必修 第一册1 牛顿第一定律测试题

高中同步测试卷(四)

第四单元　三种常见性质的力

(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.歼20战机是中国研制出的第五代隐身重型歼击机．它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊．关于歼20战机的受力分析下列说法正确的是(　　)

A．战机受到的重力指向地心　

B．战机受重力的同时，它也对地球产生引力

C．战机向前运动的推力无施力物体

D．战机匀速飞行，它不受重力作用

2．如图所示，一匀质木棒搁置于台阶上保持静止，下图关于木棒所受的弹力的示意图中正确的是(　　)

3．一个弹簧挂 30 N的重物时，弹簧伸长1.2 cm，若改挂100 N的重物时，弹簧总长为20 cm，则弹簧的原长为(　　)

A．12 cm　　　　　　　　 B．14 cm　　　　　　　

C．15 cm　　　　　　　 D．16 cm

4．壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是(　　)

5．下列有关摩擦力的说法正确的是(　　)

A．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定有静摩擦力

B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反

C．摩擦力可以是阻力也可以是动力

D．由公式μ＝可以看出，μ与F成正比，与FN成反比

 6．如图所示，A为长木板，在水平面上以速度 v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度 v2向右运动，下列判断正确的是(　　)

A．若v1＝v2，A、B之间无滑动摩擦力

B．若v1>v2，A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力

C．若v1<v2，B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力

D．若v1>v2，B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力

7．一物体由圆锥和与它底面相同的半球组成(如图所示)，置于粗糙的水平地面上用水平外力拉它做图中所示三种情况的运动．比较它所受的摩擦力大小分别为f1、f2、f3.则(　　)

A．f1＞f2＞f3  B．f3＞f2＞f1

C．f1＝f2＝f3  D．f3＝f2＞f1

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.如图所示，轻弹簧的两端各受20 N拉力F的作用，弹簧伸长了10 cm(在弹性限度内)．那么下列说法中正确的是(　　)

A．弹簧所受的合力为零

B．弹簧所受的合力为20 N

C．该弹簧的劲度系数k为200 N/m

D．根据公式k＝F/x，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大

9.如图所示，容器内盛有水，器壁AB呈倾斜状，有一个小物块P处于图示位置，并保持静止状态，则关于小物块P的受力情况，下列判断正确的是(　　)

A．P可能只受一个力  B．P可能只受二个力

C．P可能只受三个力  D．P可能只受四个力

10.如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变．物体被无初速地放在皮带的底端A上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力(　　)

A．在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力 B．在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力

C．在BC段不受静摩擦力  D．在BC段受沿皮带向上的静摩擦力

11.如图所示，A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是(　　)

A．A、B之间无摩擦力  B．A受到的静摩擦力水平向右

C．B受到A的静摩擦力水平向左  D．地面对B的滑动摩擦力水平向右

12.如图所示，木块A、B分别重50 N和 60 N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动．现用F＝1 N的水平拉力作用在木块B上，力F作用瞬间(　　)

A．木块B所受摩擦力大小是9 N  B．木块B所受摩擦力大小是7 N

C．木块A所受摩擦力大小是12.5 N  D．木块A所受摩擦力大小是8 N

三、实验题(按题目要求解答)

13．(10分)某同学通过在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，探究弹力和弹簧伸长量的关系，若弹簧的弹力用F表示，弹簧挂上钩码后的总长度用L表示，表中是该同学记录的实验数据，实验中弹簧始终未超过弹性限度．(g＝10 m/s2)

(1)根据实验数据在如图甲所示坐标系中作出弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图象；

甲

(2)根据图象得到的结论是：________________；

(3)根据图象得到弹簧的劲度系数是________N/m.

(4)某同学用图象法处理数据时，误把弹簧的总长度作为横坐标，然后描点作图，其他步骤都正确，则作出的图象可能是图乙的哪一个(　　)

乙

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)轻质弹簧的上端悬挂在天花板上，当下端悬挂一个钩码时，弹簧长度为L1＝15 cm，再悬挂2个钩码时，弹簧长度为L2＝25 cm.设每个钩码的质量均为100 g，g取10 m/s2，求弹簧的劲度系数k及原长L0.

15.(10分)如图所示，一重为20 N的物体放在水平地面上，在一大小为F＝8 N的水平向右拉力作用下，向右匀速运动．求：

(1)物体所受的摩擦力的大小和方向；

(2)物体与地面间的动摩擦因数μ；

(3)若突然将外力F的方向改为水平向左，大小变为16 N，求此时物体所受摩擦力大小和方向．

16.(12分)有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200 g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2 mm.现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800 g的书，当按钮压缩量为2.4 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．试求：

(1)笔内小弹簧的劲度系数；

(2)书与桌面间的动摩擦因数大小．

参考答案与解析

1．[导学号27630049]　解析：选B.重力的方向竖直向下，而不是指向地心，A错误．由于地球对战机的引力而产生重力，同时战机对地球也产生向上的引力，B正确．任何力都有施力物体，战机向前的推力来自于空气，C错误．任何在地面附近的物体都受重力作用，D错误．故选B.

2．[导学号27630050]　解析：选D.木棒的下端与地面接触，故弹力的方向应该与地面垂直，木棒的上端与台阶的一点接触，故弹力的方向和木棒垂直，故D项正确．

3．[导学号27630051]　解析：选D.由题意可知，30＝0.012k，100＝k(0.20－l0)，联立可解得 l0＝16 cm.

4．[导学号27630052]　解析：选A.壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，A正确．

5．[导学号27630053]　解析：选C.一个物体静止在另一个物体的表面上，如果有相对运动趋势，它们之间一定有静摩擦力，选项A错误；滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，选项B错误；摩擦力可以是阻力也可以是动力，选项C正确；μ与材料类别及接触面的粗糙程度有关，与F和FN无关，选项D错误．

6．[导学号27630054]　解析：选A.若v1＝v2，则A、B相对静止，故A对；若v1>v2，则A相对B向右运动，故B对A施加向左的滑动摩擦力，B、D错；若v1<v2，则A相对B向左运动，故B受到A施加的向左的滑动摩擦力，C错．

7．[导学号27630055]　解析：选C.滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关．由f＝μN知，三种情况下摩擦力相等，选项C正确．

8．[导学号27630056]　解析：选AC.以弹簧为研究对象，受到水平向左、水平向右的拉力F均为20 N，合力为零，选项A正确，选项B错误；由F＝kx得k＝＝＝200 N/m，弹簧的劲度系数k的大小与弹簧的材料有关，与外力无关，选项C正确，选项D错误．

9．[导学号27630057]　解析：选BD.当浮力等于小物块的重力时，小物块P所受的二力平衡，此时只受二个力的作用；当浮力大于重力时，小物块与AB间有弹力，有沿斜面向上运动的趋势，还要受到摩擦力的作用，则此时受四个力的作用，则正确的选项为B、D.

10．[导学号27630058]　解析：选AD.在AB段，物体相对皮带向下滑动，受到沿皮带向上的滑动摩擦力，A正确，B错误；在BC段，物体相对皮带有向下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，C错误，D正确．故选AD.

11．[导学号27630059]　解析：选BCD.对A物体，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，A错误、B正确；对B物体，由力的作用的相互性，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，C正确；对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B有滑动摩擦力，且水平向右，D正确．故选BCD.

12．[导学号27630060]　解析：选AD.弹簧弹力大小F弹＝kx＝400×0.02 N＝8 N，所以木块A所受摩擦力大小FfA＝F弹＝8 N，C错误，D正确；木块B所受摩擦力大小FfB＝F弹＋F＝8 N＋1 N＝9 N，A正确，B错误．故选AD.

13．[导学号27630061]　解析：(1)如图所示．所得图线是过原点的一条直线，本实验中最后一点要舍弃．

(2)在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x成正比．

(3)由图象可知，该直线的斜率为25，即弹簧的劲度系数k＝25 N/m.

(4)若将弹簧的总长度作为横坐标，设弹簧原长为L0，则x＝L0时，F＝0，其图线不过原点，即弹力F与弹簧总长度x的关系式应为F＝k(x－L0)，故选项C正确．

答案：见解析

14．[导学号27630062]　解析：由题意得

挂上1个钩码时，弹簧的伸长量为

x1＝L1－L0① (1分)

挂上3个钩码时，弹簧的伸长量为

x2＝L2－L0② (1分)

由重力等于弹力得：mg＝kx1③ (3分)

3mg＝kx2④ (3分)

由①②③④得：k＝20 N/m，L0＝0.1 m． (2分)

答案：20 N/m　0.1 m

15．[导学号27630063]　解析：(1)根据二力平衡，物体所受摩擦力Ff＝F＝8 N，方向与拉力方向相反，即水平向左．              (4分)

(2)动摩擦因数μ＝＝＝0.4. (3分)

(3)外力突然改为水平向左时，物体仍在向右运动，对水平面的压力没有变，故此时它受到的摩擦力大小、方向都与外力改变前相同．              (3分)

答案：(1)8 N　水平向左　(2)0.4　(3)8 N　水平向左

16．[导学号27630064]　解析：(1)由于砝码处于静止，则kΔx＝mg (3分)

所以有k＝＝ N/m＝1 000 N/m. (3分)

(2)要使书恰好能匀速运动，则kΔx′＝μmg (3分)

得μ＝＝＝0.3. (3分)

答案：(1)1 000 N/m　(2)0.3