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(压轴题)高中物理必修一第三章《相互作用——力》测试题(含答案解析...
2025-10-02 04:42:09 责编:小OO
文档
一、选择题

1.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L,劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是(  )

A. .

C. .

2.如图所示,小明同学借助放满书籍的整理箱做摩擦力探究实验,发现随着水平拉力的增大,静止的整理箱开始运动,箱子运动后,发现拉动箱子反而比刚拉动时省力,若假设小明施加的水平拉力随时间均匀增加,则下列能正确反映整理箱所受摩擦力随时间变化的图像是(  )

A. . . .

3.静止在水平地面上的物体ABC由两部分构成,AOB为斜面体,BOC为光滑圆柱体,截面图如图所示。跨过B点处定滑轮的光滑轻绳两端分别连接a、b两个小滑块,用平行于AB的外力F缓慢拉动a,a与接触面间的动摩擦因数不为零。在b沿BC间曲面缓慢上升的过程中(初始时b已离开地面),轻绳始终平行于接触面,物体ABC始终静止,以下说法正确的是

A.绳的拉力大小不变 .拉力F逐渐增大

C.物体ABC对地面的压力逐渐减小 .物体ABC对地面的摩擦力水平向右

4.如图所示,放在地面上的木箱重为G1,重为G2的人站在木箱里,用力F向上推木箱,则有(  )

A.人对木箱底的压力大小为G2

B.人对木箱底的压力大小为(G2-F)

C.木箱对地面的压力大小为(G1+G2-F)

D.木箱对地面的压力大小为(G1+G2)

5.如图是同一型号灯笼的四种悬挂方式,其中绳子OA所受拉力最大的是(  )

A. .

C. .

6.如图所示,A、B两球用劲度系数为的轻弹簧相连,B球用长为L的细线悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离恰为L,此时绳子所受的拉力为,现把A、B间的弹簧换成劲度系数为的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为,则与的大小关系为(  )

A. .

C. .因、大小关系未知,故无法确定

7.下列关于重力和重心的说法,错误的是(  )

A.物体受到的重力方向一定是竖直向下

B.由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力

C.形状规则的物体,其重心一定在几何中心

D.物体的重心可能不在物体上

8.如图所示,用筷子夹质量为的小球,筷子与小球球心均在竖直平面内,筷子和竖直方向的夹角均为,此时小球受到的摩擦力为0,则小球与筷子间的弹力为(  )

A. . . .

9.用轻质细线把两个质量相等的小球悬挂起来,如图所示,今对小球a持续施加一个水平向左的恒力,并对小球b持续施加一个水平向右的相等恒力,并达到平衡,表示平衡状态的图是(  )

A. . . .

10.如图,水平地面上质量为m的物体A在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速直线运动,拉力F与水平面夹角为θ,物块与地面间动摩擦因数为μ。已知重力加速度为g,下列说法中正确的是(  )

A.物体A受到的摩擦力大小为µmg

B.物体可能受到三个力的作用

C.拉力F与物体A受到的摩擦力的合力方向一定是竖直向上

D.物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力

11.如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同,三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是(  )

A.三个物体都不受到皮带的摩擦力作用

B.A物体受到的摩擦力方向向右

C.B受到的摩擦力沿传送带向上

D.C受到的摩擦力沿传送带向下

12.明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:电“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力N,则(  )

A.若F一定,θ小时N大

B.若F一定,θ大时N大

C.若θ一定,F小时N大

D.若θ一定,不论F大小如何N都不变

二、填空题

13.如图所示,物体、的质量,,A与B、B与地面之间的动摩擦因数都为,在外力作用下,A和B一起匀速运动,则地面对的摩擦力的大小是______;A对B的摩擦力的大小是______,方向为______。(取)

14.如图所示,物体A靠在光滑的竖直墙面上,在力F的作用下,A、B保持静止:

(1)若F是竖直向上的,则A受___________个力;

(2)若F是斜向上的,则A受___________个力。

15.如图所示,为一水阀的示意图,C为轻活塞,截面积为10cm2,AB是长为0.8m的轻质杠杆,O为转轴,AO的长度为0.2m,各接触处均光滑。已知大气压强为1.0×105Pa, 自来水管内的压强为2.5×105Pa。 为保持AB杆水平而水不流出,则在B端需挂一质量为________kg的重物,此时转轴对杆的作用力大小为________N。

16.两个共点力的最大值为15N,最小值为5N,则这两个力的大小分别为______N和______N。

17.如图所示,当质量为的物体放在倾角为的斜面上时。它正好匀速下滑,如果必须用最小的拉力F拉着物体沿斜面匀速上滑,则拉力与斜面所成的角的大小为_______度,最小的拉力大小等于_______N(重力加速度取)

18.一重为G的吊桥由六根钢杆悬吊着,六根钢杆在桥面上分列两排,其上端挂在两根钢缆上,如图。已知图中相邻两钢杆间距离均为12m,靠桥面中心的钢杆长度AA′=DD′=3m,BB′=EE′,CC′=PP′,又已知两端钢缆与水平成45°角。钢杆自重不计。钢缆CF上的拉力大小为_____。为使每根钢杆承受负荷相同,钢杆BB′长度应为_____米。

19.一热气球的质量为0.3t,受到的空气浮力为3300N,它受到的合力为____N;如图所示,若热气球同时又受到水平气流的水平冲力400N,则其受到的合力为______N,方向______.

20.中国是继美、法、俄、日之后世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。北京时间6月27日11时47分,中国“蛟龙”再次刷新“中国深度”——下潜7062米,创造了作业类载人潜水器新的世界纪录。中国蛟龙号(如图)长、宽、高分别是8.2米、3.0米与3.4米,假设海水的密度不随深度变化,且跟淡水的密度差不多,则蛟龙号在下潜的过程中,受到海水的浮力是__________(填变大、不变、变小)的,在最深处,蛟龙号受到的浮力约为___________牛,海水对它的压强约为_____________帕。

三、解答题

21.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:

(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?

(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?

(3)若物体乙的质量为m2=4kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?

22.如图所示,悬线AO与天花板夹角为53°,线BO与墙壁垂直,灯的重力为mg,求:

(1)线AO和线BO线的拉力(sin53°=0.8,cos53°=0.6)

(2)若A点向左移动,保持B点O点不动,则线AO绳和BO绳拉力大小分别将怎样变化?

23.如图所示,一重为30 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13N,F2=5 N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:

(1)木块所受的摩擦力的大小和方向;

(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向;

(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向。

24.如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳水平且B端与放置在水平面上的质量为的物体乙相连,轻绳与竖直方向的夹角,物体甲、乙均处于静止状态。(已知,g取。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:

(1)轻绳、上的拉力是多大;

(2)物体乙对地面的摩擦力的大小和方向;

(3)若物体乙的质量,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为,三段轻绳能承受的最大拉力均为,则欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断,物体甲的质量最大不能超过多少。

25.如图所示,质量为m=2.4 kg的物体用细线悬挂处于静止。细线AO与竖直方向间的夹角为37°,细线BO水平,细线CO竖直,重力加速度g=10 m/s2,不计所有细线的重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求细线BO上的拉力大小F;

(2)若三根细线能承受的最大拉力均为100N,要使三根细线均不断裂,求细线下端所能悬挂重物的最大质量;

(3)若上下缓慢移动细线OB的端点B,并保持细线AO与竖直方向间的夹角不变,求细线BO上拉力的最小值Fmin。

26.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为、、的木块1、2、可视为质点,中间分别用原长均为L、劲度系数均为k的轻弹簧连接,木块与传送带间的动摩擦因数均为,现将连接木块1的水平细绳的另一端固定在左边的墙上,让传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、2两木块间的距离和2、3两木块间的距离分别是多少?重力加速度为

【参】***试卷处理标记,请不要删除

一、选择题

1.C

解析:C

对木块3分析,摩擦力与弹簧弹力平衡,有

则有

对木块2和3整体分析,摩擦力和弹簧弹力平衡,有

则有

则1、3两木块的距离为

故选C。

2.C

解析:C

刚开始整理箱处于静止状态,所受到的摩擦力是静摩擦力,静摩擦力等于拉力,随着拉力的 增大而增大,当刚要开始滑动时达到最大静摩擦力,当整理箱运动起来后受到的是滑动摩擦力,根据

滑动摩擦力是一个定值,而滑动摩擦力力略小于最大静摩擦力。

故选C。

3.C

解析:C

A.对b,设bO连线与竖直方向夹角为θ,轻绳对b的拉力沿切线方向,由平衡可知

在b沿BC间曲面缓慢上升的过程中,θ减小,故绳的拉力T减小,故A错误;

B.对a,设斜面倾角为α,沿斜面方向,由平衡可知

由于T减小,则F减小,故B错误;

C.对整体,由于F减小,则F在竖直方向的分力减小,故物体ABC对地面的压力逐渐减小,故C正确;

D.对整体,物体ABC在F的作用下有相对地面向左运动的趋势,故物体ABC对地面的摩擦力水平向左,故D错误。

故选C。

4.D

解析:D

AB.对人分析,人受到重力、箱子对人的支持力,箱顶对人的压力,根据平衡有

 

故AB错误;

CD. 对整体分析,受总重力和支持力,有

根据牛顿第三定律,压力与支持力的大小相等,故C错误,D正确。

故选D。

5.D

解析:D

A图中OA的拉力

 

B图中AO的拉力

 

C图中AO的拉力

 

D图中AO的拉力

绳子OA所受拉力最大的是D。

故选D。

6.C

解析:C

以小球B为研究对象,分析受力情况,由平衡条件可知,弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力与重力mg大小相等,方向相反,即,作出力的合成如图,由三角形相似得

又由题,,得,

可见,绳子的拉力F只与小球B的重力有关,与弹簧的劲度系数K无关,所以得到

故选C。

7.C

解析:C

A.重力的方向一定竖直向下,故A正确;

B.重力是由于地球的吸引而受到的力,故B正确;

C.质量分布均匀,形状规则的物体重心在几何中心,故C错误;

D.重心可能在物体上,可能在物体外,比如圆环的重心在圆心,故D正确。

本题选错的,故选C。

8.A

解析:A

对球受力分析,筷子对小球的两个压力,小球的重力,如图所示

在竖直方向上有

解得

故选A。

9.A

解析:A

将两球连同它们之间的细线看成一个整体,对整体受力分析,水平方向

竖直方向

故上面绳子的拉力一定和重力等大反向,即绳子竖直。故BCD错,A对。

故选A。

10.C

解析:C

A.由题可知此时物体A受到的是滑动摩擦,但此时物体A对地面的压力不等于mg,故A错误;

B.物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用处于平衡状态,故B错误;

C.因为物体合力为零,知拉力F与物体A受到的摩擦力的合力与重力和支持力的合力等值反向,方向一定竖直向上,故C正确;

D.根据受力分析,可知物体A受到的重力和地面对支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。

故选C。

11.C

解析:C

B.A物体在水平方向做匀速直线运动,则水平方向不受摩擦力,故B错误;

ACD.BC物体均有相对传送带向下滑动的趋势,故两物体均受到沿斜面向上的静摩擦力,故AD错误,C正确。

故选C。

12.A

解析:A

力F的分解如图:

其中木楔两侧产生的推力N等于F的两个分力,而

由公式可知,当F一定,θ小时N大;当θ一定,F大时N大。

选项A正确,BCD错误。

故选A。

二、填空题

13.21向右

解析:2向右

[1]因为A、B一起在地面上运动,所以A与B间是静摩擦力,而B与地面间是滑动摩擦力,所以有

F地B的方向与相对运动方向相反,即向左,整体受力分析知

[2][3]对A物体有

其中FT为绳的拉力,大小为

解得

A对B的摩擦力大小为

方向向右

14.4

解析:

(1)[1]如下图

A受力平衡,A受到竖直向下的重力和B对A竖直向上的支持力,故A受2个力。

(2)[2]如下图

对A受力分析,A受到竖直向下的重力、墙对A的支持力、B对A竖直向上的支持力以及B对A的摩擦力,故A受4个力。

15.200

解析:

[1]根据力矩平衡知

(pS-p0S)•AO=mg•OB

 

[2]对O受力分析知转轴对杆的作用力大小

F=mg+(p-p0)S=50N+(2.5-1)×105×10×10-4N=200N

16.5

解析:

[1][2]两个共点力的最大值为

最小值为

代入数据解得

 ,

17.25

解析:

[1][2]因为物体在斜面上恰能匀速下滑根据共点力平衡条件有

解得;当施加力F物体沿斜面匀速上滑,拉力与斜面所成的角为,如图所示

则根据平衡条件有

滑动摩擦力为

联立解得

当时拉力最小,最小值为

18.【解析】

解析:

【解析】

[1].对整体受力分析,受重力和两个拉力F,根据平衡条件,有:

解得:

F=

[2].对C点受力分析,受CC′杆的拉力、拉力F、BC钢缆的拉力,根据平衡条件,有:

水平方向:

Fcos45°=FBCcosθ1

(θ1为FBC与水平方向的夹角)

竖直方向:

Fsin45°=+FBCsinθ1

解得:

tanθ1=

对B点受力分析,受BB′杆的拉力、BC钢索的拉力、AB钢索的拉力,根据平衡条件,有:

水平方向:

FBCcosθ1=FBAcosθ2

(θ2为FBA与水平方向的夹角)

竖直方向:

FBCsinθ1=+FBAsinθ2

解得:

tanθ2=

BB′=EE′=AA′+A′B′tanθ2=3+12×=7m

19.500与竖直向上成53°

解析:5与竖直向上成

[1] 热气球受到重力和空气浮力合力为:

方向竖直向上。

[2] 若热气球同时又受到水平气流的水平冲力400N,根据平行四边形可知:

[3]方向与竖直方向成53°

20.不变83×1057062×107

解析:不变 5 7

[1]蛟龙号在下潜的过程中,排开水的体积不变,海水的密度不变,由F浮=ρ液gV排可知受到海水的浮力不变;

[2]“蛟龙号”的体积:

V=8.2×3.0×3.4 m3=83.m3

“蛟龙号”浸没水中

V排=V=83.m3

F浮=ρ海水gV排=1.0×103×10×83. N =8.3×105N

[3]在最深处,h=7062m,海水对它的压强:

p=ρgh=1.0×103×10×7062 Pa =7.062×107Pa

三、解答题

21.(1) ; (2) ,方向水平向左; (3)1.6kg

(1)对结点O,作出力图如图,由平衡条件有

(2)对于乙物体,根据共点力的平衡条件可知摩擦力为

方向水平向左;

(3)当乙物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大值为

物体甲的最大质量为

解得

22.(1),;(2)均变大;

将电灯所受的重力G沿两个绳子方向进行分解,如图所示:

由几何知识得

 

 

(2)若A点向左移动,保持B点O点不动,则OA与水平方向的夹角θ减小,则根据

 

线AO绳拉力和BO绳拉力大小均变大。

23.(1)8N,方向向左;(2)5N,方向向右; (3)9N,方向向左

(1)最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即为

物体在F1、F2的作用下,由于,故静摩擦力向左,则有 

故物体处于静止状态,其所受摩擦力为静摩擦力,故有

方向向左

(2)当只将F1撤去时,此时推力F2小于最大静摩擦力,故物体处于静止状态,则

方向向右

(3)若将F2撤去,因为,所以物体将发生相对滑动,所受的摩擦力为滑动摩擦力,即

方向向左

24.(1) , ;(2)  ,方向水平向右;(3)5.6kg

(1)对结点O受力分析,由平衡条件有

FA==

FB=m1gtanθ=

(2)对乙物体受力分析,根据共点力的平衡条件可知乙物体所受摩擦力为:

Ff=FB=

方向水平向左;)

根据牛顿第三定律,乙物体对地面的摩擦力大小为

方向水平向右

(3)当乙物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大值为:

Fm=μm2g=0.6×80N=48N=FB′

此时OA绳的拉力大小为:

FA′=>70N

所以此时OA绳子已经拉断;

因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断,则OA不断即可,由此得到物体甲的最大重力为

m1′g=FAmcosθ=70×0.8N=56N

所以物体甲的质量m1最大不能超过。

25.(1)18N;(2)8kg;(3)14.4N

(1)以结点为研究对象,受到重力、OB细线的拉力和OA细线的拉力,如图所示

根据平衡条件结合图中几何关系可得

所以细线BO上的拉力大小为

(2)若三根细线能承受的最大拉力均为100N,根据图中力的大小关系可得,只要OA不拉断,其它两根细线拉不断,故有

解得

(3)当OB与OA垂直时,OB细线的拉力最小,如图所示

根据几何关系结合平衡条件可得

26.,

当三木块达到平衡状态后,对木块3进行受力分析,可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力。

设2、3两木块间的弹簧伸长,根据平衡条件可得

解得2和3间弹簧伸长量为

2、3两木块间的距离

设1、2两木块间的弹簧伸长,以2木块为研究对象,根据平衡条件可得

即1和2间弹簧的伸长量为

1、2两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量,即得

即1、2两木块间的距离为,2、3两木块间的距离为。下载本文

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