2024-2025学年高中物理第3章力与相互作用测评含解析沪科版必修1

PAGE7-第3章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题给出的选项中至少有一项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列说法正确的是()A.摩擦力的大小肯定与该处压力的大小成正比B.压力发生改变时,该处摩擦力可能不变C.摩擦力的方向与该处压力的方向可能不垂直D.摩擦力的方向不是与物体运动方向相同,就是与物体运动方向相反解析:静摩擦力的大小与该处的正压力没有干脆关系,A错误,B正确。摩擦力的方向与接触面相切,弹力方向与接触面垂直,故摩擦力的方向肯定与弹力方向垂直,C错误。摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向有关,与运动方向无干脆关系,如水平匀速旋转的转盘上的物体受到的摩擦力与运动方向垂直,所以D错误。答案:B2.某人站在体重计上称体重,保持立正姿态称得体重为G,当其缓慢地把一条腿平直伸出台面,体重计指针稳定后读数为G',则()A.G>G' B.G<G'C.G=G' D.无法判定解析:物体的重心与形态有关,重力与形态无关,而体重计的示数即等于人重力的大小。答案:C3.在半球形光滑容器内,放置一细杆,如图所示,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,则容器上A、B两点对细杆m的作用力的方向分别为()A.均竖直向上B.均指向球心C.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力竖直向上D.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力垂直于细杆向上解析:支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面。在A点,杆的端点跟球面接触,弹力的方向垂直于该处球面的切面,指向球心,而在B点,容器的边缘跟杆的侧面接触,该处的支持力应垂直于杆向上,选项D正确。答案:D4.跳水始终是我国的优势项目,如图所示,一运动员静止站在3m跳板上,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则()A.F1和F2是一对平衡力B.F1和F2是一对作用力和反作用力C.先有力F1,后有力F2D.G和F2方向相反,大小可能不相等解析:F1是人对跳板的弹力,受力物体是跳板。F2是跳板对人的弹力,受力物体是人,故F1、F2不是平衡力,A错;F1、F2性质都是弹力,是一对作用力和反作用力,B正确;F1、F2同时产生,C错;运动员静止站立时处于平衡状态,G与F2是平衡力,大小相等,故D错。答案:B5.如图所示,A、B两物体重力都等于10N,各接触面间的动摩擦因数都等于0.3,同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上,A和B均静止,则地面对B和B对A的摩擦力分别为()A.6N,3N B.1N,1NC.0,1N D.0,2N解析:A、B均静止,应用整体法,即A、B整体水平方向所受外力大小相等,方向相反,故地面对B无摩擦力。以A为探讨对象,水平方向必受大小与F相等、方向与F相反的静摩擦力,故选项C正确。答案:C6.导学号63994076一个重400N的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个质量为60kg的人站在小磅秤上,如图所示,假如人用力推木箱顶板,那么小磅秤和大磅秤上的示数F1、F2的改变状况是()A.F1增大,F2减小 B.F1减小,F2不变C.F1增大,F2增大 D.F1增大,F2不变解析:当人用力推木箱顶时,人受到重力和顶板给人竖直向下的弹力,小磅秤给人竖直向上的支持力,支持力等于那两个力之和,故F1增大;当人用力推木箱顶板时,人同时向下压小磅秤,小磅秤向下压木箱,推力和由推力引起的压力都属于内力,大磅秤示数不变,故选D。答案:D7.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年宠爱。如图所示为四种与足球有关的情景。下列说法错误的是()A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变解析:静止在草地上的足球受到的弹力是地面对球的向上的力,受到的重力是地球对球的向下的力,选项A错误。静止在光滑水平面上的两个足球间没有相互作用的弹力,选项B错误。踩在脚下的球可能受重力、地面对它的弹力、脚对它的弹力三个力的作用,选项C正确。网中的足球受到弹力是由于网发生了形变,选项D错误。答案:ABD8.为保障市民平安出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施平安检查。如图所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到以恒定速率运动的水平传送带上,使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景。当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后,关于物品受到的摩擦力,下列说法正确的是()A.当物品与传送带相对静止时,物品受到静摩擦力B.由于物品相对于地面是运动的,物品肯定受到滑动摩擦力C.当物品受到摩擦力作用时,物品肯定受到弹力作用D.当物品受到摩擦力作用时,摩擦力方向与物品运动方向相同解析:当物品与传送带相对静止时物体与传送带做匀速直线运动,两者之间没有要发生相对运动的趋势,故物品不受静摩擦力,A错误。推断物体是否受滑动摩擦力,是看与接触面有没有发生相对运动,与物品相对地面的运动状况无关,这里物品相对与之接触的传送带是静止的,故不受滑动摩擦力,B错误。摩擦力存在的条件:①接触面粗糙,②有弹力,③有相对运动或者相对运动趋势,即有弹力不肯定有摩擦力,有摩擦力肯定有弹力,C正确。物品是在摩擦力作用下运动的,该摩擦力对物品来说是动力,故方向与物品运动的方向相同,D正确。答案:CD9.导学号63994077如图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2劲度系数都为k=4×102N/m,悬挂重物的质量分别为m1=2kg、m2=4kg,g取10m/s2,则静止时S1、S2的伸长量x1、x2分别为()A.x1=5cm B.x1=15cmC.x2=10cm D.x2=15cm解析:由kx2=m2g,kx1=(m1+m2)g,代入数据可得x1=15cm,x2=10cm,故选项B、C正确。答案:BC10.导学号63994078木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,A、B和弹簧组成的系统置于水平地面上静止不动,现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,则力F作用后()A.木块A受摩擦力的大小是12.5NB.木块A受摩擦力的大小是8NC.木块B受摩擦力的大小是9ND.木块B受摩擦力的大小是7N解析:未加F时,木块A在水平方向上受弹簧的弹力F1和静摩擦力fA作用,且F1=fA=kx=8N,木块B在水平方向上受弹簧弹力F2和静摩擦力fB作用,且F2=fB=kx=8N;在木块B上施加F=1N向右的拉力后,由于F2+F<μGB,故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小fB'=F2+F=9N,木块A的受力状况不变。答案:BC二、试验题(本题共2小题,共18分)11.导学号63994079(9分)如图所示,甲、乙是测定动摩擦因数常用的两种方案,依据你的阅历和相关学问回答下列问题。(1)用水平力拉木块A或B,为了保证弹簧测力计的读数表示A、B间的滑动摩擦力,下列说法中正确的是。

A.甲图中只要A相对B滑动即可,乙图中A必需做匀速运动B.乙图中只要A相对B滑动即可,甲图中B必需做匀速运动C.若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,则两种状况下两弹簧测力计的读数相同D.若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,则甲图中弹簧测力计的读数较大(2)设木块A和B的质量分别为mA=2kg,mB=4kg,木块A和B间的动摩擦因数μ1=0.2,木块B与地面间的动摩擦因数μ2=0.3,弹簧测力计中弹簧的劲度系数k=100N/m,g取10m/s2。则在甲图中,B匀速运动时,外力FB的大小为N,弹簧测力计中弹簧的伸长量为cm。

解析:(1)题图甲中拉动B时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,只要A相对B滑动即可,题图乙中,A必需做匀速运动,摩擦力才等于拉力,A正确,B错误。若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,滑动摩擦力等于弹簧弹力,由于A对B压力相等,因此滑动摩擦力相等,故弹簧测力计示数相等,C正确,D错误。(2)A、B间滑动摩擦力f1=μ1mAg=4N,B与地面间滑动摩擦力f2=μ2(mA+mB)g=18N。题图甲中,B受f1、f2两个摩擦力作用,且方向均向左,故FB=f1+f2=22N,弹簧测力计弹力F1=f1=4N,由F1=kx1得x1=4cm。答案:(1)AC(2)22412.(9分)某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的试验。(1)在安装刻度尺时,必需使刻度尺保持状态。

(2)他通过试验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0=cm,劲度系数k=N/m。

(3)他又利用本试验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x=cm。

解析:(1)悬挂重物后,弹簧沿竖直方向伸长,要测量弹簧沿竖直方向上的伸长量,刻度尺当然要保持竖直状态。(2)假如以弹簧长度x为横坐标,弹力大小F为纵坐标,作出F-x图像,那么图像与横轴的截距表示弹簧的原长,图线的斜率表示弹簧的劲度系数,所以依据图像可知,该弹簧的原长x0=4cm,劲度系数k=ΔFΔx=50N/m。(3)弹簧的读数表示弹力的大小,即F=3N,所以该弹簧的长度x=x0+答案:(1)竖直(2)450(3)10三、计算题(本题共3小题,共32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)13.(10分)在探讨摩擦力特点的试验中,将木块放在水平长木板上,如图甲所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0起先渐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力的信息,并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的改变图像,如图乙所示。已知木块质量为0.78kg,重力加速度g取10m/s2,求木块与长木板间的动摩擦因数和木块受到的最大静摩擦力。解析:由题图乙可知,木块所受到的滑动摩擦力f=3.12N,最大静摩擦力为4N。木块对木板的压力等于木块受到的重力,即N=mg=0.78×10N=7.8N由f=μN得μ=fN=3.答案:0.44N14.(10分)有两根相同的轻弹簧a和b,劲度系数均为k,现将它们按如图甲所示连接,下挂质量均为m的两个小物体,此时两根轻弹簧总长为l。若将两个物体按图乙所示方法挂在两轻弹簧上,则两根轻弹簧的总长为多少?解析:设轻弹簧的原长为l0,则依据胡克定律可得,按题图甲所示连接时,两轻弹簧的伸长量为Δla1=Δlb1=2mgk,所以有l=2l0+4mgk。按题图乙所示连接时,两轻弹簧的伸长量分别为Δla2=2答案:l-mg15.导学号63994080(12分)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量为m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。(g取10m/s2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长到12cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?(2)若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为多少?(3)若将弹簧拉长到13cm时,物体所受的摩擦力大小为多少?(设最大