高中物理单元测试——第三章相互作用（适中版02）

高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”（“欹”通“倚”，斜倚，斜靠）。下面有关瓶（包括瓶中的水）的说法正确的是（　　） A．如果把瓶由海南搬到北京，瓶所受重力不会发生改变 B．瓶子所受重力的方向指向地心 C．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 D．随着装入瓶中的水增多，瓶的重心一直升高 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，木块和木板叠放在水平桌面上，木块与固定在墙壁上的测力计相连，给木板一个水平向右的拉力，木板由静止开始向右运动，下列说法正确的是（　　） A．拉力越大，测力计示数越大 B．桌面越粗糙，测力计示数越大 C．木板向右运动变快，测力计示数变大 D．木块质量越大，测力计示数越大 4．（本题4分）如图所示，质量为m=10kg的物体放在水平面上，在方向相反的水平力F1=18N、F2=10N的作用下处于静止状态。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，当撤去力F1时，水平面对物体的摩擦力大小和方向为（　　） A．18N，水平向左 B．18N，水平向右 C．10N，水平向左 D．10N，水平向右 5．（本题4分）如图所示，长方体物体A、B叠放在斜面上，第一次B受到一个沿斜面向下的大小为F的力，两物体保持静止；第二次B受到一个沿斜面向上大小仍为F的力，两物体仍然保持静止．则以下说法正确的有（　　） A．A物体两次受力个数不同 B．A物体两次均受2个力作用 C．第一次B一定受6个力作用 D．第二次B一定受6个力作用 6．（本题4分）如图所示，一根原长为、劲度系数为的轻弹簧，上端固定在天花板上，下端挂一个重为的小球。当小球处于静止状态且弹簧的形变在弹性限度内时，弹簧的长度为（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）新疆是我国最大的产棉区。自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，并通过后侧可以旋转的支架将其平稳放下（如图甲所示）。放置棉包的过程可以简化为如图乙所示模型，棉包放在“V”型挡板上，BP板水平，两板间夹角开始为120°，先让BP板绕P轴在竖直面内逆时针缓慢转动30°，再使两板保持夹角不变的同时在竖直面内逆时针缓慢传动60°。忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．在BP板转动前，AP板对棉包的支持力不为零 B．在只有BP板转动的过程中，棉包对BP板的压力先减小后增大 C．在卸下棉包的整个过程中，棉包对BP板的压力一直在减小 D．在卸下棉包的整个过程中，棉包对BP板的压力一直在增大 二、多选题 8．（本题6分）将力F分解为两个不为零的力，下列情况具有唯一解的是（    ） A．已知两个力的方向，并且不在同一直线上 B．已知一个分力的大小和另一分力的方向 C．已知两个力的大小 D．已知一个分力的大小和方向 9．（本题6分）如图所示，五块完全相同的长方体砖块并排贴靠在一起，每个砖块所受的重力大小均为G，在砖块5的右侧施加一水平压力F，使5个砖块静止在竖直墙面上。下列说法正确的是（　　） A．墙面对砖块1的摩擦力大小为4G，方向竖直向上 B．砖块3对砖块2的摩擦力大小为3G，方向竖直向下 C．砖块4所受摩擦力的合力大小为2G，方向竖直向上 D．砖块5对砖块4的摩擦力大小为G，方向竖直向下 10．（本题6分）日常生活中，放在水平地面上的箱子可能被拖着运动，也可能被推着运动。一箱子和水平面之间的动摩擦因数为，且，对箱子施加一外力F，方向与水平面的夹角为θ，最大静摩擦力等于滑动摩檫力，下列说法正确的是（    ）    A．用斜向上的力拉箱子匀速运动，当时最省力 B．用斜向上的力拉箱子匀速运动，当时最省力 C．用斜向下的力推箱子，当时不可能推动箱子 D．用斜向下的力推箱子，当时不可能推动箱子 三、实验题 11．（本题6分）某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系。 （1）将弹簧的一端固定于气垫导轨左侧，如图甲所示：调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小__________________。 （2）用滑块压缩弹簧，记录弹簧压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v。 （3）重复上一步操作，得到v与x的关系如图乙，由图可知，v与x成_________关系。由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的___________成正比。 12．（本题10分）某物理兴趣小组自行设计装置，开展实验“探究互成角度力的合成规律”。用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后。其部分实验操作如下： ①先用两个钩码挂于弹簧末端，在木板上记下末端的位置O（如图甲所示）： ②卸下钩码，然后将两绳套、系在弹簧末端，用两弹簧测力计钩住绳套将弹簧末端拉到同一位置O（如图乙所示），记录相关内容： ③根据步骤②中所记录的内容，在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力、，再根据已知的钩码重力，在坐标纸上画出弹簧所受的钩码拉力F（如图丙所示）。 请完成下列相关内容： (1)步骤②中，需要记录两弹簧测力计相应的读数和两绳套的______，要将弹簧末端拉到同一位置O，这里体现的科学方法是______； (2)请你用作图工具在图丙中作出、的合力； (3)最后观察比较F和，得出结论。组员们在操作过程中有如下讨论，正确的说法是______。 A．弹簧测力计、细绳、弹簧都应与木板平行； B．两绳套、夹角越大越好，标记同一弹力方向的两点越近越好； C．若弹簧测力计仅有1个，将无法完成实验； (4)有同学认为弹簧的自重会对实验结果产生影响，因此必须选用自重小的弹簧，你认为该说法是否正确______（填写“是”或“否”）。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量m=0.8kg的小球在细线A和轻弹簧B的共同作用下保持静止，细线A水平，左端固定于竖直墙壁，轻弹簧B上端固定于天花板，且与竖直方向的夹角θ=37°，已知轻弹簧B的劲度系数k=200N/m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)细线A中拉力的大小； (2)轻弹簧B的伸长量。 14．（本题12分）如图所示，质量的物块静止在水平桌面上，受到与水平方向成角的作用力F。（已知，，，） (1)若当力时，物块仍处于静止状态，求此时物体受到的摩擦力大小？ (2)若当力时，物块恰好沿水平桌面向右做匀速直线运动，求物块与水平桌面的动摩擦因数？ 15．（本题16分）劳动人民的智慧是无穷的！工人经常利用木板、钢管等物体来装卸货物。工人将木板搭在车厢末端与地面构成一个倾角为θ=37°的固定斜面，如图甲所示，质量m=60kg的货物刚好能从该斜面上匀速滑下。重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)若要将货物推上货车，工人沿斜面方向的最小推力为多大？ (2)如图乙，工人利用两根等长的相同钢管A、B搭在车厢末端与水平地面之间，构成一倾斜轨道，该轨道平面与地面夹角θ=37°，如图丙所示为圆筒与钢管A、B的截面图，当两钢管间的距离d与圆筒的半径R关系为d=1.6R且固定时，圆筒可沿该轨道匀速下滑，忽略钢管粗细。求圆筒与钢管间的动摩擦因数μ。 (3)若图乙中用与圆筒间的动摩擦因数均为的两根管构成θ不变的轨道，改变d，要让圆筒能静止在轨道上，判断应满足什么条件？（此问直接写出结果即可，最大静摩擦可认为等于滑动摩擦） 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（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”（“欹”通“倚”，斜倚，斜靠）。下面有关瓶（包括瓶中的水）的说法正确的是（　　） A．如果把瓶由海南搬到北京，瓶所受重力不会发生改变 B．瓶子所受重力的方向指向地心 C．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 D．随着装入瓶中的水增多，瓶的重心一直升高 【答案】C 【详解】A．由于海南和北京的纬度不同，（重力加速度）不同，故所受的重力不同，故A错误； B．瓶子所受重力的方向竖直向下，不一定指向地心，故B错误； C．重心是物体各部分所受重力的等效作用点，故C正确； D．随着装入瓶中的水增多，瓶的重心先降低后升高，故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，木块和木板叠放在水平桌面上，木块与固定在墙壁上的测力计相连，给木板一个水平向右的拉力，木板由静止开始向右运动，下列说法正确的是（　　） A．拉力越大，测力计示数越大 B．桌面越粗糙，测力计示数越大 C．木板向右运动变快，测力计示数变大 D．木块质量越大，测力计示数越大 【答案】D 【详解】木板被抽出的过程中，木块受到弹簧向左的弹力和向右的滑动摩擦力的作用而保持静止，由平衡条件得 可知，木块质量越大，弹簧弹力越大；弹簧弹力大小与木板所受拉力、桌面粗糙程度、木板抽出的速度都无关，故D正确，ABC错误。 故选D。 4．（本题4分）如图所示，质量为m=10kg的物体放在水平面上，在方向相反的水平力F1=18N、F2=10N的作用下处于静止状态。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，当撤去力F1时，水平面对物体的摩擦力大小和方向为（　　） A．18N，水平向左 B．18N，水平向右 C．10N，水平向左 D．10N，水平向右 【答案】D 【详解】物体与水平面间的最大静摩擦力为 当撤去力F1，由于 可知物体处于静止状态，受到的静摩擦力大小等于F2，即10N，方向水平向右。 故选D。 5．（本题4分）如图所示，长方体物体A、B叠放在斜面上，第一次B受到一个沿斜面向下的大小为F的力，两物体保持静止；第二次B受到一个沿斜面向上大小仍为F的力，两物体仍然保持静止．则以下说法正确的有（　　） A．A物体两次受力个数不同 B．A物体两次均受2个力作用 C．第一次B一定受6个力作用 D．第二次B一定受6个力作用 【答案】C 【详解】AB．两次A物体均受重力、B对A摩擦力、B对A支持力，故AB错误； C．第一次B受重力、A对B摩擦力（沿斜面向下）、A对B压力、斜面对B的支持力、沿斜面向下的力F、斜面对B的摩擦力（沿斜面向上，因A对B摩擦力、重力沿斜面分力和F同向，此力必存在），B一共受6个力作用，故C正确； D．第二次F方向相反，B受重力、A对B摩擦力（沿斜面向下）、A对B压力、斜面对B的支持力、沿斜面向上的力F、若F和A对B摩擦力与重力沿斜面分力平衡，则B不受斜面对B的摩擦力，B一共受5个力作用，若F不与A对B摩擦力与重力沿斜面分力平衡，则B一共受6个力作用，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）如图所示，一根原长为、劲度系数为的轻弹簧，上端固定在天花板上，下端挂一个重为的小球。当小球处于静止状态且弹簧的形变在弹性限度内时，弹簧的长度为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据胡克定律可知 可得弹簧长度。 故选C。 7．（本题4分）新疆是我国最大的产棉区。自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，并通过后侧可以旋转的支架将其平稳放下（如图甲所示）。放置棉包的过程可以简化为如图乙所示模型，棉包放在“V”型挡板上，BP板水平，两板间夹角开始为120°，先让BP板绕P轴在竖直面内逆时针缓慢转动30°，再使两板保持夹角不变的同时在竖直面内逆时针缓慢传动60°。忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．在BP板转动前，AP板对棉包的支持力不为零 B．在只有BP板转动的过程中，棉包对BP板的压力先减小后增大 C．在卸下棉包的整个过程中，棉包对BP板的压力一直在减小 D．在卸下棉包的整个过程中，棉包对BP板的压力一直在增大 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，在BP板转动前，棉包只受重力和BP板的支持力，二力平衡，AP板对棉包的支持力是零，否则棉包不能平衡，A错误； B．在BP板转动前，BP板对棉包的支持力是，BP板绕P轴开始转动到30°角时，对棉包受力分析。由平衡条件和力合成的三角形定则可得，两板对棉包作用力的合力如图甲所示，由图可知，在只有BP板转动的过程中，由牛顿第三定律可知，棉包对BP板的压力一直减小，B错误； CD．当两板同时转动时，两弹力交点在以重力为直径的圆弧上逆时针向下移动，如图乙，棉包对BP板的压力在减小，选项C正确D错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）将力F分解为两个不为零的力，下列情况具有唯一解的是（    ） A．已知两个力的方向，并且不在同一直线上 B．已知一个分力的大小和另一分力的方向 C．已知两个力的大小 D．已知一个分力的大小和方向 【答案】AD 【详解】因合力F一定，若已知两个力的方向，并且不在同一直线上，则分解的结果是唯一的，选项A正确；已知一个分力的大小和另一分力的方向，分解的结果可能有两种，选项B错误；已知两个力的大小，分解的结果可能有两种，选项C错误；已知一个分力的大小和方向，则另一个分力一定是唯一的，选项D正确；故选AD. 9．（本题6分）如图所示，五块完全相同的长方体砖块并排贴靠在一起，每个砖块所受的重力大小均为G，在砖块5的右侧施加一水平压力F，使5个砖块静止在竖直墙面上。下列说法正确的是（　　） A．墙面对砖块1的摩擦力大小为4G，方向竖直向上 B．砖块3对砖块2的摩擦力大小为3G，方向竖直向下 C．砖块4所受摩擦力的合力大小为2G，方向竖直向上 D．砖块5对砖块4的摩擦力大小为G，方向竖直向下 【答案】BD 【详解】A．对5块砖整体分析可知，由竖直方向受力平衡可知，墙面对砖块1的摩擦力大小为f=5G，方向竖直向上，A错误； B．对1、2两块砖的整体分析可知，竖直方向 可知砖块3对砖块2的摩擦力大小为，方向竖直向下，B正确； C．砖块4所受摩擦力的合力与重力G等大反向，即大小为G，方向竖直向上，C错误； D．对砖块5分析可知，砖块4对砖块5的摩擦力与砖块5的重力等大反向，即大小为G，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，砖块5对砖块4的摩擦力大小为G，方向竖直向下，D正确。 故选BD。 10．（本题6分）日常生活中，放在水平地面上的箱子可能被拖着运动，也可能被推着运动。一箱子和水平面之间的动摩擦因数为，且，对箱子施加一外力F，方向与水平面的夹角为θ，最大静摩擦力等于滑动摩檫力，下列说法正确的是（    ）    A．用斜向上的力拉箱子匀速运动，当时最省力 B．用斜向上的力拉箱子匀速运动，当时最省力 C．用斜向下的力推箱子，当时不可能推动箱子 D．用斜向下的力推箱子，当时不可能推动箱子 【答案】AD 【详解】AB．用斜向上的力拉箱子匀速运动，根据受力平衡可得 解得 其中 ， 当 力有最小值，则有 故A正确，B错误； CD．用斜向下的力推箱子，若满足 可得 即 则不可能推动箱子，故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题 11．（本题6分）某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系。 （1）将弹簧的一端固定于气垫导轨左侧，如图甲所示：调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小__________________。 （2）用滑块压缩弹簧，记录弹簧压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v。 （3）重复上一步操作，得到v与x的关系如图乙，由图可知，v与x成_________关系。由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的___________成正比。 【答案】 相等 正比 压缩量的平方 【详解】[1]使滑块通过两个光电门时的速度相等，则可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动； [2][3]图线是过原点的倾斜直线，所以v与x成正比，即 因为弹性势能转化为动能，即 可知弹性势能与压缩量的平方成正比。 12．（本题10分）某物理兴趣小组自行设计装置，开展实验“探究互成角度力的合成规律”。用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后。其部分实验操作如下： ①先用两个钩码挂于弹簧末端，在木板上记下末端的位置O（如图甲所示）： ②卸下钩码，然后将两绳套、系在弹簧末端，用两弹簧测力计钩住绳套将弹簧末端拉到同一位置O（如图乙所示），记录相关内容： ③根据步骤②中所记录的内容，在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力、，再根据已知的钩码重力，在坐标纸上画出弹簧所受的钩码拉力F（如图丙所示）。 请完成下列相关内容： (1)步骤②中，需要记录两弹簧测力计相应的读数和两绳套的______，要将弹簧末端拉到同一位置O，这里体现的科学方法是______； (2)请你用作图工具在图丙中作出、的合力； (3)最后观察比较F和，得出结论。组员们在操作过程中有如下讨论，正确的说法是______。 A．弹簧测力计、细绳、弹簧都应与木板平行； B．两绳套、夹角越大越好，标记同一弹力方向的两点越近越好； C．若弹簧测力计仅有1个，将无法完成实验； (4)有同学认为弹簧的自重会对实验结果产生影响，因此必须选用自重小的弹簧，你认为该说法是否正确______（填写“是”或“否”）。 【答案】(1) 方向 等效替代 (2) (3)A (4)否 【详解】（1）[1][2]需要记录两弹簧测力计相应的读数和两绳套的方向，要将弹簧末端拉到同一位置O，这里体现的科学方法是等效替代。 （2）应用平行四边形定则作出合力，如图所示 （3）A．为了减小实验误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、弹簧都应与木板平行，故A正确； B．为了更加准确的记录力的方向，标记同一细绳方向的两点要远些，为了减小作图误差，两绳套的夹角不宜过大，而不是越大越好，故B错误； C．若弹簧测力计仅有1个，可以完成实验。用细绳套代替，用弹簧测力计测量大小，记录大小、记录点位置、记录代替的细绳套方向和与弹簧测力计相连接的细绳套方向；在保证点位置与上一次实验相同、两个细绳套方向与上一次实验也相同的前提下，再做一次实验，用细绳套代替，用弹簧测力计测量大小，记录大小；利用这两次实验可以完成实验，故C错误。 故选A。 （4）弹簧的自重只会影响弹簧的原长，不会影响弹簧的伸长量，不会影响弹簧的弹力大小，本实验是验证合力与分力的关系，与弹簧的自重无关，必须选用自重小的弹簧这种说法是错误的，故填写“否”。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量m=0.8kg的小球在细线A和轻弹簧B的共同作用下保持静止，细线A水平，左端固定于竖直墙壁，轻弹簧B上端固定于天花板，且与竖直方向的夹角θ=37°，已知轻弹簧B的劲度系数k=200N/m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)细线A中拉力的大小； (2)轻弹簧B的伸长量。 【答案】（1）6N；（2）0.05m 【详解】(1)对小球进行受力分析，如图所示 根据力的平衡和正交分解法，有 (2)根据 得 由 得轻弹簧B的伸长量 14．（本题12分）如图所示，质量的物块静止在水平桌面上，受到与水平方向成角的作用力F。（已知，，，） (1)若当力时，物块仍处于静止状态，求此时物体受到的摩擦力大小？ (2)若当力时，物块恰好沿水平桌面向右做匀速直线运动，求物块与水平桌面的动摩擦因数？ 【答案】(1)8N (2)0.33 【详解】（1）物块受力分析图如下图所示，根据题意可知物块处于静止状态，受力平衡，那么水平方向有 （2）物块受力分析图如下图所示，物块沿水平方向匀速直线运动，受力平衡，那么水平方向有① 竖直方向有② 又因为③ 联立①②③式得 15．（本题16分）劳动人民的智慧是无穷的！工人经常利用木板、钢管等物体来装卸货物。工人将木板搭在车厢末端与地面构成一个倾角为θ=37°的固定斜面，如图甲所示，质量m=60kg的货物刚好能从该斜面上匀速滑下。重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)若要将货物推上货车，工人沿斜面方向的最小推力为多大？ (2)如图乙，工人利用两根等长的相同钢管A、B搭在车厢末端与水平地面之间，构成一倾斜轨道，该轨道平面与地面夹角θ=37°，如图丙所示为圆筒与钢管A、B的截面图，当两钢管间的距离d与圆筒的半径R关系为d=1.6R且固定时，圆筒可沿该轨道匀速下滑，忽略钢管粗细。求圆筒与钢管间的动摩擦因数μ。 (3)若图乙中用与圆筒间的动摩擦因数均为的两根管构成θ不变的轨道，改变d，要让圆筒能静止在轨道上，判断应满足什么条件？（此问直接写出结果即可，最大静摩擦可认为等于滑动摩擦） 【答案】(1)720N (2)0.45 (3) 【详解】（1）货物匀速下滑，则有 沿斜面向上推动货物，货物匀速上滑时推力最小，则 联立解得 （2）设两钢管对圆筒的支持力的合力为N，每个导轨摩擦力为Ff，垂直轨道平面方向有 沿轨道平面方向有 由几何知识可知 将圆筒所受支持力的合力N沿AO、BO方向分解，则 且 解得 （3）刚好平衡时，根据平衡有， 其中 设，则 解得 此时，所以要让圆筒能静止在轨道上 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 $