人教版高中物理精讲精练-必修1第三章《相互作用-力》培优卷解析版

第三章《相互作用-力》单元基础与培优巩固达标检测卷(培优卷）一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。一、单选题1．下列说法正确的是()A．木块放在桌面上受到向上的支持力，这是由于木块发生微小形变而产生的B．压弹簧时，弹簧的弹力总跟压缩量成正比C．压力和支持力的方向总是垂直接触面指向受力物体．D．细绳、轻杆上产生的弹力方向总是在沿着绳、杆的直线上【答案】C【详解】A．木块放在桌面上受到向上的支持力是由于桌面发生形变而产生的，故A错误；B．压弹簧时，在不超过弹簧弹性限度的时候，弹簧的弹力总跟压缩量成正比，选项B错误；C．支持力和压力的方向总是垂直接触面指向受力物体，故C正确；D．轻杆上的弹力可以沿任意方向，而绳子上的弹力是沿绳的直线方向上；故D错误。故选C。2．如图所示是东北某地爷孙俩在水平的雪地里玩耍时狗拉雪橇的图片，忽略摩擦力以外的其他阻力，以下说法正确的是（）

A．狗拉雪橇匀速前进时，雪橇的运动速度越大，狗拉雪橇的力也越大B．如果摩擦力可忽略不计，没有狗的拉力，雪橇也能做匀速度直线运动C．狗拉雪橇做加速运动时，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力D．狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对平衡力，大小始终相等【答案】B【详解】A．狗拉雪橇匀速前进时，狗拉雪橇的力等于雪橇所受的滑动摩擦力，跟雪橇的运动速度大小无关，故A错误；B．如果摩擦力可忽略不计，没有狗的拉力，雪橇由于惯性也能做匀速度直线运动，故B正确；CD．狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对相互作用力，大小总是相等，故CD错误。故选B。3．如图为倾斜式停车设备，汽车开上水平托架后，托架能自动升起挡板，并缓慢倾斜至一定角度，则下列说法正确的是（）A．托架倾斜过程中汽车有相对托架向上滑动的趋势B．挡板对汽车的支持力与托架对汽车的摩擦力方向相反C．托架倾斜过程中托架对汽车的支持力方向不断变化D．托架受到的压力是由于托架发生形变产生的【答案】C【详解】A．托架倾斜过程中汽车有相对托架向下滑动的趋势，故A错误；B．挡板对汽车的支持力平行斜面向上，根据A选项分析可知托架对汽车的摩擦力平行斜面向上，两个力的方向相同，故B错误；C．托架倾斜过程中托架对汽车的支持力始终垂直斜面向上，托架倾斜过程中托架对汽车的支持力方向不断变化，故C正确；D．由弹力产生的条件可知托架受到的压力是由于汽车发生形变产生的，故D错误。故选C。4．已知两个共点力的合力大小为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为25N，则（）A．F1的大小有两个可能值 B．F2的方向是唯一的C．F2有两个可能的方向 D．F2可取任意方向【答案】B【详解】已知一个分力F1有确定的方向，与F成30°夹角，知另一个分力F2的最小值为Fsin30°=25N则当分力F2的大小为25N时，F1的大小为且是唯一的，F2的方向与F1垂直，是唯一的。故选B。5．如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用长为l的轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳与墙的夹角为θ，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则下列说法正确的是（

）

A． B．C．减小绳长l，墙壁的支持力FN变大 D．减小绳长l，轻绳的拉力FT变小【答案】C【详解】AB．足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图根据几何知识得,悬绳对球的拉力墙壁对足球的支持力故AB错误；CD．减小绳长l，角增大，减小，悬绳的拉力增大；增大，墙壁对足球的支持力增大，故C正确，D错误。故选C。6．如图所示，水平桌面上平放有张卡片，每一张卡片的质量均为用一手指以竖直向下的力压第张卡片，并以一定速度向右移动手指，确保第张卡片与第张卡片之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第张卡片之间的动摩擦因数为，卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为，且有，则下列说法正确的是

（）

A．任意两张卡片之间均可能发生相对滑动B．上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左C．第张卡片受到手指的摩擦力向左D．最后一张卡片受到水平桌面的摩擦力向右【答案】B【详解】A．对第张卡片受力分析，它对第张卡片的压力等于上面两张卡片的重力及手指的压力，最大静摩擦力为而受到的第张卡片的滑动摩擦力为则第张卡片与第张卡片之间不发生相对滑动。同理，第张与第张卡片也不发生相对滑动，故A错误B．根据题意，因上一张卡片相对下一张卡片向右滑动或有向右滑动的趋势，因此上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左，故B正确C．第张卡片受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同，即受到手指的摩擦力向右，故C错误D．对第张卡片外的张卡片研究，水平方向受到第张卡片向右的滑动摩擦力，可知最后一张卡片受到桌面的摩擦力方向向左，故D错误。故选B。7．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ.下列说法正确的是()A．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大B．当m一定时，θ越大，轻杆受力越大C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大D．当θ一定时，M越大，可悬挂重物C的质量m越大【答案】D【详解】A.对A、B、C整体分析可知，对地面压力为FN＝(2M＋m)g，与θ无关，故A错误；B.将C的重力按照作用效果分解，如图所示：根据平行四边形定则，有故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，故B错误；C.对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件，有与M无关，故C错误；D.当θ一定时，M越大，M与地面间的最大静摩擦力越大，则可悬挂重物C的质量m越大，故D正确．8．如图甲的玩具吊车，其简化结构如图乙所示，杆AB固定于平台上且不可转动，其B端固定一光滑定滑轮；轻杆CD用较链连接于平台，可绕C端自由转动，其D端连接两条轻绳，一条轻绳绕过滑轮后悬挂一质量为m的重物，另一轻绳缠绕于电动机转轴O上，通过电动机的牵引控制重物的起落。某次吊车将重物吊起至一定高度后保持静止，此时各段轻绳与杆之间的夹角如图乙所示，其中两杆处于同一竖直面内，OD绳沿竖直方向，γ=37°，θ=90°，重力加速度大小为g，则（

）

A．α一定等于βB．AB杆受到绳子的作用力大小为C．CD杆受到绳子的作用力方向沿∠ODB的角平分线方向，大小为mgD．当启动电动机使重物缓慢下降时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大【答案】D【详解】A．杆AB固定于平台，杆力不一定沿杆，同一条绳的力大小相等，其合力一定在其角平分线上，由于杆力不一定沿杆，所以α不一定等于β，故A错误；B．如图所示

两个力所作力的平行四边形为菱形，根据平衡条件可得根据几何关系可得对角线为，则AB杆受到绳子的作用力大小为故B错误；C．根据题意D端连接两条轻绳，两条轻绳的力不一定大小相等，且杆为铰链连接，为“活”杆，杆力沿着杆的方向，水平方向，根据解得故C错误；D．当启动电动机使重物缓慢下降时，即不变，变小，根据可知变大，故D正确。故选D。二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．质量为m的物体靠在粗糙竖直的墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是（）

A．若物体沿墙壁向下运动，则墙壁对物体的摩擦力大小一定为μmgB．若物体静止，当F增大时，物体受到的静摩擦力仍不变C．若物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则撤去F后，物体受到的滑动摩擦力大小等于μmgD．若撤去F，物体沿墙壁下滑时，物体不受滑动摩擦力的作用【答案】BD【详解】A．当物体沿墙壁向下运动时，墙壁对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小为不一定等于μmg，A错误；B．若物体静止，当F增大时，物体受到的静摩擦力一直与物体的重力平衡，方向一直竖直向上，B正确；CD．若物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则撤去F后，物体沿墙壁下滑时，竖直墙面对物体没有弹力，则竖直墙面对物体没有滑动摩擦力，D正确，C错误。故选BD。10．某同学在学校卫生大扫除中用拖把拖地，沿拖杆方向对拖把施加推力F，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为，且拖把刚好做匀速直线运动，则（）A．拖把头所受地面的摩擦力大小为B．地面对拖把头的作用力方向与水平向左方向的夹角大于C．同学对拖杆的作用力与拖杆对拖把头的作用力是一对作用力与反作用力D．保持力F的大小不变，减小夹角，地面对拖把头的支持力变小【答案】BD【详解】A．根据受力平衡可知，拖把头所受地面的摩擦力大小为故A错误；B．设地面对拖把头的作用力方向与水平向左方向的夹角为，拖把头的质量为，地面对拖把头的支持力为则有可知地面对拖把头的作用力方向与水平向左方向的夹角大于，故B正确；C．同学对拖杆的作用力与拖杆对拖把头的作用力不是一对作用力与反作用力，故C错误；D．保持力F的大小不变，减小夹角，根据可知地面对拖把头的支持力变小，故D正确。故选BD。11．明朝谢肇制的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力，则（）

A．若F一定，θ大时大 B．若F一定，θ小时大C．若θ一定，F大时大 D．若θ一定，F小时大【答案】BC【详解】如图所示

把力F分解在垂直于木楔两侧的方向上，根据力的作用效果可知则若F一定，θ小时大；若θ一定，F大时大。故选BC。12．如图，倾角为30°的斜面体放置于粗糙水平地面上，物块A通过跨过光滑定滑轮的柔软轻绳与小球B连接，O点为轻绳与定滑轮的接触点．初始时，小球B在水平向右的拉力F作用下，使轻绳OB段与水平拉力F的夹角θ＝120°，整个系统处于静止状态．现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角θ不变，从初始到轻绳OB段水平的过程中，斜面体与物块A均保持静止不动，则在此过程中（）

A．拉力F逐渐增大B．轻绳上的张力先增大后减小C．地面对斜面体的支持力逐渐增大D．地面对斜面体的摩擦力先增大后减小【答案】AD【详解】AB．小球B受重力mg、轻绳OB的拉力FT和拉力F，由题意可知，三个力的合力始终为零，矢量三角形如图所示

在FT转至水平的过程中，轻绳OB的拉力FT逐渐减小，拉力F逐渐增大，故A正确，B错误；CD．整体（含斜面体，物块A和小球B）受向下的重力、向上的支持力、向左的摩擦力以及拉力四个力的作用，根据对小球的受力分析可知，拉力F的竖直方向分力逐渐增大，水平方向分力先增大后减小，所以地面对斜面体的支持力逐渐减小，地面对斜面体的摩擦力先增大后减小，故C错误，D正确。故选AD。三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。13．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）如果没有操作失误，图乙中的F与��′两力中，方向一定沿AO方向的是。（2）本实验采用的科学方法是。A．理想实验法

B．等效替代法C．控制变量法

D．建立物理模型法（3）在实验操作过程中，其中对减小实验误差有益的说法是()A．两细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤拉力的夹角必须为90°；【答案】F′BBC【详解】(1)[1]由于F是根据平行四边形定则所作出的，所以图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′；(2)[2]本实验采用的主要科学方法是等效替代法；故选B。(3)[3]A．两细绳可以不等长，因为绳子的长短不影响力的大小和方向的表示，故Ａ错误；B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；C．两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，故C正确；D．两绳之间的夹角不能太大，也不能太小，不需要垂直，故D错误。故选BC。14．某同学做“验证平行四边形定则”实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。（1）实验记录纸如图乙所示，两弹簧测力计共同作用时，O点为结点的位置，拉力和的方向分别过和点，一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力的方向过点。力的大小如弹簧测力计所示，（已知，）。（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中正确的是A．两根细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．同一次实验中只要橡皮筋的伸长量相同，结点O点的位置可以变动D．橡皮条应该与两绳夹角的角平分线在同一直线上（3）请在答题纸上作出和的合力（标度已给出），并求出合力N。【答案】2.92B见解析4.30【详解】（1）[1]由图知1N的力之间有10小格，因此一个小格代表，所以弹簧测力计的示数为（皆可）。（2）[2]A．通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；B．测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；C．本实验采用“等效法”，为了使两次拉伸橡皮条的效果相同，要求两次拉橡皮条时必须将其结点拉至同一个位置，结点O的位置不可以变动，故C错误；D．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上，故D错误。故选B。（3）[3]根据平行四边形定则先作出与的合力，如图所示（4）[4]由图得、的合力大小（皆可）。四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。15．如图所示，水平面上有两个可视为质点的物块1和2，中间用一轻弹簧连接起来，当1和2间距为时，2所受弹簧弹力为向左的；当1和2间距为时，1所受弹簧弹力为向左的；（弹簧始终处于弹性限度内，测量时物体均处于静止状态）（1）求物块1不受弹簧弹力时，1和2间距应为多少？（2）若物块1重，物块2重，两物块与地面之间的动摩擦因数均为0.5，则二者之间的最大间距应为多少？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】（1）8cm；（2）33cm【详解】（1）根据胡克定律得：当1和2间距为15cm时，有当1和2间距为5cm时，有两式相除得代入得解得（2）弹簧的劲度系数为物块1、物块2的最大静摩擦力为，故两物块最大距离时物块1拉力恰好等于最大静摩擦力解得16．科学地佩戴口罩，对于奥密克戎、流感等呼吸道传染病具有预防作用。如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图，一侧的口罩带是由直线AB、弧线BCD和直线DE组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为k=200N/m的弹性轻绳，在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了2.5cm。此时AB段与水平方向的夹角为37°，DE段与水平方向的夹角为53°，弹性绳涉及到的受力均在同一平面内，不计摩擦，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求耳朵受到口罩带的作用力。

【答案】，方向与x轴负（水平）方向成45°角【详解】由胡克定律设耳朵分别受到AB、ED段口罩带的拉力为FAB、FED，则有FAB=FED=5N水平方向合力竖直方向合力所以耳朵受到口罩带的作用力方向与x轴负（水平）方向成45°角。

17．如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB=30°，g取10m/s2，求：（1）轻绳AC段的张力FAC的大小；（2）横梁BC对C端的支持力大小及方向。（3）若图中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在竖直墙上，如图乙所示，请在图中画出C点的受力分析图。

【答案】（1）100N；（2）100N，方向和水平方向成30°角斜向右上方；（3）见解析【详解】（1）物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力，取C点为研究对象，进行受力分析，如图所示

图1中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力为（2）根据C点的受力分析，由几何关系得横梁BC对C端的支持力大小为方向和水平方向成30°角斜向右上方。（3）若图中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在竖直墙上，则C点的受力分析如图所示

18．如图所示，三段不可伸长的轻绳OA、OB、OC共同悬挂一质量为m1=0.6kg的甲物体，地面上有一倾角=