面。则上述过程中( ) A．猫越用力拉，桌布对鱼缸的摩擦力越大 B．桌布对鱼缸的摩擦力水平向右 C．桌布对桌子的摩擦力水平向左 D．鱼缸从开始运动到最终静止过程中所受摩擦力方向一直未变 2．如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，同种材质构成的质量分布均匀的光滑球A、B放在容器内处于平衡状态，已知容器、A、B半径之比为6∶2∶1，B球的质量为m，重力加速度为g，若用沿水平方向且延长线过A球球心的力缓慢推动A球，则当A球的球心与半球形容器的球心在同一竖直线上时，水平力的大小为( ) A． B． C． D． 3．如图，物块A、B处于静止状态，已知竖直墙壁粗糙，水平地面光滑，则关于物块A的受到的静摩擦力，说法正确的是( ) A．A不受静摩擦力 B．A受到两个静摩擦力 C．A受到一个静摩擦力 D．无法确定 4．如图所示，A、B两个劲度系数分别为的大小两个轻质弹簧套在一起均下端固定在水平地面上，此时，小弹簧B高出大弹簧A0.2m。当在该弹簧组的正上方施加一个竖直向下的力缓慢压缩弹簧后，测得压力F与压缩距离x之间的关系（图像）可能是下图中的哪一图( ) A．B．C．D． 5．某中学航天课外活动小组在发射飞行器，升空后，飞行器斜向上运动，方向与竖直方向成角做匀加速直线运动，加速度大小为，如图所示。若空气阻力大小为重力的倍，g为重力加速度，飞行器的质量为m保持不变，则飞行器推力（不再考虑其它作用力，）的大小是( )    A． B． C． D． 6．如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图，一侧的口罩带是由直线AB、弧线BCD和直线DE组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为k的弹性轻绳（遵循胡克定律），在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了x，此时AB段与水平方向的夹角为37°，DE段与水平方向的夹角为53°，弹性轻绳涉及的受力均在同一平面内，不计摩擦，已知，则耳朵受到口罩带的作用力为( ) A．，方向与水平向右成45°角 B．，方向与水平向左成45°角 C．，方向与水平向左成45°角 D．，方向与水平向右成45°角 7．如图所示，一条不可伸长的轻绳两端分别系在轻杆两端，轻杆的中点为O，在轻绳上放置一轻质滑轮，滑轮与一重物相连，此时轻杆与水平方向的夹角为，轻绳两部分的夹角为90°。让轻杆绕O点在竖直面内顺时针缓慢转过角，在此过程中关于轻绳张力大小，下列说法正确的是( ) A．保持不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增大再减小 8．如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的A点。通过细线将小球从A点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持与小球所在处半圆相切。下列说法正确的是( ) A．小球对柱体的压力先增大后减小 B．细线对小球的拉力先减小后增大 C．柱体对竖直墙面的压力逐渐增大 D．柱体受到水平地面的支持力逐渐增大 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语，它们都蕴含着丰富的物理知识，以下对它们的理解正确的是( ) A．“泥鳅黄鳝交朋反，滑头对滑头” ——泥鳅、黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小 B．“一只巴掌拍不响” ——力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其他物体上才能产生力的作用，才能拍响 C．“鸡蛋碰石头，自不量为” ——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力 D．“人心齐，泰山移”——说明任何情况下，合力一定大于分力 10．如图所示，倾角为30°、质量的斜面体C置于粗糙水平地面上，小物块B放在粗糙斜面上，质量，连接B的轻绳与斜面平行，轻绳跨过光滑轻质小滑轮O与质量为的物块A相连。开始时A静止在滑轮正下方，现对A施加一个拉力F使A缓慢移动，F与连接A的轻绳OA的夹角始终保持120°，直至轻绳OA水平。此过程中B、C始终保持静止状态。g取，则( ) A．开始时，B所受摩擦力大小为5N B．OA水平时，轻绳拉力为 C．OA水平时，地面对C的支持力为 D．A缓慢移动过程中，轻绳拉力的最大值为 第Ⅱ卷（非选择题 共58分） 三、非选择题：本题共5小题，共58分。考生根据要求做答（第11～12题为实验题或填空题，13～15题为计算题)。 11．(6分) 某实验小组设计实验探究弹簧的劲度系数与哪些因素有关，在研究弹簧劲度系数与弹簧的圈数关系时： (1)实验小组选取材料相同，直径相同，粗细相同，长度相同，圈数不同的两个弹簧进行实验。按照如图甲所示的方案设计实验，1的圈数少，2的圈数多，改变被支撑重物的质量m，静止时测出弹簧的形变量x，得到形变量x与质量m的关系式图像，取多组类似弹簧实验均可得到类似的图像，如图乙所示则可知弹簧单位长度的圈数越 （填“多”或“少”），弹簧的劲度系数越小。 (2)图乙中，已知弹簧1的劲度系数为k，则弹簧2的劲度系数为 。 (3)如图丙所示，某学习小组把两根弹簧连接起来，测量弹簧1的劲度系数，弹簧2的重力 （填“会”或“不会”）引起弹簧1的劲度系数的测量误差。 12．(10分) 某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A、B的示数FA、FB的大小，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和两细线的方向。 (1)某次实验时，弹簧测力计A的示数如图所示，则该示数为 N。 (2)本实验主要采用的科学方法是_____。 A．控制变量法 B．理想实验法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 (3)关于该实验的操作及结论，下列说法正确的是_____。 A．不需要测量重物M受到的重力大小 B．细线方向应与木板平面平行 C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 D．以表示FA、FB两力的线段为邻边作出平行四边形，其对角线对应的合力理论值F′的方向一定竖直向上 (4)在某次实验中，测得A、O间的细线与竖直方向夹角为30°，连接重物M的竖直细线中的张力为F，关于FA、FB及F的大小关系，正确的是_____。 A．FA > F > FB B．FB > F > FA C．F > FA > FB D．F > FB > FA 13．(12分) 如图甲，质量为的物块，挂在一根橡皮筋下端静止时，橡皮筋伸长。如图乙，将此物块放在倾角为37°的固定斜面上，仍用该橡皮筋拉住物块，使其沿斜面匀速下滑，橡皮筋伸长。已知，，重力加速度为。 (1)在甲图中画出物块受力示意图，并求橡皮筋的劲度系数； (2)在乙图中画出物块受力示意图，并求物块与斜面间的动摩擦因数。 14．(14分) 如图所示，一根光滑轻绳穿过质量为m的小环A，轻绳的两端分别固定在等高的B、C两点，给小环施加一个水平向左的拉力，小环静止时，AB段轻绳竖直，AC段轻绳与水平方向的夹角为。已知重力加速度为，，，试求解下列问题： (1)此时施加的拉力的大小？ (2)若将水平拉力缓慢增加到，求此时绳中拉力大小？ 15．(16分) 如图所示，质量为m的物块A被轻质细绳系住斜放在倾角为的斜面上，物块A与斜面间的动摩擦因数为。细绳绕过定滑轮O右端固定在天花板上，细绳上一光滑动滑轮下方悬挂着重物B，整个装置处于静止状态，此时细绳左右两边与竖直方向的夹角。已知重力加速度为g，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)重物B的质量为多少时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用； (2)在满足第（1）问情景时，求斜面对水平地面的摩擦力； (3)要物块A能在斜面上保持静止，求重物B的质量应满足的条件？（斜面此时仍然静止）。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 合肥市普通高中高一上学期寒假作业（三） 物理参考答案 本卷测试内容：必修第一册(相互作用——力) 完成时间：75分钟 一、单选题： 1．【答案】B 【详解】A．依题意，桌布对鱼缸的摩擦力为滑动摩擦力，所以猫用力大小不会影响该摩擦力的大小，故A错误； B．依题意，鱼缸相对桌布水平向左运动，所以桌布对鱼缸的摩擦力水平向右，故B正确； C．桌子相对桌布向左运动，所以桌布对桌子的摩擦力水平向右，故C错误； D．依题意，鱼缸在桌布上运动时，所受摩擦力水平向右，在桌面上运动时摩擦力充当阻力，方向水平向左，所以鱼缸从开始运动到最终静止过程中所受摩擦力方向发生了改变，故D错误。故选B。 2．【答案】A 【详解】受力分析如图所示，设B球的半径为r，则有，，，即是直角三角形，根据力的平衡可知，A球对B球的弹力大小为 根据牛顿第三定律可知，B球对A球的弹力大小为： 由于A球受力平衡，则有 故选A。 3．【答案】C 【详解】以物块A、B为整体，由于水平地面光滑，根据受力平衡可知竖直墙壁对A没有弹力作用，则竖直墙壁对A没有摩擦力作用；以A为对象进行受力分析，可知A受到重力、B的支持力和摩擦力作用，所以A受到一个静摩擦力。 故选C。 4．【答案】C 【详解】根据胡克定律知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，开始下压0.2m的过程，劲度系数为： 与CD选项的斜率相同，之后两弹簧相当于是并联连接，劲度系数为 ，与C项第二段的斜率相同。故选C。 5．【答案】B 【详解】对重力进行矢量分解，根据牛顿第二定律有 ， 解得： 根据力的合成有 故选B。 6．【答案】B 【详解】耳朵分别受到段口罩带的拉力，且，将两力正交分解如图所示 ， ， 水平方向的合力 竖直方向的合力 解得：， 耳朵受到口罩的作用力 方向与水平向左成角。故选B。 7．【答案】D 【详解】如图所示 轻杆MN与水平方向的夹角（）越大，MN之间的水平距离d越小，由于滑轮两侧轻绳拉力相等，滑轮左右两侧轻绳与竖直方向的夹角相等，令夹角为，轻绳长为L，则有 可知，若θ越大，d越小，则α越小，根据平衡条件有 可得： 在圆环从图示位置在纸面内绕O点顺时针缓慢转过2θ的过程中，MN之间的水平距离d先增大后减小，即α先增大后减小，先减小后增大，可知，轻绳的张力先增大再减小。故选D。 8．【答案】D 【详解】AB．以小球为研究对象，如图。 设小球所在位置沿切线方向与竖直方向夹角为，由平衡条件可知，沿切线方向有 沿半径方向有 通过细线将小球从A点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中增大，所以细线对小球的拉力减小，柱体对小球的支持力增大，由牛顿第三定律可知小球对柱体的压力增大，故AB错误； CD．以柱体为研究对象，如图。 竖直方向有 水平方向有 增大，柱体受到水平地面的支持力逐渐增大。根据牛顿第三定律可知，柱体对竖直墙面的压力先增大后减小，当时柱体对竖直墙面的压力最大，以后逐渐减小到零，故C错误，D正确。故选D。 二、多选题： 9．【答案】AB 【详解】A．“泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小，故A正确； B．“一只巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其它物体上才能产生力的作用，才能拍响，故B正确； C．“鸡蛋碰石头，自不量力”——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力与鸡蛋撞击石头的力是一对相互作用力，大小相等，故C错误； D．“人心齐，泰山移”——任何情况下，根据平行四边形定则定则可知，合力不一定大于分力，故D错误。故选AB。 10．【答案】AC 【详解】A．开始时，对B受力分析知，受重力、拉力、支持力、摩擦力合力为零，拉力为 B所受摩擦力大小为 联立解得：，故A正确； B．OA水平时，物块A的受力示意图如图 有 解得： 故B错误； C．OA水平时，以BC作为整体，其受力示意图如图 有 解得： 故C正确； D． 物块A在重力、拉力F和细绳张力FT作用下始终处于平衡状态，所以三个力的合力等于零，根据三角形法则，这三个力通过平行移动可以构成一个闭合的矢量三角形，如图所示 在，其中MN对应重力，NP对应拉力F，PM对应细绳张力FT，拉力F与细绳张力FT之间的夹角保持不变，即保持不变，满足此关系的几何图形是的外接圆，P为动点，当P移动到P1点时经过圆直径，这时PM对应细绳张力FT最大，有 ，故D错误。故选AC。 三、非选择题： 11．(6分) 【答案】(1)多 (2) (3)不会 【详解】（1）根据胡克定律和平衡条件有： 整理后有 则图像的斜率为，则图像斜率越大弹簧的劲度系数越小，由图乙可看出直线2的斜率大于直线1的斜率，则 由于1的圈数少，2的圈数多，则可知弹簧单位长度的圈数越多，弹簧的劲度系数越小。 （2）根据 结合图乙可计算出 ， 由于弹簧1的劲度系数为k，则 ， （3）根据胡克定律可知 可知，弹簧1弹力的变化量不受弹簧2的重力的影响，所以弹簧2不会引起弹簧1劲度系数测量的误差。 12．(10分) 【答案】(1)2.90 (2)C (3)B (4)A 【详解】（1）弹簧秤的精确度为0.1 N，则弹簧测力计A的示数为2.90 N； （2）力的合成实验采用的科学方法是等效替代法。 故选C。 （3）A．需要测量重物M受到的重力大小，因为需要利用A、B两力的合力与重物的重力等大反向进行验证，故A错误； B．细线方向应与木板平面平行，故B正确； C．改变拉力，进行多次实验，无论O点位置如何，MO段细线对O的拉力作用效果始终不变，故不需要使O点静止在同一位置，故C错误； D．以表示FA、FB两力的线段为邻边作出平行四边形，由于实验存在一定的误差，所以其对角线对应的合力理论值F′的方向不一定竖直向上，故D错误。 故选B。 （4）由题意，根据平衡条件可知，O点所受三个拉力组成首尾相接的矢量三角形，如图所示 根据正弦定理有 而 故 又根据题意有 所以 。故选A。 13．(12分) 【答案】(1)， (2)， 【详解】（1）物块受力示意图如图所示 根据受力平衡可得： 根据胡克定律可得： 联立可得橡皮筋的劲度系数为： （2）物块受力示意图如图所示 根据平衡条件可得：， 又 ， 联立解得物块与斜面间的动摩擦因数为： 14．(14分) 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设轻绳上的拉力大小等于，对环进行分析，根据平衡条件有 ， 解得： （2）将水平拉力缓慢增加到，对小环进行受力分析，如图所示 拉力F2与重力mg的合力为： 令上述合力方向与水平方向夹角为，则有 解得： 根据对称性可知，此时环两侧绳与上述合力方向的延长线的夹角相等，令夹角为，则有 根据对称性，作出几何示意图，如图所示 令绳长为L，则有 当AB段轻绳竖直，AC段轻绳与水平方向的夹角为时有 解得： 则有 结合上述解得： 15．(16分) 【答案】(1) (2)，方向水平向右 (3) 【详解】（1）对物体受力分析如图所示，对物体A，建立如图所示的坐标系，由题意可知，则有 ， 联立解得： 对物体B受力分析，由平衡条件可得： 解得： 即重物B的质量为时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用； （2）对物体A和斜面体受力分析，平衡条件可得地面对斜面体得摩擦力 结合上述结论解得： 根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面摩擦力得大小为，方向水平向右； （3）如果物体A恰好不上滑，则对物体A，平行斜面得方向上 垂直斜面得方向上 联立解得： 同理如果物体A恰好不下滑，摩擦力反向，则对物体A 联立解得： 对物体B受力分析，由平衡条件可得： 故绳子的拉力等于物体B的重力，故物体B的质量范围为： 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$