2018粤教版高中物理必修一章末检测试卷(三)含答案

2018粤教版高中物理必修一同步学案讲义

章末检测试卷(三)

(时间：90分钟 满分：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分.其中1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选和不选的得0分)

1.物体在斜面上匀速下滑，如图所示的四个受力示意图中能正确反映物体受力情况的是( )

答案 A

2.同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是( ) A.3 N、4 N、5 N C.4 N、6 N、11 N 答案 A

解析 处于静止状态的物体所受到的合力为零，根据三个共点力的合力范围可知：3 N、4 N、5 N的合力范围是0≤F合≤12 N，故A可能；3 N、5 N、9 N的合力范围是1 N≤F合≤17 N，故B不可能；4 N、6 N、11 N的合力范围是1 N≤F合≤21 N，故C不可能；5 N、6 N、12 N的合力范围是1 N≤F合≤23 N，故D不可能.

3.如图1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( )

B.3 N、5 N、9 N D.5 N、6 N、12 N

图1

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，利用正交分解法分析易知，拉力的水

1

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平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故选项A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；小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故选项D错误. 【考点】共点力及平衡

【题点】简单的共点力的平衡问题

4.如图2所示，三个相同的轻质弹簧连接在O点，弹簧1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30°，弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态，此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3，则( )

图2

A.x1∶x2∶x3＝3∶1∶2 B.x1∶x2∶x3＝3∶2∶1 C.x1∶x2∶x3＝1∶2∶3 D.x1∶x2∶x3＝2∶1∶3 答案 D

解析 以结点O为研究对象进行受力分析如图所示，运用合成法：

mg由几何知识知：FT1＝ cos 30°FT2＝mgtan 30°，FT3＝mg 故FT1∶FT2∶FT3＝2∶1∶3 根据胡克定律：F＝kx 则x1∶x2∶x3＝2∶1∶3

2

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故选D.

5.在图3中，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°角.若把球O的重力G按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为( )

图3

13A.G，G 22C.22G，G 32

B.D.3

G，3G 3

23G，G 22

答案 A

解析 对球所受重力进行分解如图所示，由几何关系得F1＝Gsin 60°＝1

G，A正确. 2

3

G，F2＝Gsin 30°＝2

【考点】按力的效果分解力 【题点】按力的效果分解力

6.如图4所示，一个足球用网兜悬挂于O点，A点为网兜上对称分布的网绳的结点，OA为一段竖直绳，设网绳的长短和足球重力不变，网绳重力忽略不计，若足球越大，则( )

图4

A.网绳的拉力越大 B.网绳的拉力不变 C.网绳的拉力越小 D.竖直绳OA的拉力越大 答案 A

mg

解析 设网兜有n根网绳，每根网绳与竖直方向的夹角为θ，则nFTcos θ＝mg，FT＝，

ncos θ

3

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若足球越大，网绳与竖直方向的夹角越大，cos θ越小，则FT越大，故A正确，B、C错误；以网绳和足球整体为研究对象，根据平衡条件，竖直绳OA的拉力大小总是与足球的重力相等，保持不变，故D错误.

7.如图5所示，质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F2F1作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次推力的值为( )

F2

图5

A.cos θ＋μsin θ C.1＋μtan θ 答案 B

解析 对物体受力进行正交分解，结合力的平衡条件可知：第一次推力F1＝mgsin θ＋μmgcos mgsin θ＋μmgcos θ

θ；由F2cos θ＝mgsin θ＋μ(mgcos θ＋F2sin θ)，解得第二次推力F2＝，故两

cos θ－μsin θF1次推力的比值＝cos θ－μsin θ，B正确.

F2【考点】静态平衡问题分析 【题点】多力平衡问题

8.如图6所示，物块A放在木板上，当缓慢抬起木板的一端，使木板与水平面夹角α分别为30°、45°时，物块受到的摩擦力相等，则物块和木板间的动摩擦因数为( )

B.cos θ－μsin θ D.1－μtan θ

图6

A.2

2

B.D.3 23 3

1C. 2答案 A

解析 木板的倾角α分别为30°、45°时，物块受到的摩擦力大小相等，分析可知：当倾角为30°时物块受到的是静摩擦力，当倾角为45°时物块受到的是滑动摩擦力. 当倾角为30°时，静摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，即f＝mgsin 30°. 当倾角为45°时物块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式得

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f＝μFN＝μmgcos 45° 得到mgsin 30°＝μmgcos 45° 解得μ＝

2

，故选A. 2

【考点】静态平衡问题分析 【题点】三力平衡问题

9.大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F，则下列说法正确的是( ) A.合力F一定大于任一个分力

B.合力F的大小既可能等于F1，也可能等于F2 C.合力有可能小于任一个分力

D.在0°至180°的范围内，合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小 答案 BCD

10.如图7所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后( )

图7

A.M静止在传送带上 B.M可能沿斜面向上运动 C.M受到的摩擦力不变 D.M下滑的速度不变 答案 CD

解析 由M匀速下滑可知其处于平衡状态，M受重力、滑动摩擦力和支持力，传送带启动以后对M的受力情况没有影响，自然也不会影响其运动状态，故C、D正确.

11.如图8所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平，现把物体Q轻轻地叠放在P上，则( )

图8

A.P向下滑动 B.P静止不动 C.P所受的合外力增大 D.P与斜面间的静摩擦力增大

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答案 BD

解析 物体P静止于斜面上，则mgsin θ≤μmgcos θ，把物体Q轻轻地叠放在P上时，P、Q整体质量增加，相对斜面仍然满足m′gsin θ≤μm′gcos θ，故P静止不动，所受的合外力为零，A、C错误，B正确；P所受的合外力为零，P与斜面间的静摩擦力增大为m′gsin θ，D正确.

12.如图9是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根轻绳绕过两个光滑定滑轮和一个光滑动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内.如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是( )

图9

A.只增加绳的长度 B.只增加重物的重量 C.只将手指向下移动 D.只将手指向上移动 答案 BC

解析 绳上的拉力等于悬挂重物的重力mg，手指受力分析如图，三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；只增加绳的长度时，由于两个绳拉力不变，动滑轮位置不变，故三个力大小方向都不变，故A错误；只增加重物的重量，两个拉力变大，动滑轮位置不变，则两拉力夹角不变，故合力变大，故手要用较大的力，故B正确；手指向下移动，两个拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，故手要用较大的力，故C正确；手指向上移动，两个拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，故手要用较小的力，故D错误.

【考点】静态平衡问题分析 【题点】三力平衡问题

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三、实验题(本题共2小题，共12分)

13.(6分)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”时，某同学把两根弹簧按如图10所示方式连接起来进行探究.

图10 图11

(1)某次测量示数如图11所示，则指针示数为______cm.

(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表所示.用表中数据计算弹簧 Ⅰ 的劲度系数为______N/m(重力加速度g＝10 m/s2).由表中数据______(填“能”或“不能”)计算出弹簧 Ⅱ 的劲度系数.

钩码数 LA/cm LB/cm

答案 (1)16.00 (2)12.50 能

解析 (1)刻度尺最小分度为1 mm，读数时需估读到毫米下一位，故指针的示数为16.00 cm. (2)表中对LA的测量有四组数据，应采用逐差法计算增加一个钩码时弹簧Ⅰ增加的长度. LA3＋LA4－LA1－LA2L0＝＝0.04 m

4mg

故k＝＝12.50 N/m

L0

通过计算LB－LA可得出A、B两指针间的长度，进而计算出增加一个钩码时弹簧Ⅱ增加的长度，从而计算出其劲度系数.

14.(6分)在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计.

(1)为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：

弹力F(N) 伸长量x(×102 m) －1 15.71 29.96 2 19.71 35.76 3 23.66 41.51 4 27.76 47.36 0.50 0.74 1.00 1.80 1.50 2.80 2.00 3.72 2.50 4.60 3.00 5.58 3.50 6.42

根据表中数据作出F－x图象并求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；

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(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图12甲所示，其读数为________N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示；

图12

(3)由题(2)图得到F合＝________N.

答案 (1)见解析图 53(说明：±2范围内都可) (2)2.10(说明：有效数字位数正确，±0.02范围内都可) 见解析图 (3)3.3(说明：±0.2范围内都可)

解析 (1)以水平方向为x轴，竖直方向为F轴，建立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，在直线上任取一点，如(6×103.2则k＝－ N/m≈53 N/m.

6×102－2,

3.2)，

(2)弹簧测力计的读数为2.10 N，设每单位长度为1 N，则合力F合的图示如图所示.

(3)经测量，合力F合＝3.3 N.

三、计算题(本题共4小题，共40分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)

15.(8分)如图13所示，物体A重GA＝40 N，物体B重GB＝20 N，A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同，用水平绳将物体A系在竖直墙壁上，用水平力F向右拉物体B，当F＝30 N时，才能将B匀速拉出，则接触面间的动摩擦因数多大？

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图13

答案 0.3

解析 设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的摩擦力为f1＝μGA 物体B与地面间的摩擦力为f2＝μ(GA＋GB)

将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有F＝f1＋f2＝μ(2GA＋GB) 解得μ＝0.3

【考点】摩擦力的分析和计算 【题点】滑动摩擦力的分析和计算

16. (8分)如图14所示，光滑金属球的重力G＝40 N.它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾角θ＝37°的斜面体上.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：

图14

(1)墙壁对金属球的弹力大小；

(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向. 答案 (1)30 N (2)30 N 方向向左

解析 (1)金属球静止，则它受到的三个力平衡(如图所示).由平衡条件可得墙壁对金属球的弹力为FN1＝Gtan θ＝40tan 37°＝30 N.

G(2)斜面体对金属球的弹力为FN2＝＝50 N

cos 37°

由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为f＝FN2sin 37°＝30 N 摩擦力的方向向左.

17.(12分)如图15所示，在倾角θ＝37°的固定斜面上，用一水平力F推一质量为m＝10 kg的物体，欲使物体沿斜面匀速运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，试求F的大小.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)

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图15

答案 112 N或48 N

解析 若物体沿斜面向上匀速运动，对物体受力分析如图甲所示，根据平衡条件：Fcos 37°＝f＋mgsin 37°

f＝μ(mgcos 37°＋Fsin 37°) 解得：F≈112 N

若物体沿斜面向下匀速运动，对物体受力分析如图乙所示，根据平衡条件：Fcos 37°＋f＝mgsin 37°

f＝μ(mgcos 37°＋Fsin 37°) 解得：F≈48 N.

18.(12分)如图16所示，重为12 N的物块G1在三根细绳悬吊下处于静止状态；细绳BP在水平方向，细绳AP偏离竖直方向37°角，且连在重为50 N的物块G2上，物块G2静止于倾角为37°的斜面上(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，取g＝10 m/s2.求：

图16

(1)AP和BP绳的拉力大小；

(2)斜面对物块G2的支持力和摩擦力的大小. 答案 (1)15 N 9 N (2)34.6 N 37.2 N

解析 (1)分析P点受力，如图甲所示，由平衡条件得FAcos 37°＝G1，FAsin 37°＝FB，解得：FA＝15 N，FB＝9 N.

f＝G2sin 37°＋FB′cos 37° FN＋FB′sin 37°＝G2cos 37° FB′＝FB

由以上三式得：f＝37.2 N，FN＝34.6 N.

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(2)分析物块G2的受力情况，如图乙所示，由物体的平衡条件得：

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