2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力單元評(píng)估練含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE9第三章相互作用——力單元評(píng)估時(shí)間：90分鐘分值：100分一、選擇題(1～6為單選每小題3分，7～10為多選每小題4分，共34分)1．如圖所示的幾種狀況中，不計(jì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)、各滑輪的質(zhì)量，不計(jì)一切摩擦，物體質(zhì)量都為m，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)，有關(guān)角度如圖所示．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)FA、FB、FC、FD由大到小的排列依次是(C)A．FB>FD>FA>FCB．FD>FC>FB>FAC．FD>FB>FA>FCD．FC>FD>FB>FA解析：由平衡條件知FA＝mgsin45°＝eq\f(\r(2),2)mg，F(xiàn)B＝mg，F(xiàn)C＝mgsin30°＝eq\f(mg,2)，F(xiàn)D>mg，所以選項(xiàng)C正確．2．牙膏是生活中常用的物品，依據(jù)你的視察和生活閱歷，推斷下列說(shuō)法正確的是(C)A．牙膏皮被擠壓后發(fā)生的形變?yōu)閺椥孕巫傿．牙膏被擠出來(lái)是因?yàn)檠栏嗍艿街亓Φ淖饔肅．牙膏蓋上的條紋是為了防滑而設(shè)計(jì)的D．?dāng)D牙膏時(shí)手對(duì)牙膏皮的作用力大于牙膏皮對(duì)手的作用力解析：牙膏皮被擠壓后發(fā)生的形變，在撤去外力后沒(méi)有復(fù)原原狀，是塑性形變，故A錯(cuò)誤；牙膏受到牙膏皮的作用力，發(fā)生形變，從而被擠出來(lái)，故B錯(cuò)誤；牙膏蓋上的條紋是通過(guò)增大接觸面的粗糙程度增大摩擦的，故C正確；擠牙膏時(shí)手對(duì)牙膏皮的作用力與牙膏皮對(duì)手的作用力屬于作用力與反作用力，大小相等，故D錯(cuò)誤．3.如圖所示，不光滑的水平面上并列放置兩物塊A和B.已知水平面對(duì)A的最大靜摩擦力為4N，水平面對(duì)B的最大靜摩擦力為2N，當(dāng)用F＝3N的水平力從左側(cè)推A時(shí)，物體A、B受的摩擦力分別為FfA、FfB，則(B)A．FfA＝1N，F(xiàn)fB＝2NB．FfA＝3N，F(xiàn)fB＝0C．FfA＝4N，F(xiàn)fB＝2ND．因動(dòng)摩擦因數(shù)和A、B的質(zhì)量未知，故無(wú)法計(jì)算解析：對(duì)A：水平方向受到3N向右的推力和3N向左的靜摩擦力，沒(méi)有超過(guò)A的最大靜摩擦力4N，所以A和B接觸而沒(méi)有擠壓，B對(duì)A的作用力FBA＝0.對(duì)B：沒(méi)有相對(duì)水平面滑動(dòng)的趨勢(shì)，水平面對(duì)B沒(méi)有摩擦力，F(xiàn)fB＝0.4.甲、乙兩位同學(xué)做“拔河”嬉戲，兩人分別用伸平的手掌托起一長(zhǎng)凳的一端，保持凳子水平，然后各自向兩側(cè)拖拉，如圖所示．若凳子下表面各處的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四塊磚，則下列推斷正確的是(B)A．凳子向甲方移動(dòng)B．凳子向乙方移動(dòng)C．凳子在原處不會(huì)被移動(dòng)D．凳子向兩位同學(xué)中體重大的一側(cè)移動(dòng)解析：凳子最終向哪方移動(dòng)取決于該方的最大靜摩擦力比另一方大，最大靜摩擦力的大小取決于正壓力(在粗糙程度相同時(shí))，而乙端的凳面上有四塊磚，故乙端的最大靜摩擦力大于甲端的最大靜摩擦力，所以凳子向乙方移動(dòng)．5．如圖所示，支桿AB的長(zhǎng)度都一樣，桿重不計(jì)，懸掛的都是重為G的物體，那么支桿AB受力最小的是(D)解析：以A點(diǎn)為探討對(duì)象，進(jìn)行受力分析可得如圖所示的受力分析圖，然后將重力G分解，在畫(huà)力的分解示意圖時(shí)，要將4個(gè)圖中代表重力G的長(zhǎng)度畫(huà)成相同的長(zhǎng)度，以便于從圖中比較出分力的關(guān)系，此為圖解法．由圖中可看出圖④中的FAB最小，選項(xiàng)D正確．6．如圖所示，小明想推動(dòng)家里的衣櫥，但用完了力氣也推不動(dòng)，他便想了個(gè)妙招，用A、B兩塊木板，搭成一個(gè)底角較小的“人”字形架，然后往中心一站，衣櫥被推動(dòng)了，下列說(shuō)法中正確的是(C)A．這是不行能的，因?yàn)樾∶鞲緵](méi)有用力去推衣櫥B．這是不行能的，因?yàn)闊o(wú)論如何小明的力氣也沒(méi)那么大C．這有可能，A板對(duì)衣櫥的推力有可能大于小明的重力D．這有可能，但A板對(duì)衣櫥的推力不行能大于小明的重力解析：由力的分解可知，這有可能，A板對(duì)衣櫥的推力有可能大于小明的重力，選項(xiàng)C正確．7．如圖，物體M在豎直向上的拉力F的作用下靜止在斜面上，下面表述正確的是(AC)A．M所受合力為零B．M肯定是受四個(gè)力作用C．M可能對(duì)斜面無(wú)壓力作用D．物體與斜面之間肯定存在摩擦力解析：物體M在豎直向上的拉力F的作用下靜止在斜面上，說(shuō)明物體處于平衡狀態(tài)，所以物體受到的合外力為零，故選項(xiàng)A正確；對(duì)物體受力分析，拉力F是已知的，地球表面旁邊的物體肯定受到地球的重力，故肯定受到向下的重力；假如拉力與重力平衡，斜面體對(duì)M沒(méi)有支持力，就沒(méi)有摩擦力，故物體只受2個(gè)力；假如拉力F小于重力，會(huì)與斜面體相互擠壓，故物體還會(huì)受到支持力和沿斜面對(duì)上的靜摩擦力，即共受4個(gè)力，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤．8．一滑雪者沿一傾角為α的山坡滑下，然后又滑上另一傾角為β的山坡(α>β)，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(BD)A．在A、B兩山坡上，滑雪者都受到重力、支持力、下滑力和摩擦力作用B．在A、B兩山坡上，滑雪者都受到重力、支持力和摩擦力作用C．在A山坡上摩擦力是動(dòng)力，在B山坡上摩擦力是阻力D．在A、B兩山坡上，摩擦力都是阻力，且滑雪者在A山坡上所受摩擦力小于在B山坡上所受摩擦力解析：滑雪者受到重力、支持力和摩擦力，其中重力可以分解為兩個(gè)力，一是使滑雪者有沿山坡下滑趨勢(shì)的分力，二是使滑雪者壓緊坡面的分力．分析滑雪者受力時(shí)，考慮了mg就不能再同時(shí)考慮它的分力，故A錯(cuò)誤，B正確．不論在A山坡還是在B山坡，滑雪者所受的滑動(dòng)摩擦力總是阻礙他相對(duì)山坡的滑動(dòng)，所以都是阻力；由于摩擦力Ff＝μFN＝μmgcosθ，μ相同時(shí)，傾角越大，cosθ越小，滑動(dòng)摩擦力也越小，故C錯(cuò)誤，D正確．9．如圖所示，半徑為R、內(nèi)壁光滑的空心圓筒放在地面上，將兩個(gè)重力都為G、半徑都為r的球(R<2r<2R)放在圓筒中，下列說(shuō)法中正確的是(ABC)A．筒底對(duì)球A的彈力大小肯定等于2GB．筒壁對(duì)球A的彈力等于筒壁對(duì)球B的彈力大小C．球A對(duì)球B的彈力肯定大于重力GD．球B對(duì)筒壁的壓力肯定小于重力G解析：對(duì)兩個(gè)球的整體探討，筒底對(duì)整體的支持力等于兩球的總重，筒壁對(duì)球A的彈力等于筒壁對(duì)球B的彈力大小，A、B正確；對(duì)球B探討，筒壁對(duì)球B的彈力與球B受到的重力的合力等于球A對(duì)球B的彈力，由幾何關(guān)系可得球A對(duì)球B的彈力肯定大于重力G，C正確；球B對(duì)筒壁的壓力可能小于、可能等于、也可能大于重力G，D錯(cuò)誤．10．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)．已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為(BD)A．μmg B．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg＋Fcosθ) D．Fcosθ解析：木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff.沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解如右圖所示(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以，在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y軸上向上的力等于向下的力(豎直方向二力平衡)．即Fcosθ＝Ff，①FN＝mg＋Fsinθ，②又由于Ff＝μFN，所以Ff＝μ(mg＋Fsinθ)，③故B、D答案是正確的．eq\a\vs4\al(二、試驗(yàn)題11題4分，12題12分，共16分)11．請(qǐng)完成以下兩小題．某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別固定在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)線掛一個(gè)重物．(1)為完成試驗(yàn)，下述操作中必需的是bcd.a．測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度b．測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)c．測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度d．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，變更條件再次驗(yàn)證，可采納的方法是更換不同的小重物．解析：運(yùn)用等效思想來(lái)驗(yàn)證平行四邊形定則，即要驗(yàn)證以?xún)闪槠叫兴倪呅蔚泥忂叄髌叫兴倪呅?，其?duì)角線是否和合力相符．本題中結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力，其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，故先測(cè)出各力的大小和方向，然后作出各力的圖示，以?xún)蛇厼猷忂呑銎叫兴倪呅?，假如在試?yàn)誤差范圍內(nèi)平行四邊形的對(duì)角線與第三個(gè)力等大反向，即可驗(yàn)證．(1)為測(cè)量各力的大小故須要記錄橡皮筋原長(zhǎng)、懸掛重物后的長(zhǎng)度，為確定力的方向還需記錄懸掛重物后O點(diǎn)位置．故應(yīng)選bcd.(2)可以通過(guò)變更小重物變更各力的大?。?2．某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測(cè)彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上．當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記做L0；彈簧下端掛一個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記做L1；彈簧下端掛兩個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記做L2…彈簧下端掛七個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記做L7.(1)下表記錄的是該同學(xué)已測(cè)出的6個(gè)數(shù)值，其中有2個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)有誤，它們的代表符號(hào)分別是L5和L6.測(cè)量記錄表：(2)試驗(yàn)中，L3和L7兩個(gè)數(shù)值還沒(méi)有測(cè)定，請(qǐng)你依據(jù)上圖將這兩個(gè)測(cè)量值填入記錄表中．(3)為充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測(cè)得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個(gè)差值：d1＝L4－L0＝6.90cm，d2＝L5－L1＝6.90cm，d3＝L6－L2＝7.00cm.請(qǐng)你給出第四個(gè)差值：d4＝L7－L3＝7.20(7.18～7.22)cm.(4)依據(jù)以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長(zhǎng)量ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子為：ΔL＝eq\f(d1＋d2＋d3＋d4,4×4)，代入數(shù)據(jù)解得ΔL＝1.75cm.(5)計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k＝28N/m.(g取9.8m/s2)解析：本題是探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系的試驗(yàn)，考查了刻度尺的讀數(shù)、減小誤差的方法及分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)力．通過(guò)對(duì)(3)問(wèn)中差值的分析發(fā)覺(jué)所求差值是每增4個(gè)砝碼的彈簧伸長(zhǎng)量，從而確定每增加一個(gè)50g砝碼的彈簧平均伸長(zhǎng)量，同時(shí)為了減小誤差要留意用逐差法求ΔL的平均值．(1)通過(guò)對(duì)6個(gè)數(shù)值的分析可知記錄有誤的是L5、L6.(2)用最小刻度是毫米的刻度尺測(cè)量時(shí)，正確讀數(shù)并記錄到毫米的下一位，即L3＝6.85cm，L7＝14.05cm.(3)利用逐差法并結(jié)合已求差值可知第四個(gè)差值d4＝L7－L3＝14.05cm－6.85cm＝7.20cm.(4)每增加50g砝碼的彈簧平均伸長(zhǎng)量ΔL＝eq\f(d1＋d2＋d3＋d4,4×4)＝eq\f(6.90＋6.90＋7.00＋7.20,16)cm＝1.75cm.(5)依據(jù)ΔF＝k·ΔL，又ΔF＝mg，所以k＝eq\f(ΔF,ΔL)＝eq\f(mg,ΔL)＝eq\f(0.05×9.8,0.0175)N/m＝28N/m.eq\a\vs4\al(三、計(jì)算題共50分)13．(12分)如圖所示，在一個(gè)V形槽中有一個(gè)重為G＝100N的粗細(xì)勻稱(chēng)的圓柱體，槽兩側(cè)底角均為α＝60°.圓柱體與槽之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.要使圓柱體沿水平軸線方向勻速運(yùn)動(dòng)，沿水平軸線方向的水平推力F應(yīng)為多大？解析：把圓柱體的重力沿垂直兩側(cè)槽面分解，得壓力FN1＝FN2＝eq\f(G,2cosα)，勻速推動(dòng)時(shí)的推力F＝μFN1＋μFN2＝eq\f(μG,cosα).代入數(shù)值得F＝40N.答案：40N14．(12分)如圖所示，一輕質(zhì)三角形框架B處懸掛肯定滑輪(質(zhì)量可忽視不計(jì))．一體重為500N的人通過(guò)跨定滑輪的輕繩勻速提起一重為300N的物體．(1)此時(shí)人對(duì)地面的壓力是多大？(2)斜桿BC，橫桿AB所受的力是多大？解析：(1)先以人為探討對(duì)象，人受三個(gè)力作用，重力G、地面對(duì)人的支持力FN、繩子的拉力FT.由平衡方程可得FN＋FT＝G，解得FN＝200N．即人對(duì)地面的壓力為200N.(2)以B點(diǎn)為探討對(duì)象，其受力狀況如圖所示．將繩子的拉力F分解為兩個(gè)力：一個(gè)分力是對(duì)AB桿的拉力、一個(gè)分力是對(duì)BC桿的壓力．F＝2G＝600N，由題意及受力分解圖可知：FAB＝Ftan30°＝200eq\r(3)N，F(xiàn)BC＝eq\f(F,cos30°)＝400eq\r(3)N.答案：(1)200N(2)400eq\r(3)N200eq\r(3)N15．(13分)如下圖所示，重為G的勻稱(chēng)鏈條，兩端用等長(zhǎng)的輕細(xì)繩連接懸掛在等高的地方，細(xì)線和水平方向成θ角．試求：(1)細(xì)線張力；(2)鏈條最低點(diǎn)的張力．解析：(1)以鏈條整體為探討對(duì)象，受重力G、兩邊繩子的拉力且兩邊繩子的拉力相等．由鏈條處于靜止?fàn)顟B(tài)可求得細(xì)線張力等于eq\f(G,2sinθ).(2)以鏈條的右半段為探討對(duì)象，受重力G/2、左半段的水平向左的拉力以及繩的拉力．由右半段處于靜止?fàn)顟B(tài)，可求得此張力為eq\f(G,2tanθ).答案：(1)eq\f(G,2sinθ)(2)eq\f(G,2tanθ)16．(13