高中物理单元测试——第三章相互作用（较易版01）

高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用（较易版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于重力的方向，下列说法正确的是（　　） A．竖直向下就是垂直于地面向下 B．竖直向下就是指向地心 C．无论物体放在什么位置，重力方向都竖直向下 D．重力方向可以竖直向上 2．（本题4分）图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置。这两个实验共同体现了（　　） A．微小放大的思想 B．微元法 C．极限法 D．等效法 3．（本题4分）如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为5N，方向向右的水平力F的作用，则（   ） A．物体所受摩擦力大小是4N，方向水平向右 B．物体所受摩擦力大小是5N，方向水平向左 C．在运动过程中，若撤去F，摩擦力将增大 D．在运动过程中，若撤去F，则摩擦力变为0N 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）如图所示，一根轻弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5cm在弹性限度内当挂上80N的重物时，指针正对刻度25cm，则弹簧的劲度系数是（    ） A．100N/m B．320N/m C．400N/m D．1600N/m 7．（本题4分）如图所示，质量为的小球A用一根不可伸长的轻绳悬挂于点，在外力的作用下，小球A处于静止状态．若要使小球处于静止状态且悬线与竖直方向的夹角保持不变，已知重力加速度为g。则外力的大小不可能为（    ） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）已知合力的大小和方向求两个分力时，下列说法中正确的是(　　) A．若已知两个分力的方向，分解是唯一的 B．若已知一个分力的大小和方向，分解是唯一的 C．若已知一个分力的大小及另一个分力的方向，分解是唯一的 D．此合力可以分解成两个与合力等大的分力 9．（本题6分）如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平粗糙地面上，物体B受到大小为15N、方向水平向右的力的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的的作用，三者均处于静止状态，则（　　） A．物体B对物体A的摩擦力方向水平向右 B．B物体受5个力 C．地面对物体C的摩擦力水平向右 D．地面与物体C之间的摩擦力大小为10N 10．（本题6分）如图所示，物体和物体分别重和60N放在粗糙水平面上，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，夹在物体和之间的轻弹簧被压缩了。弹簧的劲度系数为，整个系统静止于水平地面上，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一个从0开始逐渐增大的水平力向右推物体，而物体始终保持静止。下列说法中正确的是（　　） A．地面对的摩擦力大小为 B．水平推力的最大值为 C．弹簧对的弹力大小始终为 D．地面对的摩擦力先减小后增大 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组在探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置。 (1)做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验步骤如下： A、以弹力为横轴、形变量为纵轴建立直角坐标系，用描点法作出实验图像 B、记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度 C、将铁架台固定于水平桌面上，并将弹簧的上端系于横杆上，在弹簧附近竖直固定刻度尺 D、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，当钩码静止时，记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内 E、写出弹簧弹力与形变量的关系式 F、解释函数表达式中常数的物理意义 G、整理仪器。 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：____ (2)实验中，某一同学以弹簧弹力F为纵轴、误将弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像如图乙所示。由图线可得出该弹簧的原长为________，弹簧的劲度系数为________。 (3)若实际实验操作时刻度尺的零刻度略高于弹簧上端，则仍然采用（2）中的方法得出的劲度系数将________（填“偏小”“偏大”或“不受影响”）。 12．（本题10分）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。如图甲所示，在橡皮条另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，结点受到力、的共同作用；再用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，结点只受力F的作用。 (1)判断力F单独作用与力、共同作用效果相同的依据是________。 A．F的大小等于与的大小之和 B．使橡皮条伸长相同的长度 C．使橡皮条上的结点到达同一位置 (2)下列信息中，实验时需要标记或者记录的信息有________。 A．橡皮条的原长 B．橡皮条原长时结点的位置 C．力F的大小和方向 D．力、的大小和方向 (3)如图乙所示，先用两个互成一定角度的弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到O点，保持橡皮条的结点在O点不动，弹簧测力计的拉力的方向不变，将另一个弹簧测力计的方向由水平方向顺时针转过，该过程中________。 A．逐渐增大，先减小后增大 B．逐渐减小，先减小后增大 C．逐渐增大，先增大后减小 D．逐渐减小，先增大后减小 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，一运送救灾物资的直升机沿水平方向匀速飞行，已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成角，则物资所受的空气阻力Ff大小和悬索对物资的拉力F为多少？（重力加速度为g） 14．（本题12分）科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图所示，是一款放在水平桌面上的手机支架，其与手机的接触面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整的硬性物体时，会牢牢地吸附住物体。已知手机支架斜面与水平面的夹角θ=53°，手机质量为200g，手机与接触面之间的动摩擦因数为μ=0.8，重力加速度取g=10m/s2（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。若让手机静止于支架上，求： (1)手机受到的摩擦力大小； (2)手机与支架接触面之间的吸引力至少为多大。 15．（本题16分）斜面体B固定在水平地面上，其倾角，质量为的小物块A放在斜面上，小物块A恰好沿斜面匀速下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，，求： (1)小物块A与斜面间的动摩擦因数； (2)若将小物块A锁定静止，施加平行于斜面向上、大小拉力，解除锁定后，求小物块A受到的摩擦力f； (3)若对小物块A施加一大小为、方向水平向右的拉力，使小物块A保持静止，求的取值范围。 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（较易版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于重力的方向，下列说法正确的是（　　） A．竖直向下就是垂直于地面向下 B．竖直向下就是指向地心 C．无论物体放在什么位置，重力方向都竖直向下 D．重力方向可以竖直向上 【答案】C 【详解】AB．重力是由于地球的吸引而产生的，它的方向竖直向下，由于地球自转的影响，除在赤道和两极外，重力的方向并不严格指向地心，竖直向下不一定是垂直于地面向下，AB错误。 CD．无论物体放在什么位置，重力方向都竖直向下，不可能竖直向上，C正确，D错误。 故选C。 2．（本题4分）图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置。这两个实验共同体现了（　　） A．微小放大的思想 B．微元法 C．极限法 D．等效法 【答案】A 【详解】图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置，当用力压桌面时，桌面向下形变，平面镜倾斜，在入射光线方向不变的情况下，平面镜的反射光线方向改变的角度是平面镜倾斜角度的两倍，体现了微小放大的思想；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置，用力挤压玻璃瓶，玻璃瓶发生形变，细管中水柱上升，由于管子较细，上升的高度较大，将玻璃瓶微小的形变放大，能直观的观察到形变，也体现了微小放大的思想。题中甲乙两图均未体现微元法、极限法和等效法。故A正确，BCD错误。 故选A。 3．（本题4分）如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为5N，方向向右的水平力F的作用，则（   ） A．物体所受摩擦力大小是4N，方向水平向右 B．物体所受摩擦力大小是5N，方向水平向左 C．在运动过程中，若撤去F，摩擦力将增大 D．在运动过程中，若撤去F，则摩擦力变为0N 【答案】A 【详解】AB．物体在水平面上运动，所以受到的是滑动摩擦力，大小为 f=μN=μG=0.2×20N=4N 方向与物体相对地面运动的方向相反，即水平向右，A正确，B错误； CD．若撤去F，由于惯性物体继续向左运动，受到的仍是滑动摩擦力，摩擦力的大小和方向都不变，CD错误。 故选A。 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）如图所示，一根轻弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5cm在弹性限度内当挂上80N的重物时，指针正对刻度25cm，则弹簧的劲度系数是（    ） A．100N/m B．320N/m C．400N/m D．1600N/m 【答案】C 【详解】由题知，当挂上80N的重物时，弹簧的伸长量为 根据胡克定律有 根据平衡条件有 联立解得 故选C。 7．（本题4分）如图所示，质量为的小球A用一根不可伸长的轻绳悬挂于点，在外力的作用下，小球A处于静止状态．若要使小球处于静止状态且悬线与竖直方向的夹角保持不变，已知重力加速度为g。则外力的大小不可能为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对A球受力分析，受重力G＝mg，OA绳子的拉力T以及拉力F，三力平衡，将绳子的拉力T和拉力F合成，其合力与重力平衡，如图 当拉力F与绳子的拉力T垂直时，拉力F最小，最小值为 由于拉力F的方向具有不确定性，因而从理论上讲，拉力F最大值可以取到任意值；题中ABC的值都大于，外力的大小不可能为 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）已知合力的大小和方向求两个分力时，下列说法中正确的是(　　) A．若已知两个分力的方向，分解是唯一的 B．若已知一个分力的大小和方向，分解是唯一的 C．若已知一个分力的大小及另一个分力的方向，分解是唯一的 D．此合力可以分解成两个与合力等大的分力 【答案】ABD 【分析】合力与分力是等效替代关系，它们之间符合平行四边形定则或三角形定则，从而即可求解． 【详解】A、B、根据平行四边形定则可知，如果力的分解是唯一的，则以合力F为对角线的平行四边形只有一个，或只能画出一个力三角形，根据以上分析可知，已知一个力的大小和方向或已知两个力的方向，力F的分解是唯一的，故A正确，B正确； C、若已知一个分力的大小及另一个分力的方向，分力可能有两个解，故C错误； D、合力有可能分解成两个与合力等大的分力，此时两个分力夹角为120°，或者合力与两个分力构成等边三角形，故D正确； 故选ABD． 【点睛】在涉及力的分解问题特别是求极值的问题时，用三角形定则比用平行四边形定则更方便灵活． 9．（本题6分）如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平粗糙地面上，物体B受到大小为15N、方向水平向右的力的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的的作用，三者均处于静止状态，则（　　） A．物体B对物体A的摩擦力方向水平向右 B．B物体受5个力 C．地面对物体C的摩擦力水平向右 D．地面与物体C之间的摩擦力大小为10N 【答案】BD 【详解】A．对A受力分析可知，水平方向受合外力为零，可知物体B对物体A的摩擦力为零，A错误； B．B物体受重力、A对B的压力、C对B的摩擦力和支持力以及F1共5个力，B正确； CD．对ABC整体分析，水平方向 可得f=10N，方向向左，可知地面对物体C的摩擦力水平向左，大小为10N，C错误，D正确。 故选BD。 10．（本题6分）如图所示，物体和物体分别重和60N放在粗糙水平面上，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，夹在物体和之间的轻弹簧被压缩了。弹簧的劲度系数为，整个系统静止于水平地面上，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一个从0开始逐渐增大的水平力向右推物体，而物体始终保持静止。下列说法中正确的是（　　） A．地面对的摩擦力大小为 B．水平推力的最大值为 C．弹簧对的弹力大小始终为 D．地面对的摩擦力先减小后增大 【答案】CD 【详解】AC．物体B静止不动，B受到向右的弹力和地面对其向左的静摩擦力，受力平衡，得 故A错误，C正确； BD．物体A所受地面最大静摩擦力为 物体A受力平衡，当水平推力小于弹簧弹力时摩擦力水平向右，得 即随水平推力增加，摩擦力减小。当水平推力大于弹簧弹力时摩擦力水平向左 随水平推力增加，摩擦力增大。当物体A所受静摩擦力达到最大值时，水平推力达到最大，则 故D正确，B错误。 故选CD。 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组在探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置。 (1)做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验步骤如下： A、以弹力为横轴、形变量为纵轴建立直角坐标系，用描点法作出实验图像 B、记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度 C、将铁架台固定于水平桌面上，并将弹簧的上端系于横杆上，在弹簧附近竖直固定刻度尺 D、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，当钩码静止时，记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内 E、写出弹簧弹力与形变量的关系式 F、解释函数表达式中常数的物理意义 G、整理仪器。 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：____ (2)实验中，某一同学以弹簧弹力F为纵轴、误将弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像如图乙所示。由图线可得出该弹簧的原长为________，弹簧的劲度系数为________。 (3)若实际实验操作时刻度尺的零刻度略高于弹簧上端，则仍然采用（2）中的方法得出的劲度系数将________（填“偏小”“偏大”或“不受影响”）。 【答案】(1)CBDAEFG (2) 10 20 (3)不受影响 【详解】（1）根据实验操作过程应先安装仪器，再挂钩码然后记录数据，分析数据，最后整理即可，排列先后顺序为CBDAEFG （2）[1]当弹力等于零时，弹簧的长度是原长，由图线可得该弹簧的原长为10cm [2] 根据，结合图像可知，图线的斜率即为劲度系数，则 （3）根据可知，若实验中刻度尺的零刻度略高于弹簧上端，根据实验数据得到的劲度系数将不受影响。 12．（本题10分）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。如图甲所示，在橡皮条另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，结点受到力、的共同作用；再用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，结点只受力F的作用。 (1)判断力F单独作用与力、共同作用效果相同的依据是________。 A．F的大小等于与的大小之和 B．使橡皮条伸长相同的长度 C．使橡皮条上的结点到达同一位置 (2)下列信息中，实验时需要标记或者记录的信息有________。 A．橡皮条的原长 B．橡皮条原长时结点的位置 C．力F的大小和方向 D．力、的大小和方向 (3)如图乙所示，先用两个互成一定角度的弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到O点，保持橡皮条的结点在O点不动，弹簧测力计的拉力的方向不变，将另一个弹簧测力计的方向由水平方向顺时针转过，该过程中________。 A．逐渐增大，先减小后增大 B．逐渐减小，先减小后增大 C．逐渐增大，先增大后减小 D．逐渐减小，先增大后减小 【答案】(1)C (2)CD (3)B 【详解】（1）判断力F单独作用与力、共同作用效果相同的依据是两次均使橡皮条上的结点到达同一位置，故选C； （2）实验时需要标记或者记录的信息有：力F的大小和方向以及力、的大小和方向，还要标记橡皮条被拉长时结点O的位置，故选CD。 （3）保持弹簧伸长后的位置O点不动，则拉力F1和F2的合力不变，使弹簧秤的拉力F1的方向不变，则根据力的三角形定则，作出拉力F1和F2及F1和F2的合力F的示意图如下图所示： 可知，将另一个弹簧秤F2的方向由水平方向顺时针转过90°的过程中，F1逐渐减小，F2先减小后增大。 故选B。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，一运送救灾物资的直升机沿水平方向匀速飞行，已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成角，则物资所受的空气阻力Ff大小和悬索对物资的拉力F为多少？（重力加速度为g） 【答案】， 【详解】以物资为研究对象，分析受力情况：重力mg、悬索对物资的拉力F，空气阻力Ff，受力如图 根据平衡条件得知mg与Ff的合力与F大小相等，方向相反，则有 14．（本题12分）科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图所示，是一款放在水平桌面上的手机支架，其与手机的接触面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整的硬性物体时，会牢牢地吸附住物体。已知手机支架斜面与水平面的夹角θ=53°，手机质量为200g，手机与接触面之间的动摩擦因数为μ=0.8，重力加速度取g=10m/s2（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。若让手机静止于支架上，求： (1)手机受到的摩擦力大小； (2)手机与支架接触面之间的吸引力至少为多大。 【答案】(1)1.6N (2)0.8N 【详解】（1）对手机受力分析，如图所示 由平衡条件可得，沿斜面方向，有 解得 （2）垂直斜面方向，有， 联立解得 即手机与支架接触面之间的吸引力至少为0.8N。 15．（本题16分）斜面体B固定在水平地面上，其倾角，质量为的小物块A放在斜面上，小物块A恰好沿斜面匀速下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，，求： (1)小物块A与斜面间的动摩擦因数； (2)若将小物块A锁定静止，施加平行于斜面向上、大小拉力，解除锁定后，求小物块A受到的摩擦力f； (3)若对小物块A施加一大小为、方向水平向右的拉力，使小物块A保持静止，求的取值范围。 【答案】(1)0.75 (2)4，方向沿着斜面向下 (3) 【详解】（1）对小物块A受力分析，有重力、支持力和沿着斜面向上的摩擦力三个力。由题意可知，小物块可以沿斜面匀速下滑，根据力的平衡条件可知 由滑动摩擦力的定义式可得 化简可得动摩擦因数为 （2）由第一问的分析可知，物块与斜面之间的滑动摩擦力与重力沿着斜面向下的分力大小相等，为 则物块与斜面之间的最大静摩擦力也是6N。所以，当施加平行于斜面向上、大小为的拉力时，小物块将处于静止状态，所受静摩擦力大小为 方向沿着斜面向下。 （3）使小物块保持静止状态，当摩擦力沿着斜面向上且达到最大时，水平拉力最小。即 当拉力增大至某一值时，物块将不能保持静止状态，即将沿斜面上滑。根据力的平衡条件可得 化简可得 则的取值范围为 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 $