第三章相互作用-力單元測試卷(解析版)

第三章相互作用-力單元測試卷學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的班級、姓名、學(xué)號填寫在試卷上。2．回答第I卷時，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-8題只有一項符合題目要求，第9-12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1．物理愛好者陳老師購買了一把電腦椅，某天她舒適地躺在電腦椅上，如圖所示。則電腦椅對陳老師的作用力方向為（

）

A．豎直向上 B．垂直椅背斜向右上 C．水平向右 D．無法確定【答案】A【詳解】陳老師靜止，則電腦椅對陳老師的作用力與陳老師的重力等大方向，即方向豎直向上。故選A。2．如圖所示，兩個半圓柱體甲、乙相接觸并靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱體丙，三者半徑相同?，F(xiàn)用水平向左的力拉甲，使甲緩慢向左移動直至丙恰好降到地面，整個過程中乙保持靜止。已知甲和乙的質(zhì)量均為m，丙的質(zhì)量為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。則下列判斷正確的是（）

A．沒有加拉力時，甲與地面間的摩擦力大小為B．沒有加拉力時，甲與地面間的摩擦力大小為C．整個過程中，甲的位移為D．整個過程中，甲的位移為【答案】D【詳解】AB．沒有加拉力時，根據(jù)對稱性可知，甲乙對丙的彈力大小相等，令為，對丙進行受力分析，如圖所示

則有沒有加拉力時，對甲進行受力分析如圖所示

則有根據(jù)牛頓第三定律有解得故AB錯誤；CD．令半徑為R，沒有加拉力時，甲乙兩球心之間的距離為丙恰好降到地面時，丙地面相切，令甲丙球心連線與地面夾角為，則有解得此時甲乙兩球心之間的距離為則整個過程中，甲的位移為故C錯誤，D正確。故選D。3．如圖甲所示是斧子砍進木樁時的情境，其橫截面如圖乙所示，斧子的剖面可視作頂角為θ的等腰三角形，當(dāng)施加豎直向下的力F時，則（）

A．同一斧子，若施加的力F越小，越容易劈開木樁B．同一斧子，若施加的力F越大，越不容易劈開木樁C．施加相同的恒力F，θ越大的斧子，越容易壁開木樁D．施加相同的恒力F，θ越小的斧子，越容易劈開木樁【答案】D【詳解】AB．同一斧子，θ一定，F(xiàn)越大，其分力越大，越容易劈開木樁，故AB錯誤；CD．F一定時，θ越小的斧子，其分力越大，越容易劈開木樁，故C錯誤，D正確。故選D。4．如圖所示，靜止懸掛的木箱重力為G，繩的拉力為，則（

）

A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)豎直繩子的拉力為T，木箱處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)共點力平衡可知以O(shè)點為研究對象，根據(jù)受力平衡得聯(lián)立上式解得故選A。5．兩個相同的小球A、B，半徑均為R，質(zhì)量均為m，用兩根長均為R的細(xì)繩、拴住小球A、B后按照如圖所示的方法懸掛起來，重力加速度大小為g，則A、B兩球之間的彈力大小F為（）

A． B． C． D．【答案】C【詳解】由幾何關(guān)系可知，兩球的球心與O點構(gòu)成一等邊三角形；對其中一個小球進行受力分析，由力的平衡知識可知，A、B兩球之間的彈力大小為故選C。6．物體b在力F作用下將物體a壓在光滑的豎直墻壁上，a始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖所示，當(dāng)F逐漸增大時，下列說法中正確的是（）

A．a(chǎn)受到的摩擦力有兩個 B．a(chǎn)與b間的最大靜摩擦力大小隨F的增大而增大C．a(chǎn)受到的摩擦力大小不隨F的增大而變化 D．b相對a的運動趨勢方向豎直向下【答案】C【詳解】AD．豎直墻面光滑，a受到的摩擦力只有一個，即b對a豎直向上的靜摩擦力，AD錯誤；BC．a(chǎn)與b間的靜摩擦力大小與a的重力平衡，不隨F的增大而變化，B錯誤，C正確。故選C。7．如圖所示，可視為質(zhì)點的機器人通過磁鐵吸附在船舷外壁面檢測船體。壁面可視為斜面，與豎直方向夾角為。船和機器人保持靜止時，機器人僅受重力、支持力、摩擦力和磁力的作用，磁力垂直壁面。下列關(guān)系式正確的是（

）

A． B． C． D．【答案】C【詳解】如圖所示，將重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解

AC．沿斜面方向，由平衡條件得故A錯誤，C正確；BD．垂直斜面方向，由平衡條件得故BD錯誤。故選C。8．如圖所示，半徑為的光滑大圓管固定在水平面上，把兩個半徑均為R的均質(zhì)圓管A、B放置在大圓管內(nèi)，平衡時圓管B的圓心與大圓管圓心的連線與豎直線的夾角為，已知，則A、B兩圓管的質(zhì)量之比為（）

A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)大圓圓心為，圓管A、B的圓心為、，由題意可知為正三角形，設(shè)平衡時圓管A的圓心與大圓管圓心的連線與豎直線的夾角為，有由于A、B處于平衡狀態(tài)，二者重力關(guān)于點力矩總和為零，有解得根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有可得，可得A、B兩圓管的質(zhì)量之比為故選A。9．如圖甲所示，一人用由0逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為10kg的木箱，木箱所受的摩擦力Ff與F的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，下列說法正確的是（）

A．木箱所受的最大靜摩擦力Fmax=21NB．木箱所受的最大靜摩擦力Fmax=20NC．木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.21D．木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2【答案】AD【詳解】AB．由圖可知，木箱所受的最大靜摩擦力Fmax=21N，選項A正確，B錯誤；CD．木箱與地面間的滑動摩擦力為f=20N，則動摩擦因數(shù)選項C錯誤，D正確。故選AD。10．如圖甲所示，擋板與擋板夾角為，的角平分線沿豎直方向，將一個重的鉛球放在兩擋板之間，現(xiàn)將整個裝置以過O點的水平線為軸沿逆時針方向緩慢地轉(zhuǎn)動，直到沿豎直方向位置如圖乙所示，整個過程兩擋板的夾角保持不變，忽略一切摩擦力，則（

）

A．擋板對小球的作用力逐漸減小B．擋板對小球的作用力先增大后減小C．轉(zhuǎn)動前擋板對小球的作用力大小為60ND．圖乙中擋板對小球的作用力大小為【答案】AC【詳解】AB．整個過程球處于動態(tài)平衡，由力的平衡條件可知兩支持力的合力與重力等大反向，兩擋板的支持力之間的夾角始終為，受力分析如圖所示

當(dāng)裝置轉(zhuǎn)動到擋板豎直時，由圖可知該過程中擋板對球的作用力逐漸減小，擋板對球的作用力逐漸增大，故A正確，B錯誤；C．根據(jù)對稱性可知，轉(zhuǎn)動前擋板對球的作用力大小等于擋板對球的作用力大小，根據(jù)受力平衡可得解得轉(zhuǎn)動前擋板對球的作用力大小為故C正確；D．轉(zhuǎn)動后，以球為對象，根據(jù)受力平衡可得可得擋板對球的作用力大小為故D錯誤。故選AC。11．如圖，在粗糙水平面與豎直墻壁之間放置木塊A和質(zhì)量為的光滑球B，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；O為B的球心，C為A、B接觸點，CO與豎直方向夾角為，重力加速度大小為g，則（）

A．木塊對球B的支持力大小為B．地面對木塊的摩擦力大小為C．若木塊右移少許，系統(tǒng)仍靜止，地面對木塊的摩擦力變小D．若木塊右移少許，系統(tǒng)仍靜止，地面對木塊的支持力變大【答案】AC【詳解】A．以B球為研究對象，受力分析如圖所示，

木塊A對球B的支持力大小為選項A正確；B．以整體為研究對象，水平方向的摩擦力等于墻與B之間的作用力F，則摩擦力f=F=mgtan60°=mg選項B錯誤；C．把木塊A右移少許，系統(tǒng)仍靜止，θ角變小，墻壁對球B的支持力等于地面對木塊的摩擦力mgtanθ變小，選項C正確；D．把木塊A右移少許，系統(tǒng)仍靜止，地面對木塊A的支持力等于整體受到的重力，所以不變，選項D錯誤；故選AC。12．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(xì)線相連，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知B球質(zhì)量為m。O點在半圓柱體圓心的正上方，OA與豎直方向成角，OA長度與半圓柱體半徑相等，OB與豎直方向成角，則下列敘述正確的是（）

A．A球質(zhì)量為B．光滑半圓柱體對A球支持力的大小為mgC．此時地面對半圓柱體的摩擦力的大小為D．若用力拉動小球B使小球A一直沿著半圓柱體緩慢向上運動，則小球A受到繩的拉力變小【答案】ACD【詳解】ABC．分別對A、B進行受力分析如圖所示對B，根據(jù)受力可知彈簧處于伸長狀態(tài)，則解得對A，由幾何關(guān)系可知、與豎直方向的夾角相等，夾角為，則其中代入解得A正確，B錯誤；C．對半圓柱體和A球看作整體，對系統(tǒng)受力分析得，此時地面對半圓柱體的摩擦力的大小為C正確；D．根據(jù)共點力平衡和三角形定則，結(jié)合相似三角形可得若小球B緩慢下降，使小球A一直沿著半圓柱體緩慢向上運動，由于不斷減小，可得小球A受到繩的拉力變小，D正確。故選ACD。第II卷（非選擇題共52分）二、實驗題（滿分12分）13．小明和小紅同學(xué)對圖所示自制“橡皮筋測力計”進行標(biāo)度（均在橡皮筋的彈性限度內(nèi)）．

（1）小明測量了不掛鉤碼和掛1個鉤碼時指針指在刻度尺上的位置分別為5.00cm和5.60cm，然后根據(jù)所學(xué)彈簧彈力知識，經(jīng)過類比，按彈簧測力計的刻度規(guī)律在刻度尺上依次進行了標(biāo)度，則小明應(yīng)在刻度尺cm處標(biāo)示掛5個鉤碼時指針的位置。（2）小紅分別測量了不掛鉤碼、掛1個鉤碼、掛2個鉤碼……指針在刻度尺上的位置，并按實際測量進行標(biāo)度，其數(shù)據(jù)如表所示所掛鉤碼的個數(shù)/個01234567指針在刻度尺上的位置/cm5.005.606.307.208.309.6011.0012.50

請在圖的坐標(biāo)紙上畫出指針在刻度尺上所指的刻度x與所掛鉤碼個數(shù)的關(guān)系圖像，可知橡皮筋所受的拉力與其伸長長度（選填“是”或“不是”）線性關(guān)系。（3）請你分析小明和小紅的標(biāo)度方法誰更科學(xué)（說明理由）．【答案】8.00

不是小紅的方法更科學(xué)．因為橡皮筋所受的拉力與其伸長量不一定成線性關(guān)系，所以不能與彈簧類比，要進行實驗測量【詳解】（1）[1]根據(jù)題意可知掛一個鉤碼的伸長量為0.60，則掛五個鉤碼的伸長量為3.00cm，所以小明應(yīng)在刻度尺8.00cm處標(biāo)示掛5個鉤碼時指針的位置.（2）[2][3]根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用描點法得出刻度尺上所指的刻度x與所掛鉤碼個數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示

由圖可知橡皮筋所受的拉力與其伸長長度不是線性關(guān)系。（3）[4]小紅的方法更科學(xué)．因為橡皮筋所受的拉力與其伸長量不一定成線性關(guān)系，所以不能與彈簧類比，要進行實驗測量。14．如圖甲所示是“探究力的平行四邊形定則”的實驗，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩套的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩套，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。

（1）下列哪一個選項是不必要的實驗要求？。（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）A．兩個彈簧秤的夾角適當(dāng)大些B．彈簧秤應(yīng)在使用前校零C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行D．改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點在同一位置（2）本實驗采用的科學(xué)方法是。（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）A．理想實驗法

B．等效替代法

C．控制變量法

D．建立物理模型法（3）圖乙中F與兩力中，方向一定沿AO方向的是。（4）如圖丙所示，在探究“共點力合成”的實驗中，橡皮筋一端固定于P點，另一端連接兩個彈簧秤，分別用F1與F2拉兩個彈簧秤，將結(jié)點拉至O點，且F1與F2的夾角為銳角?，F(xiàn)讓F2大小增大、方向不變，要使結(jié)點仍位于O點，則F1的大小及圖中β（β>90°）角的變化可能是。（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）A．增大F1的同時增大β角

B．減小F1的同時減小β角C．增大F1的同時減小β角

D．減小F1的同時增大β角【答案】DBBC/CB【詳解】（1）[1]ABC．此實驗中，兩個彈簧秤的夾角適當(dāng)大些；彈簧秤應(yīng)在使用前校零，以減少讀數(shù)的誤差；拉線方向應(yīng)與木板平面平行，以減小實驗誤差，故ABC正確；D．改變拉力，進行多次實驗，沒必要每次要使O點在同一位置，故D錯誤。本題選擇不必要的實驗要求，故選D。（2）[2]合力與分力是等效替代的關(guān)系，所以本實驗采用的是等效替代法。故選B。（3）[3]F是通過作圖的方法得到的合力的理論值，而是通過一個彈簧秤沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長到O點，使得一個彈簧秤的拉力與兩個彈簧秤的拉力效果相同，測量出的合力。故方向一定沿AO方向的是。（4）[4]AD．根據(jù)力的平行四邊形定則可知，讓F2大小增大、方向不變，β角不可能增大，故AD錯誤；B．根據(jù)題意，由力的平行四邊形定則得出圖甲

由此可知減小F1的同時減小β角可以實現(xiàn)題意要求，故B正確；C．同理根據(jù)由力的平行四邊形定則得出圖乙

由此可知增大F1的同時減小β角可以實現(xiàn)題意要求，故C正確。故選BC。三、計算題（滿分40分）15．如圖所示，在水平地面上有三個質(zhì)量分別為m1、m2、m3的木塊1、2、3，木塊1和2、2和3間分別用一原長為l、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，木塊1、2與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，木塊3和水平面之間無摩擦?，F(xiàn)用一水平恒力向右拉木塊3，求當(dāng)木塊一起勻速運動時木塊1和3間的距離（木塊視為質(zhì)點，施加恒力前兩輕彈簧均處于原長）?！敬鸢浮俊驹斀狻繉δ緣K1受力分析，木塊1受重力、支持力、拉力和摩擦力，根據(jù)平衡條件，有kx1=μm1g對木塊1和木塊2整體受力分析，木塊1和木塊2整體受重力、支持力、摩擦力和右側(cè)彈簧的拉力，根據(jù)平衡條件有kx2=μ（m1＋m2）g木塊1與木塊3之間的總長度為x=2l＋x1＋x2聯(lián)立解得16．納米微吸材料是一種新型材料，用手觸碰無粘感，接觸到平整光滑的硬性物體時，會牢牢吸附在物體上。圖甲是一款表面采用了納米微吸材料的手機支架，圖乙是手機靜止吸附在支架上的側(cè)視圖，若手機的質(zhì)量為200g，手機和水平面的夾角為60°，重力加速度大小，求：（1）手機受到的摩擦力大小。（2）納米材料對手機的作用力大小。

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）手機受到的摩擦力大?。?）手機靜止時，處于平衡狀態(tài)

17．如圖所示，質(zhì)量為的物體甲通過三段輕繩相連，三段輕繩的結(jié)點為O，輕繩OB水平且B端與站在水平地面上的質(zhì)量為的人相