1、单元形成性评价(三)(第三章)(90分钟 100分)第卷(选择题 共 40 分)一、选择题(本题共 12 小题，18 题为单选，每小题 3 分，912 题为多选，每小题4 分，共 40 分)1在图中，所有接触面均光滑，且 a、b 均处于静止状态，其中 A、D 选项中的细线均沿竖直方向。a、b 间一定有弹力的是()【解析】选 B。A 选项，假设两球间有弹力，则小球将向两边运动，与题干矛盾，故a、b 间无弹力；故 A 错误。B 选项，若两球间无弹力，则两球都将向下摆动，与题干矛盾，说明 a、b 间有弹力；故 B 正确。C 选项，假设两球间有弹力，则小球 b 将向右运动，与题干矛盾，故 a、b 间无
2、弹力；故 C 错误。D 选项，假设 b 对 a 球有弹力，方向必定垂直于斜面向上，a 球共受三个力：竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力，三个力的合力不可能为零，则小球 a 不可能处于静止状态，与题干矛盾，故 a、b 间一定没有弹力；故 D 错误。故选 B。2如图，关于甲、乙、丙、丁图中的受力情况及弹力的产生原因，下列说法正确的是()A.图甲中站在船上撑竿使船离岸的船夫没有受到摩擦力作用B图乙中立定跳远的人脚蹬地起跳瞬间，人受到的重力会变小C图丙中笔对手的弹力是由笔形变引起的，手对笔的弹力小于笔的重力D图丁中跳水运动员静止站立在弯曲的跳板上时受到重力、支持力和摩擦力的作用【解析
3、】选 D。船夫撑竿使船离岸，手对竿有摩擦力作用，由牛顿第三定律知，竿对手有摩擦力作用，故 A 错误；重力是由于地球吸引而使物体受到的力，与物体的运动状态无关，故人受到的重力不变，故 B 错误；笔对手的弹力是由笔形变引起的，手对笔的弹力与重力大小无法比较，故 C 错误；跳水运动员静止站立在弯曲的跳板上时，跳板面不是水平的，而是斜面，则人受到重力、支持力和摩擦力的作用，故 D正确。3如图所示，物体 A 放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧和竖直墙相连，静止时弹簧的长度小于原长，若再用一个从零开始逐渐增大的水平力 F 向左推 A，直到把 A推动，在 A 被推动之前的过程中，弹簧对 A 的弹力 F1 大
4、小和水平面对 A 的摩擦力 f大小的变化情况是()A.F1 保持不变，f 始终减小BF1 保持不变，f 先减小后增大CF1 始终增大，f 始终减小DF1 先不变后增大，f 先减小后增大【解析】选 B。由题意可知，A 放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度小于原长，则弹簧对 A 的推力水平向右，由于水平面粗糙，因此同时受到水平向左的静摩擦力。当再用一个从零开始逐渐增大的水平力 F 向左推 A，直到把 A 推动前过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力不变，物体 A 受到的静摩擦力从水平向左变为水平向右，所以其大小先减小后增大，故 B 正确，A、C、D 错误。故选 B。4.如图所示，质量为 4 kg 的物体在
5、动摩擦因数为 0.5 的水平面上向右运动，在运动过程中受到水平向左、大小为 10 N 的拉力作用，则物体所受摩擦力为(g 取 10 N/kg)()A10 N，向右 B10 N，向左C20 N，向右D20 N，向左【解析】选 D。依题意，物体相对于地面向右运动，受到地面的滑动摩擦力方向向左。物体在水平面上运动，F 也在水平方向，则物体对地面的压力大小等于物体的重力，即 FNmg40 N，所以物体受到的滑动摩擦力大小为 fFN0.540 N20 N，故D 正确，A、B、C 错误。故选 D。5科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到
6、平整的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图。若手机的重力为 G，则下列说法正确的是()A手机受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用B手机受到的支持力大小为 G cos C手机受到的支持力不可能大于 GD支架对手机的作用力竖直向上【解析】选 D。手机受到重力、支持力、吸附力和摩擦力四个力的作用，选项选项 A错误；手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在垂直支架方向有 FNG cos F 吸，大于 G cos，也有可能大于 G，故选项 B、C 错误；手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力大小等于重力，方向
7、与重力方向相反，竖直向上，故选项 D 正确。6(2021青岛高一检测)如图甲所示是我国一项传统的体育活动“空竹”，将“空竹”搁置于两轻杆间的细线上，然后用两手提拉两杆，“空竹”就会在线上来回滚动，非常具有趣味性和锻炼性。现假设某人正在玩“空竹”，如图乙所示，开始时两手在同一高度，且始终保持两手间水平距离不变，绳子呈“V”字形，如不考虑细线与“空竹”间的摩擦，则下列说法正确的是()A.将右侧轻杆提高，待“空竹”静止时右侧细线的拉力大于左侧细线的拉力B将右侧轻杆提高，待“空竹”静止时细线的拉力大于开始时细线的拉力C不管将哪侧轻杆提高，待“空竹”静止时细线的拉力都等于开始时细线的拉力D如果将两手的水
8、平距离增大，待“空竹”静止时细线的张力将减小【解析】选 C。同一条细线上拉力大小处处相等，不管将哪侧轻杆提高，待“空竹”静止时，右侧细线的拉力大小等于左侧细线的拉力大小，A 错误；设细线与竖直方向的夹角为，细线的张力大小为 F，“空竹”的质量为 m，其合力在两线夹角的平分线上，由平衡条件知 mg2F cos，不管将哪侧轻杆提高，只要保持两手间水平的距离不变，则 不变，F 不变，若两手的水平距离增大，则 增大，F 增大，B、D 错误，C 正确。7.(2020全国卷)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上 O 点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量
9、相等。系统平衡时，O 点两侧绳与竖直方向的夹角分别为 和。若 70，则 等于()A45 B55 C60 D70【解析】选 B。甲物体是拴牢在细绳上 O 点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O 点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙两绳的角平分线上，如图所示根据几何关系有 1802，解得 55，故选 B。8.如图，用 OA、OB 两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时 OB 绳水平。现保持O 点位置不变，改变 OB 绳长使绳末端由 B 点缓慢上移至 B点，此时 OB与 OA 之间的夹角 90。设此过程中 OA、OB 的拉力分别为 FOA、FOB，下列说法正确的是()AF
10、OA 逐渐减小，FOB 逐渐增大BFOA 逐渐减小，FOB 先减小后增大CFOA 逐渐增大，FOB 逐渐减小DFOA 逐渐增大，FOB 先减小后增大【解析】选 B。以结点 O 为研究对象，分析受力：重力 G、绳 OA 的拉力 FOA 和绳BO 的拉力 FOB，如图所示：根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳 OB在两个位置时力的合成图如图，由图看出，FOA 逐渐减小，FOB 先减小后增大，当 90时，FOB 最小，故 B 正确，A、C、D 错误。故选 B。9.如图(俯视)所示，完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上处于静止状态，每个足球的质量都是 m，不考
11、虑转动情况，下列说法正确的是(重力加速度为 g)()A下面每个球对地面的作用力均为43 mgB下面的球不受地面给的摩擦力C下面每个球受地面给的摩擦力均为 26mgD上面球对下面每个球的压力均为 33mg【解析】选 A、C。根据整体法，下面每个球对地面的压力为 N，3N4mg，下面每个球对地面的作用力均为43 mg，故选项 A 正确；四个球的球心连线构成了正四面体，对下面的一个球受力分析，如图，可知会受到摩擦力作用，否则不会静止，故选项 B 错误；根据几何关系可求，F与mg 的夹角的余弦值为 63，正弦值为 33则有：63FmgN4mg3，33Ff，联立解得：f 26mg，F 66mg，故选项
12、C 正确、D 错误。10如图所示，物体被水平力 F 压在竖直墙壁上静止不动。下列说法正确的是()A.若增大力 F，则墙壁对物体的弹力增大B若增大力 F，则墙壁对物体的摩擦力增大C若撤去力 F，则物体沿墙壁下落的过程受三个力作用D若力 F 逐渐减少为原来的一半后，物体沿墙壁下滑，则此时墙壁对物体的摩擦力比力 F 减少前小【解析】选 A、D。水平方向根据二力平衡可知，墙壁对物体的弹力等于力 F，若增大力 F，则墙壁对物体的弹力也增大，故 A 正确；竖直方向水平方向根据二力平衡可知，摩擦力与重力等大方向，则摩擦力不变，故 B 错误；若撤去力 F，则物体沿墙壁下落的过程只受重力作用，故 C 错误；若力
13、 F 逐渐减少为原来的一半后，物体沿墙壁下滑，则重力比摩擦力大，则此时墙壁对物体的摩擦力比力 F 减少前小，故 D正确。11.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
14、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。12.如图所示，格鲁吉亚物理学家安德里亚仅靠摩擦力将 25 个网球垒成 9 层高的直立“小塔”。网球 A 位于“小塔”顶层，下面各层均有 3 个网球，网球 B 位于“小塔”的第6 层，已知每个网球质量均
15、为 m。下列说法正确的是()A其他网球对 B 球的作用力大小等于 B 球的重力大小B拿掉 A 球，“小塔”将无法保持平衡C第 8 层的三个网球与 A 球间的弹力大小各为mg3D最底层的 3 个网球受到地板的支持力均为25mg3【解析】选 A、B、D。因为 B 球保持静止，所以 B 球受到平衡力，因此其他网球对B 球的作用力大小等于 B 球的重力大小，故选项 A 正确；拿掉 A 球，其他小球的受力情况也会发生变化，平衡条件被破坏，因此“小塔”将无法保持平衡，故选项 B 正确；第 8 层的三个网球与 A 球间的弹力的合力与 A 球的重力相等，但由于第 8 层的三个网球与 A 球间的弹力并不是沿竖直
16、向上的方向，故弹力大小不为mg3，故选项 C错误；最底层的 3 个网球受到地板的支持力等于全部球所受重力，因此每个网球受到地板的支持力均为25mg3，故选项 D 正确。第卷(非选择题 共 60 分)二、实验题(本题共 2 小题，共 14 分)13(6 分)某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验。(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在_(选填“水平”或“竖直”)方向。(2)该同学通过实验得到如图乙所示的弹力大小 F 与弹簧长度 x 的关系图线，不计弹簧的重力。由图线可得弹簧的原长 x0_cm，劲度系数 k_N/cm，他利用本实验原理把图
17、甲中的弹簧做成一把弹簧测力计，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量 x_cm。【解析】(1)刻度尺应该和弹簧平行，弹簧竖直，则刻度尺也应竖直。(2)弹簧原长为图线的横截距，x04 cm；劲度系数为图线的斜率，k80204 N/cm0.5 N/cm；因为弹簧测力计上的示数为 3.0 N，由 Fkx 可得：xFk 3.0 N0.5 N/cm6 cm。答案：(1)竖直(2)4 0.5 614.(8 分)某实验小组做“验证平行四边形定则”实验，如图所示，实验步骤如下：用两个相同的弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置，记为 O1；记录两个弹簧测力计的拉力 F1 和 F2 的大
18、小和方向；只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置 O1，记录弹簧测力计的拉力 F3 的大小和方向；按照力的图示要求，作出拉力 F1、F2、F3；根据力的平行四边形定则作出 F1 和 F2 的合力 F；比较 F1 和 F 的一致程度。(1)本次实验需要用到带细绳套的橡皮筋，图中最合适的是_；(2)某次用弹簧测力计拉橡皮筋时弹簧测力计的指针位置如图所示，弹簧测力计示数为_N；(3)改变 F1 和 F2，重复步骤至进行第二次实验，记下结点位置 O2，位置O2_(选填“必须”或“不必”)与位置 O1 相同；(4)实验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于 90，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量
19、程的一半，请说明这样的操作_(选填“合理”或“不合理”)，理由是_；(5)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力 F1 和 F2，图中小正方形的边长表示2 N，两合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为1和2的关系正确的有_。AF14 N BF12 NC145 D12，故B、C 正确，A、D 错误。答案：(1)C(2)2.64(2.632.65 均可)(3)不必(4)不合理 合力超出了弹簧测力计量程(5)B、C三、计算题(本题共 4 小题，共 46 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.(10 分)(2021滨州高一检测)如图所示，质量为 30 kg 的小孩坐在
20、10 kg 的雪橇上，大人用与水平方向成 37斜向上的大小为 100 N 的拉力 F 拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动，(g 取 10 m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)地面对雪橇的支持力大小；(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小。【解析】(1)经对小孩和雪橇整体受力分析：竖直方向：F sin FNmg(2 分)解得 FNmgF sin 340 N(2 分)故地面对雪橇的支持力大小为 340 N。(1 分)(2)水平方向：F cos f0(2 分)且 fFN(2 分)解得：417 0.24(1 分)答案：(1)340 N(2)0.2416.(10 分)如图所示，一个底
21、面粗糙，质量为 m 的斜面体静止在水平地面上，斜面体斜面是光滑的，倾角为 30。先用一端固定的轻绳系一质量也为 m 的小球，小球静止时轻绳与斜面的夹角也是 30。(1)当斜面体静止时绳的拉力大小。(2)地面对斜面体的摩擦力大小。【解析】(1)选小球为研究对象，受力分析并合成如图：由平衡条件：Fmg(2 分)由平面几何知识可得：N 与 F夹角为 30，T 与 F夹角也为 30，故 F2Tcos30则：2Tcos30mg(2 分)得：T 33mg(2 分)(2)以小球和斜面体整体为研究对象，受力分析，根据平衡条件，水平方向：fTsin30 36mg(4 分)答案：(1)33mg(2)36mg17.
22、(12 分)如图所示，质量为 m1 kg 的物块与竖直墙面间的动摩擦因数为 0.5，从 t0 时刻开始用恒力 F 斜向上推物块，F 与墙面间夹角 37，在 t0 时刻物块速度为 0。(g 取 10 m/s2，sin370.6,cos370.8)(1)若 F12.5 N，墙面对物块的静摩擦力为多大？(2)若要物块保持静止，F 至少应为多大？(假设最大静摩擦力等于同样正压力时的滑动摩擦力，F 的计算结果保留两位有效数字)【解析】(1)设 f 向上，根据平衡条件可得：Fcos37fmg(3 分)解得：f0(3 分)(2)当物块即将下滑时，静摩擦力最大且向上，此时 F 有最小值根据平衡条件可得：Fco
23、s37Fsin37mg(3 分)解得：F9.1 N(3 分)答案：(1)0(2)9.1 N18.(14 分)如图所示，原长分别为 L1 和 L2，劲度系数分别为 k1 和 k2 的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上。两弹簧之间有一质量为 m1 的物体 A，最下端挂着质量为 m2 的另一物体 B，整个装置处于静止状态(重力加速度为 g)。求：(1)这时劲度系数为 k2 的轻质弹簧长度 L2 为多大？(2)这时两个弹簧的总长度 L 为多大？(3)若用一个质量为 M 的平板把下面的物体 B 竖直缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求此时物体 B 所受支持力 FN 的大小。【解析】(1)
24、假设这时劲度系数为 k2 的轻质弹簧的伸长量为 x2，对 B 物体受力分析有：m2gk2x2(2 分)解得：x2m2gk2，L2L2x2L2m2gk2(2 分)(2)假设这时劲度系数为 k1 的轻质弹簧的伸长量为 x1，对 AB 两物体整体受力分析有：m1gm2gk1x1(2 分)解得：x1m1gm2gk1(1 分)这时两个弹簧的总长度为：LL1L2x1x2L1L2m1gm2gk1m2gk2(2 分)(3)用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和时，下面的弹簧应被压缩 x，上面的弹簧应被拉伸 x，以 m1 为研究对象，根据平衡关系有：(k1k2)xm1g(2 分)解得：x m1gk1k2(1 分)以 m2 为研究对象，根据平衡关系有：FNk2xm2gk2 m1gk1k2m2gk1m2gk2（m1m2）gk1k2(2 分)答案：(1)L2m2gk2(2)L1L2m1gm2gk1m2gk2(3)k1m2gk2（m1m2）gk1k2