第3章 章末过关检测(三)-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

本讲义聚焦高中物理相互作用与平衡核心知识点，从质点模型引入，系统梳理弹力、摩擦力的产生与计算，深入讲解共点力平衡条件（含静态及动态平衡），并结合摩擦力测量、力的合成等实验探究，构建完整知识脉络。 资料通过弹弓发射、木块挤压等情境化问题设计，以受力分析模型建构和动态平衡科学推理培养物理观念与科学思维，实验题强化科学探究能力。课中辅助教师检测学情，课后助力学生查漏补缺，提升知识应用能力。

章末过关检测(三) (时间：90分钟　分值：100分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下列说法正确的是(　　) A.图甲中研究跳高运动员背越式过杆跳技术动作要领时，运动员可以视为质点 B．图乙中观察桌面微小形变的物理思想是等效替代法 C．图丙表明在真空中静止释放物体时，物体的运动规律相同 D．图丁中运动员受到支持力是因为运动员的脚掌发生了形变 解析：选C。题图甲中研究跳高运动员背越式过杆跳技术动作要领时，运动员大小不能忽略，不可以视为质点，A错误；题图乙中观察桌面微小形变的物理思想是放大法，B错误；题图丙表明在真空中静止释放物体时，物体的加速度相同，运动规律相同，C正确；题图丁中运动员受到支持力是因为跳板发生了形变，D错误。 2．下列关于弹力、摩擦力的说法，不正确的是　(　　) A．木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的 B．轻杆中的弹力方向不一定沿着轻杆 C．相互接触的物体之间，压力增大，摩擦力也增大 D．物体所受的滑动摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力 解析：选C。木块放在桌面上所受到的向上的弹力的施力物体是桌面，是由于桌面发生微小形变而产生的，A正确；有转动轴的轻杆中的弹力方向沿着轻杆，固定轻杆的弹力方向不一定沿着杆，B正确；静摩擦力的大小等于物体除静摩擦力外其他力的合力大小，如果除静摩擦力外其他力的合力不变，则静摩擦力的大小不变，C错误；动力、阻力是依据力的作用效果来分的，滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力，D正确。 3.如图所示，一个“Y”形弹弓顶部宽度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，橡皮条劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条被水平拉长后的最大长度为2L(弹性限度内)，则发射过程中裹片对弹丸最大作用力的大小为　(　　) A．2kL　　　　　　　　 B．kL C．kL D．kL 解析：选D。根据胡克定律知，每根橡皮条的最大弹力F＝k(2L－L)＝kL，设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ，根据几何关系可知sin θ＝＝，则发射过程中裹片对弹丸最大作用力的大小F合＝2F cos θ＝2F＝kL。 4．如图所示，两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态，设每块木块的质量为m，重力加速度为g，则两木块间的摩擦力大小为(　　) A.0　　　　　　　　 B．0.5mg C．mg D．2mg 解析：选A。每一块木块所受的重力为mg，一侧木板对木块的摩擦力大小为f1，两木块间的摩擦力大小为f2，根据平衡条件得，对整体，有2f1＝2mg，得f1＝mg；对其中一块木块，有f1＋f2＝mg，解得f2＝0，即两木块间摩擦力为0，故A正确，B、C、D错误。 5．如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是(　　) A．B物体对A物体的静摩擦力方向向上 B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大 C．若B受到的重力大于A受到的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力 D．不论A、B受到的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力 解析：选D。对B分析，B受重力、水平力F、A对B的弹力以及A对B向上的摩擦力，所以B对A有向下的静摩擦力，故A错误。A、B整体在竖直方向上受总重力、墙壁的静摩擦力处于平衡状态，F增大时，A与墙之间的摩擦力不变，故B错误。B受到的摩擦力等于B受到的重力，墙壁对A的摩擦力等于整体受到的总重力，不论A、B受到的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力，故C错误，D正确。 6．如图所示，用相同的细绳将同一个重物m，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，拉力分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有(　　) A．F4最大　　　　　 B．F2最小 C．F1＝F3 D．F3＝F4 解析：选C。对题图甲物块进行受力分析，根据共点力平衡得F1＝mg tan30°＝mg，F2＝＝mg＝mg，对题图乙物块进行受力分析，根据共点力平衡得F3＝＝mg，对题图丙根据二力平衡可得F4＝mg，故F2＞F4＞F1＝F3，C正确，A、B、D错误。 7．一盏电灯所受重力为G，悬于天花板上A点，在电线O处系一细线OB，使电线OA偏离竖直方向的夹角为β＝30°，且此时OA与OB夹角为锐角，如图所示。现保持β角不变，缓慢调整OB方向至虚线位置，则下列说法正确的是(　　) A．OA中的张力先减小后增大 B．OB中的张力先减小后增大 C．OA中的张力不断减小 D．OB中的张力不断减小 解析：选B。本题考查共点力动态平衡问题，可采用图解法，受力如图所示，由于开始时OA与OB夹角为锐角，故OB中的张力先减小后增大，OA的张力不断增大。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 8．如图所示，重力可忽略不计的直角三角形尖劈在力F的作用下镶嵌在墙面内(不计墙壁与尖劈的摩擦)。AC为斜边，AC与AB的夹角为30°，则AC边受到墙面的垂直于斜面方向的压力F1，AB边受到竖直方向的压力F2大小分别为(　　) A．F1＝F B．F1＝2F C．F2＝F D．F2＝F 解析：选BC。根据力的平行四边形定则可知力的矢量三角形如图所示，根据几何关系可知F1＝2F，F2＝F。 9．如图所示，用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻，F减小为零。物体所受的摩擦力f随时间变化的图像可能是(　　) 解析：选AD。由题意可知，物体做匀速运动，从t＝0时刻，拉力F开始均匀减小，t1时刻拉力减小为零，出现的摩擦力有两种可能，一是当拉力为零时，物体仍在滑动，则受到的一直是滑动摩擦力，即大小不变，A正确；另一是当拉力为零前，物体已静止，则当拉力为零时，先是滑动摩擦力，后是静摩擦力，滑动摩擦力大小不变，而静摩擦力的大小与拉力相等，而此时拉力小于滑动摩擦力大小，D正确，B、C错误。 10．如图所示，轻绳OA、轻杆OB的O端与质量为m的小球拴接在一起，轻杆的B端通过铰链连接在竖直墙面上，小球处于静止状态，且OA＝OB，OB与竖直方向的夹角为60°，重力加速度为g，则(　　) A．轻绳OA受到的拉力大小为mg B．轻杆OB受到的弹力大小为mg C．若将A点缓慢向下移动一小段距离，则轻绳OA受到的拉力将变大 D．若将A点缓慢向下移动一小段距离，则轻绳OA受到的拉力将变小 解析：选AC。对小球进行受力分析，受力三角形如图所示，由几何关系可知TOA＝TOB＝mg，故A正确，B错误；若将A点向下移动一小段距离，OB与竖直方向所成的夹角将增大，则由小球受力分析图可知轻绳OA受到拉力变大，故C正确，D错误。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(6分)某同学利用图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F－t图像如图乙所示。 (1)物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为________N。 (2)从F－t图像可以看出，在1.0 s到1.2 s内，物块和木块之间的摩擦力是________；在2.4 s到3.0 s时间内，物块与木板之间的摩擦力是________。(均选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”) 解析：(1)由题图乙可知，在t＝1.4 s之后，木块所受的摩擦力保持不变，为滑动摩擦力，大小约为2.0 N。　 (2)由题图乙可知，在1.0 s到1.2 s时间内，摩擦力随外力变化而变化，则摩擦力为静摩擦力，1.4 s以后，摩擦力为滑动摩擦力。 答案：(1)2.0　(2)静摩擦力　滑动摩擦力 12．(8分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图(a)所示，橡皮条的一端挂着一个轻质小圆环，另一端固定在G点，橡皮条的自然长度为GE，在图(b)中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，撤去F1、F2，改用一个力F′单独拉住小圆环，如图(c)所示，仍然使它处于O点。力F′单独作用时与F1、F2共同作用的效果是一样的，都能使小圆环在O点保持静止。 (1)本实验采用的科学方法是________。 A．理想实验法　　　　 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 (2)关于此实验，下列说法正确的是________。 A.弹簧测力计的读数越大越好，且一定要取整数 B．两个分力F1、F2的方向要垂直，便于合力计算 C．两次拉橡皮条时，只需保证橡皮条伸长量相同即可 D．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行 (3)甲同学在某次实验中，记录了拉力F1、F2的大小及方向，并将它们的图示作在如图(d)所示的方格纸中，已知方格纸每个正方形小格的边长代表2 N。请在图(d)中利用作图法作出F1、F2的合力F，并由图可得F的大小为________N。 (4)乙同学用力的图示法分别描述F′、F1、F2的大小及方向，以F1、F2为邻边，作平行四边形，得其对角线为F，如图(e)所示，则力F1、F2合力的________。 A．理论值是F，实际测量值是F′ B．理论值是F′，实际测量值是F 解析：(1)用一个力F′将小圆环拉到O点，与两个力F1、F2的共同作用效果完全相同，属于等效替代法。 (2)弹簧测力计的读数适当大些，不是越大越好，故A错误；两个分力F1、F2的方向不是必须垂直，分力夹角适当大些，便于作图，误差可以小些，故B错误；两次拉橡皮条时，都要使橡皮条沿EO的方向从E点伸长到O点，故C错误；为了作图的精确性，拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，故D正确。 (3)根据平行四边形定则，利用作图法作出F1、F2的合力F，如图所示 由图可知，合力F＝6×2 N＝12 N。 (4)用一个力F′单独拉住小圆环，所以F′是实际的作用力，是实际测量值，而F是利用作图法作出的F1、F2的合力，是理论值。 答案：(1)C　(2)D　(3)图见解析　12　(4)A 13.(12分)如图所示，已知mA＝1 kg, mB＝4 kg，原长L0＝5 cm的弹簧与A拴连，弹簧此时的长度L＝8 cm，其劲度系数k＝100 N/m，A与B之间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求此时弹簧对A的弹力。 (2)现对B施加一水平向右的力，使B保持向右滑动，一段时间后A保持静止(并未从B上滑落)，求此时A与B之间摩擦力Ff的大小和此时弹簧的长度。 解析：(1)此时弹簧处于拉伸状态，有F＝k(L－L0)，得F＝3 N，方向水平向左。 (2)A与B之间的滑动摩擦力Ff＝μmAg＝5 N 由于A静止，则Ff＝k(L1－L0)得 L1＝10 cm。 答案：(1)3 N，方向水平向左　(2)5 N　10 cm 14．(14分)绳OC与竖直方向成30°角，O为质量不计的光滑滑轮，物体A质量m＝1 kg，物体B的质量为2 kg，物体B与地面间的动摩擦因数μ＝；物块A和B均静止，且重力加速度g取10N/kg。求： (1)绳OC的拉力大小； (2)物体B与地面间的摩擦力大小。 解析：(1)物体A保持静止，故有T＝mg＝10 N，对滑轮受力分析，其受力分析如图甲所示， 根据平衡条件则有 TOC＝2T cos 30°＝10 N 故绳OC的拉力大小为10 N。 (2)对物体B受力分析，如图乙所示， 根据几何条件可知，绳OB与水平方向夹角为30°，由平衡条件有T cos 30°＝f， 解得f＝5 N 则可知物体B与地面的摩擦力大小为5 N。 　 答案：(1)10 N　(2)5 N 15．(14分)如图所示，在倾角为θ的玻璃棚上放有一质量为m的物体A，连接在竖直墙壁上O点的轻绳拴住物体A，轻绳刚好伸直且与玻璃棚的夹角为α。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求物体A受到的摩擦力。 (2)若由于下雨导致物体A与玻璃棚之间的动摩擦因数减小为μ(A的质量不变)，此时轻绳张紧且物体A受到的静摩擦力达到最大值，求轻绳上拉力的大小。 解析：(1)对物体A受力分析如图甲所示 根据共点力平衡条件得，物体A受到的摩擦力 f1＝mg sin θ。 (2)对A受力分析如图乙所示 根据共点力平衡条件得mg sin θ＝f2＋T cos α， N2＋T sin α＝mg cos θ 其中f2＝μN2 联立解得T＝mg。 答案：(1)mg sin θ　(2)mg 章末知识网络建构 学科网（北京）股份有限公司 $