高中物理必修一第三章《相互作用》测试(含答案解析)

一、选择题

1．某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是（ ）

A．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大

B．筷子对玻璃珠的作用力是由于玻璃珠的形变产生的 C．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 D．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大

2．如图甲所示，被网友称为“麻辣小龙虾”的新型救 援机器人引起外媒广泛关注，其长长的手臂前端有三个对称安放的“铁夹”。 如图乙所示，在某次救援活动中，“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重力为G的均匀圆柱状水泥制品，水泥制品在铁夹的作用下竖直向上匀速运动过程中，不计空气阻力，则（ ）

A．“铁夹”对水泥制品的压力竖直向上

B．“铁夹”对水泥制品的力大于水泥制品对“铁夹”的力

C．若增大“铁夹”对水泥制品的挤压，则水泥制品所受摩擦力不变 D．若“铁夹”放开水泥制品，水泥制品将做自由落体运动

3．如图所示的一根轻弹簧，其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上80N重物时指针正对刻度45，若要指针正对刻度20应挂重物的重力是（ ）

A．40N C．20N

B．30N

D．因k值未知，无法计算

4．如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态，则该力可能为图中的（ ）

①F1 ②F2 ③F3 ④F4 A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

5．如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细线悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与

F2的大小关系为（ ）

A．F1F2 C．F1F2

B．F1F2

D．因k1、k2大小关系未知，故无法确定

6．如图所示，两块相同的竖直木板之间有质量均为m的四块相同的砖，用两个大小均为F的水平压力压木板，使砖静止不动，设所有接触面均粗糙，则第三块砖对第二块砖的摩擦力大小为（ ）

A．0 B．mg C．μF D．2mg

7．如图所示，斜面上有一与斜面垂直的固定挡板，挡板与

1圆柱体A之间夹有圆柱体B，4A、B在沿斜面向上的力F作用下处于静止，现力F缓慢沿斜面向上推A，使A沿斜面向上

移动一小段距离，则在此过程中圆柱体B对A的压力N1和对挡板的压力N2大小怎样变化（所有接触面均光滑）（ ）

A．N1变小、N2变小 C．N1变大、N2变小

B．N1变大、N2变大 D．N1变小、N2变大

8．如图所示，用筷子夹质量为m的小球，筷子与小球球心均在竖直平面内，筷子和竖直方向的夹角均为，此时小球受到的摩擦力为0，则小球与筷子间的弹力为（ ）

A．

mg

2sinB．

mg sinC．

mg

2cosD．

mg cos9．物体在四个共点力F1、F2、F3、F4的作用下处于平衡状态，其中F1=5N。若将F1沿顺时针方向旋转60，求此时物体所受合力的大小（ ） A．0N

B．5N

C．52N

D．10N

10．如图所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳OA固定不动，绳OB在竖直面内转动，物块保持静止。则在绳OB由水平位置转至竖直位置的过程中，绳OB的张力大小将 （ ）

A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大

11．如图所示，小球a的质量为小球b的质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态。轻弹簧A与竖直方向的夹角为60°，轻弹簧A、B的伸长量刚好相同，则下列说法正确的是（ ）

A．轻弹簧A、B的劲度系数之比为2：1 B．轻弹簧A、B的劲度系数之比为1：2

C．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为3：2 D．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2：1

12．如图所示，在粗糙的水平地面上有质量为m的物体，连接在一劲度系数为k的轻质弹簧上，物体与地面之间的动摩擦因数为，现用一水平力F向右拉弹簧，使物体m做匀速直线运动，则弹簧伸长的长度为（重力加速度为g）（ ）

A．

k FB．mgk

C．

k mgD．

mgk

13．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处施加竖直向下的力F，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ，下列说法正确的是（ ）

A．当F一定时，θ越大，轻杆受力越大 B．当F一定时，θ越大，轻杆受力越小 C．当θ一定时，F越大，轻杆受力越小 D．当θ=30°时，轻杆受力T1F 214．如图所示，吊车用两根等长的绳子OA和OB将质量分布均匀的铁板匀速吊离地面，下列说法中正确的是（ ）

A．两根绳子对铁板的拉力和铁板的重力不是共点力 B．绳越长，两根绳对铁板拉力的合力越小 C．两根绳子对铁板拉力的合力竖直向上

D．绳越长，每根绳对铁板拉力越大

15．在“研究共点力的合成”实验中，F1、F2是用两弹簧秤同时拉橡皮筋到O点的拉力，F表示以F1、F2为邻边的平行四边形对角线，F'表示用一弹簧秤拉橡皮筋到O点时的拉力。则合理的图（ ）

A． B．

C．

D．

二、填空题

16．两个大小不变的共点力，当两分力间的夹角θ=______时，其合力为最大；随两力之间夹角θ的减小，其合力将______。（填“增大”或“减小”）

17．(1)木箱置于粗糙水平地面上，先后用等大的拉力F沿不同方向作用于木箱上。其中第一、二次拉力F与水平方向夹角相同。比较三次木箱受到地面给的摩擦力的大小（填“>、<、或=”）：

a.若木箱在F作用下，仍保持静止状态，则：f1______f2______f3； b.木箱在F作用下向前运动，则：f1______f2______f3。

(2)如图所示，光滑金属球的重力G40N。它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾角

37的斜面体上。已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin370.6，cos370.8。则：

c.金属球对斜面的弹力大小为______N。 d.水平地面对斜面体的摩擦力的大小为______N。

18．如图，重力为80N的物体静止放在倾角θ=30°的斜面上。此时斜面对物体的摩擦力的大小为_______N，物体对斜面的压力的大小为_______N（结果保留根号）。

19．用轻绳连接的滑块放在固定的粗糙斜面上，轻绳跨过光滑的定滑轮，滑块的质量为m，斜面的倾角为，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。当斜面的倾角30时，轻绳下端不施加拉力时滑块恰好能静止，则斜面和滑块间的动摩擦因数为___________，当斜面的倾角增大到60时，轻绳下端不施加拉力时滑块要下滑，要使滑块在斜面上保

持静止，则轻绳下端向下施加的拉力大小F为___________。

20．如图所示，重20N的物块静止在倾斜的长木板上。按照重力作用的实际效果，可以将重力沿_____方向和_____方向进行分解。两个分力分别用F1、F2表示，请用作图法将重力G沿上述方向进行分解________。求得：F1=_____N，F2=_____N。

21．如图所示，两根直木棍相互平行，斜靠在竖直墙壁固定不动，木棍与水平面间的倾角为θ，一根重量为G的水泥圆筒可以从木棍的上部匀速滑下，则水泥圆筒下滑过程中受到的摩擦力大小为__________。若保持两根木棍倾角不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两根木棍的上部，则水泥圆筒在两根木棍上受到的摩擦力将________（填不变、减小或增大）。

22．如图所示是5个力的空间分布情况，已知F1F2F3F4F，是其对角线，则

F1、F3的合力大小为________，F1、F3、F5的合力大小为________，这5个力的合力大

小为________。

23．如图所示，六个力的合力的大小为________；若去掉1 N的那个分力，则其余五个力的大小为________，合力的方向是________。

24．物体放在水平面上，用与水平方向成37斜向上的力拉物体时，物体匀速前进。若此力大小不变，改为沿水平方向拉物体，物体仍能匀速前进。 （1）请分别画出两个过程物体的受力示意图_____； （2）求物体与水平面之间的动摩擦因数______。

25．如图所示是汽车内常备的两种类型的“千斤顶”，图(a)中是“y”形的，图(b)中是“菱”形的，逆时针摇动手柄，使螺旋杆转动（螺旋杆保持水平），A、B间距离变小，重物G就被顶升起来，反之则可使重物G下降．若物重为G，AB与AC之间的夹角为，则“y”形千斤顶螺旋杆AB的拉力大小为________，“菱”形千斤顶螺旋杆AB的拉力大小为________，（不计顶升机杆件自重）．

26．如图所示,轻绳OA一端系在天花板上,与竖直线夹角为37轻绳OB 水平,一端系在墙上,若O点处挂一重为40N的物体.则AO、BO的拉力各为________N和________N。若AO、BO、CO所能承受的最大拉力均为100N,则所吊重物不能超过________N。（sin37=0.6, cos37=0.8）

三、解答题

27．某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如图所示，设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，球的质量为m，重力加速度为g。 (1)此同学完成比赛的时间；

(2)若不计球与球拍之间的摩擦，求空气阻力大小与球速大小的比例系数k1；

(3)若考虑球与球拍之间的静摩擦力，为方便运算，将最大静摩擦力大小认为等于滑动摩擦力大小，设球与球拍之间的动摩擦因数为，求乒乓球恰好不滑动时空气阻力大小。

28．攀岩被很多极限运动员所喜爱和挑战。运动员在攀爬过程中，常常要协调手足之间的发力，才能更好地保持平衡。如甲图所示，某攀岩者正停留在悬崖的某处，双手分上下扣住岩壁，双脚做支撑。为方便地分析此时手脚的受力，将攀岩者简化成乙图情景：攀岩者简化为重球A，其质量为40 kg，与两根轻细绳AB和AC连接，两绳另一端连接于竖直墙上，细绳AB与水平线成θ角，细绳AC垂直于墙，轻杆AD一端固定于重球上，另一端链接在竖直墙上，杆对重球产生一个方向与水平线成θ角的弹力F，θ＝60°，若要使两绳都能伸直有两种临界可能，一种情况是AB绳上的拉力刚好为零，一种情况是AC绳上的拉力刚好为零，请你分别求出这两种情况下的弹力F的大小，并总结出攀岩者能在此处保持平衡时弹力F的大小范围。（g取10 m/s2）

29．如图所示，用绳AC和BC吊起一个物体，绳AC与竖直方向的夹角为60，绳BC与竖直方向的夹角为30，绳AC能承受的最大拉力为100N，绳BC能承受的最大拉力为150N。g＝10m/s2，求：

(1)当物体的重力为100N时，AC与BC绳拉力各为多大？ (2)欲使两绳都不断，物体的重力不应超过多少？

30．如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，一个劲度系数为k，自然长度为（的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在大环的最高LL2R）点，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角。