2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 相互作用章末質(zhì)量評(píng)估 新人教版必修1.doc

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第三章 相互作用 章末質(zhì)量評(píng)估(三) (時(shí)間：90分鐘　分值：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題，每題3分，共30分．每小題中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，選對(duì)得3分，錯(cuò)選、不選或多選均不得分．) 1．下列關(guān)于彈力產(chǎn)生條件的說法中正確的是(　　) A．只要兩個(gè)物體接觸就一定有彈力產(chǎn)生 B．輕桿一端所受彈力的作用線一定與輕桿方向垂直 C．壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面 D．形變大的物體產(chǎn)生的彈力一定比形變小的物體產(chǎn)生的彈力大 解析：物體相互接觸，并且物體間有形變產(chǎn)生，才會(huì)產(chǎn)生彈力．A不合題意． 輕桿一端所受彈力的作用線不一定與輕桿方向垂直，也可能與其方向垂直，彈力方向根據(jù)受力平衡來確定的．B不合題意． 壓力和支持力均屬于彈力，它的方向總是垂直于接觸面，C符合題意． 物體發(fā)生彈性形變時(shí)才會(huì)產(chǎn)生彈力，但形變大的物體產(chǎn)生的彈力不一定比形變小的物體產(chǎn)生的彈力大，還與勁度系數(shù)有關(guān)，D不合題意．故選C. 答案：C 2．如圖所示，一物塊置于水平地面上，當(dāng)用與水平方向成30角的力F1拉物體向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)改用與水平方向成30角的力F2推物塊向前運(yùn)動(dòng)，若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的摩擦力大小f1和f2的關(guān)系為(　　) A．f1> f2　　　　　　 B．f1< f2 C．f1＝f2 D．無法確定 解析：根據(jù)摩擦力公式，得f1＝μ(mg－F1sin θ)，f2＝μ(mg＋F2sin θ)，故f1< f2，選B. 答案：B 3．假期里，一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜，對(duì)菜刀發(fā)生了興趣．他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，刀刃前部的頂角小，后部的頂角大，如圖所示，他先后作出過幾個(gè)猜想，其中合理的是(　　) A．刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便，外形美觀，跟使用功能無關(guān) B．在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān) C．在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越大，分開其他物體的力越大 D．在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越小，分開其他物體的力越大 解析：把刀刃部分抽象后，可簡(jiǎn)化成一個(gè)等腰三角形劈，設(shè)頂角為2θ，背寬為d，側(cè)面長(zhǎng)為l，如右圖所示．當(dāng)在劈背施加壓力F后，產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個(gè)分力F1、F2，使用中依靠著這兩個(gè)分力分開被加工的其他物體．由對(duì)稱性知，這兩個(gè)分力大小相等(F1＝F2)，因此畫出力分解的平行四邊形，實(shí)為菱形，如圖所示．在這個(gè)力的平行四邊形中，取其四分之一考慮(圖中陰影部分)．根據(jù)它跟半個(gè)劈的直角三角形的相似關(guān)系，有關(guān)系式＝＝，得F1＝F2＝.由此可見，刀背上加上一定的壓力F時(shí)，側(cè)面分開其他物體的力跟頂角的大小有關(guān)，頂角越小，sin θ的值越小，F(xiàn)1和F2越大． 答案：D 4．如圖所示，將一張A4紙(質(zhì)量可忽略不計(jì))夾在英漢字典內(nèi)，書對(duì)A4紙的壓力為3 N，A4紙與書之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，要把A4紙從書中拉出，拉力至少應(yīng)為(　　) A．0.6 N B．1.2 N C．2.4 N D．3 N 解析：根據(jù)F＝μFN，F(xiàn)＝1.2 N，因?yàn)榧埖纳舷聝擅娑家艿綍鴮?duì)它的滑動(dòng)摩擦力，所以要把紙從書中拉出，拉力至少應(yīng)為2.4 N，C正確． 答案：C 5.如圖所示，細(xì)繩MO與NO所能承受的最大拉力相同，長(zhǎng)度MO>NO，則在不斷增加重物G的重力過程中(繩OC不會(huì)斷)(　　) A．ON繩先被拉斷 B．OM繩先被拉斷 C．ON繩和OM繩同時(shí)被拉斷 D．因無具體數(shù)據(jù)，故無法判斷哪條繩先被拉斷 解析：作出力分解的平行四邊形如圖所示，由于MO>NO，所以α>β，由四邊形的兩個(gè)鄰邊的長(zhǎng)短可以知道FON>FOM，所以在G增大的過程中，繩ON先斷． 答案：A 6．如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個(gè)力恰好圍成一個(gè)閉合的三角形，且三個(gè)力的大小關(guān)系是F1mg，T>mg B．N>mg，Tmg D．Nmg.故選C. 答案：C 9．如圖所示，A、B兩物體重力都等于10 N，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都等于0.3，同時(shí)有F＝1 N的兩個(gè)水平力分別作用在A和B上，A和B均靜止，則地面對(duì)B和B對(duì)A的摩擦力分別為(　　) A．6 N，3 N B．1 N，1 N C．0，1 N D．0，2 N 解析：A、B均靜止，應(yīng)用整體法，即A、B整體水平方向所受外力大小相等，方向相反，故地面對(duì)B無摩擦力．以A為研究對(duì)象，水平方向必受大小與F相等、方向與F相反的靜摩擦力，故選項(xiàng)C正確． 答案：C 10．如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為 30，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為(　　) A.∶4 B．4∶ C．1∶2 D．2∶1 解析：將兩小球及彈簧B視為一個(gè)整體系統(tǒng)，因小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，故該系統(tǒng)水平方向受力平衡，則有kΔxAsin 30＝kΔxC，可得ΔxA∶ΔxC＝2∶1，選項(xiàng)D正確． 答案：D 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每題6分，共24分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全選對(duì)得6分，少選得3分，選錯(cuò)、多選或不選得0分．) 11．如圖所示，小車M在恒力F作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，由此可判斷(　　) A．若地面光滑，則小車一定受三個(gè)力作用 B．若地面粗糙，小車也可以不受摩擦力作用 C．若小車做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車一定受四個(gè)力的作用 D．若小車做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車可能受三個(gè)力的作用 解析：由于F的豎直分力大小可能等于重力，因此地面可能對(duì)小車無彈力作用，不論地面光滑與否，小車都不受摩擦力，此時(shí)小車僅受重力和F作用，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；若小車做勻速運(yùn)動(dòng)，那么水平方向上所受摩擦力和F的水平分力平衡，這時(shí)小車一定受重力、恒力F、地面彈力、摩擦力四個(gè)力作用．C正確，D錯(cuò)誤． 答案：BC 12．如圖所示，用水平力F推靜止在斜面上的物塊，當(dāng)力F由零開始逐漸增大而物塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物塊(　　) A．所受合力逐漸增大 B．所受斜面摩擦力逐漸增大 C．所受斜面彈力逐漸增大 D．所受斜面作用力逐漸變大 解析：物塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，所受合力仍為零，A錯(cuò)．開始時(shí)摩擦力方向沿斜面向上，力F增大，摩擦力減小，當(dāng)摩擦力方向沿斜面向下時(shí)，力F增大，摩擦力增大，B錯(cuò)．物塊所受斜面彈力大小等于重力和F沿垂直于斜面方向的分力之和，而重力沿垂直于斜面方向的分力不變，F(xiàn)沿垂直于斜面方向的分力增大，故隨著F的增大，物塊所受斜面彈力增大，C對(duì)．物塊所受斜面的作用力大小等于重力與F的合力，由于F增大，物塊所受斜面的作用力變大，D正確． 答案：CD 13．如圖所示，鐵板AB與水平地面間的夾角為θ，一塊磁鐵吸附在鐵板下方．緩慢抬起鐵板B端使θ角增加(始終小于90)的過程中，磁鐵始終相對(duì)鐵板靜止．下列說法正確的是(　　) A．磁鐵始終受到四個(gè)力的作用 B．鐵板對(duì)磁鐵的彈力逐漸增加 C．磁鐵所受合外力逐漸減小 D．磁鐵受到的摩擦力逐漸減小 解析：對(duì)磁鐵受力分析，受重力G、磁力F、支持力FN和摩擦力Ff，如圖，所以磁鐵受到四個(gè)力的作用；由于磁鐵受力始終平衡，故合力為零，故A正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)平衡條件，有 Gsin θ－Ff＝0， F－Gcos θ－FN＝0， 解得：Ff＝Gsin θ，F(xiàn)N＝F－Gcos θ.由于θ不斷變大，故Ff不斷變大，F(xiàn)N不斷變大，故D錯(cuò)誤，B正確． 答案：AB 14．如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻壁之間放一光滑球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則(　　) A．B對(duì)墻的壓力減小 B．A與B之間的作用力增大 C．地面對(duì)A的摩擦力減小 D．A對(duì)地面的壓力不變 解析：設(shè)物體A對(duì)球B的支持力為F1，豎直墻對(duì)球B的彈力為F2，F(xiàn)1與豎直方向的夾角θ因物體A右移而減?。畬?duì)球B受力分析如圖所示，由平衡條件得：F1cos θ＝mBg，F(xiàn)1sin θ＝F2，解得F1＝，F(xiàn)2＝mBgtan θ，θ減小，F(xiàn)1減小，F(xiàn)2減小，選項(xiàng)A對(duì)，B錯(cuò)；對(duì)A、B整體受力分析可知，豎直方向，地面對(duì)整體的支持力FN＝(mA＋mB)g，與θ無關(guān)，即A對(duì)地面的壓力不變，選項(xiàng)D對(duì)；水平方向，地面對(duì)A的摩擦力f＝F2，因F2減小，故f減小，選項(xiàng)C對(duì)． 答案：ACD 三、非選擇題(共4小題，共46分) 15．(8分)一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則． 　　　　 圖(a)　 　　　圖(b)　　　　　　圖(c) (1)如圖(a)，在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺________時(shí)電子秤的示數(shù)F； (2)如圖(b)，將三細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上，水平拉開細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、________和電子秤的示數(shù)F1； (3)如圖(c)，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上，手握電子秤沿著②中L2的方向拉開細(xì)線L2，使________和三根細(xì)線的方向與②中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2； (4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若______________，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證． 解析：(1)要測(cè)量裝滿水的水壺的重力，則記下水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F； (2)要畫出平行四邊形，則需要記錄分力的大小和方向，所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時(shí)也要記錄三細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1； (3)已經(jīng)記錄了一個(gè)分力的大小，還要記錄另一個(gè)分力的大小，則結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)位置不能變化，力的方向也都不能變化，所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2； (4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若F和F′在誤差范圍內(nèi)重合，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證． 答案：(1)靜止　(2)三細(xì)線的方向　(3)結(jié)點(diǎn)O的位置　(4)F和F′在誤差范圍內(nèi)重合 16．(10分)如圖所示，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為θ.質(zhì)量為m的光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對(duì)三棱柱的支持力和摩擦力的大小. 解析：選取A、B整體為研究對(duì)象，它受到重力(M＋m)g、地面支持力FN、墻壁的彈力F和地面的摩擦力f的作用，如圖所示，處于平衡狀態(tài)． 根據(jù)平衡條件有： FN－(M＋m)g＝0① F＝f② 由①解得FN＝(M＋m)g 再以B為研究對(duì)象，它受到重力mg、三棱柱對(duì)它的支持力FAB、墻壁對(duì)它的彈力F的作用，如圖所示，處于平衡狀態(tài)． 根據(jù)平衡條件有： 豎直方向上：FABcos θ＝mg③ 水平方向上：FABsin θ＝F④ 由③④解得F＝mgtan θ 所以f＝F＝mgtan θ 答案：(M＋m)g　mgtan θ 17．(13分)如圖所示，用一個(gè)輕質(zhì)三角支架懸掛重物，已知AB桿的左端用鉸鏈固定，且它所能承受的最大壓力為2 000 N，AC繩所能承受的最大拉力為1 000 N，α＝30.為不使支架斷裂，求懸掛的重物應(yīng)滿足的條件． 解析：懸繩受到豎直向下的拉力F＝G.在這個(gè)拉力作用下，它將壓緊水平桿AB并拉緊繩AC，所以應(yīng)把拉力F沿AB、CA兩個(gè)方向分解，設(shè)兩分力為F1、F2，畫出力的平行四邊形如圖所示． 由圖可知： ＝cos 30＝. 因?yàn)锳B、AC所能承受的最大拉力之比為 ＝＝2>， 當(dāng)懸掛重物的重力增加時(shí)，對(duì)AC繩的拉力將先達(dá)到最大值，所以為不使三角支架斷裂，計(jì)算中應(yīng)以AC繩中拉力達(dá)到最大值為依據(jù)，即取F2＝F2max＝1 000 N，于是得懸掛物的重力應(yīng)滿足的條件為Gmax≤F2sin 30＝500 N. 答案：重物的重力不大于500 N 18．(15分)如圖所示，在水平面上放一質(zhì)量為m2的物體B，物體A的質(zhì)量為m1，A、B間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對(duì)物體A施加一豎直向上的拉力，使A以加速度a向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則A至少運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間才能將B拉離地面？ 解析：原來靜止時(shí)，A受重力和彈簧向上的彈力，該彈簧的壓縮量為x1，由二力平衡知m1g＝kx1，得x1＝，B恰好被拉起時(shí)，此時(shí)地面對(duì)B剛好沒有支持力，彈簧被拉伸且對(duì)B物體有向上的大小等于B的重力的彈力．設(shè)此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x2，得x2＝. A運(yùn)動(dòng)的位移x＝x1＋x2＝， 由x＝at2，得t＝ . 答案：