2021_2022学年新教材高中物理第三章相互作用__力测评B含解析新人教版必修第一册2021053

第三章测评(B)
(时间:60分钟总分为:100分)
一、选择题(此题共8小题,每一小题5分,共40分。

第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)
1.(2019某某期中改编)关于重力的说法正确的答案是()
G跟质量m的关系式G=mg中,g一定等于9.8 m/s2
D.不论物体是静止还是运动,受到的重力都一样
答案:D
解析:不同纬度地区的重力加速度g不同,故A错误;重心不一定在物体的几何中心上,只有质量分布均匀,形状规如此的物体,重心才在其几何中心,故B错误;重力是由于地球对物体的吸引而产生的,压力的性质是弹力,不能说重力就是压力,故C错误;不论物体是静止还是运动,受到的重力都一样,故D正确。

2.(2019某某某某期末)如下列图,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,如此()
A.小球没有掉下去,是由于摩擦力大于小球的重力
B.假如增大铁夹对小球的压力,如此小球受到的摩擦力变大
答案:C
解析:对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以与摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,故A错误,C正确;增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故B错误;小球受到的摩擦力方向竖直向上,根据牛顿第三定律知机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下,故D错误。

此题考查摩擦力的性质,培养学生的物理观念。

3.(2019某某某某期末)如图甲所示,手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。

某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位4调至卡位1增大倾角(如图乙所示),电脑始终处于静止状态,如此()
甲
乙
答案:C
解析:笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力三个力的作用,电脑处于平衡状态,合力始终为零,故A、B错误;受力分析,如下列图,散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与重力平衡,因此散热器对电脑的作用力方向竖直向上,故C正确;根据平衡条件,有F N=mg cos θ,F f=mg sinθ,由原卡位4调至卡位1,角度θ增大,如此静摩擦力增大,根据三力平衡的特点可知,重力和支持力的合力变大,故D错误。

4.(2019某某某某段考)图中弹簧测力计、绳和滑轮的重量均不计,忽略滑轮的轴摩擦,物体的质量都是m,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3,如此()
A.F3=F1>F2
B.F1>F2=F3
C.F1=F2=F3
D.F3>F1=F2
答案:A
解析:题图甲中,物体静止,物体受到的拉力与重力大小相等,所以弹簧的拉力F1=mg。

mg。

题图乙中,以物体为研究对象,作出受力示意图如下列图,由平衡条件得,F2=G sin60°=√3
2
题图丙中,以动滑轮为研究对象,可知滑轮受到的三个力之间的夹角都是120°,由几何知识得
F3=mg。

故F3=F1>F2,选项A正确。

此题考查了力的平衡问题,解题的关键是分析物体的受力情况。

5.(2019某某沙市期末)光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如下列图。

将悬点A缓慢沿杆向上移动,直到轻绳处于竖直方向,在这个过程中小球一直保持静止状态,如此轻绳的拉力()
B.大小不变
D.先增大后减小
答案:C
解析:以小球为研究对象,受力分析如下列图。

由平衡条件知,F N和F的合力与G大小相等、方向相反,在将A点向上缓慢移动的过程中,作出三个位置力的合成图,由图看出,F先减小后增大,C正确。

此题考查了动态平衡问题,意在培养学生掌握图解法解决问题的能力,逐步形成科学思维。

6.(2019期末)重为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动。

木箱从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。

由此可知()
A.木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N
B.木箱所受的滑动摩擦力为35 N
D.如果用20 N的水平推力推静止的木箱,木箱所受的摩擦力为20 N
答案:AD
解析:至少要用35N的水平推力推木箱,木箱才能从原地开始运动,如此此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力为35N;如果用20N的水平推力推静止的木箱,因为20N<35N,所以木箱不动,此时木箱所受的摩擦力为20N,选项A、D正确。

用30N的水平推力,可以使运动的木箱继续做匀速运动,如此由平衡条件得,木箱受到的滑动摩擦力
F f=30N,木箱与地板间的动摩擦因数μ=F f
F N =30N
100N
=0.3,选项B、C错误。

此题主要考查摩擦力,
要掌握辨析滑动摩擦力和静摩擦力的方法,提升理解和分析能力,形成物理观念和科学思维。

7.(2019某某期末)如下列图,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,如此如下说法正确的答案是()
F cos θ
F sin θ
答案:BC
解析:物体一定受重力,拉力F产生两个作用效果,水平向右拉木块,竖直向上拉木块,由于木块匀速直线运动,受力平衡,水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡,即一定有摩擦力,结合摩擦力的产生条件可知必有支持力,因而物体一定受到四个力,故A错误,B正确;根据物体处于平衡状态可知,水平方向有F f=F cosθ,故C正确;据物体处于平衡状态可知,竖直方向有F N=mg-F sin
θ,根据牛顿第三定律可知,物体A对水平面的压力大小为mg-F sinθ,故D错误。

此题考查结合物体的运动情况对物体进展受力分析,培养学生的分析能力,形成科学思维。

8.如下列图,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(质量为m1的物体在地面上,质量为m2的物体在空中),力F与水平方向成θ角。

如此质量为m1的物体所受支持力F N和摩擦力F f的大小为()
A.F N=m1g+m2g-F sin θ
B.F N=m1g+m2g-F cos θ
C.F f=F cos θ
D.F f=F sin θ
答案:AC
解析:选整体为研究对象,在水平方向整体受摩擦力F f和F在水平方向的分力,根据平衡条件得F f=F cosθ,所以选项C正确,选项D错误;在竖直方向受支持力F N、重力和F在竖直方向的分力,根据平衡条件得F N=m1g+m2g-F sinθ,所以选项A正确,选项B错误。

二、实验题(此题共2小题,共18分)
9.(9分)(2019某某某某期末改编)小华同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐。

(1)在弹簧下端挂一个钩码,静止时弹簧长度如下列图,其示数为cm。

(2)在弹簧下端挂三个钩码时,弹簧长度为24.95 cm。

每个钩码质量是50 g,当地重力加速度g 取10 m/s2,据此小华计算出弹簧的劲度系数为N/m。

(3)小华同学发现计算结果与弹簧的标称值相差较大,请你帮助小华提出更合理的数据处理方案:。

(4)要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是。

答案:(1)24.75(24.73~24.77均可)
(2)500(454~556均可)
(3)屡次测量,画出F-l图像,求斜率;或者利用“逐差法〞,用多组数据,求平均值
(4)弹簧的原长
解析:此题考查探究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系,要注意明确实验原理,同时注意掌握相应仪器的测量方法。

(1)毫米刻度尺的最小刻度为1mm,需要估读到0.1mm,由读数方法可知图中的读数为24.75cm(24.73~24.77cm均可)。

(2)挂1个钩码时,重力为G=mg=0.05×10N=0.5N;挂3个钩码时,重力为G'=3mg=1.5N;如
此根据胡克定律可知k=ΔF
Δx = 1.5-0.5
(24.95-24.75)×10-2
N/m=500N/m(454~556N/m均可)。

(3)因为只有一次测量,偶然误差较大,故应屡次测量,画出F-l图像,求斜率;或者利用“逐差法〞,用多组数据,求平均值。

(4)弹簧的伸长量x=l-l0,其中l为弹簧形变后的长度,l0为弹簧的原长,故要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是弹簧的原长l0。

10.(9分)某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定如此:刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物假如干、木板。

实验方案如下:
①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连,测出橡皮筋的原长;
②将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的A点,在橡皮筋的中点O用细绳系住重物,使重物自然下垂,如图甲所示;
③将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的B点,如图乙所示。

(1)为完本钱实验,如下还必须测量的物理量为。

(填选项前字母)
OA段橡皮筋的长度
OA和OB段橡皮筋的长度
(2)在完本钱实验的过程中,必须注意的事项是。

(填选项前字母)
A、B两点必须等高
OA、OB夹角的角平分线上
O点的位置和OA的方向
O点的位置和OA、OB的方向
(3)假如钉子位置固定,利用现有器材改变实验效果,可采用的方法是。

答案:(1)CD
(2)E
(3)更换小重物
解析:(1)橡皮筋遵循胡克定律,要测量拉力,可以通过测量橡皮筋的长度和原长,得到橡皮筋的伸长量,根据拉力大小与伸长量成比例作力的图示,应当选C、D。

(2)橡皮筋连接的细绳要稍微长些,并非要求等长,A错误;题图乙中A、B两点不用必须等高,B错误;题图乙中连接小重物的细绳可以在OA、OB夹角的角平分线上,也可以不在,C错误;题图甲中O点的位置和OA的方向不需要记录,D错误;需要记录题图乙中O点的位置和OA、OB的方向,E正确。

(3)在钉子位置不变的情况下,要改变实验效果,可以改变小重物的质量。

故可采用的方法是更换小重物。

三、计算题(此题共3小题,共42分。

要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
11.(13分)用劲度系数k=490 N/m的轻弹簧,沿水平桌面水平拉一木板使它做匀速直线运动,弹簧的长度l1=12 cm。

假如在木板上加上一个质量m=5 kg的铁块,仍用原弹簧拉住它沿水平桌面做匀速运动,弹簧的长度l2=14 cm,如此木板与水平桌面间的动摩擦因数μ为多少?
答案:0.2
解析:k(l1-l0)=μG,k(l2-l0)=μ(G+mg),联立解得μ=0.2。

12.(14分)如下列图,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如果钢索所能承受的最大拉力是2 000 N,演员和独轮车的总质量为80 kg,两侧的钢索最大成150°角,如此钢索能安全使用吗?钢索自重不计,cos 75°=0.259,g取10 N/kg。

答案:钢索能安全使用
解析:对钢索上与车轮接触的点受力分析,如下列图。

其中F T1、F T2为两侧钢索对O点的拉力,且F T1=F T2,F N为O点受到的独轮车的压力,F T1和F T2的合力F T的大小与F N的大小相等,F N在数值上等于人和车的重力mg。

由几何关系得
2F T1cos75°=mg,所以F T1=mg
2cos75°=80×10
2×0.259
N≈1544N,即F T1<2000N,故钢索能安全使用。

此
题主要考查学生理论联系实际的能力,提升学生的分析应用能力,形成科学思维。

13.(15分)(2019某某荆州月考)如下列图,质量为m=1 kg的物体A放在倾角为θ=37°的斜面上时,恰好能匀速下滑,现用细线系住物体A,并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮,另一端系住物体B,物体A恰好能沿斜面匀速上滑(g取10 m/s2,sin 37°= 0.6,cos 37°= 0.8)。

求:
(1)物体A和斜面间的动摩擦因数;
(2)物体B的质量。

答案:(1) 0.75
(2)1.2 kg
解析:解决此题的关键是能够正确地对物体A进展受力分析,运用共点力平衡进展求解。

此题意在培养学生分析问题和解决问题的能力,逐步形成科学思维。

(1)当物体A沿斜面匀速下滑时,受力示意图如下列图。

根据共点力平衡条件,有
F f=mg sinθ
F N=mg cosθ
其中F f=μF N
联立解得μ=tan37°=0.75。

(2)当物体A沿斜面匀速上滑时,A物体所受摩擦力大小不变,方向沿斜面向下,受力示意图如下列图。

沿斜面方向的合力为0,故F A=F f'+mg sinθ
对物体B有F B=m B g
由牛顿第三定律可知
F A=F B
联立以上各式可得
m B=2m sinθ=1.2kg。