2022-2023版高中物理 第三章 相互作用檢測（B）新人教版必修1

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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(gè)選項(xiàng)中,1~6題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,7~10題有多個(gè)選項(xiàng)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(cuò)或不答的得0分) 1同時(shí)作用在某物體上的兩個(gè)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(gè)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(dāng)10 N的力減小到8 N時(shí),這兩力的合力為零,故在10 N的力逐步

2、減小到零的過程中,合力的大小應(yīng)先減小后增大。 答案:A 2 (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(dòng)繩的中點(diǎn)O,如圖所示。用FT表示繩OA段拉力的大小,在O點(diǎn)向左移動(dòng)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(dòng),可認(rèn)為O點(diǎn)處于平衡狀態(tài),設(shè)任意時(shí)刻繩子與豎直方向的夾角為θ,移動(dòng)過程中θ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 θ,FT=Fθ增大,F和FT都增

3、大。 答案:A 3木塊A、B分別重50 N和60 N,它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)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(dòng)?，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 N B.木塊A所受摩擦力大小是11.5 N C.木塊B所受摩擦力大小是9 N D.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=μFN=0.25×60 N=15 N,彈簧的彈力F彈=kx=400×0.02 N=8 N

4、,B物體受到向右的合力F合=F彈+F=9 N

5、,選項(xiàng)A正確。 答案:A 5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(dòng) B.P靜止不動(dòng) 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(dòng),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 θ≤μmgcos θ,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(dāng)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 θ變大。 答案:B 6如圖所示,在一粗糙水平桌面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B,中間用一原長為

6、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(dòng)摩擦因數(shù)為μ。鉤碼拉著木塊一起在桌面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),兩木塊之間的距離是(　　) A.l C.l 解析:以物體A為研究對象,所受彈力與滑動(dòng)摩擦力相等,F=Ff=μm1g,所以彈簧伸長量xlA正確。 答案:A 7如圖所示,有一重力不計(jì)的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(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

7、于重力,所以容器受到的摩擦力逐漸增大,即選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;容器受到墻面的彈力大小等于水平力F的大小,當(dāng)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(shí),水平力F可能不變,即選項(xiàng)C錯(cuò)誤;容器始終保持靜止,所以選項(xiàng)D正確。 答案:AD 8如圖所示,三條繩子的一端都系在細(xì)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

8、支持力,桿所受向上的支持力與重力和三個(gè)拉力的合力是平衡力,所以選項(xiàng)D錯(cuò)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(xiàng)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(yīng)為零,所以繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零,故選項(xiàng)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(xiàng)A錯(cuò)誤。 答案:BC 9如圖所示,物塊M在靜止的傳送帶上以速度v勻速下滑時(shí),傳送帶突然啟動(dòng),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(dòng)后(　　) A.M靜止在傳送帶上 B.M可能沿斜面向上運(yùn)動(dòng) C.M受到的摩擦力不變

9、 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(dòng)以后對M受力情況沒有影響,自然也不會(huì)影響其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故選項(xiàng)C、D正確。 答案:CD 10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(shí)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(gè)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(dāng)力F由水平轉(zhuǎn)過90°至豎直過程中,α角在增大,如圖甲所示,將力F分解為F1、F2

10、,則有Ff=F1=Fcos α,FN=G-F2=G-Fsin α,當(dāng)α增大時(shí),Ff減小,FN減小。 當(dāng)力F由豎直轉(zhuǎn)過90°至水平過程中,如圖乙所示,β角在減小,同理可得Ff'=F1'=Fcos β,FN'=G-F2'=G-Fsin β,則Ff'增大,FN'增大。故選項(xiàng)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(xué)探究彈簧彈力和彈簧伸長的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)彈簧長度,進(jìn)而求得彈簧的勁度系數(shù)k。重力加速度

11、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(shí)實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,此時(shí)彈簧的實(shí)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)50 12(8分)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一個(gè)彈簧測力計(jì)。 (1)為完成實(shí)驗(yàn),某同學(xué)另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表: 彈力F/N

12、 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸長量x/×10-2 m 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 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(shí)驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為　　　　 N;同時(shí)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(gè)共點(diǎn)力的合力F合;? (3)由圖得到F合=　　　　 N。? 解析:(1)作圖時(shí)注意橫坐標(biāo)軸的標(biāo)度,連線一定是一條過原點(diǎn)的直線,計(jì)算k時(shí)可取直線上較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)計(jì)算,例如(0.74×1

13、0-2,0.50),(6.42×10-2,3.50),kN/m≈53 N/m。 (2)注意估讀,作圖時(shí)注意選取標(biāo)度,都從O點(diǎn)沿力的方向按力的大小作出力的圖示。 (3)選取合適的標(biāo)度,以這兩個(gè)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(biāo)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(jì)算題(本題共4小題,共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式或演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)

14、 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(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,現(xiàn)給物體施加一個(gè)水平拉力F,物體恰在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)。若在該物體運(yùn)動(dòng)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(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)F=Ff,而Ff=μFN=μmg,所以F=0.5×2×10 N=10 N。當(dāng)F豎直向下時(shí),正壓力FN'=F+mg,即FN'=10 N+2×10 N=30 N。這時(shí)滑動(dòng)摩擦力Ff'=μFN'=0.5×30 N=15 N。 答案:15 N 14(10分)兩物體m0和m用跨過光滑

15、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(diǎn)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 N　17.3

16、 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(shí)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(shí)用力最小,此時(shí)小船所受甲乙合力多大? (3)當(dāng)θ=60°時(shí),F乙多大? 解析: (1)取船航向?yàn)閤軸,與船航向垂直為y軸建立坐標(biāo)系。如圖所示,將F甲、F乙沿兩坐標(biāo)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

17、=F乙cos θ, F乙y=-F乙sin θ。 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 θ=10N,sin θ 故θ=30°,F乙x=F乙cos θ=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(dāng)θ=90°時(shí),F乙有最小值為F乙min=10N,方向?yàn)榇怪庇诖暮较?此時(shí)兩拉力的合力為F合'=F甲x=100 N。 (3)當(dāng)θ=60°時(shí),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

18、)200 N 16(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°=FN2 ① FN1cos 60°=mg ② 解①②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(gè)方向上合力為零得 FN1'cos 60°+M0g=FN3 ③ FN1'sin 60°=Ff④ 把FN1'=300 N代入③④可得 FN3=1 650 N Ff=15N 故水平地板所受的壓力為1 650 N。 答案:(1)15