高中物理新教材同步必修第一册 章末检测试卷（三）

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F AB＝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F A、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： F A＝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)