物理必修 第一册第四章 运动和力的关系1 牛顿第一定律复习练习题

高中同步测试卷(十)

专题二　相互作用

(时间：90分钟，满分：100分)

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)

1.一个球形物体O静止放在光滑的水平地面上，并与竖直墙壁相接触，A、B两点是球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是(　　)

A．物体受三个力，重力、地面对物体的支持力、墙壁对物体的弹力

B．物体受两个力，重力、地面对物体的支持力

C．物体受两个力，重力、物体对地面的压力

D．物体受三个力，重力、物体对地球的引力、物体对地面的压力

2．封闭的箱子放在水平地面上，自重为G，内有一只重力为G0的小蜜蜂，其在箱子内匀速爬行．则箱子对地面的压力大小为(　　)

A．等于G  B．大于G＋G0

C．小于G＋G0  D．等于G＋G0

3.如图所示是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图，主动轮的转动方向为顺时针方向，则关于主动轮上M点受到的静摩擦力方向和从动轮上N点受到的静摩擦力方向的判断正确的是(　　)

A．向下，向上  B．向下，向下

C．向上，向下  D．向上，向上

4．如图中弹簧测力计、绳和滑轮的重力均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的重力都是G，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3，则(　　)

A．F3>F1＝F2  B．F3＝F1>F2

C．F1＝F2＝F3  D．F1>F2＝F3

5.在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体，m1>m2，如图所示，若三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块(　　)

A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右

B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左

C．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1，m2，θ1，θ2的数值均未给出

D．以上结论都不对

6.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止．物体B的受力个数为(　　)

A．2  B．3

C．4  D．5

7.如图所示，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是(　　)

A．A对C有向左的摩擦力  B．C对B有向左的摩擦力

C．物体C受到三个摩擦力的作用  D．C对地面有向右的摩擦力

二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)

8．关于相互作用，下列说法正确的是(　　)

A．自然界中并不是任何物体间都存在相互作用

B．常见的重力、弹力、摩擦力与万有引力有关

C．目前我们知道的自然界基本相互作用是引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用

D．施力物体一定是受力物体

9．下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是(　　)

A．有压力一定有滑动摩擦力

B．有滑动摩擦力一定有压力

C．滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直

D．只有运动物体才受滑动摩擦力

10.如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示．若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后(　　)

A．M静止在传送带上  B．M可能沿斜面向上运动

C．M受到的摩擦力不变  D．M下滑的速度不变

11.如图所示，粗糙水平地面与物块间的动摩擦因数为μ，物块质量为m，处于拉伸状态的轻弹簧一端与物块相连，另一端固定在天花板上，弹簧与竖直方向的夹角为θ，小物块受到水平向左的拉力F作用，拉力F＝kt，在F逐渐增大的过程中，物块始终保持静止．则在这一过程中，有关物块受弹簧拉力FT、地面的支持力FN、地面的摩擦力Ff的大小说法错误的是(　　)

A．FT＝  B．FN＝G－

C．Ff＝μ  D．FN、FT均不变

12．如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图象，如图乙所示．则下列判断正确的是(　　)

A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比

B．弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比

C．该弹簧的劲度系数是200 N/m

D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变

三、实验题(按题目要求解答)

13．(10分)(1)某同学想在家里做实验验证力的平行四边形定则．他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验：

A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向．

B．在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的读数F.

C．将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上，在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧测力计的示数如图甲所示．

D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.

①在步骤C中，弹簧测力计的读数为________N.

②在步骤D中，合力F′＝________N.

③若________________________，就可以验证力的平行四边形定则．

(2)在一次课外探究活动中，某同学用如图所示

的装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与长金属板B间的动摩擦因数．已知铁块A的质量m＝1 kg，金属板B的质量m′＝0.5 kg，用水平力F向左拉金属板B，使其向左运动，放大的弹簧测力计示数如图所示．则A、B间的摩擦力Ff＝________N，A、B间的动摩擦因数μ＝______．(取g＝10 m/s2)

四、计算题(本题共3小题，共32分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

14.(10分)三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，如图所示，其中木块a放在光滑水平桌面上．开始时弹簧p处于原长，木块都处于静止状态．现用水平力缓慢地向左拉弹簧p的左端，直到木块c刚好离开水平地面为止，该过程中弹簧p的左端向左移动的距离是多少？(g取10 m/s2，不计滑轮的摩擦)

15.(10分)如图所示，一个重为G的小环套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上，一个原长为L(L<2R)的轻弹簧，一端固定在大圆环顶点A，另一端与小环相连，小环在大圆环上可无摩擦地滑动．环静止于B点时，弹簧与竖直方向的夹角为θ，试求：

(1)小环在B点时，大圆环对它的支持力FN的大小；

(2)该弹簧的劲度系数k.

16.(12分)如图所示，质量为mB＝14 kg的木板B放在水平地面上，质量为 mA＝10 kg的货箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为θ＝37°.已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面之间的动摩擦因数μ2＝0.4.重力加速度g取10 m/s2.现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出，试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1)绳上张力T的大小；

(2)拉力F的大小．

参考答案与解析

1．[导学号27630145]　解析：选B.球形物体虽与墙接触，但它们之间无弹力作用，故物体只受重力和地面对物体的支持力两个力，故选B.

2．[导学号27630146]　解析：选D.箱子和小蜜蜂压在地面上，箱子对地面的压力大小等于G＋G0，选项D正确．

3．[导学号27630147]　解析：选B.主动轮、从动轮、皮带之间的传动关系：主动轮先转，带动皮带运转，皮带又带动从动轮运转．在主动轮上的M点，主动轮相对于皮带有向上运动的趋势，故皮带给主动轮向下的静摩擦力，同时主动轮给皮带一个向上的静摩擦力，此力拉动皮带运动．在从动轮上的N点，从动轮相对传送带有向上运动的趋势，则皮带给从动轮一个向下的静摩擦力，从动轮在该静摩擦力的作用下转动．故选项B正确．

4．[导学号27630148]　解析：选B.由平衡条件可知F1＝G，F2＝Gcos 30°＝G，F3＝G，故选项B正确．

5．[导学号27630149]　解析：选D.取木块及m1和m2整体为研究对象，一个放在水平面上的物体不受外力作用，是不可能相对地面有运动趋势的，故粗糙水平面对三角形木块无摩擦力．

6．[导学号27630150]　C

7．[导学号27630151]　解析：选A.物体A、B、C一起做匀速运动，以整体为研究对象，地面应对C有向右的摩擦力与F达到二力平衡，由于力的作用是相互的，C对地面有向左的摩擦力；以A为研究对象，C对A应有向右的摩擦力与F达到二力平衡，而A对C有向左的摩擦力；以B为研究对象，C对B不应该有摩擦力，因为如果有摩擦力的话，找不到它的平衡力．综上，选项A正确，选项B、C、D错误．

8．[导学号27630152]　解析：选CD.自然界中任何两个物体间都存在相互作用，选项A错误；常见的重力、弹力、摩擦力三个力中只有重力与万有引力有关，选项B错误；目前我们知道的自然界基本相互作用有四种，即引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用，选项C正确；由力的相互作用特点可知，施力物体一定也是受力物体，选项D正确．

9．[导学号27630153]　解析：选BC.产生滑动摩擦力的条件有四个：相互接触、挤压、接触面粗糙、发生相对滑动，四者缺一不可．由产生滑动摩擦力的条件可知，A选项错误，B选项正确．滑动摩擦力方向与接触面相切，而压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直，C选项正确．如擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，也受滑动摩擦力，所以关键是“相对运动”，D选项错误．故选BC.

10．[导学号27630154]　解析：选CD.由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M受力情况没有影响，自然也不会影响其运动状态，故C、D正确．

11．[导学号27630155]　解析：选ABC.弹簧长度不变，弹簧拉力大小不变，物块始终保持静止，受静摩擦力，根据力的平衡可知，FN、FT均不变，选项D正确；当F<FT·sin θ时，物块受静摩擦力方向向左，F＋Ff＝FT·sin θ，当F>FT·sin θ时，物块受静摩擦力方向向右，F＝FT·sin θ＋Ff，即FT≠，所以FN≠G－，选项A、B错误；由于是静摩擦力，选项C错误．

12．[导学号27630156]　解析：选BCD.由题意可知，题图乙中反映的是弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系，因此可知弹力与弹簧形变量有关，弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比，选项A错误，B正确；由胡克定律可计算得出该弹簧的劲度系数是200 N/m，选项C正确；由题图乙中的图线可知，D正确．

13．解析：(1)[导学号27630157]　①弹簧测力计的分度值为0.1 N，在步骤C中，弹簧测力计的读数为3.00 N.

②根据力的大小可以用线段的长度来表示，利用刻度尺和三角板在题图乙上由已知的两个力作出平行四边形，测量出平行四边形的对角线的长度，与标度1 N的长度进行比较，可求出F′的大小为(5.2±0.2) N.

③如果F′在竖直方向且数值与F近似相等，则在实验误差允许的范围内可以验证力的平行四边形定则．

(2)[导学号27630158]　由题图知该弹簧测力计的最小分度为0.1 N，估读到其最小分度的十分之一，应读为2.50 N．再由Ff＝μFN＝μmg可得μ＝＝0.25.

答案：(1)①3.00　②5.2±0.2　③F′在竖直方向且数值与F近似相等　(2)2.50　0.25

14．[导学号27630159]　解析：开始时弹簧q处于压缩状态，由胡克定律可知，压缩了2 cm，              (2分)

木块c刚好离开水平地面，弹簧q中拉力为10 N，由胡克定律可知，弹簧q伸长了2 cm              (2分)

此时弹簧p中拉力为20 N，由胡克定律可知，弹簧p伸长了4 cm (3分)

该过程中弹簧p的左端向左移动的距离是2 cm＋2 cm＋4 cm＝8 cm. (3分)

答案：8 cm

15．[导学号27630160]　解析：(1)如图，灰色的力三角形和△OAB相似，因为△OAB是等腰三角形，所以FN＝G.              (4分)

(2)由相似三角形对应边成比例，可得＝ (2分)

而由数学知识可知AB＝2Rcos θ (1分)

所以F＝2Gcos θ； (1分)

由胡克定律可得k＝＝. (2分)

答案：(1)G　(2)

16．[导学号27630161]　解析：(1)对货箱A进行受力分析，根据A货箱平衡可得

FN1＝mAg＋Tsin θ (2分)

F1＝Tcos θ (2分)

F1＝μ1FN1 (2分)

联立解得T＝100 N． (1分)

(2)对B进行受力分析，根据B物体平衡可得

FN2＝mBg＋FN1 (2分)

F2＝μ2FN2 (2分)

则F＝F1＋F2＝200 N． (1分)

答案：(1)100 N　(2)200 N