高中物理新教材同步必修第一册-章末检测试卷(三).docx

章末检测试卷(三)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．下列说法正确的是(　　)
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的
B．质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外
C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
D．由磁铁间存在相互作用可知：力可以离开物体而单独存在
答案　B
2．(2019·信阳高级中学高一期末)如图1所示，某智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹水平，则(　　)
A．小球受到的摩擦力方向竖直向上

图1
B．小球受到的摩擦力大于重力
C．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
D．若增大小球表面的粗糙程度，小球受到的摩擦力变大
答案　A
解析　在竖直方向上小球受重力和摩擦力，其余力在水平方向，由于小球处于静止状态，则其所受摩擦力与重力等大反向，可知小球受到的摩擦力方向竖直向上，故A正确，B错误．增大铁夹对小球的压力，水平方向的力变化了，竖直方向的摩擦力仍与重力等大反向，摩擦力大小不变，故C错误．增大小球表面的粗糙程度，竖直方向的摩擦力仍与重力等大反向，摩擦力大小不变，故D错误．
3．如图2所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进，则下列说法正确的是(　　)

图2
A．拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力
B．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C．拉力与摩擦力的合力方向竖直向上
D．小孩和车所受的合力方向向前
答案　C
解析　小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，因小车匀速前进，所以所受合力为零，利用正交分解法分析易知，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故选项A、D错误；根据力的合成和二力平衡易知，拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡，重力、支持力的合力方向竖直向下，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，故选项B错误，C正确．
4．五个共点力平衡，现去掉其中大小为3 N和5 N的两个力，那么，其余三个力的合力大小可能是(　　)
A．0 B．1 N
C．2 N D．10 N
答案　C
解析　大小为3 N和5 N的两个力的合力范围是2 N≤F≤8 N，根据共点力平衡条件知，五个共点力的合力为零，所以其余三力的合力与大小为3 N和5 N二力的合力等大反向，故其余三力的合力F′的取值范围为2 N≤F′≤8 N，选项C正确．
5.(2019·天津六校高一期末)如图3，质量为m的木块在推力F的作用下，在水平地面上做匀速运动．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为(　　)

图3
A．μmg B．μFsin θ

C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcos θ
答案　D
解析　由于木块做匀速运动，对木块进行受力分析，根据平衡条件，有：
水平方向：Fcos θ＝Ff
竖直方向：FN＝mg＋Fsin θ
滑动摩擦力：Ff＝μFN＝μ(mg＋Fsin θ)
故A、B、C错误，D正确．
6．(2019·临汾市高一期末)如图4所示，质量mA＝8 kg的物块A下端连接着直立且固定于地面的轻质弹簧，上端连接着跨过定滑轮的轻绳，绳的另一端连接着静置于地面、质量为mB＝10 kg的物块B.此时，与A相连的轻绳处于竖直方向，与B相连的轻绳与水平地面成37°角，并且弹簧的压缩量为10 cm，若弹簧劲度系数k＝100 N/m，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计滑轮与轻绳间的摩擦．关于物块B的受力情况，下列分析正确的是(　　)

图4
A．轻绳对物块B的拉力为60 N
B．地面对物块B的摩擦力为56 N
C．地面对物块B的支持力为68 N
D．物块B所受合力为10 N
答案　B
解析　根据胡克定律可知，弹簧弹力F＝kΔx＝100×0.1 N＝10 N，方向竖直向上，对A进行受力分析，则绳子对A的拉力FT＝mAg－F＝80 N－10 N＝70 N，所以绳子对B的拉力FT′＝FT；B处于静止状态，受力平衡，对B进行受力分析，根据平衡条件得地面对物块B的支持力FN＝mBg－FT′sin 37°＝58 N，地面对B的摩擦力Ff＝FT′cos 37°＝70×0.8 N＝56 N，故A、C错误，B正确；由于物块B处于静止状态，所以所受合力为零，故D错误．
7.(2019·重庆市部分区县高一第一学期期末)如图5所示，一个重力为10 N的物体，用细线悬挂在O点，现在用拉力F拉物体，细线与竖直方向夹角为θ＝37°，物体处于静止状态，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则拉力F的最小值为(　　)

图5
A．5 N B．6 N C．8 N D．10 N
答案　B
解析　以物体为研究对象进行受力分析，如图所示对物体施加的拉力F与细线垂直时，所用的力最小，所以F的最小值为Fmin＝Gsin 37°＝6 N，所以B正确．

8．如图6，用一根长1 m的轻质细绳将质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)(　　)

图6
A. m B. m
C. m D. m
答案　A
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9．(2019·重庆一中高一期中)如图7所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端连接在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则(　　)

图7
A．滑块可能只受到三个力作用
B．弹簧一定处于压缩状态
C．斜面对滑块的支持力可能为零
D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
答案　AD
解析　弹簧可能处于原长状态，滑块只受重力、支持力和静摩擦力三个力作用而处于平衡状态，故A正确，B错误；将滑块所受重力沿平行斜面方向和垂直斜面方向分解，根据共点力平衡条件可知，斜面对滑块的静摩擦力的大小一定等于mgsin 30°＝，斜面对滑块的支持力不可能为零，故C错误，D正确．
10.(2018·天津卷)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，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8所示，木楔两侧产生推力FN，则(　　)

图8
A．若F一定，θ大时FN大
B．若F一定，θ小时FN大
C．若θ一定，F大时FN大
D．若θ一定，F小时FN大
答案　BC
解析　根据力F的作用效果将力F分解为垂直于木楔两侧的力FN，如图所示．

则＝sin
即FN＝
所以当F一定时，θ越小，FN越大；当θ一定时，F越大，FN越大．故选项B、C正确．
11．如图9所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B从水平面上的C点移至D点后，A、B仍保持静止，下列说法正确的是(　　)

图9
A．B与水平面间的摩擦力减小
B．水平面对B的弹力增大
C．悬于墙上的绳所受拉力减小
D．A、B静止时，图中α、β两角始终相等
答案　AD
解析　对A分析，由于A保持静止，则绳子的拉力等于A的重力，故绳子对B的拉力大小也保持不变，等于A的重力大小；对B分析，B向左移动时，绳与水平面的夹角变大，绳拉力的水平分量减小，而水平方向B受力平衡，则摩擦力减小；绳拉力的竖直分量变大，则水平面对B的弹力减小，故A正确，B错误．由于滑轮两侧的绳夹角减小，而两拉力大小不变，故悬于墙上的绳子的拉力将变大，C错误．对滑轮分析，拉A的绳子与墙一直平行，所以α＝θ；因滑轮两侧的绳子的拉力相等，而拉滑轮的力与两段绳子的力的合力大小相等，则拉滑轮的力应在这两段绳子拉力的角平分线上，故α、β、θ三角始终相等，D正确．
12.气象研究小组用如图10所示简易装置测定水平风速．在水平地面上竖直固定一根直杆，质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O，当水平风吹来时，球在水平风力的作用下飘起来．已知风力大小正比于风速，当风速v0＝3 m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝30°，重力加速度为g，则(　　)

图10
A．θ＝30°时，细线拉力大小为
B．风速增大到某一值时，θ可能等于90°
C．细线拉力与风力的合力大于mg
D．θ＝30°时，风力大小F＝mg
答案　AD
解析　选取小球为研究对象，则小球受重力、细线拉力和风力而处于平衡状态，如图所示，根据共点力平衡条件得，细线拉力FT＝＝，风力F＝mgtan θ＝mg，细线拉力和风力的合力大小等于mg，故A、D正确，C错误；因为风力和重力的合力方向不可能水平向右，可知拉力方向不可能水平向左，则θ不可能等于90°，故B错误．

三、非选择题(本题共6小题，共60分)
13．(6分)用如图11甲所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，主要步骤如下：

图11
①在水平桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
②用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点，在橡皮条的另一端系上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
③用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，橡皮条与细绳的结点到达某一位置O，记下O点的位置及两个弹簧测力计的示数F1和F2；
④只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数F.记下F的大小和方向；
⑤选好标度，分别作出力F1、F2、F的图示，以F1、F2为邻边作平行四边形，并画出对角线F′；
⑥多次进行实验，归纳得到结论．
回答下列问题：
(1)步骤③中遗漏的重要操作是________．
(2)步骤④中遗漏的重要操作是________．
(3)下列措施中，能减小误差的是________．
A．F1、F2的大小要尽量小些
B．在不超过弹簧测力计量程的情况下，F1、F2的大小要尽量大些
C．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些
答案　(1)未记录两细绳套的方向(2分)
(2)未明确是否把橡皮条与细绳的结点拉到位置O(2分)
(3)BC(2分)
14．(8分)某同学利用如图12甲所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验．

图12
(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态．
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x＝________cm.
答案　(1)竖直(2分)　(2)4(2分)　50(2分)
(3)10(2分)
解析　(1)弹簧是竖直的，为减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故必须使刻度尺保持竖直状态．

(2)弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4 cm，弹簧弹力为2 N时，弹簧的长度为8 cm，伸长量为4 cm，根据胡克定律F＝kΔx，有k＝＝ N/m＝50 N/m.
(3)由题图丙得到弹簧的弹力为3.0 N，根据题图乙得到弹力为3.0 N时对应的弹簧的长度为10 cm.
15．(8分)(2019·鸡泽县第一中学高一期中)如图13所示，水平面上有两个可视为质点的木块1和2，中间用一轻弹簧连接起来，当1和2间距为12 cm时，2所受弹簧弹力为44 N，方向向左；当1和2间距为7 cm时，2所受弹簧弹力为6 N，方向向右；求木块1不受弹簧弹力时，1和2间距应为多少？(弹簧始终处于弹性限度内)

图13
答案　7.6 cm
解析　根据胡克定律得：当1和2间距为12 cm时，
有F1＝k(L1－L0)(3分)
当1和2间距为7 cm时，有
F2＝k(L0－L2)(3分)
解得：L0＝7.6 cm.(2分)
16.(12分)(2018·重庆八中高一期中)如图14所示，物体A、B的质量分别为mA＝6 kg、mB＝4 kg，A与B、B与地面之间的动摩擦因数都为μ＝0.3，不计滑轮的质量及绳与滑轮间的摩擦，在水平外力F作用下，A和B一起向右做匀速直线运动，求地面对B及A对B的摩擦力的大小和方向．(g取10 m/s2)

图14
答案　30 N　水平向左　15 N　水平向右
解析　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，所以地面对B的摩擦力F地B＝F＝μ(mA＋mB)g＝30 N(3分)
方向与B相对地面的运动方向相反，即水平向左．(1分)
A受到绳子的拉力FT＝F＝15 N(2分)
由于A做匀速直线运动，由平衡条件得
B对A的摩擦力FBA＝FT＝15 N(2分)
方向水平向左(1分)
由牛顿第三定律得A对B的摩擦力FAB＝FBA＝15 N(2分)
方向水平向右．(1分)
17．(12分)如图15所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10 kg的重物悬挂在空中且处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30°，OA与天花板夹角为60°.(g取10 m/s2)

图15
(1)画出结点O的受力分析图，标出对应的力及角度；
(2)求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB；
(3)若保持O、B点位置不变，改变OA绳长度，将A点移动到D点，使得OD＝OB，求此时绳子OD上的拉力大小FD.
答案　(1)见解析图甲　(2)50 N　50 N　(3)100 N
解析　(1)对结点O受力分析如图甲所示，(3分)

(2)FC＝mg，根据平衡条件，由几何知识得：
FA＝mgcos 30°＝50 N(3分)
FB＝mgsin 30°＝50 N．(3分)
(3)将A点移动到D点后对结点O受力分析如图乙所示，运用合成法，由几何知识得：FD＝FB′＝＝100 N．(3分)
18．(14分)(2019·江苏高一期中)如图16所示，重力为25 N的物块甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB平行于倾角为θ＝37°的斜面，且B端与放置在斜面上的重力为100 N的物块乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角也为θ＝37°，物块甲、乙都处于静止状态，轻绳OB始终与斜面平行，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

图16
(1)轻绳OA、OB受到的拉力大小FOA、FOB；
(2)物块乙所受的摩擦力；
(3)若斜面光滑，用一水平向左的推力作用在乙物块上，使其仍保持静止状态，水平推力F的大小．
答案　(1)20 N　15 N　(2)75 N　方向沿斜面向上　(3)93.75 N
解析　(1)对结点O受力分析，受到三段轻绳的拉力，合力为零，如图所示：

根据平衡条件得：
FOA＝Gcos θ＝25×0.8 N＝20 N(3分)
FOB＝Gsin θ＝25×0.6 N＝15 N(3分)
(2)乙物块处于静止状态，受力平衡，对乙受力分析，受到重力、斜面的支持力、OB绳的拉力以及静摩擦力，根据平衡条件可知，沿着斜面方向有：
Ff＝G乙sin θ＋FOB＝100×0.6 N＋15 N＝75 N(3分)
方向沿斜面向上．(1分)
(3)若斜面光滑，对乙受力分析，受到重力、斜面的支持力、OB绳的拉力以及水平向左的推力F，根据平衡条件可知，沿着斜面方向有：Fcos θ＝G乙sin θ＋FOB(3分)
解得：F＝93.75 N．(1分)