第三章 相互作用——力（举一反三单元测试·基础卷）物理人教版2019必修第一册

第三章 相互作用——力（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题 （共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．网上热传一段视频，唤醒了“80、90后”的记忆，奶奶站在凳子上用杆秤给小孙子称体重，网友根据视频画了一幅漫画，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．小孩所受的重力就是地球对小孩的吸引力 B．小孩被提起后的重心一定位于秤钩的正下方 C．奶奶对凳子的压力是由于凳子的形变引起的 D．奶奶对凳子的压力就是奶奶的重力 【答案】B 【解析】A．小孩所受的重力由于地球对小孩的吸引力而产生，小孩所受的重力小于地球对小孩的吸引力，故A错误； B．小孩静止时所受重力与秤钩的拉力二力平衡，方向相反，小孩的重心一定位于秤钩的正下方，故B正确； C．奶奶对凳子的压力是由于奶奶的形变引起的，故C错误； D．奶奶对凳子的压力作用于凳子，奶奶的重力作用于奶奶，二者施力物体、受力物体均不同，且是不同性质的力，故D错误。 故选B。 2．如图所示，弹簧拉力器（不计重力）并列装有5根相同的弹簧，一成年人使用该拉力器时，双臂平展，左右伸直，每只手对拉力器施加的拉力大小均为，每根弹簧长度均为；另一小学生，使用该拉力器时，卸下4根弹簧，双臂平展，左右伸直时弹簧长度为。若每根弹簧的原长均为，弹簧均在弹性限度内，则此时小学生每只手对拉力器施加的拉力大小为（　　） A． B．80N C． D． 【答案】B 【解析】设每根弹簧劲度系数为k，则有 卸下4根弹簧后则有 联立解得小学生每只手对拉力器施加的拉力大小 故选B。 3．如图所示，物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为F0＝1N的作用力，则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是（取向右为正方向，g取10N/kg）（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】从开始以初速度沿水平地面向右做匀减速运动，受到的滑动摩擦力大小为 方向向左，为负值； 当物体的速度减到零时，物体所受的最大静摩擦力为 所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到静摩擦力作用，其大小为 方向向右，为正值。 故选C。 4．如图所示，两个石块A、B静止叠放在水平桌面上，下列说法正确的是（　　） A．B对A的作用力斜向左上方 B．B对桌面的压力就是A、B的重力之和 C．B对A的支持力和A对B的压力是一对相互作用力 D．B对桌面的压力和桌面对B的支持力是一对平衡力 【答案】C 【解析】A．以A为对象，根据受力平衡可知，B对A的作用力与A的重力大小相等，方向竖直向上，故A错误； B．以A、B为整体，B对桌面的压力大小等于A、B的重力大小之和，但压力作用在桌面上，重力作用在A、B上，且压力与重力性质不同，故B错误； C．B对A的支持力和A对B的压力是一对相互作用力，故C正确； D．B对桌面的压力和桌面对B的支持力是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 5．如图所示，光滑斜面的倾角为，有两个相同的小球分别被光滑挡板挡住。挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，斜面受到a、b两小球的压力大小之比是多少（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】如图1所示，球的重力作用效果，是同时挤压斜面和挡板，则重力的两个分力方向分别垂直斜面和挡板。 由图1可得斜面受到的压力大小为 如图2所示，斜面受到的压力大小为 故 即两挡板受到小球的压力大小之比为。 故选A。 6．如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为，细线c、d平行且与水平成（不计摩擦，重力加速度g=10m/s2），则细线a、b的拉力分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【解析】由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可知细线a的拉力大小为 设细线b与水平方向夹角为α，对A、B分析分别有 解得 故选D。 7．图为高层安装空调时吊运外机的场景简化图。一名工人在高处控制绳子，另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子。在吊运的过程中，地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳，空调外机缓慢竖直上升，绳子与竖直方向的夹角保持不变，绳子质量忽略不计，则（    ） A．绳子上的拉力大小不变 B．绳子上的拉力先变小后变大 C．地面工人所受的支持力不断变小 D．地面工人所受的摩擦力先变大后变小 【答案】C 【解析】AB．对空调外机进行受力分析可知，空调外机分别受到绳P、Q的拉力、和重力的作用而平衡，受力分析如图所示 将这三个力构成矢量三角形，如图所示 由图可知，地面上的工人在缓慢后退并缓慢放绳的过程中，不变，逐渐增大，、均增大，故AB错误。 CD．对地面上工人进行受力分析可知，该工人受到重力、地面的支持力、绳Q的拉力以及地面的摩擦力四个力的作用处于平衡状态，受力分析如图所示 竖直方向平衡方程为 水平方向平衡方程为 其中不变，绳子Q的拉力增大，所以该工人受到的支持力减小，摩擦力增大，故C正确，D错误。 故选C。 8．关于两个大小不变的共点力、与其合力的关系，下列说法中正确的是（    ） A．若、两个力大小不变，则两力夹角越大，合力就越大 B．若、的夹角不变，使力增大，则合力可能增大，可能不变，也可能减小 C．的大小一定大于、中的最大者 D．若，，则合力的大小一定为 【答案】BD 【解析】A．根据力的矢量合成法则，若、两个力大小不变，则两力夹角越大，合力就越小，故A错误； B．根据力的矢量合成法则，若、的夹角不变，使力增大，则合力可能增大，可能不变，也可能减小，故B正确； C．根据力的矢量合成法则，的大小可能大于分力，可能等于分力，也可能小于分力，故C错误； D．若，，则合力的大小范围为 即 故D正确。 故选BD。 9．图（a）是某人在表演两指提瓶子，两指的压力和摩擦力使得瓶子静止在空中。图（b）是该情景的简化图，食指和拇指分别在水平底面和竖直侧面上施加一竖直向下的压力和水平的压力，瓶子的重力为，关于瓶子以下说法正确的是（　　） A．一共受到4个力的作用 B．一共受到5个力的作用 C．竖直侧面所受摩擦力大小为 D．所受摩擦力合力大小为 【答案】BCD 【解析】AB．瓶子受到重力、F1、F2、水平底面的摩擦力f1、竖直侧面的摩擦力f2共5个力作用，故A错误，B正确； C．瓶子静止在空中，受力平衡。对瓶子，竖直方向由平衡条件可得竖直侧面所受摩擦力大小为f2=G+F1，故C正确； D．对瓶子，由平衡条件，水平方向有f1=F2 则瓶子所受摩擦力大小，故D正确。 故选BCD。 10．如图所示、在竖直的墙面上用铰链固定一粗糙轻杆，开始时轻杆处于水平方向。一套在轻杆上的轻环A通过一定长度的轻绳与杆上的B点固定连接，悬挂有一物块的光滑动滑轮跨在轻绳上。现让轻杆绕铰链缓慢转动较小角度。已知转动过程中，轻环A始终未滑动，下列说法正确的是（　　） A．若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力增大 B．若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力减小 C．若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力减小 D．若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力增大 【答案】BC 【解析】AB．设滑轮左端绳长L1，右端绳长L2，AB水平距离为d，由于节点为活节，故滑轮左右端绳的拉力大小相等，同时滑轮左端绳子及右端绳子与竖直方向的夹角相等，假设均为θ，杆与L1成α角，于是可以得到图 设绳子拉力为T，对滑轮受力分析可知 由于绳长度不变，当轻杆顺时针转动时，AB水平距离d减小，则θ减小，绳子拉力T也减小，故A错误，B正确； CD．若轻杆逆时针转动，同上分析可得绳子拉力T减小，且α角变大，由平衡条件可知，轻环A所受摩擦 故则轻环A所受摩擦力减小，故C正确，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷 非选择题（共54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共20分。） 11．（8分）一个实验小组在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中： （1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了如图（a）所示的图像，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度。请通过图（a），分析并计算该弹簧的原长x0= cm，弹簧的劲度系数k= N/m。该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图（b）所示时，该弹簧的长度x= cm。 （2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图（c）所示。下列表述正确的是　　　　。 A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 【答案】（1）8 25 20 （2）B 【解析】（1）[1]由（a）图可知，当时，该弹簧的原长为 [2]根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为 [3]该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，由图（b）可知弹簧测力计的示数3.0N，则该弹簧的长度为 （2）A．由图像可知a的原长为L1，b的原长为L2，则a的原长比b的短，故A错误； BC．图像的斜率等于劲度系数，可知a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误； D．测得的弹力与弹簧的伸长量成正比，弹力与弹簧的长度不成正比，故D错误。 故选B。 12．（12分）某同学用如图1所示装置做“验证力的平行四边形定则”实验。 （1）对于实验中的要点，下列说法中正确的是______（填字母序号）； A．细绳套适当长一些 B．用两个弹簧秤拉橡皮条时，两个弹簧秤之间的夹角适当大一些 C．用两个弹簧秤拉橡皮条时，两个弹簧秤的示数都应该尽可能接近量程 D．作力的图示时，力的标度取值尽可能大 （2）图2是甲和乙两位同学分别做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？ （力F是只用一只弹簧测力计拉时的图示）（填“A”或“B”） （3）某同学完成“验证力的平行四边形定则”实验后，与另一位同学合作利用该装置测定弹簧的劲度系数。某次实验操作如图3甲所示，测出弹簧伸长量，的读数为5.0N。 ①弹簧测力计的读数 N； ②在图3乙坐标纸上作图求、的合力，并在图上标出合力的大小 ；（结果保留两位有效数字） ③由此可求出该弹簧的劲度系数k= N/m。 （4）关于本实验，下列说法正确的是______。 A．两细绳必须等长 B．弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行 C．两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可 D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些 【答案】（1）AB （2）A （3） （4）BD 【解析】（1）A．细绳套适当长一些，这样便于确定力的方向，故A正确； B．用两个弹簧秤拉橡皮条时，两个弹簧秤之间的夹角适当大一些，以之间为宜，故B正确； C．用两个弹簧秤拉橡皮条时，两个弹簧秤的示数不能太接近量程，会增大误差，故C错误； D．作力的图示时，力的标度取值要适当小一些，这样力的图示会稍大一些，故D错误。 故选AB。 （2）力F是只用一只弹簧测力计拉时的图示，方向与橡皮条在同一直线上，而是通过作平行四边形得到的合力理论值，由于存在一定的误差，方向不一定与橡皮条在同一直线上，故A比较符合实验事实。 （3）[1]弹簧测力计的读数为 [2]如图所示 [3]由题可得，弹簧的弹力为，弹簧伸长量，根据胡克定律 该弹簧的劲度系数 （4）A．本实验不要求两绳子必须等长，故A错误； B．弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行，保证各力都在同一水平面内，故B正确； C．两次拉伸橡皮条，需要将橡皮条拉到同一位置，而不是同一长度，故C错误； D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，便于确定方向，减小偶然误差，故D正确。 故选BD。 三、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13．（10分）如图所示，小球1和小球2均处于静止状态，轻绳a与竖直方向夹角为30°，轻绳b、轻弹簧c与水平方向的夹角均为30°，已知小球2的质量为m，弹簧c的劲度系数为k，重力加速度为g，求： （1）弹簧c的伸长量； （2）小球1的质量。 【答案】（1） （2）m 【解析】（1）分析球2受力，设轻绳上拉力为、轻弹簧上弹力为，根据力的平衡有， 解得 由弹簧弹力 解得 （2）分析球1受力，设轻绳上的拉力为，根据力的平衡有， 解得 14．（10分）如图所示，放在水平桌面上的木块左端被水平轻质弹簧拴在竖直墙壁上，木块右端连接着不可伸长的轻质细绳，细绳绕过光滑定滑轮吊着一铁块，用手托着铁块使弹簧处于原长，手缓慢下降，当铁块下降时手离开铁块，木块恰好处于静止状态。已知木块的质量，铁块的质量，木块与桌面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求手离开铁块后，细绳的拉力大小F； （2）求弹簧的劲度系数k； （3）若突然剪断细绳，求绳断后瞬间木块对桌面的摩擦力f。 【答案】（1） （2） （3），方向水平向右 【解析】（1）手离开铁块后，以铁块为对象，根据平衡条件可得细绳的拉力大小为 （2）此时木块恰好处于静止状态，根据平衡条件可得 根据胡克定律可得 联立解得 （3）若突然剪断细绳，由于 则木块将向左加速运动，木箱的受到的摩擦力大小为 方向水平向右。 15．（14分）如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为m，A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： （1）未拉A时，B受到C作用力的大小F； （2）A所受滑动摩擦力的大小； （3）动摩擦因数的最小值μmin。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）对C受力分析有 解得 由牛顿第三定律，B受到C的作用力大小 （2）地面对A的支持力大小恒为FN=mg不变 故A所受滑动摩擦力大小为 （3）C落地前瞬间B所受静摩擦力最大 则有 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 相互作用——力（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题 （共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．网上热传一段视频，唤醒了“80、90后”的记忆，奶奶站在凳子上用杆秤给小孙子称体重，网友根据视频画了一幅漫画，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．小孩所受的重力就是地球对小孩的吸引力 B．小孩被提起后的重心一定位于秤钩的正下方 C．奶奶对凳子的压力是由于凳子的形变引起的 D．奶奶对凳子的压力就是奶奶的重力 2．如图所示，弹簧拉力器（不计重力）并列装有5根相同的弹簧，一成年人使用该拉力器时，双臂平展，左右伸直，每只手对拉力器施加的拉力大小均为，每根弹簧长度均为；另一小学生，使用该拉力器时，卸下4根弹簧，双臂平展，左右伸直时弹簧长度为。若每根弹簧的原长均为，弹簧均在弹性限度内，则此时小学生每只手对拉力器施加的拉力大小为（　　） A． B．80N C． D． 3．如图所示，物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为F0＝1N的作用力，则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是（取向右为正方向，g取10N/kg）（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，两个石块A、B静止叠放在水平桌面上，下列说法正确的是（　　） A．B对A的作用力斜向左上方 B．B对桌面的压力就是A、B的重力之和 C．B对A的支持力和A对B的压力是一对相互作用力 D．B对桌面的压力和桌面对B的支持力是一对平衡力 5．如图所示，光滑斜面的倾角为，有两个相同的小球分别被光滑挡板挡住。挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，斜面受到a、b两小球的压力大小之比是多少（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为，细线c、d平行且与水平成（不计摩擦，重力加速度g=10m/s2），则细线a、b的拉力分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 7．图为高层安装空调时吊运外机的场景简化图。一名工人在高处控制绳子，另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子。在吊运的过程中，地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳，空调外机缓慢竖直上升，绳子与竖直方向的夹角保持不变，绳子质量忽略不计，则（    ） A．绳子上的拉力大小不变 B．绳子上的拉力先变小后变大 C．地面工人所受的支持力不断变小 D．地面工人所受的摩擦力先变大后变小 8．关于两个大小不变的共点力、与其合力的关系，下列说法中正确的是（    ） A．若、两个力大小不变，则两力夹角越大，合力就越大 B．若、的夹角不变，使力增大，则合力可能增大，可能不变，也可能减小 C．的大小一定大于、中的最大者 D．若，，则合力的大小一定为 9．图（a）是某人在表演两指提瓶子，两指的压力和摩擦力使得瓶子静止在空中。图（b）是该情景的简化图，食指和拇指分别在水平底面和竖直侧面上施加一竖直向下的压力和水平的压力，瓶子的重力为，关于瓶子以下说法正确的是（　　） A．一共受到4个力的作用 B．一共受到5个力的作用 C．竖直侧面所受摩擦力大小为 D．所受摩擦力合力大小为 10．如图所示、在竖直的墙面上用铰链固定一粗糙轻杆，开始时轻杆处于水平方向。一套在轻杆上的轻环A通过一定长度的轻绳与杆上的B点固定连接，悬挂有一物块的光滑动滑轮跨在轻绳上。现让轻杆绕铰链缓慢转动较小角度。已知转动过程中，轻环A始终未滑动，下列说法正确的是（　　） A．若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力增大 B．若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力减小 C．若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力减小 D．若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力增大 第Ⅱ卷 非选择题（共54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共20分。） 11．（8分）一个实验小组在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中： （1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了如图（a）所示的图像，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度。请通过图（a），分析并计算该弹簧的原长x0= cm，弹簧的劲度系数k= N/m。该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图（b）所示时，该弹簧的长度x= cm。 （2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图（c）所示。下列表述正确的是　　　　。 A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 12．（12分）某同学用如图1所示装置做“验证力的平行四边形定则”实验。 （1）对于实验中的要点，下列说法中正确的是______（填字母序号）； A．细绳套适当长一些 B．用两个弹簧秤拉橡皮条时，两个弹簧秤之间的夹角适当大一些 C．用两个弹簧秤拉橡皮条时，两个弹簧秤的示数都应该尽可能接近量程 D．作力的图示时，力的标度取值尽可能大 （2）图2是甲和乙两位同学分别做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？ （力F是只用一只弹簧测力计拉时的图示）（填“A”或“B”） （3）某同学完成“验证力的平行四边形定则”实验后，与另一位同学合作利用该装置测定弹簧的劲度系数。某次实验操作如图3甲所示，测出弹簧伸长量，的读数为5.0N。 ①弹簧测力计的读数 N； ②在图3乙坐标纸上作图求、的合力，并在图上标出合力的大小 ；（结果保留两位有效数字） ③由此可求出该弹簧的劲度系数k= N/m。 （4）关于本实验，下列说法正确的是______。 A．两细绳必须等长 B．弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行 C．两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可 D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些 三、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13．（10分）如图所示，小球1和小球2均处于静止状态，轻绳a与竖直方向夹角为30°，轻绳b、轻弹簧c与水平方向的夹角均为30°，已知小球2的质量为m，弹簧c的劲度系数为k，重力加速度为g，求： （1）弹簧c的伸长量； （2）小球1的质量。 14．（10分）如图所示，放在水平桌面上的木块左端被水平轻质弹簧拴在竖直墙壁上，木块右端连接着不可伸长的轻质细绳，细绳绕过光滑定滑轮吊着一铁块，用手托着铁块使弹簧处于原长，手缓慢下降，当铁块下降时手离开铁块，木块恰好处于静止状态。已知木块的质量，铁块的质量，木块与桌面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求手离开铁块后，细绳的拉力大小F； （2）求弹簧的劲度系数k； （3）若突然剪断细绳，求绳断后瞬间木块对桌面的摩擦力f。 15．（14分）如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为m，A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： （1）未拉A时，B受到C作用力的大小F； （2）A所受滑动摩擦力的大小； （3）动摩擦因数的最小值μmin。 / 学科网（北京）股份有限公司 $