章末素养检测(三)
考试时间：75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，只有一项是符合题目要求的)
1．[2023·黑龙江省哈尔滨市高一期末]关于力的下列各种说法中错误的是( )
A．力是改变物体运动状态的原因
B．力是物体发生形变的原因
C．相互接触的物体之间一定有力的作用
D．在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N
2.
如图所示，将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部，往烧杯中注入一些水，用细木棍轻微拨动乒乓球，乒乓球将会从杯底上升到水面．在乒乓球从杯底上升到水面的过程中，关于由烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置的变化，下列选项正确的是( )
A．升高B．降低
C．不变D．无法确定
3．[2023·湖南省长沙市高一期末]2022年3月10日从中车电力机车有限公司获悉，由该公司驾驶的磁悬浮列车(图甲)完成了相关动态试验和系统联调联试，设计时速200公里，图乙是某磁悬浮列车的原理图，轨道P的磁场与车体Q的磁场之间产生排斥力使车体悬浮．已知P对Q的排斥力为F1，Q对P的排斥力为F2，则( )
A．F1大于F2
B．F1小于F2
C．F1和F2是一对平衡力
D．F1和F2是一对作用力与反作用力
4．[2023·辽宁省辽阳市高一期末]如图所示，A、B两弹簧测力计通过绕过定滑轮的细线与相同的重物连接，两弹簧测力计受到的重力及一切摩擦力不计，重物所受的重力大小G＝2N，A、B两弹簧测力计内弹簧的劲度系数分别为50N/m、100N/m，下列说法正确的是( )
A．两弹簧测力计的弹簧伸长量一定相等B．A弹簧测力计的示数为2N
C．A弹簧测力计的示数为0D．B弹簧测力计的示数为4N
5.
[2023·河南省洛阳市高一期末]建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为50kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20kg的建筑材料以1m/s2的加速度向上加速拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g＝10m/s2)( )
A．280NB．480N
C．500ND．720N
6.
[2023·上海市浦东新区高一期末]如图所示，将一个已知力F分解为F1、F2，已知F＝1N，F1与F的夹角为37°，则F2的大小不可能是(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)( )
A．0.5NB．1N
C．1.5ND．100N
7．[2023·重庆市北碚区高一期末]挂灯笼的习俗起源于西汉，过年期间，家家户户都挂起了各式各样的灯笼．如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量分别为km、m、m，km(k＞0)的灯笼A、B、C、D，中间细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角为θ1，中间两细绳与竖直方向夹角为θ2.下列关系式正确的是( )
A．θ1＝θ2
B．kθ1＝θ2
C．tanθ1·tanθ2＝
D．tanθ1·tanθ2＝k＋1
二、多项选择题(本题有3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．[2023·陕西省宝鸡市高一期末]下列各图中P、Q两球均保持静止，则两球之间不存在弹力的是(假设所有接触面光滑)( )
9.
[2023·山东省菏泽市高一期末]如图所示，质量为m的木块在拉力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，F与水平方向的夹角为θ，重力加速度为g，那么木块受到的滑动摩擦力为( )
A．μmgB．μFsinθC．FcosθD．μ(mg－Fsinθ)
10.
如图所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等．弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB，且原长相等．弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB，小球直径相比弹簧长度可以忽略，重力加速度大小为g.则( )
A．tanθ＝B．＝C．FA＝mgD．FB＝2mg
三、非选择题(本题有5题，共54分．按题目要求作答．计算题要求写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题必须注明单位)
11.
(6分)[2023·黑龙江省双鸭山测试]某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸记录O点的位置和拉线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N．
(2)下列必要的实验要求是________(请填写选项前对应的字母).
A．不用测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)若保证O点位置不动，顺时针转动弹簧称B至90°，则弹簧秤B的示数________(填“变大”“变小”或“先变小后变大”)，弹簧秤A的示数________(填“变大”“变小”或“先变小后变大”).
12．(8分)[2023·广西省桂林市高一期中]如图所示，水平面上有一质量为4kg的木箱，同时受到F1＝20N和F2＝12N的水平力的作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.则：
(1)此时木箱所受摩擦力的大小为多少；
(2)若将F1撤去，求木箱所受摩擦力．
13.
(12分)如图所示为剪式千斤顶，是用来顶起汽车的装置．当摇动把手时，螺纹轴就迫使千斤顶的左右两臂靠拢，同时抬起重物．汽车被顶起时，汽车对千斤顶的压力为1.0×105N.
(1)当千斤顶两臂间的夹角为120°时，其两臂受到的压力各是多大？
(2)若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将怎样变化？
14.
(12分)[2023·安徽省阜阳市检测]如图所示，质量均为m＝1kg的物体甲和长木板乙放在水平面上，物体甲用细线拴接，细线另一端固定在竖直墙壁上，细线绷紧与水平方向的夹角θ＝53°.已知物体与长木板、长木板与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.5和μ2＝0.25.给长木板施加水平向右的外力，使其向右做匀速直线运动，g取10m/s2，sin53°＝0.8、cos53°＝0.6.求：
(1)细线的拉力大小及甲、乙间的摩擦力f1大小；
(2)求拉力F的大小及水平面对长木板的摩擦力f2大小．
15.
(16分)[2023·山东省临沂市期末]绳OC与竖直方向成30°角，O为质量不计的光滑滑轮，物体A质量m＝1kg，物体B与地面的摩擦因数μ＝，物块A和B均静止，且重力加速度g＝10m/s2，求：
(1)绳OC的拉力大小；
(2)物体B与地面的摩擦力大小．
章末素养检测(三)
1．答案：C
解析：力是改变物体速度的原因，即是改变物体的运动状态的原因，A正确；力的其中一个作用效果是使物体发生形变，B正确；相互接触的物体如果没有挤压也不会有力的作用，C错误；在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N，D正确．
2．答案：B
解析：乒乓球从杯底上升到水面的过程中，下方水质量变大，重心降低，B正确．
3．答案：D
解析：由题意可知，P对Q的排斥力和Q对P的排斥力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，D正确．
4．答案：B
解析：对重物受力分析，由平衡条件可得两弹簧测力计的示数为F1＝F2＝G，由胡克定律F＝kΔx，可得k1Δx1＝k2Δx2，因为两弹簧测力计的劲度系数不同，所以两弹簧测力计的弹簧伸长量不相等，A错误；对重物受力分析，由平衡条件可得，A弹簧测力计的示数为F1＝G＝2N，B正确，C错误；对重物受力分析，由平衡条件可得，B弹簧测力计的示数为F2＝G＝2N，D错误．
5．答案：A
解析：人和物体的受力如图所示：以建筑材料为研究对象，由牛顿第二定律得T－mg＝ma，得绳子的拉力大小为T＝m(g＋a)＝20×(10＋1)N＝220N，以人为研究对象，地面对人支持力大小为N＝Mg－T＝500N－220N＝280N，由牛顿第三定律可得工人对地面的压力大小为280N，A正确．
6．答案：A
解析：根据三角形定则可知，合力和分力构成一个三角形，当F2与F1方向垂直时，此时F2有最小值，为F2min＝Fsin37°＝0.6N，分析可得F2没有最大值，所以F2的范围为F2≥0.6N，A正确．
7．答案：D
解析：令B、C之间绳的弹力为T，对A、B整体分析有Ttanθ1＝(km＋m)g，对B分析有T＝mgtanθ2，解得tanθ1·tanθ2＝k＋1，D正确．
8．答案：AB
解析：图A中，若P、Q两球间有弹力，则Q球将向右运动，不能保持静止状态，即P、Q两球间不存在弹力，A正确；图B中，若P、Q两球间有弹力，则Q球将向右运动，不能保持静止状态，即P、Q两球间不存在弹力，B正确；图C中，若撤去Q球，P球将向下运动，而实际上P球处于静止状态，则P、Q两球间存在弹力，C错误；图D中，若撤去Q球，P球将向下摆动，而实际上P球处于静止状态，则P、Q两球间存在弹力，D错误．
9．答案：CD
解析：对木块受力分析并正交分解，则有f＝μFN＝μ(mg－Fsinθ)，又木块在水平面上做匀速直线运动，故水平方向受力平衡，则有f＝Fcosθ，C、D正确．
10．答案：AB
解析：对下面的小球进行受力分析，如图甲所示，根据平衡条件得
F＝mgtan45°＝mg，FB＝＝mg，D错误；对两个小球及轻弹簧B整体受力分析，如图乙所示
根据平衡条件得tanθ＝，FA＝，结合上述解得tanθ＝，FA＝mg，A正确，C错误；由题意可知两弹簧的形变量相等，则有x＝＝，解得＝＝，B正确．
11．答案：(1)3.6 (2)BC (3)先变小后变大 变小
解析：(1)指针指在3和4之间的第三格，每格表示0.2N，则只需在十分位估读即可，读数为3.6N.
(2)对于结点O所受的三个力都要画力的图示，重物通过绳子拉结点O的拉力大小等于其重力大小，所以需要测量重物M所受的重力，A错误；弹簧测力计在使用前校零的话，使用的时候方便读数，若没有较零，需要在使用前、后分别读一次数，然后做差才能得到准确值，B正确；拉线方向与木板平面平行，则绳子拉力方向和纸面上的力的方向是对应的，C正确；改变拉力，进行多次实验，可以使O点静止在不同位置，D错误．
(3)对结点O受力分析，两个弹簧测力计通过绳子对结点的拉力会合成竖直向上的力，来与重物通过绳子对结点的拉力平衡，其力的矢量三角形如图，由图得当FA与FB垂直时，FB最小，所以弹簧秤B的示数先变小后变大，弹簧秤A的示数变小．
12．答案：(1)8N (2)10N，水平向左
解析：(1)物体与水平面间的最大静摩擦力为
fm＝μFN＝μmg＝10N.
由图两个力的方向相反，则它们的合力为F合＝F1－F2＝20N－12N＝8N＜fm，
所以木箱处于静止状态，所受摩擦力为静摩擦力，故有f1＝F1－F2＝8N.
(2)只将F1撤去，因为F2＝12N＞fm，
木箱相对水平面向右滑动，故木箱受的滑动摩擦力
f2＝μmg＝10N，方向水平向左．
13．答案：(1)均为1.0×105N (2)减小
解析：(1)将汽车对千斤顶的压力沿两臂分解，如图所示，由图可以看出，当两个分力互成θ＝120°时，由平行四边形定则知分力大小与合力大小相等，即
F1＝F2＝F＝1.0×105N.
(2)若继续摇把手，两臂与竖直方向的夹角始终相等，且夹角θ减小，由
F1＝F2＝知，两臂所受压力将减小．
14．答案：(1)5N 3N (2)7N 4N
解析：(1)设细线拉力为T，乙对甲的支持力为N1，受力情况如图，
对物体甲根据平衡条件有Tsinθ＋N1＝mg，
Tcosθ＝f1，f1＝μ1N1
解得T＝5N，f1＝3N.
(2)对长木板乙，设地面对乙的支持力为N2，甲对乙的压力为N′1＝N1，受力情况如图，
对乙物体根据平衡条件有
N2＝mg＋N′1，
f1＋f2＝F，
f2＝μ2N2，
解得F＝7N，f2＝4N．
15．答案：(1)10N (2)5N
解析：(1)物块A保持静止，故有T＝mg＝10N.
对滑轮受力分析，其受力分析如图所示，根据平衡条件则有TOC＝2Tcos30°＝10N，
故绳OC的拉力大小为10N.
(2)对物块B受力分析，如图所示，
根据几何条件可知，绳OB与水平方向夹角为30°，由平衡条件有Tcos30°＝f，
解得f＝5N，
根据牛顿第三定律可得，物体B与地面的摩擦力大小为5N.
