高中物理单元测试——第三章相互作用（较难版01）

高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用（较难版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图所示，铅球被抛出后在空中运动的过程中，所受重力方向正确的是（  ） A．A B．B C．C D．D 2．（本题4分）一位同学静止地挂在水平单杠上，则同学对单杠的压力（　　） A．就是同学所受的重力 B．是单杠的微小形变产生的 C．方向与同学手的形变方向相同 D．是同学的手为了恢复形变产生的 3．（本题4分）如图所示，小李同学将厚纸板铺在水平桌面上，纸板的一部分伸出桌边，在纸板上放 一本书。厚纸板、书受到的重力大小分别为G、5G。 现用水平拉力F 将纸板从书底下向右 抽出（书未从桌面滑落），已知所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则在纸板从书底下被抽出的过程中（　　） A．纸板被抽出的速度越大，书与纸板间的摩擦力越大 B．纸板对书的摩擦力大小为μG C．纸板受到的两个摩擦力的方向相反 D．纸板对桌面的摩擦力大小为6 μG 4．（本题4分）关于受力分析与摩擦力，下列说法正确的是（     ） A．滑动摩擦力方向一定与运动方向相反 B．静摩擦力方向可与物体运动方向相同 C．静止的物体一定不受摩擦力 D．滑动摩擦力大小随速度增大而增大 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，在粗糙水平面上有两个质量分别为和的木块1和2，中间用一原长为、劲度系数为的轻弹簧连接，木块与地面之间的动摩擦因数为。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离为（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）细绳AC的A端固定在一高处，C端悬挂有一个提篮，另一条绳BD的B端系于细绳AC的中点，D端施加外力，使得提篮缓慢移动，直至细绳AB水平，移动过程中AB与BD的夹角保持不变。在此过程中AB、BC和BD段绳受到的拉力大小变化情况为（　　） A．AB和BC段绳受到的拉力大小始终相同 B．AB段绳受到的拉力先增大后减小 C．AB段绳受到的拉力一直减小 D．BD段绳受到的拉力先减小后增大 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，将一个的力分解为两个分力，如果已知其中一个不为零的分力方向与成角，另一个分力为，则下列说法正确的是（　　） A．的大小不可能等于 B．的大小可能等于 C．的大小不可能等于 D．的大小可能等于 9．（本题6分）如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球、，悬挂于点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在球上的力大小为、作用在球上的力大小如图，则此装置平衡时的位置可能是下列哪些图（　　） A． B． C． D． 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）某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示。 钩码个数 1 2 3 4 5 弹力F/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 弹簧长度x/cm 7.0 9.0 11.0 13.0 15.0 (1)根据表中数据在下图中作出图线______； (2)由此图线可得，该弹簧劲度系数______N/m； (3)图线与x轴的交点坐标大于的原因是__________________。 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，轻质细绳一端固定在竖直墙壁上的A点，另一端连接着小球，小球又通过轻质细弹簧与物块连接在一起。当小球位于空中B点、物块位于竖直墙壁C点时，小球、物块均静止。已知△ABC在竖直平面内且∠A=θ=37°，∠B=90°，小球、物块（均可视为质点）的质量分别为m1=5kg、m2=0.2kg，弹簧的劲度系数k=300N/m，原长L0=40cm，弹簧处于弹性限度内。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)A、C两点间的距离d； (2)物块对墙壁的摩擦力大小f。 14．（本题12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） 15．（本题16分）如图所示为工地上提升重物的示意图。质量kg的物体（可视为质点）放在倾角的固定粗糙斜面上，轻质光滑定滑轮（不计定滑轮大小的影响）位于斜面顶端正上方，用轻绳跨过定滑轮拉物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角β趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2.在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中：（提示：，） (1)求物体出发时受到摩擦力的大小； (2)求拉力F与夹角β的关系式（式中仅保留F、β用符号表示）； (3)当β为何值时，拉力F取到最小值，并求拉力F的最小值。 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 $ 高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用（较难版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图所示，铅球被抛出后在空中运动的过程中，所受重力方向正确的是（  ） A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】重力的方向总是竖直向下 【详解】重力的方向总是竖直向下，故铅球被抛出后在空中运动的过程中，重力也是竖直向下的，只有B符合题意。 故选B。 2．（本题4分）一位同学静止地挂在水平单杠上，则同学对单杠的压力（　　） A．就是同学所受的重力 B．是单杠的微小形变产生的 C．方向与同学手的形变方向相同 D．是同学的手为了恢复形变产生的 【答案】D 【详解】A．同学对单杠的压力属于弹力，不是同学所受的重力，故A错误； BD．同学对单杠的压力是同学的手发生微小形变，为了恢复形变产生的，故B错误，D正确； C．同学对单杠的压力方向与同学手的形变方向相反，故C错误。 故选D。 3．（本题4分）如图所示，小李同学将厚纸板铺在水平桌面上，纸板的一部分伸出桌边，在纸板上放 一本书。厚纸板、书受到的重力大小分别为G、5G。 现用水平拉力F 将纸板从书底下向右 抽出（书未从桌面滑落），已知所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则在纸板从书底下被抽出的过程中（　　） A．纸板被抽出的速度越大，书与纸板间的摩擦力越大 B．纸板对书的摩擦力大小为μG C．纸板受到的两个摩擦力的方向相反 D．纸板对桌面的摩擦力大小为6 μG 【答案】D 【详解】AB．书与纸板间的摩擦力是滑动摩擦力，与相对速度的大小无关，摩擦力大小为，故AB错误； C．纸板受到的两个摩擦力的方向都向左，故C错误； D．纸板对桌面的摩擦力大小为，故D正确。 故选D。 4．（本题4分）关于受力分析与摩擦力，下列说法正确的是（     ） A．滑动摩擦力方向一定与运动方向相反 B．静摩擦力方向可与物体运动方向相同 C．静止的物体一定不受摩擦力 D．滑动摩擦力大小随速度增大而增大 【答案】B 【详解】A．滑动摩擦力方向与物体相对接触面的运动方向相反，而非与物体对地的运动方向相反，例如刚放到运动传送带上的物体，滑动摩擦力方向与物体运动方向相同，故A错误； B．静摩擦力方向与物体相对接触面的运动趋势方向相反，可与物体运动方向相同，例如随倾斜传送带匀速向上运动的物体，静摩擦力方向与运动方向相同，故B正确； C．静止的物体若与接触物体间有相对运动趋势或相对滑动，也会受摩擦力，例如静止在粗糙斜面上的物体受静摩擦力，故C错误； D．滑动摩擦力大小满足，仅与动摩擦因数和正压力有关，与物体运动速度无关，故D错误。 故选B。 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，在粗糙水平面上有两个质量分别为和的木块1和2，中间用一原长为、劲度系数为的轻弹簧连接，木块与地面之间的动摩擦因数为。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】对1受力分析可知 解得弹簧长度 即两木块之间的距离为。 故选A。 7．（本题4分）细绳AC的A端固定在一高处，C端悬挂有一个提篮，另一条绳BD的B端系于细绳AC的中点，D端施加外力，使得提篮缓慢移动，直至细绳AB水平，移动过程中AB与BD的夹角保持不变。在此过程中AB、BC和BD段绳受到的拉力大小变化情况为（　　） A．AB和BC段绳受到的拉力大小始终相同 B．AB段绳受到的拉力先增大后减小 C．AB段绳受到的拉力一直减小 D．BD段绳受到的拉力先减小后增大 【答案】B 【详解】对节点B受力分析，建立力的三角形如图 则提篮缓慢移动，直至细绳AB水平的过程中，BC段受到的拉力始终等于提篮的重力不变， AB段绳受到的拉力先增大后减小，BD段绳受到的拉力一直增大。 故选B。 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，将一个的力分解为两个分力，如果已知其中一个不为零的分力方向与成角，另一个分力为，则下列说法正确的是（　　） A．的大小不可能等于 B．的大小可能等于 C．的大小不可能等于 D．的大小可能等于 【答案】BC 【详解】AB．两个分力和合力只要能组成一个矢量三角形都是有可能的（即满足两边之和大于第三边），所以的大小可能等于15N，故A错误，B正确； CD．合力与两个分力组成一个矢量三角形，由题图可得，当的方向与垂直时，有最小值，大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 9．（本题6分）如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球、，悬挂于点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在球上的力大小为、作用在球上的力大小如图，则此装置平衡时的位置可能是下列哪些图（　　） A． B． C． D． 【答案】ABC 【详解】设每个球的质量为m，oa与ab和竖直方向的夹角分别为α、β。 A．以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件可知，oa绳的方向沿竖直方向，否则整体的合力不为零，故A正确； B．以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况 tanα= 以b球为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件得 tanβ= 则 α＜β 故B正确； CD．以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况 tanα= 以 b球为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件得 tanβ= 则 α=β 故C正确，D错误； 故选ABC。 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）某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示。 钩码个数 1 2 3 4 5 弹力F/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 弹簧长度x/cm 7.0 9.0 11.0 13.0 15.0 (1)根据表中数据在下图中作出图线______； (2)由此图线可得，该弹簧劲度系数______N/m； (3)图线与x轴的交点坐标大于的原因是__________________。 【答案】(1) (2)50 (3)弹簧自身重力的影响 【详解】（1）根据描点法可得图线如图所示 （2）根据胡克定律，图线的斜率等于劲度系数 （3）因弹簧自身存在重力，原长是弹簧平放时测量的，竖直悬挂时，弹簧自重会预先使弹簧伸长，因此弹力为零时弹簧长度大于平放测量的原长。 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，轻质细绳一端固定在竖直墙壁上的A点，另一端连接着小球，小球又通过轻质细弹簧与物块连接在一起。当小球位于空中B点、物块位于竖直墙壁C点时，小球、物块均静止。已知△ABC在竖直平面内且∠A=θ=37°，∠B=90°，小球、物块（均可视为质点）的质量分别为m1=5kg、m2=0.2kg，弹簧的劲度系数k=300N/m，原长L0=40cm，弹簧处于弹性限度内。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)A、C两点间的距离d； (2)物块对墙壁的摩擦力大小f。 【答案】(1)0.5m (2)20N 【详解】（1）对小球受力分析，沿弹簧方向上有 根据胡克定律有 根据几何关系有 解得 （2）对物块受力分析，竖直方向上有 解得f1=20N 由牛顿第三定律有物块对墙壁的摩擦力f=f1=20N 14．（本题12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 15．（本题16分）如图所示为工地上提升重物的示意图。质量kg的物体（可视为质点）放在倾角的固定粗糙斜面上，轻质光滑定滑轮（不计定滑轮大小的影响）位于斜面顶端正上方，用轻绳跨过定滑轮拉物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角β趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2.在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中：（提示：，） (1)求物体出发时受到摩擦力的大小； (2)求拉力F与夹角β的关系式（式中仅保留F、β用符号表示）； (3)当β为何值时，拉力F取到最小值，并求拉力F的最小值。 【答案】(1)50N (2)或者 (3)， 【详解】（1）当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角β趋近于0°，绳子的拉力沿斜面向上，垂直斜面方向平衡 滑动摩擦力 解得 （2）对物体受力分析，根据平衡条件有， 滑动摩擦力 解得 应用和角公式，拉力F也可以表示为 （3）由可知，当时，F有最小值 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 $