2024-2025學年新教材高中物理第三章相互作用單元測評含解析粵教版必修第一冊

PAGEPAGE1單元素養(yǎng)測評（三）(90分鐘100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求)1．下列說法正確的是()A.兩個物體接觸必有相互作用的彈力B.重物掛于繩下端，重物對繩的拉力就是重物的重力C.支持力肯定沿豎直方向D.書放在桌面上靜止，桌面的形變產(chǎn)生了對書的支持力【解析】選D。彈力產(chǎn)生的條件是接觸且發(fā)生形變，故A錯誤；拉力和重力是兩種不同性質(zhì)的力，重物掛于繩下端，重物對繩的拉力和重物的重力只是大小相等，故B錯誤；斜面上的物體受到的支持力不是沿豎直方向，而是垂直斜面對上，故C錯誤；書放在桌面上靜止，桌面的形變產(chǎn)生了對書的支持力，選項D正確。2．關于物體的重力和重心，下列說法中正確的是()A.物體的重心就是物體上最重的點B.由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力C.物體的重心可以不在這個物體上，但有規(guī)則形態(tài)的勻稱物體的重心就肯定在物體上D.形態(tài)規(guī)則的物體的重心必與其幾何中心重合【解析】選B。物體的重心是重力的等效作用點，不是物體上最重的點，A錯誤；由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力，B正確；物體的重心可以不在這個物體上，有規(guī)則形態(tài)的勻稱物體的重心也不肯定在物體上，C錯誤；形態(tài)規(guī)則且質(zhì)量分布勻稱的物體的重心必與其幾何中心重合，D錯誤。3．下列幾組同一平面內(nèi)的三個共點力中，它們的合力不行能為零的是()A.3N、3N、5NB．2N、5N、10NC.5N、6N、7ND．6N、8N、10N【解析】選B。由三角形定則可知：三個力的大小3、3、5可以組成一個三角形，三個力的合力可能為零，故A不符合題意。三個力的大小2、5、10不能組成一個三角形，三個力的合力不行能為零，故B符合題意。三個力的大小5、6、7可以組成一個三角形，三個力的合力可能為零，故C不符合題意。三個力的大小6、8、10可以組成一個三角形，三個力的合力可能為零，故D不符合題意。4．如圖所示，質(zhì)量為m的箱子在與水平方向成α角的恒力F作用下，靜止在水平地面上。下列說法正確的是()A.物塊受到的支持力大小為mgB.物塊受到的支持力大小為FsinαC.物塊受到的摩擦力大小為0D.物塊受到的摩擦力大小為Fcosα【解析】選D。設物體受到的支持力為N，摩擦力為f，由力的平衡可知，豎直方向有mg＝N＋Fsinα水平方向有Fcosα＝f，故有N＝mg－Fsinα故選D。5．小明同學想要懸掛一個畫框，以下四種方法中每根繩子所受拉力最小的是()【解析】選D。鏡框受重力和兩根繩子的拉力處于平衡，合力等于0，知兩根繩子拉力的合力等于重力，繩子的夾角越小，繩子拉力越小，故A、C錯誤；B圖中只有一根繩子，則其拉力大小等于畫框的重力的大小，而D圖中有兩根繩子，而且兩根繩子之間的夾角為0°，夾角最小，繩子拉力也最小，則此時每根繩子的拉力大小等于其重力大小的eq\f(1,2)，故B錯誤，D正確。6．如圖所示，一只氣球在風中處于靜止狀態(tài)。風對氣球的作用力大小為F，方向水平向右，氣球受到的浮力豎直向上，氣球受到的重力為G，輕繩與水平方向的夾角為θ，則氣球受到浮力的大小為()A.GB．eq\f(F,cosθ)＋GC.eq\f(G,cosθ)D．Ftanθ＋G【解析】選D。由平衡條件得F＝FTcosθF浮＝G＋FTsinθ解得F?。紽tanθ＋G故選D。7.如圖所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上，小球B用水平輕彈簧拉著系于豎直板上，兩小球A、B通過光滑滑輪O用輕質(zhì)細線相連，兩球均處于靜止狀態(tài)，已知B球質(zhì)量為m，O點在半圓柱體圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角，OA長度與半圓柱體半徑相等，OB與豎直方向成45°角，則下列敘述正確的是()A.小球A、B受到的拉力TOA與TOB相等，且TOA＝TOB＝eq\r(3)mgB.彈簧彈力大小eq\r(2)mgC.A球質(zhì)量為eq\r(6)mD.光滑半圓柱體對A球支持力的大小為mg【解析】選C。對B分析，依據(jù)共點力平衡得：水平方向有：TOBsin45°＝F豎直方向有：TOBcos45°＝mg，則TOB＝eq\r(2)mg，彈簧彈力F＝mg，依據(jù)定滑輪的特性知：TOA與TOB相等；故A，B錯誤。對A分析，如圖所示：由幾何關系可知拉力TOA和支持力N與水平方向的夾角相等，夾角為60°，則N和TOA相等，有：2TOAsin60°＝mAg，解得：mA＝eq\r(6)m，由對稱性可得：N＝TOA＝eq\r(2)mg，故C正確，D錯誤。8．用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點，在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q，如圖所示。P、Q均處于靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是()A.若繩子變短，Q受到的靜摩擦力將增大B.小球P受4個力的作用C.物塊Q受到3個力的作用D.若繩子變短，繩子的拉力將變小【解析】選B。Q受到的靜摩擦力豎直向上，與其重力平衡，與繩子長度無關，所以若繩子變短，Q受到的靜摩擦力不變，故A錯誤；P受到重力、Q的支持力和靜摩擦力，繩子的拉力，共4個力作用，故B正確；Q受到重力、墻壁的彈力、P的壓力和靜摩擦力，共4個力作用，故C錯誤；設繩子與豎直方向的夾角為α，Q對P的支持力FN，P、Q之間摩擦力為F，Q重力為GQ，P的重力為GP，繩子的拉力大小為F，則由平衡條件得：f＝GQ，GP＋f＝Fcosα，則GP＋GQ＝Fcosα，GP與GQ不變，若繩子變短，α變大，cosα變小，則F變大，故D錯誤。二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)9．如圖所示，兩個相同的光滑小球甲和乙放在傾角為45°的斜面上，被一固定在斜面上的豎直擋板攔住，設每個小球的重力大小為G，斜面對甲球的作用力大小為F1，擋板對甲球的作用力大小為F2，甲球?qū)σ仪虻淖饔昧Υ笮镕3。當豎直擋板繞鉸鏈A逆時針轉(zhuǎn)到與斜面垂直位置的過程中，以下結論正確的是()A.F1減小、F2減小B．F2增大、F3減小C.F2減小、F3不變D．F1增大、F2增大【解析】選A、C。對整體受力分析，當緩慢轉(zhuǎn)動擋板至擋板與斜面垂直的過程中，彈力F2的方向也從圖示位置轉(zhuǎn)動到與斜面平行位置。受力狀況如圖所示，所以F1減小、F2減小，故A正確、D錯誤；雖然擋板在變更，但小球甲對小球乙的彈力方向沒變，小球乙的重力沒變，斜面對小球乙的支持力方向也沒變，雖然小球乙位置在緩慢變更，但小球乙所受力沒有變更，故F3不變，故B錯誤、C正確。10．長木板上表面的一端放有一個木塊，木塊與木板接觸面上裝有摩擦力傳感器，如圖甲所示，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(即木板與地面的夾角θ變大)，另一端不動，摩擦力傳感器記錄了木塊受到的摩擦力Ff隨著角度θ的變更圖像如圖乙所示。下列推斷正確的是()A.木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(Ff1,mgcosθ1)B.木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(Ff2,mgcosθ1)C.木板由水平位置轉(zhuǎn)到θ1的過程中，木塊受到的摩擦力漸漸增大，木塊相對于木板保持靜止D.木板由θ1轉(zhuǎn)到θ2的過程中，木塊的速度變更越來越快【解析】選A、C、D。木塊受到的摩擦力在起先到滑動前為靜摩擦力，f＝mgsinθ，故為正弦規(guī)律變更；而滑動后變?yōu)榱嘶瑒幽Σ亮?，則摩擦力f′＝μmgcosθ，為余弦規(guī)律變更，而滑動摩擦力一般小于最大靜摩擦力，當夾角為θ1時，最大靜摩擦力為Ff2，而滑動摩擦力為Ff1；當μmgcosθ1＝Ff1解得：μ＝eq\f(Ff1,mgsinθ1)，故A正確，B錯誤；木板由水平位置轉(zhuǎn)到θ1的過程中，木塊受到的靜摩擦力慢慢增大，木塊相對于木板保持靜止，故C正確；當木板由θ1轉(zhuǎn)到θ2的過程中，依據(jù)μmgcosθ＝Ff；可知，木塊受到的摩擦力大小會減小，重力沿斜面方向的分力越來越大，則其受到的合力增大，那么加速度增大，因此木塊的速度變更越來越快，故D正確。11．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，固定有半圓弧軌道，其兩端點M、N連線水平。將一輕質(zhì)小環(huán)套在軌道上，一細線穿過輕環(huán)A，一端系在M點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球恰好靜止在圖示位置。不計全部摩擦，重力加速度大小為g。下列說法正確的是()A.軌道對輕環(huán)的支持力大小為eq\r(3)mgB.細線對M點的拉力大小為eq\f(\r(3),2)mgC.細線對輕環(huán)的作用力大小為eq\f(3,2)mgD.N點和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°【解析】選A、D。對球分析，受重力和拉力而平衡，故T＝mg；再對環(huán)受力分析，受兩個拉力和支持力，兩拉力等大，如圖所示。依據(jù)平衡條件與圓環(huán)的受力特點可知，圖中∠1＝∠2，再依據(jù)等腰三角形底角相等，有∠2＝∠1＝∠3，而∠1＋∠2＋∠3＝90°，故∠1＝∠2＝∠3＝30°，故D正確；軌道對輕環(huán)的支持力大小為：FN＝eq\r(3)T＝eq\r(3)mg，故A正確；細線對M點的拉力大小為：T＝mg，故B錯誤；細線對輕環(huán)的作用力大小為兩個拉力的合力為eq\r(3)T＝eq\r(3)mg，故C錯誤。12．如圖所示，一小環(huán)套在豎直平面內(nèi)放置的光滑大圓環(huán)上，輕彈簧一端與小環(huán)相連，另一端固定在大環(huán)的最高點A，當小環(huán)保持靜止時，彈簧與豎直方向的夾角為θ＝37°，下列說法正確的是()A.彈簧可能處于伸長狀態(tài)，也可能處于壓縮狀態(tài)B.大環(huán)對小環(huán)的彈力等于小環(huán)的重力C.大環(huán)對小環(huán)的彈力小于小環(huán)的重力D.彈簧的彈力大于小環(huán)的重力【解析】選B、D。小環(huán)受到重力、彈簧的彈力和大環(huán)的彈力而平衡，依據(jù)三力平衡合力為零可知，彈簧不行能處于壓縮狀態(tài)，受力狀況如圖所示，故A錯誤；由于彈簧的彈力與小環(huán)的重力的合力與大環(huán)對小環(huán)的彈力平衡，三力構成一個矢量三角形，依據(jù)幾何關系可知，OB與AB的夾角也為θ，則N＝mg，其中彈簧彈力對應的角為∠AOB＝180°－2×37°＝106°，依據(jù)三角形中大邊對大角可知，F(xiàn)＞mg，故B、D正確，C錯誤。三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(6分)在“探究求合力的方法”試驗中，歐陽同學用兩把彈簧測力計將橡皮筋的端點拉到點O后，作出了這兩個拉力F1、F2的圖示，如圖甲所示。改用一把彈簧測力計將橡皮筋的端點拉到同一點O，此時彈簧測力計的示數(shù)F如圖乙所示。(1)圖乙中，彈簧測力計的示數(shù)F大小為________N；(2)在圖甲中作出彈簧測力計拉力F的圖示；(3)用虛線把力F的箭頭端分別與F1、F2的箭頭端連接，視察圖形，可以發(fā)覺的規(guī)律是________________________________。【解析】(1)由圖可知，彈簧測力計的最小分度為0.1N，則彈簧測力計的示數(shù)F大小為2.05N；(2)運用圖示法作出彈簧測力計拉力F的圖示，如圖所示；(3)用虛線把力F的箭頭端分別與F1、F2的箭頭端連接，視察圖形，可以發(fā)覺的規(guī)律是：在試驗誤差允許范圍內(nèi)以分力F1、F2為鄰邊作平行四邊形，其對角線為合力F。答案：(1)2.05(2)圖見解析(3)見解析14．(8分)“探究彈力和彈簧伸長的關系”的試驗中，組成了如圖所示的裝置，所用的每個鉤碼的質(zhì)量都是30g。某同學先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應的彈簧總長度，在坐標系中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關系的圖線。(彈簧認為是輕彈簧，彈力始終未超出彈性限度，取g＝10m/s2)(1)由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m，原長為________cm。(結果均保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學在做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的試驗中，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用毫米刻度尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把L－L0作為彈簧的伸長量x。這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最終畫出的圖線可能是圖中的________?！窘馕觥?1)依據(jù)胡克定律F＝k(x－x0)即F＝kx－kx0，圖像斜率等于彈簧的勁度系數(shù)，故：k＝eq\f(1.6,（11.7－6）×0.01)N/m＝28N/m當F＝0時，x＝x0，即圖像與x軸的交點等于彈簧的原長，即x0＝6.0cm。(2)把彈簧懸掛后，由于彈簧自身有重力，在不加外力的狀況下，彈簧已經(jīng)有肯定的伸長，故C正確。答案：(1)27(25～29均可)6.0(2)C15．(7分)在水平拉力F的作用下，A、B兩球均處于靜止狀態(tài)，OA、AB繩傾斜，OB繩豎直，請分別作出A、B兩球的受力示意圖。【解析】對球B受力分析，B球受到重力和OB繩子的拉力，AB繩對B球沒有拉力，否則OB不能處于豎直狀態(tài)；對球A受力分析，受到重力、拉力F和OA繩子的拉力，共三個力作用，如圖所示。答案：見解析16．(9分)探究彈力和彈簧伸長量的關系時，在彈性限度內(nèi)，懸掛15N的重物時，彈簧長度為0.16m，懸掛20N重物時，彈簧長度為0.18m，求：(1)彈簧的原長L0；(2)彈簧的勁度系數(shù)k?！窘馕觥?1)(2)依據(jù)胡克定律得當懸掛15N重物時F1＝k(L1－L0)當懸掛20N重物時F2＝k(L2－L0)將F1＝15N，L1＝0.16m，F(xiàn)2＝20N，L2＝0.18m代入解得k＝250N/m，L0＝0.10m答案：(1)0.10m(2)250N/m17．(14分)如圖所示，用力F將一質(zhì)量為1kg的物體壓在豎直墻壁上，F(xiàn)＝50N，方向垂直于墻，若物體勻速下滑，(取g＝10N/kg)，求：(1)物體與墻壁間的動摩擦因數(shù)；(2)若給物體施加的力大小為60N，物體靜止不動，求它受到的摩擦力大小?！窘馕觥?1)物體勻速下滑時，物體受到重力mg、壓力F、墻壁的支持力N和滑動摩擦力f，由平衡條件得f＝G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，F(xiàn)＝N依據(jù)