2019-2020新教材高中物理 单元素养评价（三）（含解析）新人教版必修1

单元素养评价(三)(第三章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每小题3分,共27分)1.如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此竖直平面内的受力分析,下列图示中正确的是()【解析】选A。由于壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,即做匀速直线运动,所以壁虎所受合力为零,即所受重力mg和竖直向上的摩擦力f是一对平衡力,故A正确。2.如图所示为建筑工地上搬运石板用的“夹钳”,工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,下列判断正确的是()A.石板受到4个力的作用B.夹钳对石板的作用力的合力竖直向上C.夹钳夹的越紧,石板受的摩擦力越大D.前进的速度越快,石板受的摩擦力越大【解析】选B。工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,石板受重力、2个摩擦力、夹子的2个压力五个力的作用,故A错误;工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,石板受重力和夹钳的作用力,重力方向竖直向下,根据平衡条件可知夹钳对石板的作用力的合力竖直向上,故B正确;石板受到的重力和摩擦力等大反向,所以石板受的摩擦力不变,与夹钳夹的松紧程度和运动速度无关,故C、D错误。3.力是物体间的相互作用。下列表述错误的是()【解析】选C。由于在不同纬度处重力加速度g不同,旅客所受重力不同,故对飞机的压力不同,故A正确;充足气的篮球平衡时,内部气体对篮球壳的压力等于外部气体对篮球壳的压力与球壳弹力之和,故B正确;书对桌子的压力作用在桌子上,作用点应位于桌面上,故C错误;平地上匀速行驶的汽车,其主动轮受到地面的静摩擦力是其前进的动力,地面对其从动轮的摩擦力是阻力,汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进,故D正确。4.如图所示,质量为m的物块在质量为M的木板上向右滑行,木板与地面间摩擦系数为μ1,物块与木板间摩擦系数为μ2,已知木板处于静止状态,那么木板所受地面摩擦力的大小是()A.μ1MgB.μ2mgC.μ1(m+M)gD.μ1Mg+μ2mg【解析】选B。木板给物块的滑动摩擦力为μ2mg,方向水平向左,所以物块给木板一个水平向右的摩擦力μ2mg,因为木板静止,所以木板所受桌面的摩擦力大小为μ2mg,方向水平向左,故B正确。5.如图是用平行四边形定则求力F1、F2的合力F的示意图,其中正确的是()【解析】选D。根据图示可知,D选项符合平行四边形定则,合力的作用点与二力的作用点相同,大小为对角线的长度,方向背向作用点,故D正确,A、B、C错误。6.如图甲所示,一只小鸟沿着较粗的树枝从A缓慢移动到B,将该过程抽象为质点从圆弧A点移动到B点,如图乙所示。下列说法正确的是()A.树枝对小鸟的合力减小B.树枝对小鸟的摩擦力减小C.树枝对小鸟的摩擦力增大D.树枝对小鸟的弹力增大【解析】选C。设小鸟受到的支持力与竖直方向的夹角为θ,小鸟缓慢移动,合力为零,故A错误;小鸟所受的摩擦力f=mgsinθ,从A到B的过程中,θ增大,所以摩擦力增大,故B错误,C正确;小鸟所受的弹力N=mgcosθ,从A到B的过程中,θ增大,所以弹力减小,故D错误。7.随着生活品味的提升,玻璃房逐渐受到人们的青睐,这大玻璃窗户的清洁可由如图所示的“自动擦窗机器人”完成。某“自动擦窗机器人”的质量为1.5kg,它的“腹部”有吸盘。当自动擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上(g取10N/kg)。则下列说法符合事实的是()A.此时摩擦力大于15NB.若真空泵继续向外抽气,则自动擦窗机器人受到的摩擦力将变大C.此时机器人对玻璃的压力和玻璃对机器人的作用力是一对相互力D.当自动擦窗机器人竖直向下运动时,若真空泵继续向外抽气,则自动擦窗机器人受到的摩擦力将变大【解析】选C。“擦窗机器人”的重力:G=mg=1.5kg×10N/kg=15N;“擦窗机器人”静止时处于平衡状态,即受力平衡,在竖直方向上摩擦力和重力平衡,则摩擦力大小等于重力大小15N,只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止或匀速运动,重力不变,摩擦力就不变,故A、B、D错误;“擦窗机器人”在水平方向上没有位置变化,处于平衡状态,所以机器人对玻璃的压力和玻璃对机器人的支持力是一对相互作用力,故C正确。【补偿训练】如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是()A.物体可能只受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力作用【解析】选D。物体做匀速直线运动,则受力平衡,将拉力F在水平方向和竖直方向上分解,则物体一定要受到滑动摩擦力的作用。再根据摩擦力产生的条件知,一定有弹力,因此物体一定会受到四个力的作用。8.如图所示,一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登,由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点,总质量为60kg。此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为53°,则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)()A.360N,480NB.480N,360NC.450N,800ND.800N,450N【解析】选A。由题意知,运动员的重力mg可分解为沿手臂方向的力F1和沿身体方向的力F2,F1=mgcos53°=360N,F2=mgsin53°=480N。由此可知手受到的拉力为360N,脚受的作用力为480N,A正确。【总结提升】求一个已知力的实际分力的步骤(1)根据物体(结点)所处的状态分析力的作用效果。(2)根据力的作用效果,确定两个实际分力的方向。(3)根据两个分力的方向画出平行四边形。(4)由平行四边形利用几何知识求两个分力。9.如图所示,重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下。下列说法正确的是()A.自卸车车厢倾角变大,车厢与石块间的正压力不变B.自卸车车厢倾角变大,石块与车厢间的摩擦力不变C.自卸车车厢倾角变大,石块与车厢间的动摩擦因数不变D.石块开始下滑时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力【解析】选C。由力的分解知识可知,车厢与石块间的正压力为FN=Gcosθ,所以自卸车车厢倾角越大,车厢与石块间的正压力逐渐减小,故A错误;在下滑前,石块处于平衡状态,则有f=mgsinθ,所以自卸车车厢倾角越大,车厢与石块间的摩擦力逐渐增大,故B错误;石块与车厢的动摩擦因数与接触面的粗糙程度有关,与倾角无关,故C正确;石块开始下滑时,处于非平衡状态,石块滑动后的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力,故D错误。二、实验题(共5分)10.有同学利用如图1所示的装置来探究求合力的方法:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力FTOA、FTOB和FTOC,回答下列问题:图1(1)(多选)改变钩码个数,实验能完成的是()A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是()A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为图2中________(选填“甲”或“乙”)是正确的。图2【解析】(1)对O点受力分析如图所示,OA、OB、OC分别表示FTOA、FTOB、FTOC的大小,由于三个共点力处于平衡状态,所以FTOA、FTOB的合力大小等于FTOC,且FTOCFTOA+FTOB,即|FTOA-FTOB|FTOCFTOA+FTOB,故B、C、D能完成实验。(2)为探究求合力的方法,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要做好记录,应从力的三要素角度出发,要记录钩码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向,故A正确,B、C、D错误。(3)以O点为研究对象,F3的实际作用效果在OC这条线上,由于误差的存在,F1、F2的合力的理论值与实际值有一定偏差,故甲图符合实际,乙图不符合实际。答案:(1)B、C、D(2)A(3)甲三、计算题(本题共3小题,共28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)11.(9分)如图所示,在倾角θ=37°的斜面上,用一水平力F推一质量为m=10kg的物体,欲使物体沿斜面匀速向上运动,已知物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,试求F的大小。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)【解析】物体沿斜面向上匀速运动,根据平衡条件:Fcos37°=Ff+mgsin37°(3分)Ff=μ(mgcos37°+Fsin37°)(3分)解得:F≈112N(3分)答案:112N12.(9分)如图所示,质量为m的物体在恒力F作用下,沿水平天花板向右做匀速直线运动。力F与水平方向夹角为θ,重力加速度为g。求物体与天花板间的动摩擦因数μ。【解析】对物体受力分析,将力F正交分解,如图(1分)根据共点力平衡条件得:水平方向:Fcosθ-Ff=0(2分)竖直方向:Fsinθ-FN-mg=0(2分)由Ff=μFN(2分)可得μ=(2分)答案:13.(10分)如图所示,三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10kg的重物悬挂空中而处于静止状态,其中OB与天花板夹角为30°,OA与天花板夹角为60°,要求画出结点O的受力分析图,标出对应的力及角度。(g取10m/s2)(1)求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB。(2)若保持O、B点位置不变,改变OA绳长度,将A点移动到D点,使得OD=OB,求此时绳子OD对应的拉力大小FD。【解析】对结点O受力分析如图甲所示,(2分)(1)根据平衡条件,由几何知识得:FA=mgcos30°=50N(2分)FB=mgsin30°=50N(2分)(2)将A点移动到D点后画出受力图,如图乙所示,(2分)运用合成法,由几何知识得:FD=mg=100N(2分)答案:(1)50N50N(2)100N【等级性考试】(30分钟40分)14.(5分)(多选)如图所示是剪式千斤顶,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1.0×105NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105NC.若继续摇动把手,两臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手,两臂受到的压力将减小【解析】选A、B、D。将汽车对千斤顶的压力F分解为沿两臂的两个分力F1,根据对称性可知,两臂受到的压力大小相等。由2F1cosθ=F得F1==F=1.0×105N,所以此时两臂受到的压力大小均为1.0×105N,故A正确。汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,根据牛顿第三定律得千斤顶对汽车的支持力为1.0×105N,故B正确。继续摇动把手,两臂靠拢,夹角θ减小,由F1=分析可知,F不变,当θ减小时,cosθ增大,F1减小,故C错误,D正确。15.(5分)(多选)如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根轻绳绕过两个定滑轮和一个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()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【解析】选B、C。对动滑轮受力分析,受重力、两个对称的拉力,拉力等于悬挂重物的重力mg,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;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;增加重物的重力,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