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第三章《相互作用》单元测试题


第三章《相互作用》单元测试题
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分 100 分,时间 90 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的四个选项中,有的小题 只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选不全 的得 2 分,有选错或不答的得 0 分)

1.下列关于力的说法中错误的有( )

A.力是物体对物体的作用,物体间的作用是相互的,甲物体对乙物体有作用,乙物体肯 定对甲物体也有作用 B.力是施力物体发出,被受力物体接受的一种特殊物质,力的单位牛顿是度量这种特殊 物质多少的国际单位 C.物体间的作用是同时发生的,甲物体作用于乙物体的同时,乙物体也对甲物体发生作 用 D.地球对苹果有重力作用,苹果对地球没有力的作用,所以苹果落到地面上 答案:BD 解析:力是一种作用,而不是什么特殊物质.作用是在两个物体之间发生的. 2.如果地面上一切物体受到的重力都消失了,则不可能出现的现象是( A.江河的水不会流动 B.鸡毛和铁球都可以悬浮在空中 C.天不会下雨 D.一切物体的质量都变为零 答案:D 解析:水往下流是重力作用的结果,鸡毛、铁球、雨滴能向下运动也是重力作用的结果, 故 A、B、C 正确;物体的质量是指物体所含物质的多少,与重力是两个不同的概念. 3.均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示受力分析示意图中, 正确的是( ) )

答案:ACD 解析:因为重力 mg 和地面支持力 FN 的方向都在竖直方向上,若拉力 F 在竖直方向上, 则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势), 所以 A 正确; 若拉力 F 的方向 与竖直方向有夹角,则必然在水平方向上有分力,使得木棒相对地面有运动趋势,则木棒将受 到地面的静摩擦力 Ff,且方向与 F 的水平分力方向相反,才能使木棒在水平方向上所受合力 为零,故 C、D 正确. 4.假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣.他发现菜刀的刀刃前 部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图所示),他先后做出过几个猜 想,其中合理的是( )

A.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关 B.在刀背上加上同样的力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关 C.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大 D.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大 答案:D 5. (上海交大附中 08-09 学年高一上学期期末)在 5.12 汶川大地震的救援行动中, 千斤顶 发挥了很大作用, 如图所示是简式千斤顶, 当摇动把手时, 螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢, 从而将汽车顶起.当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为 1.0×105N,此时千斤顶两臂间的 夹角为 120° ,则下列判断正确的是( )

A.此时两臂受到的压力大小均为 1.0×105N B.此时千斤顶对汽车的支持力为 1.0×105N C.若继续摇动手把,两臂受到的压力将增大 D.若继续摇动手把,两臂受到的压力将减小 答案:ABD 6.(上海交大附中 09-10 学年高一上学期期中)如图所示,物块所受重力为 10N,放在光 滑斜面上由一弹簧秤沿斜面拉住,使它静止.已知弹簧秤读数为 6N,则斜面对物块的支持力 大小为( )

A.4N C.10N 答案:B

B.8N D.无法确定

3 4 解析:∵G· sinα=6N,∴sinα= ,F=G· cosα=10× N=8N. 5 5 7.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 状态,并保持静止,则该物体受力情况正确的是( A.P 可能只受一个力 B.P 可能只受三个力 C.P 不可能只受二个力 D.P 不是受到二个力就是四个力 答案:D )

解析:当 F 浮=G 时,P 仅受这两个力;当 F 浮>G 时,P 还受垂直 AB 面的弹力及沿斜面 AB 方向的摩擦力共四个力的作用. 8.一质量为 1kg 的物块在水平地面上向右滑行,物块与地面间的动摩擦因数为 μ=0.2, 从 t=0 时刻开始受到一水平向左的恒定外力 F=1N 的作用,则反映物块所受摩擦力随时间变 化的图象是(取向右为正方向)( )

答案:A 9.在一块长木板上放一铁块,当把长木板从水平位置绕一端缓缓抬起 时,铁块所受的摩擦力( )

A.随倾角 θ 的增大而减小 B.在开始滑动前,随 θ 角的增大而增大,滑动后,随 θ 角的增大而减小 C.在开始滑动前,随 θ 角的增大而减小,滑动后,随 θ 角的增大而增大 D.在开始滑动前保持不变,滑动后,随 θ 角的增大而减小 答案:B 解析:木块滑动前所受的静摩擦力随外力的变化而变化,木块滑动后,滑动摩擦力与正压 力成正比. 10.(福建厦门一中 09-10 学年高一上学期期中)如图所示,小球用细绳系住放置在倾角 为 θ 的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力 F 和斜面对小球的支 持力 N 将:( )

A.N 逐渐增大 C.F 先增大后减小 答案:BD

B.N 逐渐减小 D.F 先减小后增大

第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 二、填空题(共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分.把答案直接填在横线上) 11. 如图所示, 有两条黑、 白毛巾交替折叠地放在地面上, 白毛巾的中部用线与墙壁连接, 黑毛巾的中部用线拉住.设线均水平,若每条毛巾的质量均为 m,毛巾之间及毛巾与地面之间 的摩擦因数为 μ.欲将黑、白毛巾分离开来,则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为________.

答案:5μmg 解析:将黑毛巾匀速拉出时,黑毛巾的四个面都要受到滑动摩擦力的作用,根据滑动摩擦 力规律可知道: 从上而下黑毛巾所受的四个向后的摩擦力分别为 0.5μmg、 1μmg、 1.5μmg、 2μmg、 它们之和为 5μmg,所以将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为 5μmg. 12.用如下图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于 A 点,另一端 B 用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边竖直固定一最小刻度为 mm 的刻度尺,当挂两个钩码时,绳 上一定点 P 对应如下图乙刻度 ab 虚线,再增加一个钩码后,P 点对应如下图乙 cd 虚线,已知 每个钩码质量为 50g,重力加速度 g=9.8m/s2,则被测弹簧的劲度系数为________N/m.挂三个 钩码时弹簧的形变量为______cm.

答案:70 2.10 解析:对钩码进行受力分析,根据胡克定律, 得 mg=k· x
3 mg 50×10 ×9.8 k= = N/m=70N/m - x 7×10 3


挂三个钩码时, 可列方程(m+m+m)g=kx′
3 3mg 3×50×10 ×9.8 - x′= = m=2.10×10 2m k 70


=2.10cm. 13.在做“探究力的平行四边形定则”实验时: (1)除已有的器材方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外,还必须 有____________和____________. (2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须( A.每次把橡皮条拉到同样的位置 B.每次把橡皮条拉直 C.每次准确读出弹簧测力计的示数 D.每次记准细绳的方向 (3)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意些什么? (4)某同学的实验结果如图所示,其中 A 为固定橡皮条的图钉,O 为橡皮条与绳套结点的 位置. 图中________是力 F1 与 F2 的合力的理论值, ________是力 F1 与 F2 的合力的实验值. 通 过把________和________进行比较,可以验证平行四边形定则. )

答案:(1)橡皮条

三角板

(2)A

(3)①选用弹性小且适当长的细绳;②橡皮条、细绳和

测力计的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等 (4)F F′ F F′ 解析:(1)根据实验器材要求可知,还必须有橡皮条和三角板(用来作平行四边形). (2)根据实验原理可知,为使合力与分力产生相同的效果,即使橡皮条发生相同的弹形形 变,必须是每次把橡皮条拉到同样的位置,A 正确. (3)实验中应注意:①选用弹性小的细绳;②橡皮条、细绳和测力计的轴应在同一平面上, 且与板面平行贴近等. (4)在本实验中, 按照平行四边形定则作出的合力 F 是 F1 和 F2 的合力的理论值, 而用一只 弹簧测力计拉橡皮条时测出的力 F′为 F1 和 F2 的合力的实验值.比较 F 与 F′(大小、方向), 即可验证平行四边形定则. 三、论述、计算题(本题共 4 小题,共 42 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)用绳子将鸟笼挂在一根横梁上,如下图所示.若鸟笼重 19.6 N,求绳子 OA 和 OB 的拉力各是多大.

答案:16.97 N

9.8 N

解析:以结点 O 为研究对象,它受到鸟笼的拉力 F,以及两段绳子 OA 和 OB 的拉力 F1、 F2,结点 O 在这三个力作用下处于静止状态,由二力平衡知,F1、F2 的合力 F′与 F 大小相

等,方向相反,其中,鸟笼对 O 点的拉力大小就等于鸟笼所受的重力,即 F=G 作出力的平行四边形,如图所示,由数学知识得

F1=G· cos30° =19.6×0.866 N=16.97 N F2=G· sin30° =19.6×0.5 N=9.8 N 绳子 OA 段的拉力大小是 16.97 N,OB 段的拉力大小为 9.8 N. 15.(10 分)(上海交大附中 08-09 学年高一上学期期末)血液是由红血球和血浆组成的悬 浮液.将此悬浮液放进竖直的血沉管内,红血球就会在血浆中匀速下沉,下沉的速度大小叫做 血沉. 在医学上, 测定血沉有助于医生对患者的病情作出诊断, 并藉此可估测红血球的半径. 设 某患者的血沉 v=10mm/h.如果把红血球近似看作半径为 R 的小球,且已知它在血浆中下沉时 受到的黏滞阻力 Ff= 6πηRv.其中 η 为一常数,它等于 1.8×10 3Pa· s.若血浆的密度为 ρ0 =


1.0×103kg/m3,红血球的密度 ρ 为 1.3×103kg/m3,求:该患者红血球的半径.(球的体积公式 为 V=4πR3/3) 答案:3×10 6m


解析:如图所示,红血球在血浆中受到的浮力是 F,红血球的重力是 G,

根据共点力的平衡条件,红血球匀速下降时,有 G=F+Ff, 4 4 即 πR3· ρg= πR3ρ0g+6πηRv, 3 3 R= 9ηv . 2(ρ-ρ0)g

g 取 10m/s2,求得红血球半径 R=2.73×10 6m≈3×10 6m.
- -

16.(11 分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动.研究表明,在进行滑板运动时,水对滑 板的作用力 FN 垂直于板面,大小为 kv2,其中 v 为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在 水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角 θ=37° 时(如图),滑板做匀速直线运动,相应的 k= 3 54kg/m,人和滑板的总质量为 108kg,试求(重力加速度 g 取 10m/s2,sin37° 取 ,忽略空气阻 5 力):

(1)水平牵引力的大小; (2)滑板的速率. 答案:(1)810N (2)5m/s

解析:(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示

由共点力平衡条件可得 FNcosθ=mg FNsinθ=F 由①、②联立,得 F=810N (2)FN=mg/cosθ FN=kv2 得 v= mg =5m/s kcosθ ①



17.(11 分)拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有效方法,像欧洲古罗马的万神庙、我国 古代的赵州桥都是拱券结构的典型建筑. 拱券结构的特点是利用石块的楔形结构, 将受到的重

力和压力分解为向两边的压力,最后由拱券两端的基石来承受(如图甲). 现有六块大小、形状、质量都相等的楔块组成一个半圆形实验拱券,如图乙所示.如果每 个楔块质量 m=3kg,则:

(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力是多大? (2)如果在中间两个楔块上加一个向下的 50N 的压力 F,那么其一边相邻的支撑物给予楔 块的支持弹力是多大?(g 取 9.8N/kg) 答案:(1)88.2N (2)108.8N 解析:(1)六块楔块受到的总重力 G=6mg=176.4N G 由二力平衡条件知拱券对一边支撑物的压力为 ,即 88.2N 2 (2)以中间两楔块为研究对象,其受力如图所示

F1 和 F2 间夹角为 120° ,由对称性可知 F1=F2 由互成 120° 角二力合成的特点知 F1=F2=2mg+F=108.8N.


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