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3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）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）静止在斜面上的物体，受到斜面支持力的示意图，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】支持力属于弹力，应垂直于接触面，指向受力物体。 故选A。 5．（本题4分）如图，把一根轻质弹簧悬挂起来，下面挂上钩码，每个钩码的重力均为mg，在弹性限度内悬挂a个钩码时，平衡后弹簧长度为LA；当悬挂b个钩码时，平衡后弹簧长度为LB，已知重力加速度为g。则弹簧的劲度系数为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由胡克定律有，式中为弹簧形变量，设弹簧原长为，则有，，联立解得，A正确。 故选A。 6．（本题4分）一矿泉水瓶如图所示，其外壳是由食品级弹性塑料制成。下列说法正确的是（　　） A．矿泉水瓶在地球各处受到的重力都是一样的 B．手对矿泉水瓶的压力是由矿泉水瓶的形变而产生的 C．矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力就是水的重力 D．矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹是为了增大最大静摩擦力 【答案】D 【详解】A．由于重力加速度随纬度和距地面的高度变化，矿泉水瓶在地球各处受到的重力不一定一样，故A错误； B．手对矿泉水瓶的压力是由手的形变而产生的，故B错误； C．矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力属于弹力，与水的重力不是同一性质的力，二者的施力物体和受力物体均不同，故C错误； D．矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹，增加了瓶盖的粗糙程度，是为了增大最大静摩擦力，故D正确。 故选D。 7．（本题4分）某同学利用如图所示的装置进行“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。他把弹簧上端固定在铁架台上，观察并记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置；在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸长的长度（弹簧弹力等于钩码的重力）。根据实验数据作出如图乙所示的F-x图像。下列说法中正确的是（　　） A．图乙中x表示弹簧的形变量 B．不挂钩码时弹簧的长度为10cm C．该弹簧的劲度系数约为15N/m D．图线不过原点是由于弹簧自重影响 【答案】C 【详解】A．图乙中当F=0时，x不等于0，所以x表示弹簧的长度，故A错误； B．F-x图像中图线与横轴的交点表示弹簧不挂钩码时的长度，应为8cm，故B错误； C．由图像可得，该弹簧的劲度系数，故C正确； D．图线不过原点主要因为弹簧具有原长，故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法正确的是（　　） A．黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力 B．摩擦力的大小与黑板擦的重力成正比 C．若黑板擦不小心脱手紧贴黑板下落，下落过程中摩擦力一定为零 D．在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大，黑板与黑板擦之间的摩擦力越大 【答案】CD 【详解】A．黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力，故A错误； BD．摩擦力的大小一定与黑板与黑板擦之间的压力成正比，在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大，黑板与黑板擦之间的摩擦力越大，与重力无关，故B错误，D正确； C．若黑板擦不小心脱手，则其在自由下落的过程中因黑板擦与黑板之间无压力，则无摩擦力，故C正确； 故选CD。 9．（本题6分）如图所示，粗糙的长方体木块A与B叠在一起，放在粗糙的水平地面上，A木块受到一个水平方向的力的牵引，但A与B仍然相对地面保持静止。下列说法正确的是（　　） A．A与B接触面上有摩擦力的作用 B．A与B接触面上没有摩擦力的作用 C．B与地面之间有摩擦力的作用 D．B与地面之间没有摩擦力的作用 【答案】AC 【详解】AB．对A，水平方向受牵引力，因A静止，由平衡条件知，B对A有向左的静摩擦力，即A与B接触面有摩擦力，A正确，B错误； CD．对A、B整体，水平方向受牵引力，因整体静止，由平衡条件知，地面对B有向左的静摩擦力，即B与地面有摩擦力，C正确，D错误。 故选AC。 10．（本题6分）某人用来锻炼身体的拉力器并列装有三根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm，一次锻炼时，他用600 N的力把弹簧拉长至1.4 m，如图所示，则（　　） A．每根弹簧产生的弹力为600 N B．每根弹簧产生的弹力为200 N C．每根弹簧的劲度系数为200 N/m D．每根弹簧的劲度系数为600 N/m 【答案】BC 【详解】AB．由于三根弹簧并联，每根弹簧产生的弹力相等，弹力之和等于600 N，则每根弹簧产生的弹力均为200 N，A错误B正确； CD．每根弹簧的伸长长度为 弹力F＝200 N，则由胡克定律 得，劲度系数 D错误C正确。 故选BC。 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）在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，某实验小组选择长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等器材进行实验，如图所示： （1）根据__________的知识，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做__________运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小； （2）比较图__________两次实验可知，当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大； （3）实验中发现图丙中弹簧测力计的示数比图甲中的大，由此得出结论：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； （4）本实验主要采用的科学探究方法是__________法； （5）该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验，如图丁所示，将测得的木块所受摩擦力与图甲中测得的摩擦力进行比较，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是__________（选填“正确”或“错误”）的。 【答案】 二力平衡 匀速直线 甲乙 控制变量 错误 【详解】（1）[1][2]实验中，应在水平方向拉着木块做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡知识可知，滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。 （2）[3]甲、乙两图接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，测力计的示数不同，可得滑动摩擦力的大小与压力大小有关，且接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大，因此比较图甲、乙两次实验。 （4）[4]由上述分析可知，本实验在探究时，控制单一条件改变，保持其他条件相同，这种科学探究方法是控制变量法。 （5）[5]由图甲、丁所示实验，接触面的粗糙程度相同，接触面积不同，并且压力大小也不同，由于没有控制压力大小相同，所以他的结论是错误的。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，一轻质弹簧左端与竖直墙壁相连，右端与一质量为3kg的物块相连，现使物块将弹簧拉伸了4cm，物块在水平向右的拉力作用下处于静止状态，已知弹簧劲度系数为300N/m。物块与地面间的动摩擦因数（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度。 (1)求物块受到的摩擦力大小及方向； (2)若物块所处位置不变，改为对其施加水平向右的的拉力，求此时物块受到的摩擦力大小及方向。 【答案】(1)3N，水平向左 (2)6N，水平向右 【详解】（1）弹簧伸长量，根据胡克定律，弹簧弹力，方向水平向左 对物块受力分析，水平方向受向右的恒力，向左的弹簧弹力，根据平衡条件有 解得静摩擦力大小，方向水平向左。 （2）物块与地面间的最大静摩擦力 由题意知，则物块向左运动，摩擦力为滑动摩擦力，大小为 滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，水平向右。 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）有两本完全相同的书A、B，每本书书重均为5N。若将两本书等分成若干份后，交叉地叠放在一起置于光滑桌面上，如图所示。将书A固定不动，用水平向右的力F缓慢把书B抽出。任意两张纸之间的动摩擦因数相等。求： (1)若将每本书分成2份，从上往下数第三个接触面的压力多大； (2)若将每本书分成2份，且，则纸张间动摩擦因数为多大； (3)若两本书逐页交叉，任意两张纸间的动摩擦因数，且，求每本书的纸张数。 【答案】(1)7.5N (2)0.3 (3)16张 【详解】（1）（1）若将每本书分成2份，第三个接触面压力 N3=G=7.5N （2）将书分成2份，用水平向右的力F把书B抽出时，拉力F=4.5N，则B书受到向左的摩擦力有3个，如图 可知 f1=μN1=μ×G，f2=μN2=μG，f3=μN3=μ×G 由力的平衡条件可得 f1+f2+f3=F 所以书任意两张纸之间的动摩擦因数 （3）逐页交叉，根据平衡条件 f1+f2+f3+……+f2n-1=F 即 解得 n=16 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）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）静止在斜面上的物体，受到斜面支持力的示意图，正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（本题4分）如图，把一根轻质弹簧悬挂起来，下面挂上钩码，每个钩码的重力均为mg，在弹性限度内悬挂a个钩码时，平衡后弹簧长度为LA；当悬挂b个钩码时，平衡后弹簧长度为LB，已知重力加速度为g。则弹簧的劲度系数为（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）一矿泉水瓶如图所示，其外壳是由食品级弹性塑料制成。下列说法正确的是（　　） A．矿泉水瓶在地球各处受到的重力都是一样的 B．手对矿泉水瓶的压力是由矿泉水瓶的形变而产生的 C．矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力就是水的重力 D．矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹是为了增大最大静摩擦力 7．（本题4分）某同学利用如图所示的装置进行“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。他把弹簧上端固定在铁架台上，观察并记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置；在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸长的长度（弹簧弹力等于钩码的重力）。根据实验数据作出如图乙所示的F-x图像。下列说法中正确的是（　　） A．图乙中x表示弹簧的形变量 B．不挂钩码时弹簧的长度为10cm C．该弹簧的劲度系数约为15N/m D．图线不过原点是由于弹簧自重影响 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法正确的是（　　） A．黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力 B．摩擦力的大小与黑板擦的重力成正比 C．若黑板擦不小心脱手紧贴黑板下落，下落过程中摩擦力一定为零 D．在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大，黑板与黑板擦之间的摩擦力越大 9．（本题6分）如图所示，粗糙的长方体木块A与B叠在一起，放在粗糙的水平地面上，A木块受到一个水平方向的力的牵引，但A与B仍然相对地面保持静止。下列说法正确的是（　　） A．A与B接触面上有摩擦力的作用 B．A与B接触面上没有摩擦力的作用 C．B与地面之间有摩擦力的作用 D．B与地面之间没有摩擦力的作用 10．（本题6分）某人用来锻炼身体的拉力器并列装有三根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm，一次锻炼时，他用600 N的力把弹簧拉长至1.4 m，如图所示，则（　　） A．每根弹簧产生的弹力为600 N B．每根弹簧产生的弹力为200 N C．每根弹簧的劲度系数为200 N/m D．每根弹簧的劲度系数为600 N/m 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）在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，某实验小组选择长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等器材进行实验，如图所示： （1）根据__________的知识，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做__________运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小； （2）比较图__________两次实验可知，当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大； （3）实验中发现图丙中弹簧测力计的示数比图甲中的大，由此得出结论：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； （4）本实验主要采用的科学探究方法是__________法； （5）该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验，如图丁所示，将测得的木块所受摩擦力与图甲中测得的摩擦力进行比较，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是__________（选填“正确”或“错误”）的。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，一轻质弹簧左端与竖直墙壁相连，右端与一质量为3kg的物块相连，现使物块将弹簧拉伸了4cm，物块在水平向右的拉力作用下处于静止状态，已知弹簧劲度系数为300N/m。物块与地面间的动摩擦因数（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度。 (1)求物块受到的摩擦力大小及方向； (2)若物块所处位置不变，改为对其施加水平向右的的拉力，求此时物块受到的摩擦力大小及方向。 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）有两本完全相同的书A、B，每本书书重均为5N。若将两本书等分成若干份后，交叉地叠放在一起置于光滑桌面上，如图所示。将书A固定不动，用水平向右的力F缓慢把书B抽出。任意两张纸之间的动摩擦因数相等。求： (1)若将每本书分成2份，从上往下数第三个接触面的压力多大； (2)若将每本书分成2份，且，则纸张间动摩擦因数为多大； (3)若两本书逐页交叉，任意两张纸间的动摩擦因数，且，求每本书的纸张数。 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 $