江苏省2022学年苏州第一中学高一物理必修1：相互作用测试卷

2022-2022江苏省苏州第一中学高一物理必修1相互作用测试卷试卷90分钟满100分学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。第I卷（选择题）一、单选题（本大题共7小题，共21.0分）1.如图所示，半径不同的P、Q两球紧靠着并静止放置在光滑的水平地面上，下列说法正确的是（　　）A.P、Q两球之间存在有弹力B.球对水平面的压力就是球所受的重力C.球对水平面的压力是球发生微小形变产生的D.球受到水平面的支持力是球发生微小形变产生的2.两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F。以下说法正确的是（   ）A.若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F也越小B.合力F的大小一定比分力F1和F2中的任何一个力的大小都大C.如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大D.合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的3.如图所示，固定在光滑竖直杆上套一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，用力F拉绳，使滑块从A点沿杆缓慢上滑至B点，在此过程中拉力F和杆对滑块的弹力N的变化情况是（）A.F恒定不变，N逐渐增大B.F逐渐减小，N保持不变C.F逐渐增大，N逐渐增大D.F先增大后减小，N逐渐增大4.如图所示，一物体被垂直于倾斜墙面方向的推力F按压在上方的墙面上而处于静止状态，下列判断正确的是()A.墙面对物体的摩擦力可能为零B.墙面与物体间的弹力可能为零17/17C.增大推力F，物体所受墙面的摩擦力不变D.物体所受的合力随推力F的增大而增大1.用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取10m/s2）（   ）A.12mB.22mC.32mD.34m2.如图所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为F1，对木板的压力为F2．在将板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是（　　）A.F1和F2都增大B.F1和F2都减小C.F1增大，F2减小D.F1减小，F2增大3.如图所示质量为m的物体在沿斜面向上的力F作用下沿粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体（　　）A.支持力为 (M+m)gB.支持力小于(M+m)gC.无摩擦力D.有水平向右的摩擦力二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）4.物体A和B的质量均为m，且分别用轻绳连接跨过定滑轮（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦）。当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中（）A.物体A也做匀速直线运动B.绳子的拉力始终大于物体A所受的重力C.物体A的速率小于物体B的速率D.地面对物体B的支持力一直不变5.如图所示，F1、F2为两个分力，F为其合力，图中正确的合力矢量图是（   ）A.B.C.D.17/171.如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使小球A处于静止状态时细绳与竖直方向成30°角且绷紧，则对小球施加的外力的大小()A.最小值为32mgB.可能值为32mgC.最小值为12mgD.可能小于12mg2.一本书放在水平桌面上，下列说法正确的是()A.桌面受到的压力实际就是书的重力B.桌面对书的支持力与书的重力是一对平衡力C.桌面受到的压力是由桌面形变形成的D.桌面对书产生支持力的同时，书对桌面产生压力3.如图所示，细绳悬挂在墙壁上的A、B两点位置，挂在细绳上的小滑轮C可自由移动，其下悬挂重为G的物体，不计细绳和小滑轮的质量及其摩擦。则小滑轮静止时（　　）A.两根绳子的拉力相等B.两根绳子与竖直方向的夹角相等C.悬挂点B下移两根绳子的拉力变大D.悬挂点B上移两根绳子的拉力不变第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）4.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验，将橡皮条一端固定在A点，另一端系上两根细绳及绳套，用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条，将结点拉到O点，如图甲所示。（1）此时要记录下弹簧测力计a、b的示数F1、F2，________________以及O点的位置；（2）图乙中Fˈ是用一个弹簧测力计拉细绳套时，在白纸上根据实验结果画出的图示。F与Fˈ中，方向一定沿AO方向的是________________；17/17（3）如图丙，使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向，在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变，则在整个过程中关于弹簧测力计a、b的读数变化是________________________________。A．a增大，b减小              B．a减小，b增大C．a减小，b先增大后减小     D．a减小，b先减小后增大1.某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案．方案A：木板固定，用弹簧测力计拉动木块．如图（a）所示．方案B：弹簧固定，用手拉动木板，如图（b）所示．除了实验必需的弹簧测力计、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200g的配重若干个．（g＝10m／s2）（1）上述两种方案中，你认为更合理的是方案________，原因是________；（2）该实验中应测量的物理量是________；（3）该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力，记录了5组实验数据，如表所示，则可测出木板与木块间的动摩擦因数为________．实验次数12345配重（个数）01234弹簧测力计读数／N0.501.001.501.802.50木块重／N2.00    17/17四、计算题（本大题共4小题，共41.0分）1.如图所示细绳CO与竖直方向夹30°角，A、B两物体用跨过轻质定滑轮的细绳相连，A、B均处于静止状态，已知物体B的重力为100N，细绳CO所受的拉力为403N．试求：（1）物体A的重力；（2）地面对物体B的支持力和摩擦力。2.如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m＝0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角，已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M＝50kg，且人受的浮力忽略不计．（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m／s2）（1）求水平风力的大小；（2）求人对地面的压力大小；（3）若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？并说明理由。17/171.如图所示，物体在15N的斜向下推力F的作用下沿水平地面向右匀速直线运动，已知物体的重力为31N，力F与水平方向的夹角为θ=37∘，(sin37∘=0.6,cos37∘=0.8)问：(1)物体受到地面的支持力为多大；(2)物体与地面的动摩擦因数μ为多少。2.如图所示，在水平作用力F的作用下，木板B在水平地面上向左匀速运动，其水平表面上的木块A静止不动，与之相连的固定在竖直墙上的弹簧秤的示数为3.2N.已知木块A重8N，木板B重12N.求：（1）若此时弹簧秤弹簧的伸长量为1.6cm，则该弹簧秤弹簧的劲度系数为多少？（2）木块A与木板B之间的动摩擦因数为多少？（3）若已知木板与水平地面间的动摩擦因数为0.3，则水平力F为多大？17/17答案和解析1.【答案】C【解析】解：A、如果两球间存在弹力，则两球将不能保持静止，故PQ间没有弹力作用，故A错误；B、球对水平面的压力的压力，施力物体是球，受力物体是水平面；球受到的重力的施力物体是地球。两个力的施力物体和受力物体都不相同，所以这两个力不是同一个力，故B错误；C、球对水平面的压力是球发生微小形变产生的，故C正确；D、球受到水平面的支持力是水平面发生微小形变而产生的，故D错误。故选：C。利用假设法分析两球间是否有弹力，两球静止在水平桌面上，物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力，但不能说就是重力．压力是由于物体的形变而产生的．本题考查了弹力的产生、压力与重力的区别、力的定义等知识点．应注意明确：（1）放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力，但压力永远不会是重力．（2）哪个物体对别的物体施加了压力，该物体就发生了弹性形变．2.【答案】D【解析】【分析】合力与分力的关系遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则判断合力的变化。本题关键要明确合力与分力的概念，知道合力与分力遵循平行四边形定则，是等效替代关系。【解答】A.若F1和F2的大小不变，θ角越小，根据平行四边形定则知，合力变大。故A错误。B.合力可能比分力大，可能比分力小，可能与分力相等。故B错误。C.若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，若F2与F1反向，F1＞F2，则合力F减小，故C错误；D.合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的，它们是等效替代的关系。故D正确。故选：D。17/173.【答案】C【解析】【分析】力的合成与分解，共点力作用下的平衡。本题考查动态平衡，需要通过力的平行四边形定则几何关系判断力的变化情况。【解答】滑块受三个力的作用：重力，绳的拉力和杆的弹力；滑块从A点沿杆缓慢上滑至B点的过程中，可以认为滑块总保持平衡状态。设绳与竖直方向的夹角为θ,在这个过程中θ是增大那么拉力F=，θ是增大，cosθ减小，拉力逐渐F增大。杆对滑块的弹力N=Gtanθ,θ是增大，tanθ增大，弹力N逐渐增大。故ABD错误，C正确。故选C。4.【答案】C【解析】【分析】本题考查了力的合成与分解的运用、共点力的平衡；本题关键对木块受力分析，将重力按照效果正交分解后，再确定静摩擦力和弹力的大小和方向。对木块受力分析，将重力按照效果正交分解，重力产生两个效果，使物体沿墙面下滑，使物体远离斜面，再结合共点力平衡条件，可以求出各个力。【解答】AB.对木块受力分析，如图所示：；受推力F，重力G，将重力按照效果正交分解，重力产生两个效果，使物体沿墙面下滑和要使物体远离墙面，由于木块一直静止，合力为零，因而静摩擦力必须与重力沿斜面向下的分力平衡，有静摩擦力，则接触面处一定有支持力，即支持力一定不为零。因而物体一定受推力、重力、支持力和静摩擦力，故AB错误；CD.在推力F增大过程中，最大静摩擦力增大，故木块17/17一直保持静止；由于物体静止，合力为0，,静摩擦力f始终与重力沿墙面方向上的分力平衡，故C正确，D错误。故选C。5.【答案】C【解析】【分析】将重力按照力的效果进行分解，即沿两细线的方向分解，求出绳子即将断开时的临界角度（两细线夹角）即可得出画框上两个挂钉的最大间距。熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律，是解决本题的根本。【解答】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．绳子与竖直方向的夹角为θ=60°，绳子长为L0=1m，则有mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离，解得，C项正确；故选C。6.【答案】B【解析】解：设木板和墙的夹角为α．如图建立坐标系对小球进行受力分析，由于小静止处于平衡状态，满足平衡条件F合=0。F1为斜面对小球的支持力，F2为挡板对小球的支持力17/17据平衡条件有： F合x=F1-F2cosα=0 F合y=F2sinα-mg=0由此得：F2=，F1=mgcotα由题意，α增大，则得，F1减小，F2减小。故B正确。故选：B。以小球为研究对象，分析受力，由平衡条件得到墙和木板对小球的支持力与木板和墙的夹角的关系式，再分析两个力F1大小和F2大小的变化．挡板对小球的弹力方向与挡板垂直，部分同学受斜面上物体受力的影响，会误认为挡板对小球的支持力平行斜面向上而得出错误结论．本题也可以运用图解法直观判断两个弹力的变化情况．7.【答案】B【解析】解：整体受力如下图所示：根据共点受力平衡可得：f=Fcosθ，方向水平向左；支持力大小为：N=（M+m）g-Fsinθ，小于（M+M）g；故ACD错误，B正确。故选：B。整体中两部分都处于静止状态，因此整体处于平衡状态；然后通过共点力的平衡方程求出地面的摩擦力以及支持力的大小。解决本题的关键是正确进行受力分析，运用共点力平衡条件进行分析，掌握整体法与隔离法的运用。8.【答案】BC【解析】【分析】本题考查了运动的合成与分解；解决本题的关键得出A、B的速度关系，由牛顿第二定律分析绳子的拉力与重力的大小关系，运用外推法，即极限法分析A物体的加速度如何变化是难点。将B物体的速度vB的进行分解，得到两个物体速度的关系式，分析A物体做什么运动，判断绳子拉力始终与物体A所受重力的关系．运用外推法，分析A物体加速度如何变化，再分析绳子对A物体的拉力如何变化。【解答】AB.将B物体的速度vB进行分解如图所示：17/17；则vA=vBcosα，α减小，vB不变，则vA逐渐增大，说明A物体在竖直向上做加速运动，由牛顿第二定律T-mg=ma，可知绳子对A的拉力T＞mg，故A错误，B正确；C.由于vA=vBcosα，知物体A的速度小于物体B的速度，故C正确；D.B在竖直方向上平衡，有：Tsinα+N=mg，运用外推法：若绳子无限长，B物体距滑轮足够远，即当α→0时，有vA→vB，这表明，物体A在上升的过程中，加速度必定逐渐减小，绳子对A物体的拉力逐渐减小，sinα减小，则支持力增大，故D错误。故选BC。9.【答案】AC【解析】【分析】三角形定则是指两个力（或者其他任何矢量）合成，其合力应当为将一个力的起始点移动到第二个力的终止点， 三角形定则是由平行四边形定则发展而来，与平行四边形定则在本质上是一致的。本题涉及力的合成的三角形定则，平行四边形定则。【解析】AB.根据平行四边形定则可知，以F1与F2为邻边，作出平行四边形，则对角线即为合力，故A正确，B错误；CD.根据三角形定则，F1与F2的合力等于从F1的起点到F2的终点的有向线段，故C正确，D错误。故选AC。10.【答案】BC【解析】【分析】小球A处于静止，受力平衡，分析受力情况，用作图法得出对小球施加的力最小的条件，再由平衡条件求出力的最小值。本题物体平衡中极值问题，关键是确定极值条件，本题采用图17/17解法得到力最小的条件，也可以运用数学函数法求解极值。【解答】以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图：菁优网根据作图法分析得到，当小球施加的力F与细绳垂直时，所用的力最小。根据平衡条件得F的最小值为，故AD错误，BC正确。故选BC。11.【答案】BD【解析】【分析】压力和支持力都是弹力，是由于物体发生形变而产生的，施力物体是发生弹性形变的物体。根据平衡条件分析支持力与重力的关系。解决本题关键要理解并掌握弹力的施力物体是发生形变的物体，熟练判断支持力与重力是一对平衡力关系。【解答】A.书放在水平桌面上，桌面受到的压力与书的重力大小相等，但两者的施力物体、受力物体和性质等等都不同，不能说压力就是书的重力，故A错误。B.桌面对书的支持力与书的重力是一对平衡力，故B正确。C.桌面受到的压力是由书形变形成的，故C错误。D.作用力和反作用力总是同时产生，同时消失的，桌面对书产生支持力的同时，书对桌面产生压力，故D正确。故选BD。12.【答案】ABD【解析】解：A、设两根绳子拉力分别为F1、F2，因为是同一根绳子，拉力相等，即F1=F2，故A正确；B、设两根绳子与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，对滑轮受力分析，水平方向受力平衡，则F1sinθ1=F2sinθ2，因F1=F2，所以θ1=θ2，故B正确；CD、由图，根据几何关系知：lACsinθ1+lBCsinθ2=（lAC+lBC）sinθ2=OA，所以θ角不变，对滑轮受力分析，竖直方向：F1cosθ1+F2cosθ2=G，绳子拉力不变，故C错误，D正确。故选：ABD。17/17根据几何关系列式，可得夹角θ不变；同一根绳，拉力相等，对C点受力分析，根据平衡条件列式求解即可。本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，特别注意几何关系在解题中的应用。13.【答案】（1）两个力的方向（2）F'（3）D【解析】【分析】（1）“验证力的平行四边形定则”的实验原理是：记录用两个弹簧拉橡皮筋时拉力以及用一个弹簧拉橡皮筋时拉力的大小和方向后，选用相同的标度将这三个力画出来，画出来的合力是实际值，然后根据平行四边形画出合力的理论值，通过比较实际值和理论值的关系来进行验证，明确了实验原理即可知知道实验中需要记录的物理量；（2）真实画出来的合力是真实值，用平行四边形画出来的是理论值，真实值一定沿橡皮筋的方向，理论值不一定沿橡皮筋的方向；（3）点0受到三个力作用处于平衡状态，保持O点的位置，说明一个拉力大小和方向不变，a弹簧秤的拉伸方向不变，说明一个拉力方向不变，判断另一拉力变化情况，因此利用“图示法”可正确求解。“验证力的平行四边形定则”实验原理是找出两个分力以及合力的大小和方向，利用平行四边形画出理论值，比较理论值和实际值之间的关系，结合实验原理解答；本题（3）是三力平衡问题中的动态分析问题，关键受力分析后，作出示意图，然后运用力的平行四边形定则进行分析讨论。【解答】（1）根据实验原理知，在“验证力的平行四边形定则”实验中要记录下弹簧测力计a、b的示数F1、F2，两个力的方向以及O点的位置；（2）真实画出来的合力是真实值，用平行四边形画出来的是理论值，真实值一定沿橡皮筋的方向，理论值不一定沿橡皮筋的方向，所以方向一定沿AO方向的是F′；（3）对点O受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图，17/17其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，oa弹簧拉力方向不变，ob弹簧拉力方向和大小都改变根据平行四边形定则可以看出b的读数先变小后变大，a的读数不断变小，故ABC错误，D正确。故选D。故答案为：（1）两个力的方向；（2）F'；（3）D。14.【答案】（1）B A方案难以保证木块匀速运动（2）滑动摩擦力大小和木块的质量（3）0.25【解析】【分析】（1）方案（a）中想利用木块匀速拉力与滑动摩擦力相等求动摩擦因数，但木块很保证匀速；而方案（b）中不管木块是否匀速都可以；（2）测出摩擦力大小和木块质量，才能求出动摩擦因数；（3）利用滑动摩擦力计算公式即可计算出动摩擦因数。本题是对滑动摩擦力的考查，只要求出滑动摩擦力的大小及正压力大小，利用公式求解即可。【解答】（1）方案（a）中想利用木块匀速拉力与滑动摩擦力相等求动摩擦因数，但木块很保证匀速；而方案（b）中不管木块是否匀速都可以测出滑动摩擦力的大小，为求出动摩擦因数创造条件，故方案（b）更合理；（2）需要测出摩擦力大小和木块质量，才能求出动摩擦因数，故需要测出滑动摩擦力大小和木块质量；17/17（3）木板与木块间的动摩擦因数为。故答案为：（1）B，A方案难以保证木块匀速运动；（2）滑动摩擦力大小和木块的质量；（3）0.25。15.【答案】解：（1）分别以B 和滑轮O为研究对象，因为绳AO、BO中的拉力相等，大小均为GA，故CO平分∠AOB，所以绳OB与水平面的夹角为30°，如图1所示，故有：TC=2TBcos30°又TB=GA得：GA=TB=40N（2）如图2所示，故有：TBsin30°+N=GBf=TBcos30°代入数据得：N=80Nf=203N答：（1）物体A的重力为40N。（2）地面对物体B的支持力为80N，摩擦力为203N。【解析】首先选择定滑轮为研究对象受力分析，由于滑轮受力平衡可以解出OB绳子与水平方向的夹角，然后对B物体受力分析，建立直角坐标系，把绳子拉力分解到坐标轴上，最后水平方向与竖直方向分别列方程求解即可。此题难点在于确定倾斜绳子与水平方向的夹角，仍然需要通过受力分析，根据受力平衡来解决夹角问题。16.【答案】解：（1）对氢气球进行受力分析，并分解如图：由平衡条件列式：竖直方向：F浮＝mg＋Tsin37°水平方向：F风＝Tcos37°解得：F风＝12N，T＝15N（2）对人进行受力分析，并分解如图：由平衡条件列式：竖直方向：FN＝Mg－Tsin37°＝500N－15×0.6N＝491N由牛顿第三定律可得人对地面的压力大小为491N17/17（3）若风力增强，只改变了水平方向的力，视气球及人为一整体可知，竖直方向上的受力情况没改变，人对地面的压力不变【解析】对气球和人进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题．选择合适的研究对象是关键，如何选择需要再做题中不断积累经验。（1）对气球受力分析应用平衡条件可求水平风力的大小；（2）再对人受力分析根据平衡条件求出人的支持力，由牛顿第三定律进而求出人对地面的压力；（3）当风力变大时我们可以通过选整体为研究对象来判断人对地面压力的变化。17.【答案】解：（1）对物体受力分析如图所示：根据平衡条件，在竖直方向有：FN=mg＋Fsin⁡θ     则物体受到地面的支持力：FN=40N（2）根据平衡条件，在水平方向有：f=Fcos⁡θ    则物体受到的摩擦力为：f=12N  根据f=μFN      得：物体与地面的动摩擦因数 μ=fFN=0.3【解析】本题主要考查了共点力的平衡的应用，关键是分析物体的受力情况，根据平衡条件列式求解。（1）分析金属块的受力情况，根据平衡条件求解支持力，再根据牛顿第三定律求解压力；（2）根据平衡条件和滑动摩擦力公式求解动摩擦因数。18.【答案】解：（1）弹簧秤的示数为3.2N，弹簧秤弹簧的伸长量为1.6cm=0.016m，由胡克定律得：k=Fx＝3.20.016N/m＝200N/m ;（2）A保持静止，A水平方向受到弹簧的拉力和B对A的滑动摩擦力，由平衡条件得到，木块A受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧的拉力F，即fBA=F=3.2N由：fBA=μ1GA所以：μ1＝0.4;17/17（3）根据牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力大小fBA与B对A的摩擦力大小相等，也是3.2N；对B进行受力分析可知，B受到重力、A对B的压力、地面的支持力、A对B的摩擦力、地面对B的摩擦力以及水平力F；竖直方向：NB=GB+GA=(12+8)N=20N水平方向：F-fB-fAB=0其中：fB=μ2•NB=0.3×20N=6N联立得：F=9.2N【解析】（1）根据胡克定律即可求出弹簧的劲度系数；（2）当长木板B匀速运动时，A保持静止;以A为研究对象，根据平衡条件研究B对A的滑动摩擦力的大小;根据滑动摩擦力公式f=μFN，可知滑动摩擦力大小与动摩擦因数和压力成正比；（3）以B为研究对象，结合共点力平衡的条件即可求出拉力.本题关键有两点：一是研究对象的选择；二是抓住滑动摩擦力大小与物体的速度大小无关．第三问也可以对AB组成的整体进行受力分析.17/17