2020高中物理第3章相互作用学业质量标准检测新人教版必修1

2020高中物理第3章相互作用学业质量标准检测新人教版必修1

第三章　相互作用 学业质量标准检测 本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。‎ 第Ⅰ卷(选择题　共40分)‎ 一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)‎ ‎1．力是物体间的相互作用。下列有关力的图示及表述错误的是 (　C　)‎ 解析：由于在不同纬度处重力加速度g不同，旅客所受重力不同，故对飞机的压力不同，故A正确。充足气的篮球的球壳对内部气体有压力作用，即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力，故B正确。书对桌子的压力作用在桌子上，箭尾应位于桌面上，故C错误。平地上匀速行驶的汽车，其主动轮受到地面的静摩擦力是前进的动力，地面对其从动轮的摩擦力是阻力，汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进，故D正确。‎ ‎2．(内蒙古包头五中2016～2017学年高一上学期期末)图示为小孩从t＝0时刻起逐渐增加推力推动箱子过程中三个时刻(t1、t2和t3)的漫画图。据此，小王总结出四张箱子与水平地面之间的摩擦力随时间变化的关系图，其中可能正确的是(　C　)‎ 解析：木箱静止的过程中受到的是静摩擦力，其大小随着推力的增大而增大；‎ 11‎ ‎ 当达到最大静摩擦力后物体开始滑动，此时摩擦力变为滑动摩擦力，而滑动摩擦力小于最大静摩擦力，并且滑动摩擦力大小与正压力成正比，压力不变，则滑动摩擦力不变，则可知只有C正确，A、B、D错误，故选C。‎ ‎3．如图所示，欲借助汽车的力量，将光滑凹槽中的铁球缓慢拉出，随着汽车对铁球的作用力越来越大，凹槽对球的弹力(　C　)‎ A．始终水平向左，越来越大 B．始终竖直向上，越来越大 C．斜向左上方，越来越大 D．斜向左上方，大小不变 解析：汽车缓慢拉铁球时，铁球受力如图所示，‎ 所以凹槽对铁球的弹力指向左上方，且FN＝，随汽车拉力的增大而增大，选项C正确。‎ ‎4．射箭是奥运会比赛项目之一，如图甲为选手射箭场景。已知弓的顶部跨度为l，弦均匀且弹性良好，其自由长度为l。发射时弦和箭可等效为图乙的情景，假设弓的跨度保持不变，即箭在弦的正中间，弦夹住类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。已知弦的劲度系数为k，发射箭时弦的最大长度为l (弹性限度内)，则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)(　C　)‎ A．kl B.kl C.kl D．2kl 解析：弦的张力F＝k(l－l)＝kl，由力的合成得弦对箭的合力F′＝2Fcosθ＝‎2F＝kl，故C选项正确。‎ ‎5．图中弹簧秤、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的质量都是 11‎ m，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3，则(　A　)‎ A．F3＝F1>F2　　 B．F1>F2＝F3‎ C．F1＝F2＝F3 D．F3>F1＝F2‎ 解析：根据图可知，甲和丙的弹簧秤读数相等即F1＝F3＝mg，乙图中弹簧秤的读数F2＝mgcos30°＝mg，故有F1＝F3>F2，所以选项A正确。‎ ‎6．(山东省泰安市2017～2018学年高一上学期期末)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，每块的质量为m，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力大小为(　D　)‎ A.mg B.mg C.mg D.mg 解析：取第一块石头为研究对象进行受力分析如图，则FN＝＝mg，故选D。‎ ‎7．(河北省石家庄一中2017～2018学年高一上学期期中)如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N.要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为(　BC　)‎ A．4N B．6N C．10N D．18N 解析：当F1＝4N时，静摩擦力为f＝F2－F1＝6N>4N，物体不能静止，故A错误；当F1＝6N时，静摩擦力为f＝F2－F1＝4N，即达到最大值且方向向左，故B正确；当F1‎ 11‎ ‎＝10N，静摩擦力为f＝F2－F1＝0，故C正确；当F1＝18N时，由于最大静摩擦力为4N，所以4N＜F1－F2＝8N，物体不平衡，将加速向左移动，故D错误。所以BC正确，AD错误。‎ ‎8．(甘肃省兰州一中2016～2017学年高一上学期期末)如图所示，清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，且视为质点。悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则 (　BC　)‎ A．F1＝ B．F2＝Gtanα C．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，但F1与F2的合力不变 D．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则F1减小，F2增大 解析：作出人的受力图如图所示 可得F1＝　F2＝Gtanα 当增加悬绳长度，α减小 F1与F2均减小 F1与F2的合力始终等于重力，综上所述B、C正确。‎ ‎9.(湖北省华中师大附中2016～2017学年高一上学期期中)如图所示，一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中(　BD　)‎ A．水平拉力F是恒力 11‎ B．铁架台对地面的压力一定不变 C．细线的拉力变小 D．地面对铁架台的摩擦力增大 解析：对小球受力分析，受拉力、重力、F，根据平衡条件，有：‎ F＝mgtanθ，‎ T＝，‎ θ逐渐增大则F逐渐增大，T也增大，故A错误，C错误；‎ 以整体为研究对象，根据平衡条件得：Ff＝F，则Ff逐渐增大，‎ FN＝(M＋m)g，FN保持不变，故B正确，D正确，故选B、D。‎ ‎10.如图所示，A、B、C、D四个人做杂技表演，B站在A的肩上，双手拉着C和D，A撑开双手水平支持着C和D。若四个人的质量均为m，他们的臂长相等，重力加速度为g，不计A手掌与C、D身体间的摩擦。则下列结论正确的是(　ABC　)‎ A．A受到地面的支持力为4mg B．B受到A的支持力为3mg C．B受到C的拉力约为mg D．C受到A的推力约为mg 解析：把四人看成整体，分析受力，由二力平衡可知A受到地面支持力为4mg。把BCD看成整体，分析受力，由二力平衡可知B受到A的支持力为3mg。由题图可知，B手臂与竖直方向的夹角大约为30°，设B对C的拉力为F1，A对C的推力为F2，对C分析受力，由受力分析和力的平衡条件可得，F1cos30°＝mg，解得F1＝mg。F1sin30°＝F2，解得F2＝mgtan30°＝mg，故选项ABC正确，D错误。‎ 第Ⅱ卷(非选择题　共60分)‎ 11‎ 二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)‎ ‎11．(5分)(山西省晋商四校2016～2017学年高一上学期期末)如图，把一个弹簧测力计的一端固定在墙上，用另一个弹簧测力计水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时两个测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是__2.60____N。若用弹簧测力计测得物块P重13N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为__木头____。 ‎(A)材料 动摩擦因数 金属—金属 ‎0.10‎ 橡胶—金属 ‎0.50‎ 木头—金属 ‎0.20‎ 皮革—金属 ‎0.28‎ 解析：分析物块P的受力情况可知，物块P受金属板给P的滑动摩擦力Ff，方向向左，受弹簧测力计向右的拉力F，由二力平衡可知，Ff＝F，测力计读数为2.60N，所以Ff＝2.60N；又根据Ff＝μG可得：μ＝＝0.2，从表中对比得知，物块P为木头。‎ ‎12．(6分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。 ‎(1)某次测量如图乙所示，指针示数为__16.00(15.95～16.05)(有效数字位数正确)____cm。‎ ‎(2)在弹性限度内，将‎50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A，B的示数LA和LB如表。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为__12.5(12.2～12.8)____N/m(重力加速度g取‎10m/s2)。由表中数据__能____(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。‎ 钩码数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ LA/cm ‎15.71‎ ‎19.71‎ ‎23.66‎ ‎27.76‎ 11‎ LB/cm ‎29.96‎ ‎35.76‎ ‎41.51‎ ‎47.36‎ 解析：(1)刻度尺读数需要估读到精确位的下一位，由图可知指针示数为‎16.00cm，考虑到误差范围，15.95～16‎.05cm均算对。‎ ‎(2)由胡克定律F＝kΔx，结合表格数据可知弹簧Ⅰ的劲度系数k1＝N/m＝12.5N/m，考虑误差范围情况下12.2～12.8N/m；对于计算弹簧Ⅱ的劲度系数，只需要测出弹簧Ⅱ的形变量，结合两个指针的变化量减去指针A的变化量，就是弹簧Ⅱ的形变量，所以能求出弹簧Ⅱ的劲度系数。‎ ‎13．(7分)(重庆巴蜀中学2017～2018学年高一上学期期中)在“验证力的平行四边形定则”实验中： ‎(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：‎ A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。‎ B．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录__钩码个数(或细线拉力)____、__橡皮筋与细线结点的位置O____、__细线的方向____。‎ C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使__橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合____，记录__钩码个数和对应的细线方向____。‎ ‎(2)如果力的平行四边形定则得到验证，那么图乙中＝______。‎ 解析：(1)根据实验原理可知，图甲中需要记录合力的大小和方向后，画出来的合力是实际值，该实验中根据钩码个数来表示拉力大小，因此需要记录的是：钩码个数(或细线拉力)，橡皮筋与细线结点的位置O，细线的方向；‎ 该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤B中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向。‎ ‎(2)根据O点处于平衡状态，正交分解有：‎ 竖直方向：4mgsinα＋3mgsinβ＝5mg ①‎ 水平方向：4mgcosα＝3mgcosβ ②‎ 联立①②解得：＝。‎ 11‎ 三、论述、计算题(本题共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎14．(9分)(新疆兵团二师华山中学2017～2018学年高一上学期期中)如图所示，质量为‎2kg的物体放在水平地板上，用一原长为‎8cm的轻质弹簧水平拉该物体，当其刚开始运动时，弹簧的长度为‎11cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的长度为‎10.5cm，已知弹簧的劲度系数k＝200N/m。(g均取‎10m/s2)求： ‎(1)物体所受的最大静摩擦力为多大？‎ ‎(2)物体所受的滑动摩擦力为多大？‎ ‎(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少？‎ 答案：(1)6N　(2)5N　(3)0.25‎ 解析：(1)当物体刚开始被拉动时，弹簧的伸长量为Δx1＝‎11cm－‎8cm＝‎3cm，根据胡克定律可得：弹簧的弹力为：F1＝kΔx＝200N/m×‎0.03m＝6N，此时物体所受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力，即Ffmax＝6N。‎ ‎(2)当物体匀速滑动时，弹簧的伸长量为Δx2＝‎10.5cm－‎8cm＝‎2.5cm，根据胡克定律可得：弹簧的弹力为：F2＝kΔx2＝200N/m×‎0.025m＝5N，此时物体所受的滑动摩擦力等于弹簧的弹力，即Ff＝5N。‎ ‎(3)由滑动摩擦力公式可得：Ff＝μFN＝μmg，求得μ＝0.25。‎ ‎15．(10分)薇薇老师课间在办公室玩转健身球，现将薇薇老师的手掌和健身球简化成如图所示的模型。假设每个健身球质量为‎280g，直径d＝‎50mm，手掌围成的圆弧半径R＝‎50cm，此时手掌和健身球均静止，不计摩擦。请你估算此时A球对薇薇老师的正压力为多大(g＝‎10m/s2)？ 答案：2.8N 解析：设一个健身球的质量为m，半径r＝d/2，O点和健身球圆心连线与竖直方向夹角为θ，A球受力如图，则有 11‎ ＝cosθ cosθ＝≈1‎ NA≈mg＝2.8N ‎16．(11分)(湖南省六校联盟2016～2017学年高一上学期期末联考)如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m＝‎0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角。已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M＝‎50kg，且人受的浮力忽略不计(g取10N/kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。求： ‎(1)水平风力的大小；‎ ‎(2)人对地面的压力大小；‎ ‎(3)若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？(要求说明理由)‎ 答案：(1)水平风力的大小12N；‎ ‎(2)人对地面的压力大小为491N；‎ ‎(3)若水平风力增强，人对地面的压力不变。‎ 解析：(1)对氢气球进行受力分析，并分解如图：‎ 由平衡条件列式：‎ 竖直方向：F浮＝mg＋Tsin37°；‎ 水平方向：F风＝Tcos37°；‎ 解得：F风＝12N，T＝15N。‎ ‎(2)对人进行受力分析，并分解如图：‎ 由平衡条件列式：‎ 竖直方向：FN＝Mg－Tsin37°＝500－15×0.6N＝491N；‎ ‎(3)若风力增强，只改变了水平方向的力，视气球及人为一整体可知，竖直方向上的受力情况没改变，人对地面的压力不变。‎ ‎17．(12分)(浙江省9＋1联盟2017～2018学年高一上学期联考)如图所示，质量为m1‎ 11‎ 的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取‎10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：‎ ‎(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？‎ ‎(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？‎ ‎(3)若人的质量m2＝‎60kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？‎ 答案：(1)m‎1g　m‎1g　(2)m‎1g　方向水平向左　(3)‎‎24 kg 解析：(1)以结点O为研究对象，如图，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，将FOA分解，由平衡条件有：‎ FOB－FOAsinθ＝0，FOAcosθ－m‎1g＝0‎ 联立得：FOA＝＝m‎1g FOB＝m1gtanθ＝m‎1g 故轻绳OA、OB受到的拉力分别为m‎1g、m‎1g ‎(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，‎ f＝FOB＝m‎1g　方向水平向左 ‎(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值。‎ 当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值fm＝μm‎2g 11‎ 由平衡条件得：FOBm＝fm 又FOBm＝m1mgtanθ＝m1mg 联立得：m‎1m＝＝＝‎‎24kg 即物体甲的质量m1最大不能超过‎24kg。‎ 11‎