鲁科版高中物理必修第一册第3章相互作用章末综合测评含答案

章末综合测评(三)　相互作用

(分值：100分)

1．(4分)下列关于力的说法，正确的是    (　　)

A．有力作用时一定有施力物体，可能没有受力物体

B．力有时能脱离物体而独立存在

C．有受力物体就一定有施力物体

D．只有相互接触的物体才能有作用力

C　[有力作用时一定有施力物体和受力物体，有受力物体就一定有施力物体，A错误，C正确；力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在，B错误；两个物体有力作用时不一定相互接触，如磁铁吸引小铁钉时，磁铁对小铁钉有力的作用但磁铁与小铁钉可以不相互接触，D错误。]

2．(4分)关于重力的大小及重心的位置，以下说法中正确的是(　　)

A．静止在水平面上的物体对水平面的压力就是重力

B．重力是物体本身具有的且作用在重心上的力

C．重力的方向总是垂直于接触面向下

D．重心是物体所受重力的等效作用点，质量分布均匀、形状规则的物体其重心一定在物体的几何中心

D　[静止在水平面上的物体对水平面的压力可以等于其所受的重力大小，但压力是弹力，重力是由地球的吸引而产生的，两者的产生原因是不同的，故A错误；重力的施力物体是地球，不是物体本身具有的力，重力的方向总是竖直向下，但不一定是垂直于接触面向下，比如在斜面上的物体受到的重力并不垂直于斜面，故B、C错误；质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心，故D正确。]

3．(4分)如图所示，歼­20战机是中国最近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。关于飞行中的歼­20战机的受力，下列说法正确的是  (　　)

A．战机受到的重力垂直向下

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

B　[重力的方向竖直向下，不一定垂直向下，A错误；由于地球对战机的吸引而产生重力，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发动机喷出的气流，C错误；地球附近的任何物体都受重力作用，D错误。]

4．(4分)如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上；②中弹簧的左端受到大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④中弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有(　　)

A．l1＞l2　　B．l2＞l3　　C．l3＞l4　　D．l1＝l2＝l3＝l4

D　[弹簧的伸长量等于弹簧弹力与弹簧劲度系数的比值，分析四种情况下弹簧所受弹力，它们都等于作用在弹簧上的外力F，与左端的受力情况无关，又因弹簧完全相同，劲度系数相同，所以四种情况下弹簧的伸长量相等。]

5．(4分)如图所示，质量为2 kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止(g取9.8 N/kg)，则以下说法正确的是 (　　)

A．物体重力大小等于19.6 N

B．物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力

C．剪断细绳后，物体不受任何力的作用

D．物体的各部分中，只有重心处受重力

A　[由重力和质量的关系知G＝mg＝2×9.8 N＝19.6 N，选项A正确；判断两个力是不是同一个力不能仅看大小、方向是否相同，还要看作用点、力的性质等因素。物体对绳的拉力，施力物体是该物体，受力物体是绳，作用点在绳上，而重力的施力物体是地球，受力物体是该物体，作用点在该物体上，故它们不是同一个力，选项B错误；剪断细绳后，物体仍然受重力作用，选项C错误；物体的各部分都受重力，从“效果”上看跟重力作用在重心一样，选项D错误。]

6．(4分)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。下列说法正确的是(　　)

A．A物体受到的摩擦力方向向右

B．三个物体中只有A物体不受摩擦力作用

C．B物体受到的摩擦力沿斜面向下

D．B、C两物体受到的摩擦力方向相反

B　[A物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，故A错误；B、C两物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿斜面向上的静摩擦力，B正确，C、D错误。]

7．(4分)如图所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为(　　)

A．μ1Mg　　　　　　　　 B．μ1(m＋M)g

C．μ2mg   D．μ1Mg＋μ2mg

C　[长木板ab未动，即地面对长木板ab的摩擦力为静摩擦力，由于P在长木板ab上滑动，即P对长木板ab的摩擦力大小为μ2mg。由平衡条件可知，地面对ab的静摩擦力大小为μ2mg，即只有C正确。]

8．(4分)如图所示，在水平力F作用下，木块A、B保持静止。若木块A与B的接触面是水平的，且F≠0。则关于木块B的受力个数可能是(　　)

A．3个或4个   B．3个或5个

C．4个或5个   D．4个或6个

C　[木块B静止，受到重力、斜面的支持力、A给的压力作用，木块A必受到B施加的向右的摩擦力作用，则A对B施加向左的摩擦力作用，斜面对B施加的摩擦力可有可无，故C正确。]

9．(6分)某同学用如图所示的装置测量放在粗糙水平桌面上的长金属板B与铁块A间的动摩擦因数。已知铁块A的质量m＝1 kg，用水平力F向左拉金属板B，使其相对于A向左运动，稳定时弹簧测力计示数如图所示。则弹簧测力计示数为________N，A、B间的动摩擦因数μ＝________。(g取10 N/kg)

[解析]　从题图中知弹簧测力计示数为2.50 N，铁块A受到弹簧的拉力F＝2.50 N，由于铁块A处于平衡状态，所以A受到的摩擦力f＝2.50 N。由f＝μmg得μ＝＝＝0.25。

[答案]　2.50　0.25

10．(8分)(新情境题)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，弹簧压缩2 mm。现用此圆珠笔水平推放在水平桌面上的一本书，当书匀速运动时，按钮压缩量为2.5 mm。试求：书与桌面间摩擦力的大小(g取10 m/s2)。

[解析]　由二力平衡知：F＝mg＝0.2×10 N＝2 N

由胡克定律F＝kx得

k＝＝ N/m＝1×103 N/m

当书匀速运动时，弹力F′等于摩擦力f

即F′＝f

而F′＝kx′＝1×103×2.5×10－3 N＝2.5 N

故书与桌面间的摩擦力大小为f＝2.5 N。

[答案]　2.5 N

11．(4分)(多选)(2020·安徽阜阳三中高一上月考)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和弹簧长度的关系图像，根据图像判断，正确的结论是(　　)

A．弹簧的劲度系数为1 N/m

B．弹簧伸长0.2 m时，弹力的大小为4 N

C．弹簧的原长为0.06 m

D．弹簧的劲度系数为100 N/m

CD　[由题图可知，弹簧的弹力为零时，弹簧的长度为6 cm，即弹簧的原长为0.06 m，故C正确；当F1＝2 N时，弹簧压缩的长度x1＝L0－L1＝6 cm－4 cm＝0.02 m。由胡克定律得弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝100 N/m，当弹簧伸长Δx＝0.2 m时，弹力的大小为F＝kΔx＝20 N，故A、B错误，D正确。]

12．(4分)(多选)如图所示为锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm。某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m，则 (　　)

A．人的每只手受到拉力器的拉力为300 N

B．每根弹簧产生的弹力为150 N

C．每根弹簧的劲度系数为125 N/m

D．每根弹簧的劲度系数为500 N/m

BC　[每只手的拉力均为600 N，故A错误；每根弹簧的弹力为 N＝150 N，故B正确；每根弹簧的劲度系数k＝＝＝125 N/m，故C正确、D错误。]

13．(4分)(多选)(2019·江苏连云港赣榆高级中学月考)如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识，你可以得出的结论是(　　)

A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点

B．重力的方向总是垂直接触面向下

C．物体重心的位置与物体的形状和质量分布有关

D．形状规则的物体的重心就在它的几何中心

AC　[物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力等效集中于一点，这点叫重心，故A正确；重力的方向是竖直向下的或者说是与水平面垂直的，故B错误；重心位置与物体的质量分布和形状有关，故C正确；质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心，故D错误。]

14．(4分)(多选)(2020·黑龙江鹤岗一中高一期中)已知A与B所受重力分别为GA＝10 N，GB＝20 N，A与B间的动摩擦因数μ1＝0.2，B与水平面间的动摩擦因数μ2＝0.3，如图甲、乙所示。现在用大小为8 N的力F，分别作用在B、A上，则各物体所受摩擦力的情况是(　　)

甲　　　　　乙

A．甲图中，A不受摩擦力，B受到地面水平向左的大小为8 N的摩擦力

B．甲图中，A受的摩擦力水平向右，大小为2 N；B受地面的摩擦力水平向左，大小为6 N

C．乙图中，A受的摩擦力水平向左，大小为2 N；B受地面的摩擦力水平向左，大小为9 N

D．乙图中，A受的摩擦力水平向左，大小为2 N；B受地面的摩擦力水平向左，大小为2 N

AD　[甲图中，B与地面的最大静摩擦力FBmax＝μ2(GA＋GB)＝9 N，拉力F＝8 N<9 N，所以A、B静止不动，A不受摩擦力，B受到8 N的静摩擦力，方向向左，故A正确，B错误；乙图中，A与B间的最大静摩擦力FAmax＝μ1GA＝2 N，拉力F＝8 N>2 N，所以A、B相对滑动，A受到的滑动摩擦力FA＝μ1GA＝2 N，方向向左；对B进行受力分析可知，A对B的滑动摩擦力向右，大小是2 N，小于B和地面之间的最大静摩擦力9 N，所以B静止不动，所以地面对B的静摩擦力大小是2 N，方向向左，故C错误，D正确。]

15．(6分)用如图所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系。轻弹簧上端固定一个力传感器，然后固定在铁架台上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度，从而确定伸长量。测量数据如表格所示：

(1)以x为横坐标，F为纵坐标，在图中的坐标纸上描绘出能够正确反映弹力与伸长量关系的图线。

(2)由图线求得该弹簧的劲度系数为________(保留两位有效数字)。

[解析]　(1)横轴表示伸长量x，纵轴表示弹力F，按照表格数据，描点画图，得到一条直线，如图所示。

(2)F­x图像斜率代表弹簧劲度系数。

由图可知k＝＝ N/m＝75 N/m。

[答案]　(1)见解析图　(2)75 N/m

16．(8分)“蹦极”是一种非常刺激的户外休闲运动，人从水面上方某处的平台上跳下，靠自身所受的重力让其自由下落，被拉伸的蹦极绳又会产生向上的力，把人拉上去，然后人再下落。正是在这上上下下的运动中，蹦极者体会到惊心动魄的刺激，如图所示。设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m。质量为50 kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3 000 N，已知此人停在空中时，蹦极的橡皮绳长度为17.5 m，橡皮绳的弹力与伸长的关系遵循胡克定律。(g取10 N/kg)。求：

(1)橡皮绳的劲度系数。

(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高？

[解析]　(1)人静止于空中时，橡皮绳的拉力F1＝mg＝50×10 N＝500 N，

而F1＝k(l－l0)，所以橡皮绳的劲度系数k＝＝ N/m＝200 N/m。

(2)设橡皮绳拉力最大时，绳长为l′，

据胡克定律F2＝k(l′－l0)得

l′＝＋l0＝ m＋15 m＝30 m。

[答案]　(1)200 N/m　(2)30 m

17．(12分)用弹簧测力计测定木块A、B间的动摩擦因数μ，如图甲、乙所示(水平地面粗糙)。

甲　　　　　　　　乙

(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种情况中木块A是否都一定要做匀速直线运动？

(2)若木块A在拉力FT的作用下做匀速直线运动，图甲中A、B间的摩擦力是否等于拉力FT?

(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N，图甲中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时)，FT＝110 N，求A、B间的动摩擦因数μ。

[解析]　(1)题图甲中只要木块A相对B滑动即可；题图乙中的木块A一定要做匀速直线运动，因为题图乙中，只有当木块A匀速直线运动时，弹簧测力计的读数才与摩擦力大小相等。

(2)题图甲中，木块A受上、下两个接触面的向左的摩擦力作用，故木块A、B间的摩擦力小于拉力FT。

(3)题图甲中，对木块B研究，

已知Ff＝60 N，FN＝150 N，

根据Ff＝μFN知A、B间的动摩擦因数为μ＝＝＝0.4。

[答案]　(1)图甲中A不必一定要做匀速直线运动，图乙中A一定要做匀速直线运动

(2)不等于　(3)0.4

18．(12分)如图所示，A物体重力为20 N，B物体重力为10 N，力F竖直向下，A与水平面的动摩擦因数μ＝0.4，其余摩擦不计。(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(1)若F＝0时由静止释放B物体，A物体受什么摩擦力？大小如何？

(2)若F＝10 N时由静止释放B物体，A物体受什么摩擦力？大小如何？

(3)若要使A匀速运动，所加力F的大小是多少？

[解析]　(1)F＝0时，A所受最大静摩擦力为f静max＝μmAg＝8 N，此时mBg>f静max，故A将运动，A所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为f滑＝μmAg＝8 N。

(2)当F＝10 N时，A所受最大静摩擦力为f′静max＝μ(F＋mAg)＝12 N，此时mBg<f′静max，故A静止，A所受摩擦力为静摩擦力，大小为f静＝mBg＝10 N。

(3)若A匀速运动，此时滑动摩擦力大小等于B的重力大小，故此时有：μ(mAg＋F)＝mBg，代入数据得：F＝5 N。故所加力F的大小是5 N。

[答案]　(1)滑动摩擦力　8 N　(2)静摩擦力　10 N　(3)5 N