2022-2023版高中物理 第三章 相互作用檢測（B）新人教版必修1

2022-2023版高中物理 第三章 相互作用檢測（B）新人教版必修1一、選擇題(本題包含10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個選項中,16題只有一個選項符合題目要求,710題有多個選項符合題目要求,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分)1同時作用在某物體上的兩個方向相反的力,大小分別為8 N和10 N,其中10 N的力在逐步減小到零的過程中,兩個力的合力的大小()A.先減小后增大B.先增大后減小C.一直減小D.一直增大解析:當10 N的力減小到8 N時,這兩力的合力為零,故在10 N的力逐步減小到零的過程中,合力的大小應先減小后增大。答案:A2(2016·全國甲)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O,如圖所示。用FT表示繩OA段拉力的大小,在O點向左移動的過程中()A.F逐漸變大,FT逐漸變大B.F逐漸變大,FT逐漸變小C.F逐漸變小,FT逐漸變大D.F逐漸變小,FT逐漸變小解析:由于是緩慢移動,可認為O點處于平衡狀態(tài),設任意時刻繩子與豎直方向的夾角為,移動過程中增大,如圖所示。將拉力F與重力合成后,合力與繩子拉力等大反向。根據(jù)幾何關(guān)系,可知F=Gtan ,FT=F增大,F和FT都增大。答案:A3木塊A、B分別重50 N和60 N,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2 cm,彈簧的勁度系數(shù)為400 N/m。系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動?，F(xiàn)用F=1 N的水平拉力作用在木塊B上,如圖所示。力F作用后()A.木塊A所受摩擦力大小是12.5 NB.木塊A所受摩擦力大小是11.5 NC.木塊B所受摩擦力大小是9 ND.木塊B所受摩擦力大小是7 N解析: 由題意可得B物體的最大靜摩擦力Fmax=FN=0.25×60 N=15 N,彈簧的彈力F彈=kx=400×0.02 N=8 N,B物體受到向右的合力F合=F彈+F=9 N<Fmax,故B物體仍靜止。由受力平衡可得木塊B受到的摩擦力FfB=F彈+F=9 N,A物體受到的摩擦力FfA=F彈=8 N,故選項C正確,選項A、B、D錯誤。答案:C4如圖所示,設有三個力同時作用在質(zhì)點P上,它們的大小和方向相當于正六邊形的兩條邊和一條對角線,如圖所示,這三個力中最小的力的大小為F,則這三個力的合力大小等于()A.3FB.4FC.5FD.6F解析: 由題意知F1=F2=F,F3=2F。由于F1與F2的夾角為120°,由平行四邊形定則求得F1與F2的合力大小也為F,方向沿F3方向,故三個力的合力大小為3F,選項A正確。答案:A5如圖所示,物體P靜止于固定的斜面上,P的上表面水平?，F(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上,則()A.P向下滑動B.P靜止不動C.P所受的合外力增大D.P與斜面間的靜摩擦力不變解析: 原來P靜止不動,說明重力沿斜面向下的分力小于或等于最大靜摩擦力,即mgsin mgcos ,此式與質(zhì)量無關(guān),把物體Q輕放在P上,把PQ看成一體,相當于P的質(zhì)量變大,P仍能靜止,所受合外力為零,由受力平衡可知,P與斜面間的靜摩擦力Ff=m總gsin 變大。答案:B6如圖所示,在一粗糙水平桌面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B,中間用一原長為l、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接起來,木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為。鉤碼拉著木塊一起在桌面上勻速運動時,兩木塊之間的距離是()A.lC.l解析:以物體A為研究對象,所受彈力與滑動摩擦力相等,F=Ff=m1g,所以彈簧伸長量xlA正確。答案:A7如圖所示,有一重力不計的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止狀態(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到注滿為止,此過程中容器始終保持靜止,則下列說法正確的是()A.容器受到的摩擦力不斷增大B.容器受到的摩擦力不變C.水平力F必須逐漸增大D.容器受到的合力不變解析: 根據(jù)物體受力平衡可知,容器受到的摩擦力等于重力,所以容器受到的摩擦力逐漸增大,即選項A正確,選項B錯誤;容器受到墻面的彈力大小等于水平力F的大小,當F較大,容器與墻面之間的最大靜摩擦力始終大于其重力時,水平力F可能不變,即選項C錯誤;容器始終保持靜止,所以選項D正確。答案:AD8如圖所示,三條繩子的一端都系在細直桿頂端,另一端都固定在水平地面上,將桿豎直緊壓在地面上,若三條繩子長度不同,下列說法正確的有()A.三條繩子中的張力都相等B.桿對地面的壓力大于自身重力C.繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零D.繩子拉力的合力與桿的重力是一對平衡力解析: 對桿受力分析,桿受重力、三條繩子斜向下的拉力、地面的支持力,桿所受向上的支持力與重力和三個拉力的合力是平衡力,所以選項D錯誤;支持力大于重力,由力的相互性知,桿對地面的壓力大于自身重力,故選項B正確;由于桿處于平衡狀態(tài),則桿在水平面內(nèi)的合力也應為零,所以繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零,故選項C正確;三條繩子與水平面的夾角不同,而三條繩子拉力在水平面內(nèi)分量的矢量和為零,所以三條繩子中的拉力不相等,故選項A錯誤。答案:BC9如圖所示,物塊M在靜止的傳送帶上以速度v勻速下滑時,傳送帶突然啟動,方向如圖中箭頭所示。若傳送帶的速度大小也為v,則傳送帶啟動后()A.M靜止在傳送帶上B.M可能沿斜面向上運動C.M受到的摩擦力不變D.M下滑的速度不變解析:由M勻速下滑可知其處于平衡狀態(tài),受重力、摩擦力、支持力,傳送帶啟動以后對M受力情況沒有影響,自然也不會影響其運動狀態(tài),故選項C、D正確。答案:CD10水平地面上物體受重力G和水平作用力F作用而保持靜止,現(xiàn)在使作用力F保持大小不變,方向沿逆時針方向緩緩轉(zhuǎn)過180°,而物體始終保持靜止,如圖所示,則在這個過程中,物體對地面的正壓力FN和地面對物體的摩擦力Ff的變化情況是()A.Ff不變B.Ff先變小后變大C.FN先變小后變大D.FN先變大后變小解析: 當力F由水平轉(zhuǎn)過90°至豎直過程中,角在增大,如圖甲所示,將力F分解為F1、F2,則有Ff=F1=Fcos ,FN=G-F2=G-Fsin ,當增大時,Ff減小,FN減小。當力F由豎直轉(zhuǎn)過90°至水平過程中,如圖乙所示,角在減小,同理可得Ff'=F1'=Fcos ,FN'=G-F2'=G-Fsin ,則Ff'增大,FN'增大。故選項B、C正確。答案:BC二、填空題(本題共2小題,共16分。把答案直接填在橫線上)11(8分)某同學探究彈簧彈力和彈簧伸長的關(guān)系。實驗裝置如圖所示,刻度尺(最小刻度為毫米)的0刻度線與彈簧上端對齊。實驗中,通過改變彈簧下端所懸掛鉤碼的質(zhì)量,改變彈簧彈力,并記錄下此時彈簧長度,進而求得彈簧的勁度系數(shù)k。重力加速度g取10 m/s2。(1)如圖是在彈簧下端懸掛質(zhì)量為350 g鉤碼時實驗裝置的示意圖,此時彈簧的實際長度為 cm。 (2)若已知彈簧原長為7.80 cm,則根據(jù)此次測量的數(shù)據(jù),求得彈簧的勁度系數(shù)k= N/m。(保留2位有效數(shù)字) 解析:(1)彈簧的長度l=14.85 cm。(2)由F=k(l-l0),得kN/m=50 N/m。答案:(1)14.85(2)5012(8分)在“探究求合力的方法”實驗中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和一個彈簧測力計。(1)為完成實驗,某同學另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到的實驗數(shù)據(jù)如下表:彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x/×10-2 m0.741.802.803.724.605.586.42用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k= N/m(結(jié)果保留整數(shù)); (2)某次實驗中,彈簧測力計的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為 N;同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N,畫出這兩個共點力的合力F合; (3)由圖得到F合= N。 解析:(1)作圖時注意橫坐標軸的標度,連線一定是一條過原點的直線,計算k時可取直線上較遠的兩點計算,例如(0.74×10-2,0.50),(6.42×10-2,3.50),kN/m53 N/m。(2)注意估讀,作圖時注意選取標度,都從O點沿力的方向按力的大小作出力的圖示。(3)選取合適的標度,以這兩個力作為平行四邊形的兩條鄰邊,作平行四邊形,畫出對角線。用刻度尺量出平行四邊形對角線的長度,除以標度,得出F合=3.3 N,如圖所示。答案:(1)如圖所示53(說明:±2內(nèi)都可)(2)1.90(說明:有效數(shù)字位數(shù)正確,±0.02內(nèi)都可)見解析圖(3)3.3(說明:±0.2內(nèi)都可)三、計算題(本題共4小題,共44分。解答應寫出必要的文字說明、方程式或演算步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)13(10分)質(zhì)量為2 kg的物體放在水平地面上,物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,現(xiàn)給物體施加一個水平拉力F,物體恰在水平面上勻速運動。若在該物體運動的過程中,突然將拉力F改為大小不變、方向豎直向下的壓力,這時物體受到的摩擦力的大小是多少?(g取10 m/s2)解析: 物體在水平拉力F的作用下勻速運動時F=Ff,而Ff=FN=mg,所以F=0.5×2×10 N=10 N。當F豎直向下時,正壓力FN'=F+mg,即FN'=10 N+2×10 N=30 N。這時滑動摩擦力Ff'=FN'=0.5×30 N=15 N。答案:15 N14(10分)兩物體m0和m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連,如圖所示放置,OA、OB與水平面的夾角分別為30°和60°,m0重20 N,m靜止在水平面上。求:(1)OA繩和OB繩的拉力大小;(2)m受到的摩擦力。解析:(1)結(jié)點O的受力如圖所示。根據(jù)平衡條件,豎直方向上FTAcos 60°+FTBcos 30°-m0g=0水平方向上FTAsin 60°-FTBsin 30°=0解得FTA=10 N,FTB=1N=17.3 N。(2)由于m也處于平衡狀態(tài),故在水平方向上FTB-FTA-Ff=0所以摩擦力大小Ff=FTB-FTA=7.3 N方向水平向左。答案:(1)10 N17.3 N(2)7.3 N方向水平向左15(12分)甲、乙兩人在兩岸用繩拉小船在河流中行駛,如圖所示,已知甲的拉力是200 N,拉力方向與航向夾角為60°,此時乙的拉力大小為20(1)若要使小船能在河流正中間沿直線行駛,乙用力的方向如何?小船受到兩拉力的合力為多大?(2)乙在什么方向時用力最小,此時小船所受甲乙合力多大?(3)當=60°時,F乙多大?解析:(1)取船航向為x軸,與船航向垂直為y軸建立坐標系。如圖所示,將F甲、F乙沿兩坐標軸正交分解,有F甲x=F甲cos 60°=200N=100 N,F甲y=F甲sin 60°=200N=10N,F乙x=F乙cos ,F乙y=-F乙sin 。若使小船在河流正中間行駛,則必須滿足|F乙y|=|F甲y|=10N,即F乙sin =10N,sin 故=30°,F乙x=F乙cos =300 N,小船所受甲乙的合力F合=F甲x+F乙x=100 N+300 N=400 N。(2)當=90°時,F乙有最小值為F乙min=10N,方向為垂直于船的航向,此時兩拉力的合力為F合'=F甲x=100 N。(3)當=60°時,則有F乙sin 60°=F甲sin 60°,則F乙=F甲=200 N。答案:(1)與航向夾角為30°400 N(2)與航向垂直100 N(3)200 N16(12分)質(zhì)量m=15 kg的光滑球A懸空靠在墻和木塊B之間。木塊B的質(zhì)量為m0=150 kg,且靜止在水平地板上,它與球A接觸的斜面與地面的夾角為60°,如圖所示,g取10 m/s2,求:(1)墻和木塊B受到的球的壓力;(2)水平地板所受的壓力和木塊B所受的摩擦力。解析:(1)對小球A受力分析如圖所示。小球A合力為零,得FN1sin 60°=FN2FN1cos 60°=mg解式得FN2=15N,FN1=300 N。墻所受到的壓力為15N,球A對木塊B的壓力為300 N。(2)對木塊受力分析如圖所示。由木塊兩個方向上合力為零得FN1'cos 60°+M0g=FN3FN1'sin 60°=Ff把FN1'=300 N代入可得FN3=1 650 NFf=15N故水平地板所受的壓力為1 650 N。答案:(1)15