2024-2025新教材高中物理單元素養(yǎng)評價三含解析新人教版必修1

PAGEPAGE12單元素養(yǎng)評價(三)(第三章)(90分鐘100分)【合格性考試】(60分鐘60分)一、選擇題(本題共9小題,每小題3分,共27分)1.如圖所示,壁虎在豎直玻璃面上斜向上勻速爬行,關(guān)于它在此豎直平面內(nèi)的受力分析,下列圖示中正確的是 ()【解析】選A。由于壁虎在豎直玻璃面上斜向上勻速爬行,即做勻速直線運動,所以壁虎所受合力為零,即所受重力mg和豎直向上的摩擦力f是一對平衡力,故A正確。2.如圖所示為建筑工地上搬運石板用的“夾鉗”,工人夾住石板沿直線勻速前進(jìn)過程中,下列推斷正確的是()A.石板受到4個力的作用B.夾鉗對石板的作用力的合力豎直向上C.夾鉗夾的越緊,石板受的摩擦力越大D.前進(jìn)的速度越快,石板受的摩擦力越大【解析】選B。工人夾住石板沿直線勻速前進(jìn)過程中,石板受重力、2個摩擦力、夾子的2個壓力五個力的作用,故A錯誤;工人夾住石板沿直線勻速前進(jìn)過程中,石板受重力和夾鉗的作用力,重力方向豎直向下,依據(jù)平衡條件可知夾鉗對石板的作用力的合力豎直向上,故B正確;石板受到的重力和摩擦力等大反向,所以石板受的摩擦力不變,與夾鉗夾的松緊程度和運動速度無關(guān),故C、D錯誤。3.力是物體間的相互作用。下列表述錯誤的是 ()【解析】選C。由于在不同緯度處重力加速度g不同,旅客所受重力不同,故對飛機(jī)的壓力不同,故A正確;足夠氣的籃球平衡時,內(nèi)部氣體對籃球殼的壓力等于外部氣體對籃球殼的壓力與球殼彈力之和,故B正確;書對桌子的壓力作用在桌子上,作用點應(yīng)位于桌面上,故C錯誤;平地上勻速行駛的汽車,其主動輪受到地面的靜摩擦力是其前進(jìn)的動力,地面對其從動輪的摩擦力是阻力,汽車受到的動力與阻力平衡時才能勻速前進(jìn),故D正確。4.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊在質(zhì)量為M的木板上向右滑行,木板與地面間摩擦系數(shù)為μ1,物塊與木板間摩擦系數(shù)為μ2,已知木板處于靜止?fàn)顟B(tài),那么木板所受地面摩擦力的大小是 ()A.μ1Mg B.μ2mgC.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg【解析】選B。木板給物塊的滑動摩擦力為μ2mg,方向水平向左,所以物塊給木板一個水平向右的摩擦力μ2mg,因為木板靜止,所以木板所受桌面的摩擦力大小為μ2mg,方向水平向左,故B正確。5.如圖是用平行四邊形定則求力F1、F2的合力F的示意圖,其中正確的是()【解析】選D。依據(jù)圖示可知,D選項符合平行四邊形定則,合力的作用點與二力的作用點相同,大小為對角線的長度,方向背向作用點,故D正確,A、B、C錯誤。6.如圖甲所示,一只小鳥沿著較粗的樹枝從A緩慢移動到B,將該過程抽象為質(zhì)點從圓弧A點移動到B點,如圖乙所示。下列說法正確的是 ()A.樹枝對小鳥的合力減小B.樹枝對小鳥的摩擦力減小C.樹枝對小鳥的摩擦力增大D.樹枝對小鳥的彈力增大【解析】選C。設(shè)小鳥受到的支持力與豎直方向的夾角為θ,小鳥緩慢移動,合力為零,故A錯誤;小鳥所受的摩擦力f=mgsinθ,從A到B的過程中,θ增大,所以摩擦力增大,故B錯誤,C正確;小鳥所受的彈力N=mgcosθ,從A到B的過程中,θ增大,所以彈力減小,故D錯誤。7.隨著生活品嘗的提升,玻璃房漸漸受到人們的青睞,這大玻璃窗戶的清潔可由如圖所示的“自動擦窗機(jī)器人”完成。某“自動擦窗機(jī)器人”的質(zhì)量為1.5kg,它的“腹部”有吸盤。當(dāng)自動擦窗機(jī)器人的真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時,它能牢牢地吸在豎直玻璃上(g取10N/kg)A.此時摩擦力大于15NB.若真空泵接著向外抽氣,則自動擦窗機(jī)器人受到的摩擦力將變大C.此時機(jī)器人對玻璃的壓力和玻璃對機(jī)器人的作用力是一對相互力D.當(dāng)自動擦窗機(jī)器人豎直向下運動時,若真空泵接著向外抽氣,則自動擦窗機(jī)器人受到的摩擦力將變大【解析】選C?！安链皺C(jī)器人”的重力:G=mg=1.5kg×10N/kg=15N;“擦窗機(jī)器人”靜止時處于平衡狀態(tài),即受力平衡,在豎直方向上摩擦力和重力平衡,則摩擦力大小等于重力大小15N,只要“擦窗機(jī)器人”在豎直玻璃上靜止或勻速運動,重力不變,摩擦力就不變,故A、B、D錯誤;“擦窗機(jī)器人”在水平方向上沒有位置變更,處于平衡狀態(tài),所以機(jī)器人對玻璃的壓力和玻璃對機(jī)器人的支持力是一對相互作用力,故【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,一物體在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做勻速直線運動,則下列說法正確的是 ()A.物體可能只受兩個力作用B.物體可能受三個力作用C.物體可能不受摩擦力作用D.物體肯定受四個力作用【解析】選D。物體做勻速直線運動,則受力平衡,將拉力F在水平方向和豎直方向上分解,則物體肯定要受到滑動摩擦力的作用。再依據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件知,肯定有彈力,因此物體肯定會受到四個力的作用。8.如圖所示,一攀巖運動員正沿豎直巖壁緩慢攀登,由于身背較重的行囊,重心上移至肩部的O點,總質(zhì)量為60kg。此時手臂與身體垂直,手臂與巖壁夾角為53°,則手受到的拉力和腳受到的作用力分別為(設(shè)手、腳受到的作用力均通過重心O,g取10m/s2,sin()A.360N,480NB.480N,360NC.450N,800N D.800N,450N【解析】選A。由題意知,運動員的重力mg可分解為沿手臂方向的力F1和沿身體方向的力F2,F1=mgcos53°=360N,F2=mgsin53°=480N。由此可知手受到的拉力為360N,腳受的作用力為480N,A正確?！究偨Y(jié)提升】求一個已知力的實際分力的步驟(1)依據(jù)物體(結(jié)點)所處的狀態(tài)分析力的作用效果。(2)依據(jù)力的作用效果,確定兩個實際分力的方向。(3)依據(jù)兩個分力的方向畫出平行四邊形。(4)由平行四邊形利用幾何學(xué)問求兩個分力。9.如圖所示,重型自卸車?yán)靡簤貉b置使車廂緩慢傾斜到肯定角度,車廂上的石塊就會自動滑下。下列說法正確的是 ()A.自卸車車廂傾角變大,車廂與石塊間的正壓力不變B.自卸車車廂傾角變大,石塊與車廂間的摩擦力不變C.自卸車車廂傾角變大,石塊與車廂間的動摩擦因數(shù)不變D.石塊起先下滑時,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力【解析】選C。由力的分解學(xué)問可知,車廂與石塊間的正壓力為FN=Gcosθ,所以自卸車車廂傾角越大,車廂與石塊間的正壓力漸漸減小,故A錯誤;在下滑前,石塊處于平衡狀態(tài),則有f=mgsinθ,所以自卸車車廂傾角越大,車廂與石塊間的摩擦力漸漸增大,故B錯誤;石塊與車廂的動摩擦因數(shù)與接觸面的粗糙程度有關(guān),與傾角無關(guān),故C正確;石塊起先下滑時,處于非平衡狀態(tài),石塊滑動后的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力,故D錯誤。二、試驗題(共5分)10.有同學(xué)利用如圖1所示的裝置來探究求合力的方法:在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個光滑的滑輪A和B,將繩子打一個結(jié)點O,每個鉤碼的重量相等,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時,依據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC,回答下列問題: 圖1(1)(多選)變更鉤碼個數(shù),試驗?zāi)芡瓿傻氖?)A.鉤碼的個數(shù)N1=N2=2,N3=4B.鉤碼的個數(shù)N1=N3=3,N2=4C.鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=4D.鉤碼的個數(shù)N1=3,N2=4,N3=5(2)在拆下鉤碼和繩子前,最重要的一個步驟是 ()A.標(biāo)記結(jié)點O的位置,并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B.量出OA、OB、OC三段繩子的長度C.用量角器量出三段繩子之間的夾角D.用天平測出鉤碼的質(zhì)量(3)在作圖時,你認(rèn)為圖2中________(選填“甲”或“乙”)是正確的。

圖2【解析】(1)對O點受力分析如圖所示,OA、OB、OC分別表示FTOA、FTOB、FTOC的大小,由于三個共點力處于平衡狀態(tài),所以FTOA、FTOB的合力大小等于FTOC,且FTOC<FTOA+FTOB,即|FTOA-FTOB|<FTOC<FTOA+FTOB,故B、C、D能完成試驗。(2)為探究求合力的方法,必需作受力圖,所以先明確受力點,即標(biāo)記結(jié)點O的位置,其次要作出力的方向并讀出力的大小,最終作出力的圖示,因此要做好記錄,應(yīng)從力的三要素角度動身,要記錄鉤碼的個數(shù)和記錄OA、OB、OC三段繩子的方向,故A正確,B、C、D錯誤。(3)以O(shè)點為探討對象,F3的實際作用效果在OC這條線上,由于誤差的存在,F1、F2的合力的理論值與實際值有肯定偏差,故甲圖符合實際,乙圖不符合實際。答案:(1)B、C、D(2)A(3)甲三、計算題(本題共3小題,共28分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(9分)如圖所示,在傾角θ=37°的斜面上,用一水平力F推一質(zhì)量為m=10kg的物體,欲使物體沿斜面勻速向上運動,已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,試求F的大小。(g取10【解析】物體沿斜面對上勻速運動,依據(jù)平衡條件:Fcos37°=Ff+mgsin37°(3分)Ff=μ(mgcos37°+Fsin37°) (3分)解得:F≈112N(3分)答案:112N12.(9分)如圖所示,質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下,沿水平天花板向右做勻速直線運動。力F與水平方向夾角為θ,重力加速度為g。求物體與天花板間的動摩擦因數(shù)μ。 【解析】對物體受力分析,將力F正交分解,如圖 (1分)依據(jù)共點力平衡條件得:水平方向:Fcosθ-Ff=0 (2分)豎直方向:Fsinθ-FN-mg=0 (2分)由Ff=μFN(2分)可得μ=FcosθFsinθ答案:Fcosθ13.(10分)如圖所示,三根輕質(zhì)繩子OA、OB與OC將一質(zhì)量為10kg的重物懸掛空中而處于靜止?fàn)顟B(tài),其中OB與天花板夾角為30°,OA與天花板夾角為60°,要求畫出結(jié)點O的受力分析圖,標(biāo)出對應(yīng)的力及角度。(g取10(1)求繩子OA、OB對應(yīng)的拉力大小FA、FB。(2)若保持O、B點位置不變,變更OA繩長度,將A點移動到D點,使得OD=OB,求此時繩子OD對應(yīng)的拉力大小FD。【解析】對結(jié)點O受力分析如圖甲所示, (2分)(1)依據(jù)平衡條件,由幾何學(xué)問得:FA=mgcos30°=503N(2分)FB=mgsin30°=50N(2分)(2)將A點移動到D點后畫出受力圖,如圖乙所示, (2分)運用合成法,由幾何學(xué)問得:FD=mg=100N(2分)答案:(1)503N50N(2)100N【等級性考試】(30分鐘40分)14.(5分)(多選)如圖所示是剪式千斤頂,當(dāng)搖動把手時,螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n,從而將汽車頂起。當(dāng)車輪剛被頂起時汽車對千斤頂?shù)膲毫?.0×105N,此時千斤頂兩臂間的夾角為120°,則下列推斷正確的是()A.此時兩臂受到的壓力大小均為1.0×105NB.此時千斤頂對汽車的支持力為1.0×105NC.若接著搖動把手,兩臂受到的壓力將增大D.若接著搖動把手,兩臂受到的壓力將減小【解析】選A、B、D。將汽車對千斤頂?shù)膲毫分解為沿兩臂的兩個分力F1,依據(jù)對稱性可知,兩臂受到的壓力大小相等。由2F1cosθ=F得F1=F2cos60°=F=1.0×105N,所以此時兩臂受到的壓力大小均為1.0×105N,故A正確。汽車對千斤頂?shù)膲毫?.0×105N,依據(jù)牛頓第三定律得千斤頂對汽車的支持力為1.0×105N,故B正確。接著搖動把手,兩臂靠攏,夾角θ減小,由F1=F2cosθ分析可知,F不變,當(dāng)θ減小時,cosθ15.(5分)(多選)如圖是某同學(xué)為頸椎病人設(shè)計的一個牽引裝置的示意圖,一根輕繩繞過兩個定滑輪和一個動滑輪后兩端各掛著一個相同的重物,與動滑輪相連的帆布帶拉著病人的頸椎(圖中是用手指代替頸椎做試驗),整個裝置在同一豎直平面內(nèi)。假如要增大手指所受的拉力,可實行的方法是 ()A.只增加繩的長度 B.只增加重物的重量C.只將手指向下移動 D.只將手指向上移動【解析】選B、C。對動滑輪受力分析,受重力、兩個對稱的拉力,拉力等于懸掛重物的重力mg,如圖三個力的合力為零,兩個拉力的大小恒定,夾角越大,合力越小,夾角越小,合力越大;增加繩的長度時,由于兩個繩拉力不變,動滑輪位置不變,故三個力大小方向都不變,故A錯誤;增加重物的重力,兩個拉力變大,動滑輪位置不變,則兩拉力夾角不變,故合力變大,故手要用較大的力,故B正確;手指向下移動,兩個拉力大小不變,夾角變小,故兩拉力合力變大,故手要用較大的力,故C正確;手指向上移動,兩個拉力大小不變,夾角變大,故兩拉力合力變小,故手要用較小的力,故D錯誤。16.(5分)(多選)如圖所示,物體被水平力F壓在豎直墻壁上靜止不動。下列說法正確的是 ()A.若增大力F,則墻壁對物體的彈力增大B.若增大力F,則墻壁對物體的摩擦力增大C.若撤去力F,則物體沿墻壁下落的過程受三個力作用D.若力F漸漸削減為原來的一半后,物體沿墻壁下滑,則此時墻壁對物體的摩擦力比力F削減前小【解析】選A、D。水平方向依據(jù)二力平衡可知,墻壁對物體的彈力等于力F,若增大力F,則墻壁對物體的彈力也增大,故A正確;豎直方向水平方向依據(jù)二力平衡可知,摩擦力與重力等大方向,則摩擦力不變,故B錯誤;若撤去力F,則物體沿墻壁下落的過程只受重力作用,故C錯誤;若力F漸漸削減為原來的一半后,物體沿墻壁下滑,則重力比摩擦力大,則此時墻壁對物體的摩擦力比力F削減前小,故D正確。17.(10分)有一種圓珠筆,內(nèi)部有一根小彈簧。如圖所示,當(dāng)筆桿豎直放置