高中物理单元测试——第三章相互作用（较难版02）

高中物理单元测试 —— 第3章 相互作用（较难版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列关于重力的说法中正确的是（　　） A．重力就是物体对水平桌面的压力 B．只有静止在地面上的物体才会受到重力 C．在落向地面时，物体受的重力大于它静止时受的重力 D．重力是由于地球的吸引而产生的，它的方向竖直向下 【答案】D 【详解】A．重力是地球对物体的吸引力，而物体对桌面的压力属于弹力，二者性质不同，仅在特定情况下（如物体静止在水平桌面且无其他力作用时）大小可能相等，但本质不同，故A错误； B．任何在地球附近的物体，无论静止或运动，均受重力作用，故B错误； C．重力大小由决定，与物体的运动状态无关，下落时重力不变，故C错误； D．重力由地球对物体的吸引产生，方向竖直向下（指向地心），描述正确，故D正确。 故选D。 2．（本题4分）下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（　　） A．甲图，反弹出去的排球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力 B．乙图，小球静止，其中a绳处于竖直方向，则b绳对小球无拉力 C．丙图，小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀加速直线运动，车厢左壁对小球无弹力 D．丁图，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力 【答案】B 【详解】A．甲图，反弹出去的排球在空中运动时，不与任何物体接触，则不会受到弹力作用，A错误； B．乙图，小球静止，其中a绳处于竖直方向，则由平衡可知，a绳对小球有竖直向上的拉力，而b绳对小球无拉力，否则a绳不会竖直，B正确； C．丙图，小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀加速直线运动，小球受合力向右，则车厢左壁对小球有向右的弹力，C错误； D．丁图，静止在杆顶端的铁球受重力和杆的弹力而平衡，可知杆的弹力与重力等大反向，可知杆对球的弹力竖直向上，D错误。 故选B。 3．（本题4分）桌面上的玻璃杯中放入一定量的大米，将筷子插入米中并压紧大米，慢慢提起筷子，筷子会把米和杯子一同提起并离开桌面（如图所示）。在提起米和杯子的过程中，下列说法正确的是（　　） A．米相对筷子有向上的运动趋势 B．筷子给米的静摩擦力方向竖直向下 C．杯子受到向上的静摩擦力 D．压紧大米是可以增大筷子和米之间的静摩擦力 【答案】C 【详解】AB．米相对筷子有向下的运动趋势，筷子给米的静摩擦力方向竖直向上，AB错误； C．杯子受到向下的重力和向上的静摩擦力而平衡，C正确； D．压紧大米是可以增大筷子和米之间的最大静摩擦力，而筷子和米之间的静摩擦力始终等于杯子和大米的总重力不变，D错误。 故选C。 4．（本题4分）下列情境中关于小球所受弹力的描述，正确的是（　　） A．甲图，质量分布不均的小球，重心在处，受到的支持力过 B．乙图，小球受到杆的弹力方向沿杆斜向上 C．丙图，静止在半圆形碗里的小球受到碗的支持力方向如图所示 D．丁图，静止在光滑水平地面的钢管底端受到垂直地面向上的支持力 【答案】D 【详解】A．甲图中，根据弹力产生的条件和方向规律，通过对小球受力分析可知，质量分布不均的小球，重心在处，受到墙的支持力过圆心，故A错误； B．乙图中，根据二力平衡可知，静止在杆顶端的铁球受到竖直向上的杆的弹力，故B错误； C．丙图中，根据弹力产生的条件和方向规律可知，通过对小球受力分析可知，碗对小球的支持力应该过圆心，故C错误； D．丁图中，静止在光滑水平地面的钢管底端受到垂直地面向上的支持力，故D正确。 故选D。 5．（本题4分）如图所示，一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端O固定在天花板上，另一端C与静止在水平地面上的滑块A相连，B为紧挨绳的一固定不动且与竖直面垂直的光滑小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。当绳OC处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用，现用一水平力F作用于A，使之在地面上向右做直线运动，且在运动过程中绳一直处于弹性限度内。若滑块A与水平地面间有摩擦，且动摩擦因数恒定，那么关于滑块A所受滑动摩擦力大小的判断，下列说法中正确的是（  ） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变 D．无法确定 【答案】C 【详解】设开始时AB的长度为L，则开始时刻A对地面的压力 设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为θ，则绳子的弹力为 其向上分力 故物体对地面的压力为 保持不变。 因 故摩擦力也保持不变。 故选C。 6．（本题4分）长沙市体育中考的项目有引体向上、立定跳远、长跑等。同学们考试时采用增大压力的方法来增大摩擦的是（　　） A．上单杠后紧握横杆防止打滑 B．上单杠前涂上防滑粉 C．上单杠前把手上的汗水擦干 D．穿上底部凹凸不平的钉鞋 【答案】A 【详解】A．上单杠后紧握横杆防止打滑，通过增大手对横杆的压力来增大摩擦力，故A正确； B．上单杠前涂防滑粉，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，故B错误； C．擦干手上汗水，通过减少润滑（增大粗糙程度）来增大摩擦，故C错误； D．凹凸不平的钉鞋，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，故D错误。 故选A。 7．（本题4分）如图甲，小明和小华喜欢做物理实验，他们在小车右端安上力传感器（图中未画出），再和水平弹簧相连，在小车运动的过程中，通过力传感器示数得到弹簧弹力F和弹簧长度l的关系图像如图乙所示，则该弹簧的劲度系数为（　　） A．200N/m B．300N/m C．600N/m D．800N/m 【答案】C 【详解】图像斜率表示弹簧的劲度系数，故 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）下列关于摩擦力的说法正确的是（　　） A．两接触面间有摩擦力存在，则一定有弹力存在 B．动摩擦因数与物体之间的正压力成反比，与滑动摩擦力成正比 C．静摩擦力的大小与物体间的正压力大小成正比 D．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，其方向可能与物体的运动方向相同 【答案】AD 【详解】A．由摩擦力产生的条件可知，有弹力不一定有摩擦力；但有摩擦力时一定有弹力，故A正确； B．动摩擦因数与物体之间的正压力、滑动摩擦力无关，只与接触面材料有关，故B错误； C．静摩擦力的大小与物体间的正压力大小无关，故C错误； D．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，其方向可能与物体的运动方向相同，故D正确。 故选AD。 9．（本题6分）如图所示是幽默大师卓别林一个常用的艺术造型，他身子侧倾，依靠手杖的支持使身躯平衡，下列说法正确的是（　　） A．水平地面对手杖没有摩擦力的作用 B．水平地面对卓别林有摩擦力的作用 C．水平地面对手杖的弹力方向沿杆向上 D．水平地面对卓别林的弹力方向竖直向上 【答案】BD 【详解】AB．假设地面光滑，手杖将在地面上向右滑动，所以手杖与地面间有相对运动趋势，地面对手杖有摩擦力作用。手杖给卓别林的力有水平分力，所以卓别林水平方向一定受到摩擦力，故A错误，B正确； C．水平地面对手杖的弹力垂直于水平面向上，故C错误； D．水平地面对卓别林的弹力方向竖直向上，故D正确。 故选BD。 10．（本题6分）如图所示，轻质弹簧P上端固定在天花板上，下端的挂钩钩住轻弹簧Q，P、Q的劲度系数分别为k1=100N/m和k2=200N/m，现用大小为20N的拉力F竖直向下拉弹簧Q，两只弹簧形变量之和为，两弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．=0.3m B．=0.6m C．若将拉力F增加一倍，则稳定后两只弹簧的总长度也增加一倍 D．上述两只弹簧形变的效果与一只劲度系数为的弹簧相同 【答案】AD 【详解】AB．弹簧静止，则两只弹簧中的弹力大小均为F，则两只弹簧的形变量之和为 解得 故A正确；B错误； C．由以上分析可知，若将拉力F增加一倍，则稳定后两只弹簧的伸长量之和也增加一倍，但总长度之和应小于原来的两倍，故C错误； D．由题意 解得 故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9分）某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数的实验，所用器材如下：钉有橡胶皮的长木板、质量为的木质滑块（含挂钩）、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。 实验步骤如下： ①将长木板放置在水平台面上，滑块平放在橡胶面上； ②调节定滑轮高度，使细线与长木板平行（此时定滑轮高度与挂钩高度一致）； ③用电机缓慢拉动长木板，当长木板相对滑块匀速运动时，记录弹簧测力计的示数F； ④在滑块上分别放置、和的砝码，重复步骤③； ⑤处理实验数据（重力加速度g取）。 实验数据如下表所示： 滑块和砝码的总质量 弹簧测力计示数 动摩擦因数 250 1.12 0.457 300 1.35 a 350 1.57 0.458 400 1.79 0.457 完成下列填空： (1)表格中a处的数据为______（保留3位有效数字）。 (2)其它条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小______，与接触面上压力的大小______。（以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”）。 (3)若在实验中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则的测量结果将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。若在实验中步骤③中使长木板相对滑块加速运动，则的测量结果将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)0.459 (2) 成正比 无关 (3) 偏大 不变 【详解】（1）表格中a处的数据为 （2）[1][2]其它条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小成正比，与接触面上压力的大小无关。 （3）[1][2]若在实验中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则滑块对木板的压力将偏大，造成弹簧测力计的示数偏大，则的测量结果将偏大。若在实验中步骤③中使长木板相对滑块加速运动，则的测量结果将不变。 四、解答题 13．（本题10分）如图1所示，两小孩对沙发施加水平推力，图2为简化图。已知沙发的质量为m＝40kg，沙发与地面间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若，求沙发所受摩擦力的大小和方向； (2)若，求沙发所受摩擦力的大小和方向。 【答案】(1)10N，静摩擦力方向水平向左 (2)80N，滑动摩擦力方向水平向左 【详解】（1）沙发所受的最大静摩擦力为 因为，沙发不会运动，由平衡条件得 静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，水平向左。 （2）因为，沙发会运动，沙发所受摩擦力大小为 滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，水平向左。 14．（本题13分）如图所示，质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg、m3=3.0kg的小物块a、b、c（均可视为质点）与两个原长均为x0=10cm、劲度系数均为k=500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，其中a放在光滑水平桌面上，开始时p弹簧处于原长，小物块均处于静止状态．现用水平拉力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到小物块c刚要离开水平地面为止，g=10m/s2，不计空气阻力，试分析回答下列问题： (1)开始时q弹簧的长度x1=？ (2)小物块c刚好离开水平地面时轻绳对小物块b的拉力大小T=？ (3)从施加水平拉力F开始到小物块c刚好离开水平地面的过程中，p弹簧的左端向左移动的距离d=？ 【答案】（1）x1=6.0cm（2）T=50N（3）d=20cm 【详解】(1)刚开始弹簧处于压缩状态，设其压缩量为，则： 解得： 刚开始弹簧的长度： (2)最终木块刚好离开水平地面时，绳子对的拉力大小为： (3)最终木块刚好离开水平地面，弹簧处于拉伸状态，设其拉伸量为，则： 解得： 最终木块刚好离开水平地面时，拉弹簧的水平拉力大小为： 则簧的伸长量为： 弹簧左端向左移动的距离： 15．（本题16分）如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ＝0.4，物块P重为40 N，物块Q重为20 N，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，求： （1）物块Q所受到的滑动摩擦力的大小和方向； （2）物块P所受地面的滑动摩擦力的大小和方向； （3）拉动物块P所需的力F为多大。 【答案】（1）8 N，方向水平向右；（2）24 N，方向水平向左　（3）40 N 【详解】（1）物块Q所受到的滑动摩擦力的大小 方向水平向右； （2）物块P所受地面的滑动摩擦力的大小 方向水平向左； （3）设跨过定滑轮的轻绳拉力大小为T，对物块Q，由平衡条件得 对物块P受力分析，P水平方向受到向右的拉力F、Q对P向左的摩擦力及地面对P向左的摩擦力，根据平衡条件，有 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3章 相互作用（较难版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列关于重力的说法中正确的是（　　） A．重力就是物体对水平桌面的压力 B．只有静止在地面上的物体才会受到重力 C．在落向地面时，物体受的重力大于它静止时受的重力 D．重力是由于地球的吸引而产生的，它的方向竖直向下 2．（本题4分）下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（　　） A．甲图，反弹出去的排球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力 B．乙图，小球静止，其中a绳处于竖直方向，则b绳对小球无拉力 C．丙图，小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀加速直线运动，车厢左壁对小球无弹力 D．丁图，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力 3．（本题4分）桌面上的玻璃杯中放入一定量的大米，将筷子插入米中并压紧大米，慢慢提起筷子，筷子会把米和杯子一同提起并离开桌面（如图所示）。在提起米和杯子的过程中，下列说法正确的是（　　） A．米相对筷子有向上的运动趋势 B．筷子给米的静摩擦力方向竖直向下 C．杯子受到向上的静摩擦力 D．压紧大米是可以增大筷子和米之间的静摩擦力 4．（本题4分）下列情境中关于小球所受弹力的描述，正确的是（　　） A．甲图，质量分布不均的小球，重心在处，受到的支持力过 B．乙图，小球受到杆的弹力方向沿杆斜向上 C．丙图，静止在半圆形碗里的小球受到碗的支持力方向如图所示 D．丁图，静止在光滑水平地面的钢管底端受到垂直地面向上的支持力 5．（本题4分）如图所示，一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端O固定在天花板上，另一端C与静止在水平地面上的滑块A相连，B为紧挨绳的一固定不动且与竖直面垂直的光滑小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。当绳OC处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用，现用一水平力F作用于A，使之在地面上向右做直线运动，且在运动过程中绳一直处于弹性限度内。若滑块A与水平地面间有摩擦，且动摩擦因数恒定，那么关于滑块A所受滑动摩擦力大小的判断，下列说法中正确的是（  ） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变 D．无法确定 6．（本题4分）长沙市体育中考的项目有引体向上、立定跳远、长跑等。同学们考试时采用增大压力的方法来增大摩擦的是（　　） A．上单杠后紧握横杆防止打滑 B．上单杠前涂上防滑粉 C．上单杠前把手上的汗水擦干 D．穿上底部凹凸不平的钉鞋 7．（本题4分）如图甲，小明和小华喜欢做物理实验，他们在小车右端安上力传感器（图中未画出），再和水平弹簧相连，在小车运动的过程中，通过力传感器示数得到弹簧弹力F和弹簧长度l的关系图像如图乙所示，则该弹簧的劲度系数为（　　） A．200N/m B．300N/m C．600N/m D．800N/m 二、多选题 8．（本题6分）下列关于摩擦力的说法正确的是（　　） A．两接触面间有摩擦力存在，则一定有弹力存在 B．动摩擦因数与物体之间的正压力成反比，与滑动摩擦力成正比 C．静摩擦力的大小与物体间的正压力大小成正比 D．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，其方向可能与物体的运动方向相同 9．（本题6分）如图所示是幽默大师卓别林一个常用的艺术造型，他身子侧倾，依靠手杖的支持使身躯平衡，下列说法正确的是（　　） A．水平地面对手杖没有摩擦力的作用 B．水平地面对卓别林有摩擦力的作用 C．水平地面对手杖的弹力方向沿杆向上 D．水平地面对卓别林的弹力方向竖直向上 10．（本题6分）如图所示，轻质弹簧P上端固定在天花板上，下端的挂钩钩住轻弹簧Q，P、Q的劲度系数分别为k1=100N/m和k2=200N/m，现用大小为20N的拉力F竖直向下拉弹簧Q，两只弹簧形变量之和为，两弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．=0.3m B．=0.6m C．若将拉力F增加一倍，则稳定后两只弹簧的总长度也增加一倍 D．上述两只弹簧形变的效果与一只劲度系数为的弹簧相同 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9分）某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数的实验，所用器材如下：钉有橡胶皮的长木板、质量为的木质滑块（含挂钩）、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。 实验步骤如下： ①将长木板放置在水平台面上，滑块平放在橡胶面上； ②调节定滑轮高度，使细线与长木板平行（此时定滑轮高度与挂钩高度一致）； ③用电机缓慢拉动长木板，当长木板相对滑块匀速运动时，记录弹簧测力计的示数F； ④在滑块上分别放置、和的砝码，重复步骤③； ⑤处理实验数据（重力加速度g取）。 实验数据如下表所示： 滑块和砝码的总质量 弹簧测力计示数 动摩擦因数 250 1.12 0.457 300 1.35 a 350 1.57 0.458 400 1.79 0.457 完成下列填空： (1)表格中a处的数据为______（保留3位有效数字）。 (2)其它条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小______，与接触面上压力的大小______。（以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”）。 (3)若在实验中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则的测量结果将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。若在实验中步骤③中使长木板相对滑块加速运动，则的测量结果将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、解答题 13．（本题10分）如图1所示，两小孩对沙发施加水平推力，图2为简化图。已知沙发的质量为m＝40kg，沙发与地面间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若，求沙发所受摩擦力的大小和方向； (2)若，求沙发所受摩擦力的大小和方向。 14．（本题13分）如图所示，质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg、m3=3.0kg的小物块a、b、c（均可视为质点）与两个原长均为x0=10cm、劲度系数均为k=500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，其中a放在光滑水平桌面上，开始时p弹簧处于原长，小物块均处于静止状态．现用水平拉力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到小物块c刚要离开水平地面为止，g=10m/s2，不计空气阻力，试分析回答下列问题： (1)开始时q弹簧的长度x1=？ (2)小物块c刚好离开水平地面时轻绳对小物块b的拉力大小T=？ (3)从施加水平拉力F开始到小物块c刚好离开水平地面的过程中，p弹簧的左端向左移动的距离d=？ 15．（本题16分）如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ＝0.4，物块P重为40 N，物块Q重为20 N，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，求： （1）物块Q所受到的滑动摩擦力的大小和方向； （2）物块P所受地面的滑动摩擦力的大小和方向； （3）拉动物块P所需的力F为多大。 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 $