高中物理单元测试——第三章相互作用——力（适中版01）

高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用——力（适中版01） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）歼战机是中国的第五代隐身重型歼击机，如图所示，它以高隐身性、高机动性以及先进的航电系统震惊世界。关于歼战机受到的重力，下列说法正确的是（　　） A．战机受到的重力一定指向地心 B．战机受到的重力只作用在战机的重心 C．战机受到的重力的施力物体是地球 D．战机匀速飞行时，它将不受重力作用 【答案】C 【详解】A．重力的方向竖直向下，不一定指向地心，A错误； B．一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为受到的重力作用集中于一点（重心），B错误； C．任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，C正确； D．地球附近的任何物体都受重力作用，选项D错误。 故选C。 2．（本题4分）如图所示，小华在足球比赛中准备罚点球时，一只脚用力踩在足球上面，让足球保持静止。下列说法正确的是（　　） A．脚对足球的压力是由于足球发生形变产生的 B．脚感受到足球的支持力是足球的上部发生形变引起的 C．地面对足球的支持力是足球的下部发生形变引起的 D．足球对地面的压力是地面发生形变引起的 【答案】B 【详解】弹力是施力物体发生形变要恢复原状而产生的，因此，脚对足球的压力是由于脚发生形变而产生的，脚感受到足球的支持力是足球的上部发生形变要恢复原状而产生的，地面对足球的支持力是由于地面发生形变要恢复原状而产生的，足球对地面的压力是由于足球的下部发生形变要恢复原状而产生的。综上可知，A、C、D错误，B正确。 故选B。 3．（本题4分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右运动。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，已知重力加速度为g，则雪橇受到的摩擦力大小为（　　） A．μmg B．μFsinθ C．μFcosθ D．μ（mg-Fsinθ） 【答案】D 【详解】根据共点力平衡条件，在竖直方向 根据牛顿第三定律，雪橇对地面的压力等于地面对雪橇的支持力 则雪橇受到的滑动摩擦力为 故选D。 4．（本题4分）在车站、商场、机场、展览馆和体育馆等人流集中的地方，通常会安装自动扶梯（下左图）或自动人行道（下右图），当一人分别站在左面的自动扶梯与右面的自动人行道从一楼匀速上到二楼的过程中，他所受的摩擦力对应的是（  ） A．都受到沿斜面向上的摩擦力 B．都受到水平向右的摩擦力 C．在右图人不受摩擦力，左图人受到沿斜面向上的摩擦力 D．左图受到水平向右的摩擦力，右图不受摩擦力 【答案】C 【详解】人站在左面的自动扶梯匀速运动时，接触面是斜面，根据平衡条件可知人受到沿电梯向上的摩擦力、重力和垂直斜面的支持力；人站在右面的自动人行道匀速运动时，接触面是平面，根据平衡条件可知人只受重力和竖直向上的支持力，人不受摩擦力，故C正确，ABD错误． 故选C。 5．（本题4分）如图所示一艘船静止在水面上，其粗糙外壁面与竖直方向夹角为，一可视为质点的机器人通过磁铁吸附在外壁并与船保持静止，磁力垂直于壁面，则该机器人受力个数为（　　） A．2 B．3 C．4 D．5 【答案】C 【详解】ABCD．机器人要想与船保持静止，受力分析如图所示，共受4个力，故选C。 6．（本题4分）一字形圆头弹力绳是用超弹性硅胶制成，弹力绳的质量不计且遵循胡克定律。如图，人正使用弹力绳进行拉伸训练，双手各施加20N的拉力向两端拉弹力绳（未超出弹性限度、且未与背部接触），弹力绳劲度系数为。则下列说法正确的是（　　） A．弹力绳的弹力大小为 B．弹力绳的伸长量为 C．若双手的拉力减小，则弹力绳的劲度系数减小 D．若将弹力绳一端固定在地面上，另一端施加20N的拉力，则其伸长量变为原来的一半 【答案】B 【详解】A．由受力平衡可知，弹力绳的弹力大小为20N，故A错误； B．弹力绳的伸长量为 故B正确； C．弹力绳的劲度系数与自身材料有关，与外力大小无关，故C错误； D．若将弹力绳一端固定在地面上，另一端施加20N拉力，弹力绳的弹力大小依然为20N，则伸长量不变，故D错误。 故选B。 7．（本题4分）如图所示，光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体，与墙面之间放一光滑的圆柱形物体，对施加一水平向左的推力，整个装置保持静止。若将的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，以下说法正确的是（    ） A．水平推力减小 B．水平推力增大 C．地面对的支持力减小 D．地面对的支持力增大 【答案】A 【详解】A．在A向左移动的过程中，对B受力分析，由图解法可得 墙壁对B的弹力减小，由整体法可知推力，所以水平推力减小，故A正确；B错误； CD．对两物体组成的整体受力分析可知，地面支持力大小始终等于两物体重力之和，故地面对的支持力不变，故CD错误。 故选A。 二、多选题 8．（本题6分）一只重力为G的猴子单手挂在树上玩耍，当它处于静止状态时，设树枝对它的拉力为F，它对树枝的拉力为，下列说法正确的是（　　） A．F与是一对平衡力 B．F与G是一对平衡力 C．F与是一对作用力和反作用力 D．F与G是一对作用力和反作用力 【答案】BC 【详解】AC．F与分别作用在两个物体上，等大反向，是一对作用力和反作用力，故A错误，C正确； BD．F与G作用在同一个物体上，等大反向，是一对平衡力，故B正确，D错误。 故选BC。 9．（本题6分）国庆期间，秋风送爽，桂花飘香。小明注意到小区里有用绳子依次连接起来的四个大灯笼被吹起来处于静止状态，如图所示，悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30°，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4，灯笼质量均为m，每个灯笼所受的风力相等，风向水平，重力加速度大小为g，则（　　） A．每根绳与竖直方向的夹角均相同 B．四个灯笼所受到的风力之和等于4mg C．2号灯笼与3号灯笼之间的作用力等于 D．3号、4号灯笼之间的作用力为 【答案】AC 【详解】B．假设每个灯笼所受的风力均为f，对4个灯笼的整体受力分析可知 可得四个灯笼所受到的风力之和为，故B错误； A．对下面的n个灯笼（）的整体分析可知 可得 与n无关，即每根绳与竖直方向的夹角均相同，故A正确； C．以3、4号灯笼为整体受力分析，2号灯笼与3号灯笼之间的作用力大小为，故C正确； D．对4号分析，根据平衡条件可知，3号、4号灯笼之间的作用力为，故D错误。 故选AC。 10．（本题6分）如图所示，在粗糙水平面上依次放有两块质量分别为m2=15 kg、m3=10 kg且高度完全相同的木板A、B，质量m1=20 kg的货物C与木板间的动摩擦因数为μ1，木板A与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，木板B与地面间的动摩擦因数μ3=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2)要使货物C滑上木板A时，木板A不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，则μ1的大小可能是（　　） A．0.2 B．0.4 C．0.6 D．0.8 【答案】BC 【详解】若滑上木板A时，木板不动,由受力分析得 μ1m1g≤μ2(m1+m2)g+μ3m3g 若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得 μ1m1g>μ3(m1+m3)g 联立代入数据得 0.3<μ1≤0.625 BC两项正确；AD错误； 故选BC。 三、实验题 11．（本题6分）某同学用下图所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系，刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐且固定不动。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码个数，依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值，并计算出相应的弹簧伸长量，所得数据见下表（弹簧始终未超过弹性限度，取重力加速度为）。 实验数据记录表：弹簧原长 实验次数 1 2 3 4 5 6 钩码质量m/g 50 100 150 200 250 300 刻度尺的刻度x/cm 14.80 16.85 18.90 21.00 23.20 25.20 弹簧的伸长量 2.20 4.25 8.40 10.60 12.60 (1)根据实验记录的数据，请将第3次实验时弹簧的伸长量填入数据记录表中________。 (2)该同学根据数据记录表，在下图中标出了各次实验数据对应的坐标点，请在图中标出第3次实验对应的坐标点，并作出图线________。 (3)由图中图线可知该弹簧的劲度系数为________N/m（计算结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)6.30 (2)见解析 (3)23.6（23.4~23.8） 【详解】（1）第3次实验时弹簧的伸长量为 （2）在图中标出第3次实验对应的坐标点，并作出图线如图所示 （3）由图2中图线可知该弹簧的劲度系数为 12．（本题10分）(1)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。其中O为橡皮条与细绳的结点，实验中，第一次用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，第二次用一个弹簧测力计拉橡皮条。 ①根据某次实验记录数据作图，A、B两幅图中_______（选填“A”或“B”）是该同学实验后的正确作图结果； ②下列操作合理的是_______ A．两次拉动橡皮条时O点的位置不一定要相同 B．两个分力、的方向必须垂直 C．应保证橡皮条与两绳套夹角的平分线在同一直线上 D．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些 (2)学习力学知识后，该同学又设计了一个验证力的平行四边形定则实验，操作如下： ⅰ．用天平测得物块A的质量为m ⅱ．如图甲两根竖直杆相距为d，用长为L的不可伸长的轻绳，绕过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物体A，轻绳两端分别固定在杆上P、Q两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。 ⅲ．改变物块A的质量m，记录力传感器的示数F，测量多组数据，重力加速度为g。 ①要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数F与物块A的质量m满足关系式________（用题中给出的物理量表示）。 ②某同学改变物块A的质量，作的图像，如图乙，图像的斜率为k，但是他忘记了记录间距d的大小，利用图乙和已知物理量求_______（用L、k、g表示）。 【答案】(1) A D (2) 【详解】（1）①[1]是用一根弹簧测力计拉动时的示数，其方向一定与橡皮条在同一直线上；F是通过平行四边形定则作出的合力的理论值，其方向沿平行四边形的对角线，由于存在误差，其方向不一定与橡皮条在同一直线上；可知A是该同学实验后画出的正确力的图示； ②[2]A．为了使用两根弹簧测力计拉动与用一根弹簧测力计拉动时的效果相同，两次拉动橡皮条时O点的位置一定要相同，故A错误； B．实验中，为了减小实验误差，两个分力之间的夹角需要适当大一些，但并不需要使两个分力、的方向要垂直，故B错误； C．不需要使橡皮条与两绳套夹角的平分线在同一直线上，故C错误； D．为了便于确定拉力的方向，实验中，拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，故D正确。 故选D。 （2）①[1]令绳与竖直方向的夹角为，根据几何关系有 则有 根据平衡条件有 解得 [2]结合上述函数有 解得 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，粗糙水平面和光滑墙壁的墙角处叠放着两个物块，质量kg的物块A为立方体，质量kg的物块B为三角形斜面体，斜面体顶角为，两物块处于静止状态，物块A与物块B之间无摩擦，重力加速度g取10m/s2。 (1)物块A对B的支持力大小； (2)地面对物块A的摩擦力。 【答案】(1)40N (2)，方向水平向右 【详解】（1）对物块B受力分析，物块B受三个力，分别为重力、A对B的支持力和竖直墙壁对B的支持力，如图所示 根据平衡条件，有 （2）将A、B视为整体，整体水平方向只受两个力，即竖直墙壁的支持力和地面的摩擦力，根据平衡条件可知，这两个力必定等大反向，即地面对物块A的摩擦力大小为 方向水平向右。 14．（本题12分）如图所示，质量为的木板B放在光滑水平地面上，质量为的货箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面，绳绷紧时与水平面的夹角为。已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数，重力加速度g取。现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出。，。试求： (1)绳上张力的大小； (2)拉力F的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对物体A受力分析如图所示 A静止，受力平衡，则在x轴上 在y轴上 又 联立解得 （2）对物体B受力分析如图所示 由第（1）问得 B处于匀速状态，根据平衡条件可得，在轴上 联立解得 15．（本题16分）如图所示，对称、粗糙程度相同的固定斜面与竖直方向夹角为，两根硬质轻杆通过光滑铰链与两个相同质量为的物体P、Q相连，P、Q对称放在斜面上，一质量的物体通过轻绳悬挂在铰链A上，对称调节P、Q的位置，使杆与斜面垂直，整个装置处于平衡状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，，，可能用到的数学公式，，。 （1）杆对P的作用力大小； （2）求物体与斜面间动摩擦因数的最小值； （3）若斜面光滑，对称调节P、Q的位置，使得整个装置仍处于平衡状态，求此时杆与水平方向夹角的正切值。 【答案】（1）5N；（2）；（3） 【详解】（1）由几何关系，杆与竖直方向的夹角为37°，设杆的弹力为F，对A点根据共点力平衡条件有 解得 可知杆对P的作用力大小为。 （2）要使整个装置处于平衡状态，P受到的摩擦力要等于最大静摩擦力，对P根据共点力平衡条件有 又 联立解得 则物体与斜面间动摩擦因数的最小值为。 （3）斜面光滑，对称调节P、Q位置，整个装置再次处于平衡状态时杆与水平方向夹角为，杆的弹力为；对A点有 对P：以P为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系，根据正交分解和共点力平衡条件有 联立解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用——力（适中版01） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）歼战机是中国的第五代隐身重型歼击机，如图所示，它以高隐身性、高机动性以及先进的航电系统震惊世界。关于歼战机受到的重力，下列说法正确的是（　　） A．战机受到的重力一定指向地心 B．战机受到的重力只作用在战机的重心 C．战机受到的重力的施力物体是地球 D．战机匀速飞行时，它将不受重力作用 2．（本题4分）如图所示，小华在足球比赛中准备罚点球时，一只脚用力踩在足球上面，让足球保持静止。下列说法正确的是（　　） A．脚对足球的压力是由于足球发生形变产生的 B．脚感受到足球的支持力是足球的上部发生形变引起的 C．地面对足球的支持力是足球的下部发生形变引起的 D．足球对地面的压力是地面发生形变引起的 3．（本题4分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右运动。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，已知重力加速度为g，则雪橇受到的摩擦力大小为（　　） A．μmg B．μFsinθ C．μFcosθ D．μ（mg-Fsinθ） 4．（本题4分）在车站、商场、机场、展览馆和体育馆等人流集中的地方，通常会安装自动扶梯（下左图）或自动人行道（下右图），当一人分别站在左面的自动扶梯与右面的自动人行道从一楼匀速上到二楼的过程中，他所受的摩擦力对应的是（  ） A．都受到沿斜面向上的摩擦力 B．都受到水平向右的摩擦力 C．在右图人不受摩擦力，左图人受到沿斜面向上的摩擦力 D．左图受到水平向右的摩擦力，右图不受摩擦力 5．（本题4分）如图所示一艘船静止在水面上，其粗糙外壁面与竖直方向夹角为，一可视为质点的机器人通过磁铁吸附在外壁并与船保持静止，磁力垂直于壁面，则该机器人受力个数为（　　） A．2 B．3 C．4 D．5 6．（本题4分）一字形圆头弹力绳是用超弹性硅胶制成，弹力绳的质量不计且遵循胡克定律。如图，人正使用弹力绳进行拉伸训练，双手各施加20N的拉力向两端拉弹力绳（未超出弹性限度、且未与背部接触），弹力绳劲度系数为。则下列说法正确的是（　　） A．弹力绳的弹力大小为 B．弹力绳的伸长量为 C．若双手的拉力减小，则弹力绳的劲度系数减小 D．若将弹力绳一端固定在地面上，另一端施加20N的拉力，则其伸长量变为原来的一半 7．（本题4分）如图所示，光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体，与墙面之间放一光滑的圆柱形物体，对施加一水平向左的推力，整个装置保持静止。若将的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，以下说法正确的是（    ） A．水平推力减小 B．水平推力增大 C．地面对的支持力减小 D．地面对的支持力增大 二、多选题 8．（本题6分）一只重力为G的猴子单手挂在树上玩耍，当它处于静止状态时，设树枝对它的拉力为F，它对树枝的拉力为，下列说法正确的是（　　） A．F与是一对平衡力 B．F与G是一对平衡力 C．F与是一对作用力和反作用力 D．F与G是一对作用力和反作用力 9．（本题6分）国庆期间，秋风送爽，桂花飘香。小明注意到小区里有用绳子依次连接起来的四个大灯笼被吹起来处于静止状态，如图所示，悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30°，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4，灯笼质量均为m，每个灯笼所受的风力相等，风向水平，重力加速度大小为g，则（　　） A．每根绳与竖直方向的夹角均相同 B．四个灯笼所受到的风力之和等于4mg C．2号灯笼与3号灯笼之间的作用力等于 D．3号、4号灯笼之间的作用力为 10．（本题6分）如图所示，在粗糙水平面上依次放有两块质量分别为m2=15 kg、m3=10 kg且高度完全相同的木板A、B，质量m1=20 kg的货物C与木板间的动摩擦因数为μ1，木板A与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，木板B与地面间的动摩擦因数μ3=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2)要使货物C滑上木板A时，木板A不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，则μ1的大小可能是（　　） A．0.2 B．0.4 C．0.6 D．0.8 三、实验题 11．（本题6分）某同学用下图所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系，刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐且固定不动。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码个数，依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值，并计算出相应的弹簧伸长量，所得数据见下表（弹簧始终未超过弹性限度，取重力加速度为）。 实验数据记录表：弹簧原长 实验次数 1 2 3 4 5 6 钩码质量m/g 50 100 150 200 250 300 刻度尺的刻度x/cm 14.80 16.85 18.90 21.00 23.20 25.20 弹簧的伸长量 2.20 4.25 8.40 10.60 12.60 (1)根据实验记录的数据，请将第3次实验时弹簧的伸长量填入数据记录表中________。 (2)该同学根据数据记录表，在下图中标出了各次实验数据对应的坐标点，请在图中标出第3次实验对应的坐标点，并作出图线________。 (3)由图中图线可知该弹簧的劲度系数为________N/m（计算结果保留三位有效数字）。 12．（本题10分）(1)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。其中O为橡皮条与细绳的结点，实验中，第一次用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，第二次用一个弹簧测力计拉橡皮条。 ①根据某次实验记录数据作图，A、B两幅图中_______（选填“A”或“B”）是该同学实验后的正确作图结果； ②下列操作合理的是_______ A．两次拉动橡皮条时O点的位置不一定要相同 B．两个分力、的方向必须垂直 C．应保证橡皮条与两绳套夹角的平分线在同一直线上 D．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些 (2)学习力学知识后，该同学又设计了一个验证力的平行四边形定则实验，操作如下： ⅰ．用天平测得物块A的质量为m ⅱ．如图甲两根竖直杆相距为d，用长为L的不可伸长的轻绳，绕过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物体A，轻绳两端分别固定在杆上P、Q两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。 ⅲ．改变物块A的质量m，记录力传感器的示数F，测量多组数据，重力加速度为g。 ①要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数F与物块A的质量m满足关系式________（用题中给出的物理量表示）。 ②某同学改变物块A的质量，作的图像，如图乙，图像的斜率为k，但是他忘记了记录间距d的大小，利用图乙和已知物理量求_______（用L、k、g表示）。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，粗糙水平面和光滑墙壁的墙角处叠放着两个物块，质量kg的物块A为立方体，质量kg的物块B为三角形斜面体，斜面体顶角为，两物块处于静止状态，物块A与物块B之间无摩擦，重力加速度g取10m/s2。 (1)物块A对B的支持力大小； (2)地面对物块A的摩擦力。 14．（本题12分）如图所示，质量为的木板B放在光滑水平地面上，质量为的货箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面，绳绷紧时与水平面的夹角为。已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数，重力加速度g取。现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出。，。试求： (1)绳上张力的大小； (2)拉力F的大小。 15．（本题16分）如图所示，对称、粗糙程度相同的固定斜面与竖直方向夹角为，两根硬质轻杆通过光滑铰链与两个相同质量为的物体P、Q相连，P、Q对称放在斜面上，一质量的物体通过轻绳悬挂在铰链A上，对称调节P、Q的位置，使杆与斜面垂直，整个装置处于平衡状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，，，可能用到的数学公式，，。 （1）杆对P的作用力大小； （2）求物体与斜面间动摩擦因数的最小值； （3）若斜面光滑，对称调节P、Q的位置，使得整个装置仍处于平衡状态，求此时杆与水平方向夹角的正切值。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $