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1、高中物理必修第一册1 / 13 第三章综合测试 一、选择题 （本题共 10小题， 每小题 5分，共50分。第17小题只有一个选项正确，第810小题有多个选项 正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 1. 将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，每块的质量为m ，其中第 3、4块固定在地基上，第1、2块间的 接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为 30。假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第 1、2块石块间的作用力大小为（） A. 1 2 mgB. 3 2 mgC. 3 3 mgD.3mg 2.中国制造 2025是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制
2、造是一个重要方向，其中智能机 械臂已广泛应用于各种领域。如图所示， 一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， 铁夹与球接触面保持竖直，则（） A. 小球受到的摩擦力方向竖直向下 B. 小球受到的摩擦力与重力大小相等 C. 若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大 D. 若铁夹水平移动，小球受到的摩擦力变大 3. 2017年12月1日，中国 4 500米载人潜水器“深海勇士”号完成验收。设潜水器在下潜或上升过程中只受重 力、海水浮力和海水阻力作用，其中， 海水浮力F始终不变， 所受海水阻力仅与潜水器速率有关。已知当潜 水器的总质量为 M 时恰好以速率v 匀速下降，若使潜水器
3、以同样速率匀速上升，则需要从潜水器储水箱向 外排出水的质量为（重力加速度为g）（） A. 2 F M g B. 2F M g C.2 F M g D.2 2 F M g 4. 如图所示， 光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉 力F作用下，缓慢地由 A向B运动，F始终沿轨道的切线方向， 轨道对球的弹力为N， 在运动过程中 （） 高中物理必修第一册2 / 13 A.F增大，N减小B.F减小，N减小 C.F增大，N增大D.F减小，N增大 5. 一串小灯笼 （五只）彼此用轻绳连接。并悬挂在空中。在稳定水平风力作用下发生倾斜，绳与竖直方向的 夹角为 30，如
4、图所示。 设每只灯笼的质量均为m 。由上往下第一只灯笼与第二只灯笼间绳中的拉力大小为 （） A.2 3mgB. 2 3 3 mgC. 8 3 3 mgD.8mg 6. 如图所示， 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 l、2、 3的形变量分别为 1 x， 2 x、 3 x，则（） A. 123 :3:1: 2xxxB. 123 :3:2:1xxx C. 123 :1: 2:3xxxD. 123 :2:1:3xxx 7. 如图所示， 一倾角为
5、30的光滑斜面固定在地面上，一质量为 m 的小木块在水平力F的作用下静止在斜面 上。若只改变 F的方向不改变F的大小，仍使木块静止，则此时力F与水平面的夹角为（ ） 高中物理必修第一册3 / 13 A. 60B. 45C. 30D. 15 8. 如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10 N的物体B，且已知物体A与桌面间的 最大静摩擦力为4N。要使 A静止，需加一水平向左的力 1 F，则力 1 F的取值可以为（） A.4 NB.6 NC.10 ND.18 N 9. 如图所示， 一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作 用于小球上，使其缓
6、慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中（） A. 水平拉力F是恒力 B. 铁架台对地面的压力一定不变 C. 细线的拉力变小 D. 地面对铁架台的摩擦力增大 10. 如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被 一根斜短线系于天花板上的O点；O是三根线的结点，bO水平拉着重物 B，cO 沿竖直方向拉着弹簧； 弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态，g取 2 10 m/s。若 悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20 3 N，则下列说法中正确的是（） 高中物理必修第一册4 / 13 A. 弹簧的弹
7、力为10 NB. 重物A的质量为2kg C. 桌面对重物B的摩擦力为103 ND.OP与竖直方向的夹角为 60 二、非选择题（共50分） 11.（5分）如图，把一个弹簧测力计的一端固定在墙上，用另一个弹簧测力计水平向左拉金属板，金属板向 左运动， 此时两个测力计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出），则物块P与金属板间的滑动 摩擦力的大小是_N。若用弹簧测力计测得物块 P重13 N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出 物块P的材料为 _。 材料动摩擦因数 金属金属0.10 橡胶金属0.50 木头金属0.20 皮革金属0.28 12. （6分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两
8、根弹簧按如图1所示方式连接起来进行探究。 高中物理必修第一册5 / 13 （1）某次测量如图2所示，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 A L和 B L如表。用表中数据 计算弹簧的劲度系数为_N/m（重力加速度 2 10 m/sg）。 由表中数据 _（填“能”或“不 能”）计算出弹簧的劲度系数。 钩码数1 2 3 4 / cm A L15.71 19.71 23.66 27.76 / cm B L 29.96 35.76 41.51 47.36 13. （7分）在“验证力的平行四边形定则”实验中： （1）部分实验步骤如下，请完成有关
9、内容： A. 将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线。 B. 在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录_、_、 _。 C. 将步骤 B中的钩码取下， 分别在两根细线上挂上4个和 3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线 互成角度，如图乙所示，小心调整 B、C的位置，使 _，记录 _。 高中物理必修第一册6 / 13 （2）如果力的平行四边形定则得到验证，那么图乙中 cos cos _。 14. （12分）水平面上固定着半径60cmR的薄圆筒，筒中放置着两个圆柱，小圆柱半径 1 10 cmr、重力 为 1 30 NG，大圆柱半径
10、2 30 cmr。圆筒和圆柱的中心轴均水平，且圆筒的中心O与大、小圆柱的切点 Q的连线恰好竖直，如图所示。不计一切摩擦，求： （1）筒对小圆柱的支持力大小 1 N和大、小圆柱之间的压力大小F； （2）大圆柱所受重力大小 2 G。 15. （20分）如图所示，质量为 1 m的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端 与站在水平面上的质量为 2 m的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角 37，物体甲及人均处于静止状态。 （已知 sin370.6， cos370.8， tan370.75，g取 2 10 m/s。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求： 高中物理必修第一册7 / 13 （
11、1）轻绳OA、OB的拉力是多大？ （2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？ （3）若人的质量 2 60 kgm，人与水平面之间的动摩擦因数为0.3，则欲使人在水平面上不滑动，物体 甲的质量 1 m最大不能超过多少？ 高中物理必修第一册8 / 13 第三章综合测试 答案解析 一、 1. 【答案】 D 【解析】设第l、3块石块间的作用力为 13 F，第 1、2块石块间的作用力为 12 F，以第 1块石块为研究对象，受 力如图所示： 由平衡条件得 13sin30 Fmg， 1213cos30 FF，联立解得 12 3Fmg，故选 D。 2. 【答案】 B 【解析】在竖直方向上小球受到摩擦力和竖直向下的
12、重力，二力平衡， 等大反向， 所以摩擦力方向竖直向上， A错误， B正确；若增大铁夹对小球的压力，则水平方向上的力变化了，而竖直方向上摩擦力和重力仍等大 反向，摩擦力不变，C错误；若铁夹水平移动，无论是变速移动还是匀速移动，小球在竖直方向上合力仍为 零，摩擦力和重力仍等大反向，摩擦力不变，D错误。 3. 【答案】 A 【解析】 潜水器匀速下降时，受到向下的重力、 向上的浮力和向上的阻力，根据平衡条件知：MgFkv， 当以相同的速率向上匀速运动时，受到向下的重力、向下的阻力和向上的浮力，根据平衡条件可知： Mm gkvF，结合两个公式可求出：2 F mM g ，故选 A。 4. 【答案】 A 【
13、解析】 对球受力分析， 受重力、 支持力和拉力， 如图，根据共点力平衡条件，有cosNmg ， sinFmg 其中为支持力N与竖直方向的夹角；当球向上移动时，变大，故N变小，F变大，故 A正确。 高中物理必修第一册9 / 13 5. 【答案】 C 【解析】自上往下以第2到第 5只灯笼为一整体作为研究对象，受力分析如图所示，则有 cos304 T Fmg，得 8 3 3 T Fmg 故选 C。 6. 【答案】 D 【解析】以结点O为研究对象受力分析，运用合成法，如图： 由几何知识知： 3 1 cos30 T T 23 tan30TT 3 Tmg 故： 123 :2:1:3T TT 根据胡克定律得
14、：Tkx 则 123 :2:1:3xxx，故选 D。 7. 【答案】 A 【解析】木块受重力、支持力和F处于平衡，受力如图所示，根据矢量三角形知，F向上偏转 60后，大小 不变，且木块仍然能处于平衡状态，所以此时力F与水平面的夹角为 60，故选 A。 高中物理必修第一册10 / 13 8. 【答案】 BC 【解析】当 1 4 NF时，静摩擦力为 21 6 N4 NfFF，物体不能静止，故A错误；当 1 6 NF时，静 摩擦力为 21 4 NfFF， 即达到最大值且方向向左，故B正确；当 1 10 NF时， 静摩擦力为 21 0fFF， 故C正确； 当 1 18 NF时，由于最大静摩擦力为4 N
15、， 12 4 N8 NFF，所以物体不平衡，将加速向左移 动，故 D错误。 9. 【答案】 BD 【解析】对小球受力分析，受拉力T、重力和水平力F，根据平衡条件，有： tanFmg cos mg T 逐渐增大，则F逐渐增大，T也增大，故 A、C错误；以整体为研究对象，根据平衡条件得： f FF，则 f F逐渐增大， N FMm g， N F保持不变，故 B、D正确。 10. 【答案】 ABC 【解析】O a与aA两绳拉力的合力与斜线OP的张力大小相等。由几何知识可知20 N O aaA FF，且OP 与竖直方向夹角为 30， D错误；重物A的重力 AaA GF，所以2 kg A m，B正确；桌
16、面对B的摩擦力 f cos3010 3 N O bO a FFF， C正确；弹簧的弹力 sin3010 N O a FF 弹 ，A正确。 二、 11. 【答案】 2. 60 木头 【解析】分析物块P的受力情况可知，物块P受金属板给P的滑动摩擦力 f F，方向向左，受弹簧测力计向 高中物理必修第一册11 / 13 右的拉力F，由二力平衡可知 f FF，测力计读数为2.60N，所以 f 2.60 NF；又根据 f FG可得： f 0.2 F G ，从表中对比得知，物块P为木头。 12. 【答案】（ 1） 16.00（15.9816.02均可） （2）12.5（12.2 12.8均可）能 【解析】（ 1）刻度尺读数需读到分度值的下一位，则读数为16.00 cm。 （ 2）由表格中的1、2组数据可知，当弹力的变化量 3 50 101
