高中物理人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用综合与测试同步测试题

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(满分:100分;时间:45分钟)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。第1—6小题只有一个选项正确,第7、8小题有多个选项正确。全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)

1.(2020四川遂宁高一上期末)一质点受多个共点力而处于平衡态,现将其中一个大小为F=3 N的力增大2 N,则F增大之后,该质点受到的力的合力为(　　)

A.5 N B.4 N C.3 N D.2 N

2.(2019重庆南开中学高一上期中)如图,物体在竖直轻质弹簧作用下处于静止状态,则物体所受力的个数为(　　)

A.1个　　B.2个　　C.3个　　D.4个

3.(2019福建莆田第一中学高一上期中)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法,正确的是(　　)

A.物体的重心一定在物体的几何中心上

B.劲度系数越大的弹簧,产生的弹力越大

C.动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与物体之间的压力成反比

D.运动的物体也可以受到静摩擦力作用

4.(2019山西大学附属中学高一上期中)如图所示,一根弹簧,其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5,在弹性限度内,当挂上80 N重物时指针正对刻度45,若要指针正对刻度30应挂重物的重力是(　　)

A.40 N B.50 N

C.60 N D.因k值未知,无法计算

5.(2020山东师大附中高一上期末)一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态,如图所示,则它们的大小关系是(　　)

A.F1>F2>F3 B.F1>F3>F2

C.F3>F1>F2 D.F2>F1>F3

6.(2019广东深圳中学高一上期中)在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链相连接。下列关于杆受力的说法正确的是(　　)

A.甲图中的AB杆表现为支持力,BC杆表现为拉力

B.乙图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为支持力

C.丙图中的AB杆、BC杆均表现为拉力

D.丁图中的AB杆、BC杆均表现为支持力

7.(2019山东济南一中高一上期中)如图所示,电灯的重力G=10 N,AO绳与顶板间的夹角为45°,BO绳水平,AO绳的拉力为FA,BO绳的拉力为FB,则(　　)

A.FA=10 N B.FA=10 N

C.FB=10 N D.FB=10 N

8.(2020广东珠海二中高一上期末)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F过球心,下列说法正确的是(　　)

A.球一定受墙的弹力且水平向左

B.球可能受墙的弹力且水平向左

C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上

D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上

二、实验题(本题共2小题,共14分)

9.(2019黑龙江大庆实验中学高一上期末)(6分)如图所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验。

(1)实验中还需要的测量工具有:　　　　　。 

(2)如图所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x。由图可知:图线不通过原点的原因是　　　　　　　　　　　　　;弹簧的劲度系数k=　　　　N/m(计算结果保留2位有效数字,重力加速度g取9.8 m/s2)。 

10.(8分)小莉和她的同学利用图示的方法,用一把刻度尺,一质量为m=300 g的重物,测量自己头发丝能承受的最大拉力,实验步骤如下:

(1)水平固定刻度尺;

(2)用手指尖紧握头发丝两端,用直尺测量出两手指尖之间的头发丝总长度L=50.00 cm;

(3)重物挂在头发丝上,两手缓慢沿刻度尺水平移动,直至头发丝恰好被拉断;从刻度尺上读出两手指尖之间的距离d=30.00 cm。由以上数据可知所用刻度尺分度值为　　　cm;头发丝的最大拉力表达式T=　　　　(用以上物理量符号表示);利用所测数据可获得最大拉力为　　　N(保留三位有效数字)。(取重力加速度g=10 m/s2,挂钩光滑且质量不计) 

三、计算题(本题共3小题,共38分)

11.(2020福建漳州五校高一上联考)(10分)小明同学在质量为0.5 kg的杯子里(把手可视为光滑)加0.5 kg的水,放在水平桌面上。将一根劲度系数为50 N/m的橡皮筋绕过把手,两手同时沿同一水平面拉橡皮筋的两端,直到把杯子拉动并做匀速直线运动,测得此时两橡皮筋成60°角,伸长量为4 cm,且未超过弹性限度。重力加速度g取10 m/s2,问:

(1)橡皮筋的拉力多大?

(2)橡皮筋对杯子的作用力为多大?

(3)杯子与桌面间的动摩擦因数为多少?

12.(2019江西南昌第十中学高一上期中)(14分)如图所示,光滑固定斜面上有一个质量为10 kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知绳子与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角为30°,整个装置处于静止状态(g取10 m/s2)。

(1)求绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小;

(2)若另外用一个外力拉小球,能够把小球拉离斜面,求最小外力的大小。

13.(2019陕西西安一中高一上期末)(14分)如图所示,质量为m1的物体A用细绳绕过光滑的定滑轮与质量为m2的物体B相连,连接A的细绳与水平方向的夹角为θ,物体B左侧的轻绳与水平方向的夹角也为θ,B右侧与竖直墙壁相连的轻绳保持水平,此时系统处于静止状态,A所在的桌面水平,已知重力加速度为g,求:

(1)细绳对物体A的拉力大小;

(2)A物体受到桌面支持力和摩擦力的大小。

答案全解全析

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1.D　一质点受多个共点力而处于平衡态,由于其中一个力大小为F=3 N,则其余的力的合力大小为3 N,方向与之相反;当将F=3 N的力增大2 N,则该力的大小为5 N,其余的力的合力大小仍为3 N,方向仍与之相反,所以F增大之后,该质点受到的力的合力为5 N-3 N=2 N,故D正确。

2.B　对物体受力分析,物体受重力和弹簧对物体向上的弹力;墙对物体没有弹力作用,否则物体水平方向的受力不平衡,则物体受力个数为2个,故B正确。

3.D　物体的重心与物体的形状和质量分布有关,则重心不一定在几何中心上,可以在物体上也可以在物体外,故A错误;由弹力F=kx可知弹力取决于劲度系数和弹簧的形变量,则劲度系数大的弹簧弹力不一定大,故B错误;动摩擦因数与滑动摩擦力和物体之间的压力无决定关系,动摩擦因数取决于接触面的性质和粗糙程度,故C错误;滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动,而静摩擦力阻碍的是相对运动的趋势,则静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,运动的物体也可能受到静摩擦力作用,故D正确。

4.B　弹簧的自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5,当挂上80 N重物时指针正对刻度45,则弹簧形变量x1=45-5=40;指针正对刻度30时,弹簧的形变量x2=25,由胡克定律F=kx得:=,即=,解得:G2=50 N,故B正确。

5.C　因为质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态,所以将三力首尾相连组成一封闭三角形,如图所示:

　　根据数学知识三角形中大角对大边,即得出F3>F1>F2,故C正确。

6.C　在甲图中,B点受到AB杆的拉力,BC杆的支持力,绳子的拉力三力平衡,故选项A错误;在乙图中,B点受到绳子竖直向下的拉力,则BC应为支持力,由平衡条件可知AB应为支持力,故选项B错误;在丙图中,B点受到绳子向下的拉力,AB杆提供向上的拉力,BC杆应为向右的拉力,故选项C正确;在丁图中,B点受到绳子向下的拉力,AB杆提供拉力,BC杆提供支持力,故选项D错误。

7.AD　将O点所受竖直绳的拉力进行分解,如图所示。

由几何知识得:FA==G=10 N,FB=G=10 N,故选项A、D正确,B、C错误。

8.BC　对球受力分析,可以确定存在的力是水平力F和重力mg,根据平衡条件,斜面对球一定有弹力的作用,墙对球可能有弹力,也可能没有弹力,故B、C正确,A、D错误。

9.答案　(1)刻度尺　(2)弹簧自身有重力　4.9

解析　(1)实验需要测弹簧的长度、形变量,所以还需要刻度尺。

(2)由图可知,当F=0时,x大于零,说明没有挂重物时,弹簧有伸长,是由于弹簧自身的重力造成的;图线斜率的物理意义是弹簧的劲度系数,所以k== N/m=4.9 N/m。

10.答案　0.1　　1.88

解析　根据读数L=50.00 cm,则说明刻度尺分度值应为0.1 cm;设头发丝与刻度尺之间的夹角为θ,由图中的几何关系可知cos θ==,头发丝与挂钩接触处受力平衡,设头发丝的拉力为F,得2F sin θ=mg,联立得F==,代入数据得F=1.88 N。

11.答案　(1)2 N　(2)2 N　(3)0.35

解析　(1)由胡克定律得橡皮筋的拉力T=kΔx,解得:T=2 N。

(2)橡皮筋对杯子的作用力F=2T cos 30°,解得:F=2 N。

(3)对杯子有F=f=μ(m0+m)g,解得:

μ=0.35。

12.答案　(1)51.8 N　73.2 N　(2)70.7 N

解析　(1)对小球受力分析如图所示,由平衡条件有:

T sin 45°-N sin 30°=0,T cos 45°+N cos 30°-mg=0,

解得:N=73.2 N,T=51.8 N

(2)当所用的外力与绳子垂直且向右时,外力有最小值为Fm=mg sin 45°,解得:Fm=70.7 N。

13.答案　(1)　(2)(m1-m2)g　

解析　(1)A、B都静止均处于平衡状态,对B进行受力分析,设细绳上的拉力为FT,则在竖直方向有:FT sin θ=m2g,解得:FT=;细绳对物体A的拉力大小也是。

(2)对A进行受力分析,设桌面对A物体的支持力为FN,摩擦力为Ff,则:

在竖直方向有:FT sin θ+FN=m1g,解得:FN=(m1-m2)g;

在水平方向有:FT cos θ=Ff,解得:Ff=。