2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力章末質(zhì)量評(píng)估訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE12-章末質(zhì)量評(píng)估（三）(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.國(guó)慶節(jié)小長(zhǎng)假,同學(xué)們相約到海邊游玩.下面是一些同學(xué)有關(guān)“重力”的談話,正確的是 ()A.在沙灘上奔跑,身體的重力變大了B.在大海里暢游,身體的重力變小了C.背著氧氣瓶潛水,身體的重力變大了D.與同學(xué)一起劃船,身體的重力不變解析:重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處的位置和是否受其他力無關(guān),故選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤.答案:D2.沼澤的下面隱藏著豐富的泥炭,它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其表面行走時(shí)簡(jiǎn)單下陷.若人下陷的過程是先加速后勻速運(yùn)動(dòng),下列推斷正確的是 ()A.加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力大于沼澤地對(duì)他的支持力B.加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力小于沼澤地對(duì)他的支持力C.人對(duì)沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對(duì)他的支持力D.人對(duì)沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對(duì)他的支持力解析:人對(duì)沼澤地的壓力與沼澤地對(duì)人的支持力為作用力與反作用力,二力大小相等、方向相反,故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:D3.如圖所示(俯視圖),完全相同的四個(gè)足球彼此相互接觸疊放在水平地面上處于靜止?fàn)顟B(tài),每個(gè)足球的質(zhì)量為m,不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)狀況,下列說法正確的是(重力加速度為g) ()A.下面每個(gè)足球?qū)Φ孛娴膲毫鶠?3B.下面的足球不受地面的摩擦力C.下面每個(gè)足球受地面的摩擦力均為33D.上面足球?qū)ο旅婷總€(gè)足球的壓力均為33解析:設(shè)地面對(duì)與地面接觸的三個(gè)足球的支持力分別為FN,以四個(gè)足球整體為探討對(duì)象,豎直方向上,受力分析可得,3FN=4mg,FN=43mg,由牛頓第三定律,可知下面每個(gè)足球?qū)Φ孛娴膲毫鶠镕N'=43mg,選項(xiàng)A正確;四個(gè)球的球心構(gòu)成了正四面體,對(duì)下面的一個(gè)球受力分析如圖,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;依據(jù)幾何關(guān)系,cosθ=63,sinθ=33,則63F+mg=FN=43mg,33F=Ff,聯(lián)立解得Ff=2答案:A4.曾經(jīng)一張名為“史上最孤獨(dú)熊貓”的圖片走紅網(wǎng)絡(luò),一只熊貓?zhí)稍趦A斜的樹干上紋絲不動(dòng),樹干給熊貓的作用力方向?yàn)?()A.垂直于樹干向上B.沿樹干向上C.豎直向上D.樹干形變困難,無法推斷力的方向解析:熊貓靜止在樹干上,受重力和樹干對(duì)熊貓的作用力,依據(jù)二力平衡,樹干對(duì)熊貓的力與重力等大、反向,故樹干給熊貓的力方向豎直向上,故選項(xiàng)C正確.答案:C5.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩重力不計(jì),不計(jì)一切摩擦,物體重力G=5N,當(dāng)裝置穩(wěn)定時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)A和B的讀數(shù)分別為 ()A.5N,0 B.5N,10N C.5N,5N D.10N,5N解析:彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為彈簧測(cè)力計(jì)所承受的力的大小.題圖中無論彈簧測(cè)力計(jì)的右端是固定在支架上還是掛上重物,其作用效果是相同的,彈簧測(cè)力計(jì)承受的力的大小都等于物體的重力大小,選項(xiàng)C正確.答案:C6.手提電腦散熱底座一般設(shè)置有四個(gè)卡位用來調(diào)整角度,如圖甲所示.某同學(xué)將電腦放在散熱底座上,為了獲得更好的舒適度,由原卡位4調(diào)至卡位1增大傾角,如圖乙所示,電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則 ()甲乙A.電腦受到4個(gè)力的作用B.電腦受到的合力變大C.散熱底座對(duì)電腦的作用力方向豎直向上D.電腦受到的重力和支持力的合力不變解析:電腦受到重力、支持力、靜摩擦力三個(gè)力作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài),所受合力始終為0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;散熱底座對(duì)電腦的作用力指的是支持力與靜摩擦力的合力,與電腦的重力等大反向,即方向豎直向上,選項(xiàng)C正確;重力與支持力的合力和靜摩擦力等大反向,且由三角形學(xué)問知Ff=Gsinθ,θ為底座傾角,當(dāng)由原卡位4調(diào)至卡位1時(shí)傾角增大,則靜摩擦力變大,故電腦受到的重力和支持力的合力變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C7.下圖是懸繩對(duì)稱且長(zhǎng)度可調(diào)的自制著陸傘.用該傘掛上重力為G的物體進(jìn)行兩次落體試驗(yàn),懸繩的長(zhǎng)度l1<l2,兩次試驗(yàn)中該傘勻速下降時(shí)每根懸繩的拉力大小分別為F1、F2,則(懸繩根數(shù)為n) ()A.F1<F2 B.F1>F2 C.F1=F2<G D.F1=F2>G解析:由題意知,物體受重力和n根懸繩拉力作用處于平衡狀態(tài),由對(duì)稱性可知,每條懸繩拉力的豎直分力為Gn,設(shè)懸繩與豎直方向的夾角為θFcosθ=Gn,解得F=Gncosθ,由于無法確定ncosθ是否大于1,故無法確定拉力F與重力G的大小關(guān)系,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤;懸繩較長(zhǎng)時(shí),夾角θ較小,故拉力較小,即F1答案:B8.一物塊置于水平地面上,當(dāng)用與水平方向成60°角的力F1拉物塊時(shí)(如圖甲所示),物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)改用與水平方向成30°角的力F2推物塊時(shí)(如圖乙所示),物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng).若F1和F2的大小相等,則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ()甲乙A.3-1 B.2-3 C.3-1解析:物塊受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、拉力F1(或推力F2),已知物塊處于平衡狀態(tài),依據(jù)平衡條件,有F1cos60°=μ(mg-F1sin60°),F2cos30°=μ(mg+F2sin30°),聯(lián)立解得μ=2-3.選項(xiàng)B正確.答案:B二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.如圖所示,自動(dòng)卸貨車靜止在水平地面上,車廂在液壓機(jī)的作用下,傾角θ緩慢增大,貨物P相對(duì)車廂仍舊靜止.在此過程中,下列說法正確的是 ()A.貨物受到的摩擦力變大B.貨物對(duì)車廂的壓力變大C.貨車對(duì)地面的壓力不變D.地面對(duì)車的摩擦力變小解析:貨物處于平衡狀態(tài),受重力、支持力、靜摩擦力作用,依據(jù)平衡條件,有mgsinθ=Ff,FN=mgcosθ,θ增大時(shí),Ff增大,FN減小;再依據(jù)牛頓第三定律,貨物對(duì)車廂壓力變小,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.對(duì)貨車整體進(jìn)行受力分析,只受重力與支持力,依據(jù)平衡條件,支持力不變;再依據(jù)牛頓第三定律,車對(duì)地面的壓力不變,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC10.如圖所示,物體A放在截面為直角三角形的斜面體B上,B放在彈簧上并緊挨著豎直墻壁,初始時(shí)A、B靜止.現(xiàn)用力F沿斜面對(duì)上推A,但A、B并未運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 ()A.彈簧彈力肯定不變B.A、B之間的摩擦力肯定變大C.A、B之間的摩擦力大小可能不變D.B與墻之間可能沒有摩擦力解析:由于A、B均不動(dòng),彈簧的形變量不變,則彈簧的彈力不變,選項(xiàng)A正確.對(duì)A,起先受重力、B對(duì)A的支持力和靜摩擦力處于平衡狀態(tài),當(dāng)施加F后,仍舊處于靜止?fàn)顟B(tài),起先A所受的靜摩擦力大小為mAgsinθ,方向沿斜面對(duì)上,若F=2mAgsinθ,則A、B之間的摩擦力大小Ff=mAgsinθ,方向沿斜面對(duì)下,則摩擦力大小不變,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.對(duì)整體進(jìn)行受力分析,起先彈簧的彈力等于A、B的總重力,墻對(duì)B沒有摩擦力,也沒有彈力,施加F后,彈簧的彈力不變,總重力不變,F的豎直重量等于B與墻之間的摩擦力大小,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC11.明朝謝肇淛《五雜俎》中記載:“國(guó)朝姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬緡不行.一游僧見之,曰無煩也,我能正之.”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去,經(jīng)月余扶正了塔身.假設(shè)所用木楔的截面為等腰三角形,頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一垂直三角形底邊的力F,如圖所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生的推力均為FN,則 ()A.若θ肯定,F越大時(shí)FN越大 B.若θ肯定,F越小時(shí)FN越大C.若F肯定,θ越大時(shí)FN越大 D.若F肯定,θ越小時(shí)FN越大解析:選木楔為探討對(duì)象,木楔受到水平向左的力F,將F沿兩側(cè)分解,如圖所示.則F=F1sinθ2+F2sinθ2=2F1sinθ2,FN=F1,故得FN=F2sinθ2,所以θ肯定時(shí),F越大,FN越大,F肯定答案:AD12.光滑水平面上放有截面為14圓周的柱狀物體A,A與墻面之間放一光滑的圓柱形物體B.對(duì)A施加一水平向左的力F,整個(gè)裝置保持靜止.若將A的位置向右移動(dòng)少許,整個(gè)裝置仍保持平衡,則A.水平力F增大B.墻對(duì)B的作用力減小C.水平面對(duì)A的支持力減小D.B對(duì)A的作用力增大解析:A、B之間的彈力方向沿A、B圓心連線方向.以B為探討對(duì)象,受力如圖所示.B受重力GB、墻壁對(duì)B的彈力F1、A對(duì)B的彈力F2,依據(jù)平衡條件有,F2cosα=GB,F2sinα=F1,解得F1=GBtanα,F2=GBcosα.若將A向右移動(dòng)少許,α變大,可見F1、F2都變大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;以A和B整體為探討對(duì)象,有F=F1=GBtanα,則F答案:AD三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(8分)如圖甲所示,用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼,探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系.甲乙丙(1)試驗(yàn)中還須要的測(cè)量工具有.

(2)如圖乙所示,依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖,縱軸是鉤碼質(zhì)量m,橫軸是彈簧的形變量x.由圖可知,圖線不通過原點(diǎn)的緣由是.彈簧的勁度系數(shù)k=N/m,g取9.8m/s2(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

(3)用兩根不同的彈簧a和b做試驗(yàn),畫出彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度l的F-l圖像,如圖丙所示.下列說法正確的是.

A.a的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng) B.a的勁度系數(shù)比b的大C.a的勁度系數(shù)比b的小 D.彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比解析:(1)試驗(yàn)須要測(cè)量彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度,故須要毫米刻度尺.(2)由題圖乙可知,當(dāng)m=0時(shí),x大于0,說明沒有掛鉤碼時(shí),彈簧有伸長(zhǎng)量,是由于彈簧自身的重力造成的,故圖線不過原點(diǎn)的緣由是彈簧有自重.由圖線及胡克定律可得k=ΔFΔx(3)在彈力F與彈簧長(zhǎng)度l的圖像中橫截距表示彈簧的原長(zhǎng),故b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在圖像中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k,故a的勁度系數(shù)比b的大,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:(1)毫米刻度尺(2)彈簧有自重4.9(3)B14.(10分)某同學(xué)用圖甲所示的裝置測(cè)量木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù).跨過志向定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧測(cè)力計(jì)相連,定滑輪和木塊之間的細(xì)線保持水平,在木塊上方放置砝碼.緩慢向左拉動(dòng)水平放置的木板,當(dāng)木塊和砝碼相對(duì)桌面靜止且木板仍在接著滑動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小.某次試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下表所示,其中Ff4的值從圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)上讀出.甲乙丙砝碼的質(zhì)量m/kg0.050.100.150.200.25滑動(dòng)摩擦力Ff/N2.152.362.55Ff42.93回答下列問題:(1)Ff4=N;

(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙的坐標(biāo)系中繪出Ff-m圖線;(3)Ff與砝碼質(zhì)量m、木塊質(zhì)量m'、木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及重力加速度g之間的關(guān)系式為Ff=,Ff-m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式k=;

(4)g取9.80m/s2,由繪出的Ff-m圖線求得μ=(保留2位有效數(shù)字).

解析:(1)指針在2.7與2.8之間,估讀為2.75N.(2)依據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線.(3)木塊受到的是滑動(dòng)摩擦力,依據(jù)滑動(dòng)摩擦力的概念知,Ff=μ(m'+m)g=μmg+μm'g,所以圖像的斜率k=μg.(4)g取9.80m/s2,取圖像上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求斜率,k=μg=2.93-2.則μ=kg答案:(1)2.75(2)如圖所示.(3)μ(m'+m)gμg(4)0.4015.(8分)如圖所示,不計(jì)滑輪的摩擦,將彈簧Q的右端由A點(diǎn)沿水平方向拉到B點(diǎn)時(shí),彈簧P剛好沒有形變.求A、B兩點(diǎn)間的距離.(已知彈簧P、Q的勁度系數(shù)分別為k1、k2,鉤碼的質(zhì)量為m,彈簧Q的右端在A點(diǎn)時(shí)它剛好沒有形變)解析:起先時(shí)Q無形變,設(shè)P的壓縮量為x1,由胡克定律得k1x1=mg,x1=mgk1,后來P無形變,設(shè)Q的伸長(zhǎng)量為x2,則k2x2=mg,x2=mgk2,所以A、B兩點(diǎn)間的距離x=x1+x2=mg1k1+1答案:mgk16.(10分)一重力為G的圓柱體工件放在V形槽中,槽頂角α=60°,槽與工件接觸處的動(dòng)摩擦因數(shù)到處相等且大小為μ=0.25.sin37°=0.6,cos37°=0.8.甲乙(1)要沿圓柱體工件的軸線方向(如圖甲所示)水平地把工件從槽中勻速拉出來,人要施加多大的拉力?(2)現(xiàn)把整個(gè)裝置傾斜,使圓柱體的軸線與水平方向成37°角(如圖乙所示),且保證圓柱體對(duì)V形槽兩側(cè)面的壓力大小相等,發(fā)覺圓柱體能自動(dòng)沿槽下滑,求此時(shí)工件和槽之間的摩擦力大小.解析:(1)分析圓柱體工件的受力可知,沿軸線方向受到拉力F、兩個(gè)側(cè)面對(duì)圓柱體的滑動(dòng)摩擦力.將重力進(jìn)行分解如下圖所示.因?yàn)棣?60°,所以G=F1=F2,依據(jù)牛頓第三定律及平衡條件知,Ff=μF1+μF2,F=Ff,解得F=0.5G.(2)把整個(gè)裝置傾斜,則圓柱體重力沿壓緊斜面方向的分力F1'=F2'=Gcos37°=0.8G,此時(shí)圓柱體和槽之間的摩擦力大小Ff'=2μF1'=0.4G.答案:(1)0.5G(2)0.4G17.(10分)如圖所示,質(zhì)量為mB=24kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量為mA=22kg的木箱A放在木板B上.一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,輕繩與水平方向的夾角為θ=37°.已知木箱與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,則木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的大小為多少?解析:對(duì)A進(jìn)行受力分析如圖甲所示.由題意得,FTcosθ=Ff1,FN1+FTsinθ=mAg,Ff1=μ1FN1,聯(lián)立解得FT=100N.甲乙對(duì)A、B整體進(jìn)行受力分析如圖乙所示.由題意得FTcosθ+Ff2=F,FN2+