1、单元素养评价(三) (第3章)(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每小题3分,共27分)1.下列关于力的说法正确的是()A.地球对物体的吸引力就是物体所受的重力B.用手拉橡皮筋,由于橡皮筋发生了弹性形变要恢复原状,橡皮筋对手产生了弹力C.摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反D.书放在水平桌面上,书受到桌面的支持力作用,产生支持力的直接原因是书的形变【解析】选B。重力不是地球的吸引力,是由于地球的吸引而使物体受到的力,A错;由弹力产生的条件知B正确;摩擦力的方向总是与物体发生相对运动或相对运动趋势的方向相反,C错误;书受到支持力是因为桌面发生形变,D错误。2.关于物体所受的重力,下列说法
2、正确的是()A.由于地球吸引产生B.重心一定在物体上C.方向一定指向地心D.大小与所处地理位置无关【解析】选A。重力是由于地球的吸引而产生的,故A正确。重心在物体上的位置与物体的形状和物体质量分布两个因素有关,重心不一定在物体上,比如质量均匀的环,故B错误。重力的方向是竖直向下的,不总是指向地心,只有两极和赤道处重力指向地心,故C错误。重力的大小与所处地理位置有关,同一物体在同一地点重力是恒定不变的,但在地球上不同的地方,所受的重力不一定相同,故D错误。3.下列关于力的说法,正确的是()A.有力作用时一定有施力物体,可能没有受力物体B.力有时能脱离物体而独立存在C.有受力物体就一定有施力物体D
3、.只有相互接触的物体才能有作用力【解析】选C。有力作用时一定有施力物体和受力物体,有受力物体就一定有施力物体,A错误,C正确;力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而独立存在,B错误;两个物体有力作用时不一定相互接触,如磁铁吸引小铁钉时,磁铁对小铁钉有力的作用但磁铁与小铁钉可以不相互接触,D错误。4.如图所示,歼-20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机。它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊。关于飞行中的歼-20战机的受力,下列说法正确的是()A.战机受到的重力垂直向下B.战机受重力的同时,它也对地球产生引力C.战机向前运动的推力无施力物体D.战机匀速飞行,它不受重力作用【
4、解析】选B。重力的方向竖直向下,不一定垂直向下,A错误;由于地球对战机的吸引而产生重力,同时战机对地球也产生向上的引力,B正确;任何力都有施力物体,战机向前的推力来自于发动机喷出的气流,C错误;地球附近的任何物体都受重力作用,D错误。5.某人手握一木棒,将木棒竖直静置于空中,如图所示,下列说法中正确的是()A.木棒受到的摩擦力方向竖直向上,大小等于木棒的重力B.手握棒的力越大,手与棒之间的摩擦力越大C.手对棒的作用力大于棒的重力D.棒对手的摩擦力与棒的重力是一对作用力和反作用力【解析】选A。根据平衡条件可知,木棒受到的静摩擦力方向竖直向上,大小等于木棒的重力,A正确;手握得越紧,木棒受到的最大
5、静摩擦力越大,但棒受到的静摩擦力不变,B错误;棒处于平衡状态,合力为0,对棒分析可知,棒受重力和手对棒的作用力,二者应大小相等,方向相反,C错误;棒对手的摩擦力的施力物体是棒,受力物体是手,棒的重力的施力物体是地球,受力物体是棒,这两个力既不是平衡力,也不是作用力和反作用力,D错误。【加固训练】如图所示,两个相同的木块,在外力的拉动下,分别以5 m/s、8 m/s的速度向右滑动。所受到的滑动摩擦力下列说法正确的是()A.f甲f乙,因为甲与地面的接触面积大B.f甲f乙,因为乙与地面的接触面积小C.f甲f乙,因为乙的速度大D.f甲=f乙,因为滑动摩擦力与接触面积及运动速度均无关系【解析】选D。两木
6、块和地面间的摩擦力均为滑动摩擦力,其大小f=N=mg,与接触面积及运动速度均无关系,即两木块受到的摩擦力大小相等,则D正确,A、B、C错误。6.如图所示,一个金属小球静止在光滑斜面上,球上有两根细绳A、B悬于水平天花板上,B绳处于竖直位置,则下列说法正确的是()A.金属小球一定受到4个力的作用B.金属小球可能受到3个力的作用C.金属小球一定受到2个力的作用D.金属小球可能受到沿斜面向上的静摩擦力【解析】选C。斜面光滑,小球不可能受摩擦力作用,D错误;假设细绳A或者斜面给小球指向左上方的弹力,小球在水平方向就不能平衡,故小球仅受重力和细绳B的拉力,A、B错误,C正确。7.如图,用水平恒力F推放置
7、在水平面上的物体m,物体保持静止。关于物体受力情况的说法正确的是()A.推力小于物体所受摩擦力B.物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反C.物体所受摩擦力的大小可由f=N直接计算D.物体受到三个力的作用【解析】选B。因为物体保持静止,由二力平衡知,推力等于物体所受摩擦力,物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反,A错误,B正确;物体所受摩擦力不是滑动摩擦力,大小不能由f=N计算,C错误;物体受到重力、支持力、摩擦力和推力四个力的作用,D错误。8.已知一些材料间动摩擦因数如表:材料钢钢木木木金属木冰动摩擦因数0.250.300.200.03质量为1 kg的物块放置于水平面上,现用弹簧测力计沿水平方向匀
8、速拉动此物块时,读得弹簧测力计的示数为3 N,则关于两接触面的材料可能是(取g=10 m/s2) ()A.钢钢B.木木C.木金属 D.木冰【解析】选B。由题意可知,滑动摩擦力大小为f=3 N,正压力大小为N=mg=10 N,则动摩擦因数=0.3,则B正确,A、C、D错误。9.下列关于弹力的说法正确的是()A.只有弹簧才有可能施加弹力B.施加弹力的物体不一定有形变C.物体的形变越大(弹性限度内),产生的弹力也越大D.形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大【解析】选C。所有物体都有可能施加弹力。有弹力必有形变,弹力的大小不仅跟形变的大小有关,还跟劲度系数有关,不同的材料其劲度系数是不
9、同的,形变大的物体产生的弹力不一定比形变小的物体产生的弹力大,故C正确,A、B、D错误。【加固训练】将原长10 cm的轻质弹簧竖直悬挂,当下端挂200 g的钩码时,弹簧的长度为12 cm,则此弹簧的劲度系数为()A.1 N/mB.10 N/mC.100 N/mD.1 000 N/m【解析】选C。伸长量为2 cm=0.02 m,弹簧弹力大小等于物体重力的大小,F=2 N,由胡克定律F=kx可知,k=100 N/m,C正确。二、实验题(5分)10.某同学用如图所示的装置测量放在粗糙水平桌面上的长金属板B与铁块A间的动摩擦因数。已知铁块A的质量m=1 kg,用水平力F向左拉金属板B,使其相对于A向左
10、运动,稳定时弹簧测力计示数如图所示。则弹簧测力计示数为_ N,A、B间的动摩擦因数=_。(g取10 N/kg)【解析】从题图中知弹簧测力计示数为2.50 N,铁块A受到弹簧的拉力F=2.50 N,由于铁块A处于平衡状态,所以A受到的摩擦力f=2.50 N。由f=mg得=0.25。答案:2.500.25三、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.(8分)有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧。如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个200 g的砝码,弹簧压缩2 mm。现用此圆珠笔水平推放在水平桌面上的一本书,当书匀速运动时,按钮压缩量为2
11、.5 mm。试求:书与桌面间摩擦力的大小(g取10 m/s2)。【解析】由二力平衡知:F=mg=0.210 N=2 N(2分)由胡克定律F=kx得k= N/m=1103 N/m(2分)当书匀速运动时,弹力F等于摩擦力f即F=f(1分)而F=kx=11032.510-3 N=2.5 N(2分)故书与桌面间的摩擦力大小为f=2.5 N。(1分)答案:2.5 N12.(8分)如图所示,一质量为2 kg的物块被夹在两木板之间,物块左右两侧面与两块木板间的动摩擦因数相同。若把该物块从上面匀速抽出,需50 N的力。若把它从下面匀速抽出,需多大的力?(设两木板对物块的压力不变,g取10 N/kg)【解析】因
12、为两木板对物块的压力N不变,由公式f=N可得,将物块匀速抽出时,物块所受的滑动摩擦力不变。设物块与一块木板之间的摩擦力为f,当把该物块从上面匀速抽出时,对物块进行受力分析如图甲所示,物块受竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力2f和竖直向上的拉力F,因为匀速抽出,所以物块受力平衡,故有F=2f+mg(2分)当把该物块从下面匀速抽出时,对物块进行受力分析如图乙所示,物块受竖直向下的重力G、竖直向上的摩擦力2f和竖直向下的拉力F,因为匀速抽出,所以物块受力平衡,故有F+mg=2f(3分)将mg=20 N,F=50 N代入,解得F=10 N。(3分)答案:10 N13.(12分)如图所示,轻质弹簧的劲度
13、系数为20 N/cm,用其拉着一个重200 N的物体在水平面上运动。当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动。(1)求物体与水平面间的动摩擦因数。(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有多大?【解析】(1)物体做匀速直线运动,由二力平衡条件可得滑动摩擦力f1=F=kx=204 N=80 N,(2分)故物体与水平面间的动摩擦因数=0.4。(2分)(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的水平拉力F=kx=206 N=120 N。(2分)这
14、时物体受到的摩擦力f2仍为滑动摩擦力,大小不变,即f2=f1=80 N。(2分)(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力f3仍为滑动摩擦力,大小不变,即f3=f1=80 N。(4分)答案:(1)0.4(2)120 N80 N(3)80 N【加固训练】如图,水平面上有一重为40 N的物体,受到F1=12 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为=0.2(g取10 m/s2)。求:(1)此时物体所受到的摩擦力多大?(2)若将F1撤出后,物体受的摩擦力多大?(3)若将F2撤出后,物体受的摩擦力多大?【解析】物体所受最
15、大静摩擦力为:fm=G=8 N(1)由于F1-F2=6 Nfm所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:故有:f1=F1-F2=6 N,方向水平向右。(2)因为F2=6 Nfm,所以物体相对水平面向左滑动,故物体受到的滑动摩擦力:f3=G=8 N,方向水平向右。答案:(1)6 N(2)6 N(3)8 N(30分钟40分)14.(6分)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。下列说法正确的是()A.A物体受到的摩擦力方向向右B.三个物体中只有A物体不受摩擦力作用C.B物体受到的摩擦力沿斜面向下D.B、C两物体
16、受到的摩擦力方向相反【解析】选B。A物体做水平方向的匀速直线运动,水平方向不受摩擦力,故A错误;B、C两物体均有相对传送带向下滑动的趋势,故均受到沿斜面向上的静摩擦力,B正确,C、D错误。15.(6分)(多选)如图所示为锻炼身体用的拉力器,并列装有四根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm。某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则()A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为150 NC.每根弹簧的劲度系数为125 N/mD.每根弹簧的劲度系数为500 N/m【解析】选B、C。每只手的拉力均为600 N,故A错误;每根弹簧的弹力为 N=150 N,故B正确;
17、每根弹簧的劲度系数k=125 N/m,故C正确、D错误。16.(6分)(多选)用一水平力F将铁块A紧压在竖直墙B上而静止,如图所示,下列说法正确的是()A.铁块A 肯定受墙B给它的竖直向上的摩擦力B.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力C.增大水平力F,铁块A和墙B之间的摩擦力不变D.增大水平力F,铁块A和墙B之间的摩擦力变大【解析】选A、C。铁块A处于静止状态,故受到的合外力为零,在竖直方向上受到竖直向下的重力,故B对铁块A施加的摩擦力方向肯定是竖直向上,根据力的相互性可知铁块A对B施加竖直向下的摩擦力,故A正确,B错误;增大水平力F,铁块A仍处于静止状态,铁块A和墙B之间的摩擦力不变,故C正
18、确,D错误。【加固训练】 (多选)物体b在力F作用下将物体a向光滑的竖起墙壁挤压。如图所示,a处于静止状态。则()A.a受到的摩擦力有两个B.a受到的摩擦力大小不随F变化C.a受到的摩擦力大小随F的增大而增大D.a受到的摩擦力方向始终竖直向上【解析】选B、D。对于a,由于墙壁光滑,只受到b对a的摩擦力,最终受重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的静摩擦力处于平衡,则b对a的摩擦力等于a的重力,方向竖直向上,F增大,摩擦力大小不变,始终等于a的重力,故B、D正确,A、C错误。17.(8分) 用如图所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系。轻弹簧上端固定一个力传感器,然后固定在铁架台上,当
19、用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量。测量数据如表格所示:伸长量x/10-2 m2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.502.934.555.987.50(1)以x为横坐标,F为纵坐标,在图中的坐标纸上描绘出能够正确反映弹力与伸长量关系的图线。(2)由图线求得该弹簧的劲度系数为_(保留两位有效数字)。【解析】(1)横轴表示伸长量x,纵轴表示弹力F,按照表格数据,描点画图,得到一条直线,如图所示。(2)F-x图像斜率代表弹簧劲度系数。由图可知k= N/m=75 N/m。答案:(1)见解析图(2)75 N/m【加固训
20、练】某同学利用如图a装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。(1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0=_ cm,劲度系数k=_ N/m。(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图c所示时,该弹簧的长度x=_ cm。【解析】(1)弹簧处于原长时,弹力为零,由图b可看出,该弹簧的原长为4 cm;由图b可知,弹簧弹力为2 N时,弹簧的长度为8 cm,伸长量为4 cm,根据胡克定律F=kx,有:k=50 N/m。(2)由图c得到弹簧的弹力为3.0 N,根据图b得到此时弹簧的长度为10 cm。答案:(1)450(
21、2)1018.(14分) 用弹簧测力计测定木块A、B间的动摩擦因数,如图甲、乙所示(水平地面粗糙)。(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力,两种情况中木块A是否都一定要做匀速直线运动?(2)若木块A在拉力FT的作用下做匀速直线运动,图甲中A、B间的摩擦力是否等于拉力FT?(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N,图甲中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时),FT=110 N,求A、B间的动摩擦因数。【解析】(1)题图甲中只要木块A相对B滑动即可;题图乙中的木块A一定要做匀速直线运动,因为题图乙中,只有当木块A匀速直线运动时,弹簧测力计的读数才与摩擦力大小相等。(4分)(2)题图甲
22、中,木块A受上、下两个接触面的向左的摩擦力作用,故木块A、B间的摩擦力小于拉力FT。(4分)(3)题图甲中,对木块B研究,已知Ff=60 N,FN=150 N,(2分)根据Ff=FN知A、B间的动摩擦因数为=0.4。(4分)答案:(1)图甲中A不必一定要做匀速直线运动,图乙中A一定要做匀速直线运动(2)不等于(3)0.4【加固训练】原长l0=12 cm的弹簧,上端固定,下端挂质量为m=4 kg的物块,静止时弹簧长度l1=20 cm。当将该物块放在水平桌面上,并用上述弹簧沿水平方向拉物块。当弹簧长度为l2=15 cm时,物块恰好被拉动。此后为保持物块做匀速直线运动,弹簧长度维持在l3=14 cm。(g=10 m/s2)求:(1)弹簧的劲度系数k;(2)物块与水平桌面之间的最大静摩擦力fm;(3)物块与水平桌面之间的动摩擦因数。【解析】(1)当弹簧悬挂物块静止,由二力平衡得F1=mg。对弹簧F1=k(l1-l0)解得 k=500 N/m(2)当弹簧拉着物块刚好要运动,有fm=F2对弹簧F2=k(l2-l0)故fm=15 N(3)当弹簧拉着物块向前匀速运动,水平方向有f=F3,竖直方向有:FN=mg对弹簧F3=k(l3-l0)由f=FN得=0.25答案:(1)500 N/m(2)15 N(3)0.25