2021年人教版（新教材）物理必修第一册 第三章 相互作用——力 章末自测卷（含答案）

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1、第三章第三章 相互作用相互作用力力 章末自测卷章末自测卷 (时间：45 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。其中 16 题为单项选择题，78 题为多 项选择题。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，错选和不选的得 0 分) 1.胡克定律是英国科学家胡克于 1678 年发现的。实际上早于他 1500 年前，我国东汉时期的经 学家和教育家郑玄就提出了与胡克定律类似的观点， 他在为“量其力， 有三钧”作注解时写到： “假令弓力胜三石，引之中三尺，驰其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺。”郑玄的观 点表明，在弹性限度内( ) A.弓的弹力与弓

2、的形变量成正比 B.弓的弹力与弓的形变量成反比 C.弓的弹力与弓的长度成正比 D.弓的弹力与弓的长度成反比 答案 A 解析 “每加物一石，则张一尺”说明每增加一石物体的重力，则再张开一尺，揭示了弓的弹 力和形变量成正比关系，故 A 正确，B 错误；“每加物一石，则张一尺”指的是弓的形变量 而非弓的长度，故 C、D 错误。 2.用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针下 轻放一个小纸团，它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢 增大。下列说法正确的是( ) A.木块开始运动前，摩擦力可以用公式 FfFN计算 B.该实验装置可以记录最

3、大静摩擦力的大小 C.木块开始运动前，拉力小于摩擦力 D.当拉力达到某一数值时木块开始移动，运动过程中木块受到的摩擦力会越来越大 答案 B 解析 由题意可知，开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，不可以用公式 FfFN计算，根 据平衡条件可知摩擦力大小始终等于拉力，故摩擦力大小随拉力的增大而增大；而当拉力达到 某一值时，木块开始滑动，此时说明木块恰好达到最大静摩擦力；而由于滑动摩擦力要略小于 最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，运动过程中木块受到的摩擦力保持不变，根据纸 团的位置即可记录下最大静摩擦力，故 B 正确，A、C、D 错误。 3.(2021 1 月浙江选考)如图所示，电动遥控小车放

4、在水平长木板上面，当它在长木板上水平向 左加速运动时，长木板保持静止，此时( ) A.小车只受重力、支持力作用 B.木板对小车的作用力方向水平向左 C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力 D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等 答案 D 解析 小车在木板上水平向左加速运动时，受重力、支持力、水平向左的摩擦力，而木板对小 车的作用力是支持力与摩擦力的合力，方向指向左上方，并不是水平向左，故 A、B 错误；根 据牛顿第三定律，木板对小车的作用力与小车对木板的作用力一定大小相等，方向相反，故 C 错误，D 正确。 4.(2020 浙江效实中学高二期中)如图所示，高空走钢丝的表演

5、中，若表演者走到钢丝中点时， 使原来水平的钢丝下垂与水平面成 角，此时钢丝上的弹力应是表演者和平衡杆重力的( ) A.1 2 B.1 2cos C. 1 2sin D.1 2tan 答案 C 解析 以表演者和杆整体为研究对象，分析受力情况，如图所示，根据平衡条件，两绳子合力 与重力等大反向，有 2Fsin mg，解得 F mg 2sin ，钢丝上的弹力应是表演者和平衡杆重力的 1 2sin ，故 C 正确，A、B、D 错误。 5.(2020 湖北巴东一中高一月考)有两个大小恒定的共点力， 它们的合力大小 F 与两力之间夹角 的关系如图所示，则这两个力的大小分别是( ) A.6 N 和 3 N

6、B.9 N 和 3 N C.9 N 和 6 N D.12 N 和 6 N 答案 B 解析 设两个力大小分别为 F1、F2，由图得到当两力夹角为 0 时，F1F212 N；当两力夹 角为 180 时，F1F26 N，联立解得 F19 N，F23 N，故 B 正确，A、C、D 错误。 6.如图所示，物体 A 放在物体 B 上，物体 B 为一个斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B 均静止不动，则物体 B 的受力个数为( ) A.2 B.3 C.4 D.5 答案 C 解析 物块 A 静止时，对 A 进行受力分析可知，A 受到重力、斜面的支持力和摩擦力；对物块 和斜面体整体进行受力分析，受到重力、支持

7、力，假设地面对整体有摩擦力，则斜面不能保持 静止。对 B 进行受力分析可知，B 受到重力、地面的支持力、A 对 B 的压力和摩擦力，共 4 个 力的作用。故 C 正确，A、B、D 错误。 7.(2020 云南玉溪一中月考)如图所示， 物体在水平力F作用下压在竖直墙上静止不动， 则( ) A.物体所受摩擦力的平衡力是重力 B.力 F 就是物体对墙的压力 C.力 F 的反作用力是墙壁对物体的支持力 D.墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力 答案 AD 解析 竖直方向，物体的重力与墙面对物体的摩擦力是一对平衡力，则物体所受摩擦力的平衡 力是重力， 选项 A 正确； 力 F 大小等于物体对墙的

8、压力， 但不能说“就是物体对墙的压力”， 选项 B 错误；物体对墙壁的压力的反作用力是墙壁对物体的支持力，选项 C 错误；墙壁对物 体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力，选项 D 正确。 8.一根长为 L 的易断的均匀细绳，两端固定在水平天花板上的 A、B 两点。若在细绳的 C 处用 细线系一重物，已知 ACCB，如图所示，则下列说法中正确的是( ) A.增加重物的质量，BC 段先断 B.增加重物的质量，AC 段先断 C.将 A 端往左移比往右移时绳子容易断 D.将 A 端往右移比往左移时绳子容易断 答案 AC 解析 对 C 点进行受力分析，如图所示。由于 C 点处于平衡状态，对 AC、BC

9、两绳的拉力合 成得到合力 F，根据平衡条件得 FFCG，由于 ACBC，据几何关系得出 ，FBFA，增 加重物的质量时，BC 先断，故 A 正确，B 错误；将 A 端往左移，根据几何关系得两绳夹角变 大；根据平衡条件得两绳的合力不变，由于两绳夹角变大，所以两绳的拉力都变大，绳子容易 断， 故 C 正确； A 端向右移， 根据几何关系得两绳夹角变小， 根据平衡条件得两绳的合力不变， 由于两绳夹角变小，所以两绳的拉力都变小，故 D 错误。 二、实验题(本题共 2 小题，共 20 分) 9.(10 分)(2020 广州市第五中学期中)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中。 (1)某同学先把弹簧放在水

10、平桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长为 L0，再把弹簧竖 直悬挂起来， 然后用钩码挂在弹簧下端， 测出弹簧的长度为 L， 把 LL0作为弹簧的伸长量 x1， 改变钩码个数重复操作。由于弹簧自身重力的影响，最后作出的 Fx 图像，可能是下图中的 _。 (2)为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。 实验测出了砝码质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据，其对应点已在图上标出。 请在图中作出 ml 的关系图线。 弹簧的劲度系数为_N/m(结果保留 3 位有效数字)。 答案 (1)C (2)见解析图 0.2480.262 解析 (1)由于弹簧自身重力的影响，在

11、不施加外力，把弹簧竖直悬挂起来时，弹簧有一定的 伸长量 x0，根据公式 Fk(xx0)可知图像是一条倾斜的直线，则可能为 C 图，故 C 正确。 (2)用描点作出 ml 的关系图线，如图，在图线上选取相距较远的两点，读出坐标为(19.0 cm， 2.75 g)，(9.5 cm，0.25 g)，图线的斜率 k斜m l 0.026 3 kg/m 由胡克定律 Fkx 得劲度系数 kF x mg l gk斜9.80.026 3 N/m0.258 N/m。 10.(10 分)以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程。 (1)首先进行如下操作： 如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长

12、度为 GE； 如图乙，通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环在拉力 F1、F2的共同作用下，位于 O 点，橡皮条伸长的长度为 EO； 撤去 F1、F2，改用一个力 F 单独拉住小圆环，仍使其位于 O 点，如图丙。 同学们发现，力 F 单独作用，与 F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由 于两次橡皮条伸长的长度相同，即_，所以 F 等于 F1、F2的合力。 (2)然后实验小组探究了合力 F 与分力 F1、F2的关系： 由纸上 O 点出发，用力的图示法画出拉力 F1、F2和 F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三 个力大小由弹簧测力计读出)； 用虚线将拉力 F 的箭头端分别与 F

13、1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是_； 多次改变拉力 F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围 成的图形。 实验小组发现： 在两个力合成时， 以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形， 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作_，上述实验中，如 果把图乙和图丙的操作顺序对调， 即先用拉力 F 将圆环拉到 O 点， 再用拉力 F1和 F2共同拉圆 环产生相同效果，则 F1和 F2就是 F 的_，此实验可以探究_规律。 答案 (1)橡皮条对小圆环的拉力相同 (2)见解析 平行四边形定则 分力 力的分解 解析 (1)两次橡皮条伸长的长度相等，

14、即两次橡皮条对小圆环的拉力相同，说明单个力 F 的 作用效果跟 F1、F2共同作用的效果相同； (2)用虚线将拉力 F 的箭头端分别与 F1、F2的箭头端连接，得到的力的图示的图形为平行四 边形； 多次改变拉力 F1、F2的大小和方向，重做上述实验，在两个力合成时，以表示这两个力的 有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律 叫作平行四边形定则；如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力 F 将圆环拉到 O 点， 再用拉力 F1和 F2共同拉圆环产生相同效果，则 F1和 F2就是 F 的分力，此实验可以探究力的 分解规律。 三、计算题(本题共 2 小题，

15、共 32 分) 11.(16 分)如图所示，质量为 2 kg 的物体放在水平地面上，用原长为 8 cm 的轻弹簧水平拉该物 体，当其刚开始运动时，弹簧的长度为 11 cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧长度为 10.5 cm，已知弹簧的劲度系数为 200 N/m，g10 N/kg。求： (1)物体所受的最大静摩擦力； (2)物体所受的滑动摩擦力大小； (3)物体与地面间的动摩擦因数。 答案 (1)6 N (2)5 N (3)0.25 解析 (1)物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小，由胡克定律可 求得 F1kx2000.03 N6 N 因此最大静摩擦力大小为 6 N。 (

16、2)匀速前进时，弹簧伸长 2.5 cm。则弹簧的拉力等于滑动摩擦力。 所以滑动摩擦力 Ffkx2000.025 N5 N。 (3)根据受力分析知，地面对物体的支持力 FNmg20 N，又 FfFN，则物体与地面间的动 摩擦因数为 Ff FN 5 200.25。 12.(16 分)(2020 广东揭阳华侨高中高一月考)如图所示，物体重 G100 N，并保持静止。绳子 AC 与 BC 分别与竖直方向成 30 角和 60 角，则绳子 AC 和 BC 的拉力分别为多大？ 答案 50 3 N 50 N 解析 以结点 C 为研究对象，根据力的合成如图所示。 根据平衡条件得 FACGsin 60 100 N 3 2 50 3 N FBCG cos 60 100 N1 250 N。