高中物理必修一第三章相互作用单元综合测试（含解析人教版）

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高中物理必修一第三章相互作用单元综合测试（含解析人教版）
(分值：100分　时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共计42分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．下列关于力的说法正确的是(　　)
A．力是物体对物体的作用，所以发生力的作用物体间必须相互接触
B．物体受到的重力是地球施加的，物体只在重心处受到重力作用
C．弹力是发生形变的物体要恢复原状对与它接触的物体所产生的力的作用
D．静摩擦力是静止的物体受到的，滑动摩擦力是运动的物体受到的
【解析】　不接触的物体间也可发生力的作用，如相互靠近的两个磁极之间的磁力作用，A错误；物体各部分均受重力作用，重心是物体所受重力的等效作用点，B错误；由弹力的产生条件可知，C正确；静摩擦力发生在相对静止的物体之间，而物体本身可以是运动的，滑动摩擦力发生在相对滑动的物体之间，受滑动摩擦力的物体可以是静止的，故D错误．
【答案】　C
2．(2012•安庆一中高一检测)如图1所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G＝1 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为(　　)

图1
A．1 N,0　　　　　　　B．0,1 N
C．2 N,1 N D．1 N,1 N
【解析】　弹簧测力计的示数等于钩受到的拉力，与弹簧测力计外壳受力无关，物体平衡时绳对物体的拉力F与物重G是一对平衡力，所以F＝G＝1 N．两弹簧测力计的读数都为1 N，所以D正确．
【答案】　D

图2
3．一铁块m被竖直悬挂的磁性黑板紧紧吸住不动，如图2所示．下列说法错误的是(　　)
A．铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体均是黑板
B. 铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力――互相吸引的磁力和相互作用的弹力
C．磁力和弹力是互相平衡的力
D．磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动
【解析】　铁块共受到四个作用力，其中磁力、弹力和摩擦力由黑板施加，重力由地球施加，A对．水平方向上，铁块与黑板间既有相互作用的磁力，也有相互作用的弹力，B对．铁块静止于黑板上，说明它在水平方向上受到的两个力――磁力和弹力是平衡力，C对．铁块之所以被黑板吸住不动，是因为其重力小于最大静摩擦力，D错 .故符合题意的选项为D.
【答案】　D
4. 已知某力的大小为10 N，则不可能将此力分解为下列哪组力 (　　)
A．3 N,3 N 　　　　　　B．6 N,6 N
C．100 N,100 N D．400 N,400 N
【解析】　合力与分力之间满足平行四边形定则，合力10 N．必须介于两分力的合力的范围内才有可能，但A项中，两力的合力范围为0≤F≤6 N．所以10 N的力不可能分解为两个3 N的力．A不可能，而B、C、D均可能．
【答案】　A
5．(2012•广东高考)如图3所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为(　　)

图3
A．G和G B.22G和22G
C.12G和32G D.12G和12G
【解析】　根据对称性知两绳拉力大小相等，设为F，日光灯处于平衡状态，由2Fcos 45°＝G，解得F＝22G，B项正确．
【答案】　B

图4
6．(2012•昆明八中高一检测)如图4所示，在《探究求合力的方法》这一实验中，两弹簧秤现在的夹角为90°，使b弹簧秤从图示位置开始沿箭头方向缓慢转动，在这过程中，保持O点的位置和a弹簧秤的拉伸方向不变，则在整个过程中，关于a、b两弹簧秤示数的变化情况是(　　)
A．a示数增大，b示数减小
B．a示数减小，b示数增大
C．a示数减小，b示数先增大后减小
D．a示数减小，b示数先减小后增大

【解析】　保持O点的位置不变，即保持合力不变．a弹簧秤的拉伸方向不变，即保持a弹簧秤的拉力方向不变．因两弹簧秤的初始夹角为90°，根据矢量合成的三角形定则可知，使b弹簧秤从图示位置开始沿箭头方向缓慢转动时，a的示数减小，b的示数增大，答案B正确．
【答案】　B
7．(2013•重庆一中高一期末)如图5所示，ABCDEF为一个正六边形，现以A为顶点向其它各定点作矢量线段，并用它们依次表示F1…F5等各力，若其中F3的大小恰为5 N，那么这五个力的合力为多大，方向如何？(　　)

图5
A．15 N与F3同向
B．30 N与F3同向
C．15 N与F1同向
D．30 N与F2同向
【解析】　根据正六边形的几何特点，若以F1、F4为邻边作平行四边形，则AD即为对角线，同理F2，F5为邻边作平行四边形，对角线也是AD，所以，F1、F2、F3、F4、F5的合力为3F3＝15 N，方向与F3同向．A对．
【答案】　A
二、非选择题(本大题共5个小题，共58分．计算题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)
8．(8分)(2013•海口高一期末)(1)在验证力的平行四边形法则的实验中，有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：
①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F1与F2；
②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向(即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F′和细线的方向；
以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是：
在①中_______________________________________________________；
在②中________________________________________________________．
(2)由实验测得弹簧的弹力F与弹簧的长度l的关系如图6所示，则弹簧的原长为__________cm，劲度系数为________N/m.

图6
【解析】　(2)当力为零时，弹簧为原长，故l0＝20 cm；F⊥l图象中斜率表示劲度系数k，则有k＝ΔFΔl＝30020×10－2 N/m＝1 500 N/m.
【答案】　(1)还应记下F1和F2的方向．②应让橡皮条伸长到0点
(2)20　1 500

图7
9．(12分)(2013•厦门高一期末)如图7所示，用一轻弹簧竖直悬挂物体，现用力F＝10.5 N竖直向下拉物体，使物体处于静止状态，弹簧由原长5 cm伸长到7.2 cm.若将力F改为竖直向上拉物体，大小不变，物体仍处于静止状态，弹簧由原长缩短到3 cm.求：物体的质量和弹簧的劲度系数．(g＝10 m/s2)
【解析】　物体两种情况均处于平衡状态，根据胡克定律有F＋mg＝k(l1－l0)
F＝mg＋k(l0－l2)
解方程组得
k＝500 N/m
m＝0.05 kg.
【答案】　0.05 kg　500 N/m

图8
10．(12分)如图8所示，一质量为2 kg的物体夹在两木板之间，物体左右两侧面与两块木板间的动摩擦因数相同．若把该物从上面匀速抽出，需50 N的力．若把它从下面匀速抽出，则需多大的力．(设两木板对物体的压力不变)
【解析】　当向上匀速抽出时，拉力应等于重力和摩擦力之和，即 F1＝mg＋f①
向下抽出时，摩擦力向上大小不变，此时，拉力与重力之和等于摩擦力，即F2＋mg＝f②
代入数据解①②得F2＝10 N.
【答案】　10 N
11．(12分)质量为2 kg的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体加一个水平拉力F，物体恰在水平面上匀速运动，若在该物体运动的过程中，突然将拉力F改为大小不变，方向竖直向下的压力，这时物体受到的摩擦力的大小是多少？(取g＝10 N/kg)
【解析】　物体在水平拉力F的作用下匀速运动时
F＝Ff，而Ff＝μFN＝μmg，
所以F＝0.5×2×10 N＝10 N.
当F竖直向下时，正压力
F′＝F＋mg，
即F′＝10 N＋2×10 N＝30 N.
这时滑动摩擦力
Ff′＝μF′＝0.5×30 N＝15 N.
【答案】　15 N

图9
12．(14分)(2012•大庆一中高一检测)如图9所示，放在长木板上的木块质量为m，当木板与水平方向夹角为α时，木块静止在长木板上．
(1)此时木块所受的弹力和摩擦力各多大？
(2)当把长木板的倾角增大到θ(θ>α)时，木块刚好沿长木板匀速下滑，木块和长木板之间的动摩擦因数为多少？
【解析】　(1)木块受力情况如图所示，根据重力的作用效果把重力分解为F1、F2.由静止时二力平衡可得
FN＝F2＝mgcos α，
Ff＝F1＝mgsin α.

(2)当倾角增大到θ时，木块刚好匀速下滑，木块受力情况仍如图所示．由二力平衡可知Ff′＝F1′＝mgsin θ，
FN′＝F2′＝mgcos θ，
由Ff′＝μFN′得μ＝mgsin θmgcos θ＝tan θ.
【答案】　(1)mgcos α　mgsin α　(2)tan θ