高一物理必修一第三章《相互作用》单元测试题(较难)(含答案)

第三章《相互作用》单元测试题B

令狐采学

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，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些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．下列关于力的说法中错误的有( )

A．力是物体对物体的作用，物体间的作用是相互的，甲物体对乙物体有作用，乙物体肯定对甲物体也有作用

B．力是施力物体发出，被受力物体接受的一种特殊物质，力的单位牛顿是度量这种特殊物质多少的国

际单位

C．物体间的作用是同时发生的，甲物体作用于乙物体的同时，乙物体也对甲物体发生作用

D．地球对苹果有重力作用，苹果对地球没有力的作用，所以苹果落到地面上

答案：BD

解析：力是一种作用，而不是什么特殊物质．作用是在两个物体之间发生的．

2．如果地面上一切物体受到的重力都消失了，则不可能出现的现象是( )

A．江河的水不会流动

B．鸡毛和铁球都可以悬浮在空中

C．天不会下雨

D．一切物体的质量都变为零

答案：D

解析：水往下流是重力作用的结果，鸡毛、铁球、雨滴能向下运动也是重力作用的结果，故A、B、C正确；物体的质量是指物体所含物质的多少，与重力是

两个不同的概念．

3．均匀长棒一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示受力分析示意图中，正确的是( )

答案：ACD

解析：因为重力mg和地面支持力FN的方向都在竖直方向上，若拉力F在竖直方向上，则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势)，所以A正确；若拉力F的方向与竖直方向有夹角，则必然在水平方向上有分力，使得木棒相对地面有运动趋势，则木棒将受到地面的静摩擦力Ff，且方向与F的水平分力方向相反，才能使木棒在水平方向上所受合力为零，故C、D正确．

4．假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大(如图所示)，他先后做出过几个猜想，其中合理的是( ) A．刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，

外形美观，跟使用功能无关

B．在刀背上加上同样的力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关

C．在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大

D．在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大

答案：D

5．(上海交大附中08－09学年高一上学期期末)在5.12汶川大地震的救援行动中，千斤顶发挥了很大作用，如图所示是简式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起．当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是( )

A．此时两臂受到的压力大小均为1.0×105N

B．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105N

C．若继续摇动手把，两臂受到的压力将增大

D ．若继续摇动手把，两臂受到的压力将减小 答案：ABD

6．(上海交大附中09－10学年高一上学期期中)如图所示，物块所受重力为10N ，放在光滑斜面上由一弹簧秤沿斜面拉住，使它静止．已知弹簧秤读数为6N ，则斜面对物块的支持力大小为( )

A ．4N

B ．8N

C ．10N

D ．无法确定

答案：B

解析：∵G·sinα＝6N ，∴sinα＝35，F ＝G·cosα＝

10×4

5N ＝8N.

7．如图所示容器内盛有水，器壁AB 呈倾斜状，有一个小物块P 处于图示状态，并保持静止，则该物体受力情况正确的是( )

A ．P 可能只受一个力

B ．P 可能只受三个力

C．P不可能只受二个力

D．P不是受到二个力就是四个力

答案：D

解析：当F浮＝G时，P仅受这两个力；当F浮>G 时，P还受垂直AB面的弹力及沿斜面AB方向的摩擦力共四个力的作用．

8．一质量为1kg的物块在水平地面上向右滑行，物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，从t＝0时刻开始受到一水平向左的恒定外力F＝1N的作用，则反映物块所受摩擦力随时间变化的图象是(取向右为正方向)( )

答案：A

9．在一块长木板上放一铁块，当把长木板从水平位置绕一端缓缓抬起时，铁块所受的摩擦力( ) A．随倾角θ的增大而减小

B．在开始滑动前，随θ角的增大而增大，滑动后，随θ角的增大而减小

C．在开始滑动前，随θ角的增大而减小，滑动后，

随θ角的增大而增大

D．在开始滑动前保持不变，滑动后，随θ角的增大而减小

答案：B

解析：木块滑动前所受的静摩擦力随外力的变化而变化，木块滑动后，滑动摩擦力与正压力成正比．10．(福建厦门一中09－10学年高一上学期期中)如图所示，小球用细绳系住放置在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力F和斜面对小球的支持力N将：( )

A．N逐渐增大B．N逐渐减小

C．F先增大后减小D．F先减小后增大

答案：BD

第Ⅱ卷(非选择题共60分)

二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)

11．如图所示，有两条黑、白毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接，黑毛巾的

中部用线拉住．设线均水平，若每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及毛巾与地面之间的摩擦因数为μ.欲将黑、白毛巾分离开来，则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为________．

答案：5μmg

解析：将黑毛巾匀速拉出时，黑毛巾的四个面都要受到滑动摩擦力的作用，根据滑动摩擦力规律可知道：从上而下黑毛巾所受的四个向后的摩擦力分别为0.5μmg、1μmg、1.5μmg、2μmg、它们之和为5μmg，所以将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为5μmg.

12．用如下图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应如下图乙刻度ab 虚线，再增加一个钩码后，P点对应如下图乙cd虚线，已知每个钩码质量为50g，重力加速度g＝9.8m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为______cm.

答案：70 2.10

解析：对钩码进行受力分析，根据胡克定律，得mg＝k·x

k＝mg

x

＝

50×10－3×9.8

7×10－3

N/m＝70N/m

挂三个钩码时，

可列方程(m＋m＋m)g＝kx′

x′＝3mg

k

＝

3×50×10－3×9.8

70

m＝2.10×10－2m

＝2.10cm.

13．在做“探究力的平行四边形定则”实验时：

(1)除已有的器材方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外，还必须有____________和____________．

(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须( )

A．每次把橡皮条拉到同样的位置

B．每次把橡皮条拉直

C．每次准确读出弹簧测力计的示数

D．每次记准细绳的方向

(3)为了提高实验的准确性，减小误差，实验中应注意些什么？

(4)某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与绳套结点的位置．图中________是力F1与F2的合力的理论值，________是力F1与F2的合力的实验值．通过把________和________进行比较，可以验证平行四边形定则．答案：(1)橡皮条三角板(2)A (3)①选用弹性小且适当长的细绳；②橡皮条、细绳和测力计的轴应在同一平面上，且与板面平行贴近等(4)FF′F F′

解析：(1)根据实验器材要求可知，还必须有橡皮条和三角板(用来作平行四边形)．

(2)根据实验原理可知，为使合力与分力产生相同的效果，即使橡皮条发生相同的弹形形变，必须是每次把橡皮条拉到同样的位置，A正确．

(3)实验中应注意：①选用弹性小的细绳；②橡皮条、细绳和测力计的轴应在同一平面上，且与板面平行贴近等．

(4)在本实验中，按照平行四边形定则作出的合力F 是F1和F2的合力的理论值，而用一只弹簧测力计拉橡皮条时测出的力F′为F1和F2的合力的实验值．比较F与F′(大小、方向)，即可验证平行四边形定则．

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．(10分)用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如下图所示．若鸟笼重19.6 N，求绳子OA和OB的拉力各是多大．

答案：16.97 N 9.8 N

解析：以结点O为研究对象，它受到鸟笼的拉力F，以及两段绳子OA和OB的拉力F1、F2，结点O 在这三个力作用下处于静止状态，由二力平衡知，F1、

F2的合力F′与F大小相等，方向相反，其中，鸟笼对O点的拉力大小就等于鸟笼所受的重力，即F＝G 作出力的平行四边形，如图所示，由数学知识得

F1＝G·cos30°＝19.6×0.866 N＝16.97 N

F2＝G·sin30°＝19.6×0.5 N＝9.8 N

绳子OA段的拉力大小是16.97 N，OB段的拉力大小为9.8 N.

15．(10分)(上海交大附中08－09学年高一上学期期末)血液是由红血球和血浆组成的悬浮液．将此悬浮液放进竖直的血沉管内，红血球就会在血浆中匀速下沉，下沉的速度大小叫做血沉．在医学上，测定血沉有助于医生对患者的病情作出诊断，并藉此可估测红血球的半径．设某患者的血沉v＝10mm/h.如果把红血球近似看作半径为R的小球，且已知它在血浆中下沉时受到的黏滞阻力Ff＝6πηRv.其中η为一常数，它等于1.8×10－3Pa·s.若血浆的密度为ρ0＝1.0×103kg/m3，红血球的密度ρ为1.3×103kg/m3，求：该患者红血球的半径．(球的体积公式为V＝4πR3/3)

答案：3×10－6m

解析：如图所示，红血球在血浆中受到的浮力是F，红血球的重力是G，

根据共点力的平衡条件，红血球匀速下降时，有

G＝F＋Ff，

即4

3

πR3·ρg＝

4

3

πR3ρ0g＋6πηRv，

R＝

9ηv

2(ρ－ρ0)g

.

g取10m/s2，求得红血球半径R＝2.73×10－6m≈3×10－6m.

16．(11分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动．研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率(水可视为静止)．某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝54kg/m，人和滑板的总质量为108kg，

试求(重力加速度g取10m/s2，sin37°取3

5

，忽略空气

阻力)：

(1)水平牵引力的大小；

(2)滑板的速率．

答案：(1)810N (2)5m/s

解析：(1)以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示

由共点力平衡条件可得

FNcosθ＝mg①

F Nsinθ＝F②

由①、②联立，得

F＝810N

(2)FN＝mg/cosθ

FN＝kv2

得v＝

mg

kcosθ

＝5m/s

17．(11分)拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有

效方法，像欧洲古罗马的万神庙、我国古代的赵州桥都是拱券结构的典型建筑．拱券结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱券两端的基石来承受(如图甲)．现有六块大小、形状、质量都相等的楔块组成一个半圆形实验拱券，如图乙所示．如果每个楔块质量m ＝3kg，则：

(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力是多大？

(2)如果在中间两个楔块上加一个向下的50N的压力F，那么其一边相邻的支撑物给予楔块的支持弹力是多大？(g取9.8N/kg)

答案：(1)88.2N (2)108.8N

解析：(1)六块楔块受到的总重力G＝6mg＝176.4N

由二力平衡条件知拱券对一边支撑物的压力为G 2，

即88.2N

(2)以中间两楔块为研究对象，其受力如图所示

F1和F2间夹角为120°，由对称性可知F1＝F2

由互成120°角二力合成的特点知F1＝F2＝2mg＋F＝108.8N.