1、第第 3 3 章章 相互作用相互作用 (时间：45 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。其中 15 题为单项选择题， 68 题为多项选择题。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，错选和不选 的得 0 分) 1一个圆台状容器装满液体密封后正立放置如图中 1 所示，倒立放置如图中 2 所示，两个物体的重力正确的是( ) AG1G2 BG1G2 CG1G2 D无法确定 答案 A 解析 圆台状容器装满水后正立放置和倒立放置，质量不变，根据 Gmg 知， 重力相等，即 G1G2。 2 如图所示， 是我国极地考察破冰船“雪龙号”。 为满足破冰航行的
2、要求， 其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度。则船体对冰块的弹 力示意图正确的是( ) 答案 C 解析 船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向冰块，故 C 正确，A、B、D 错误。 3关于摩擦力，下列说法正确的是( ) A产生摩擦力的两个物体不一定接触 B摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反 C滑动摩擦力的大小不一定与压力成正比 D产生滑动摩擦力的两个物体不一定有相对运动 答案 B 解析 根据摩擦力产生的条件可知，产生摩擦力的两个物体一定接触，故 A 错 误； 摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反，不是与物体运动方 向相反，可能与运动方向相同，故 B 正确；滑动摩擦力
3、的大小与两个物体间的 压力成正比，静摩擦力大小与外力有关，故 C 错误；产生滑动摩擦力的两个物 体一定有相对运动，故 D 错误。 4如图所示，轻质弹簧原长为 15 cm，一端固定在墙上，另一端用 10 N 的水平 力拉，弹簧平衡时伸长了 5 cm(在弹性限度内)，下列说法正确的是( ) A根据公式 kF x，弹簧的劲度系数 k 会随弹簧弹力 F 的增大而增大 B弹簧的劲度系数 k 为 200 N/m C弹簧的劲度系数 k 为 2 N/m D若用 10 N 的水平力压弹簧，则弹簧的长度为 5 cm 答案 B 解析 弹簧的劲度系数 k 与弹簧弹力 F 的变化无关， 只与弹簧本身材料有关， 故 A
4、错误；根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为 k F x 10 N 510 2m200 N/m，故 B 正确，C 错误；根据胡克定律可知，若用 10 N 的水平力压弹簧，则弹簧平衡 时将缩短 5 cm，此时弹簧长度为 10 cm，故 D 错误。 5如图所示，甲图中，小孩用 20 N 的水平力推木箱，木箱不动，木箱此时受到 的静摩擦力大小为 f1；乙图中，小孩至少用 32 N 的水平力推木箱，木箱才能被 推动：丙图中，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为 30 N。木 箱对地面的压力大小为 100 N，木箱与地面间动摩擦因数为 ，最大静摩擦力大 小为 f2，则( ) Af10 N、f230
5、N、0.30 Bf130 N、f232 N、0.32 Cf120 N、f232 N、0.32 Df120 N、f232 N、0.30 答案 D 解析 图甲中， 木箱不动， 说明推力与静摩擦力平衡， 所以有 f120 N； 图乙中， 至少推动木箱的水平推力等于最大静摩擦力，所以有 f232 N；图丙中，木箱动 起来了，说明此时木箱受到的是滑动摩擦力，所以有 f N 30 N 100 N0.30，故选 项 D 正确。 6(2021 陕西西安市高一期中)关于弹力和摩擦力，以下说法正确的是( ) A物体的弹性形变增大，弹力一定会随之增大 B两物体间如果存在弹力，一定同时存在摩擦力 C增大两物体间的弹力
6、，物体间的摩擦力也一定会相应增加 D同一接触面间产生的弹力和摩擦力，方向一定垂直 答案 AD 解析 弹力是由发生弹性形变的物体引起的，物体的弹性形变增大，弹力一定会 随之增大，故 A 正确；有弹力不一定有摩擦力，因为物体之间不一定粗糙也不 一定有相对运动或相对运动趋势，故 B 错误；弹力是产生摩擦力的前提，滑动 摩擦力大小一定与压力成正比，而静摩擦力大小与压力没有直接关系，故 C 错 误；摩擦力与接触面平行，弹力与接触面垂直，同一接触面间产生的弹力和摩擦 力一定相互垂直，故 D 正确。 7(2020 广东南海区高一学业考试)如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面 上，上端放一个质量为 m 的物
7、块 A，物块 A 静止后弹簧长度为 l1；若在物块 A 上端再放一个与物块 A 一样的物块 B，稳定后弹簧长度为 l2，且弹簧始终处于弹 性限度范围内，如图乙所示。则( ) A弹簧劲度系数 kmg l1 B弹簧劲度系数 k mg l1l2 C弹簧原长为 2l1l2 D弹簧原长为 2l1l2 答案 BD 解析 根据胡克定律 Fkx， 可得到 kF x， 则有 k mg l1l2， 故 A 错误， B 正确； 设弹簧原长为 l，则由胡克定律可得 mgk(ll1)、2mgk(ll2)，联立解得 l 2l1l2，故 C 错误，D 正确。 8中国书法是一种艺术。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一
8、顿， 然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。该同学在水平桌面上平铺一张 白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于行笔过 程中各物体的受力情况正确的是( ) A毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力 B镇纸受到了向右的静摩擦力 C白纸受到了 2 个摩擦力 D桌面受到了向右的静摩擦力 答案 CD 解析 提笔写字时，手对毛笔有向上的作用力，则毛笔对纸的压力不一定大于毛 笔的重力，选项 A 错误；镇纸相对白纸无运动趋势，则镇纸不受静摩擦力作用， 选项 B 错误；白纸受到笔的向右的滑动摩擦力，同时受到桌面的向左的静摩擦 力作用，选项 C 正确；桌面受到了白纸向右的静摩擦力，选项
9、D 正确。 二、实验题(共 1 个小题，12 分) 9实验室中有 5 根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧 等间距悬挂在水平铁架台上， 如图甲所示， 1 号弹簧不挂钩码， 2 号挂 1 个钩码， 3 号挂 2 个钩码，依此类推，钩码均相同。计算结果保留 3 位有效数字。 (1)为了更直观地呈现出弹力大小 F 与伸长量 x 的关系， 小明以 1 号弹簧末端指 针中点为原点，做出竖直的 y 轴及水平的 x 轴，其中 y 轴代表_，x 轴代 表_(选填“F”或“x”)。 (2)为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的 100 cm 刻度刚好与 1 号弹簧末端指针
10、中点在同一水平线上， 测量 2 号弹簧末端指针中点 位置时，如图乙所示，则此时弹簧伸长量为_cm。 (3)本实验能够很直观地呈现出弹力与伸长量的关系，但也存在不足，例如 _。 (4)小明更换质量已知的钩码重新进行实验，根据测量的数据做出 Fx 图像，如 图丙，则这些弹簧的劲度系数为_N/m。 答案 (1)x F (2)4.50 (3)不同弹簧劲度系数不一定相同 (4)200 解析 (1)由图甲知，y 轴代表弹簧的伸长量 x，x 轴代表弹力大小 F。 (2)由图乙知，2 号弹簧末端指针中点位置对应的刻度为 95.5 cm，故弹簧伸长量 为 x100 cm95.5 cm4.50 cm。 (3)本实
11、验能够很直观地呈现出弹力与伸长量的关系，但也存在不足，例如不同 弹簧劲度系数不一定相同。 (4)由图丙得，弹簧的劲度系数为 kF x 4 N 0.02 m200 N/m。 三、计算题(共 3 个小题，10、11 题各 12 分，12 题 16 分，共 40 分) 10如甲图所示，把一根长 20 cm 的轻质弹簧下端固定，上端系一质量 1 kg 的 木块，当木块静止时，弹簧长为 15 cm；把此木块放在水平桌面上，用这个轻质 弹簧水平拉它，当弹簧长为 24 cm 时，木块沿桌面匀速运动，如乙图。取 g9.8 m/s2，求： (1)弹簧的劲度系数； (2)木块与桌面间的动摩擦因数。 答案 (1)1
12、96 N/m (2)0.8 解析 (1)设弹簧竖直放置时的形变量为 x1，产生的弹力为 F1，由胡克定律得 F1 kx1，x10.05 m，F19.8 N，代入解得，k196 N/m。 (2)轻质弹簧拉水平桌面上木块匀速运动时，弹簧对木块的弹力与桌面对木块的 滑动摩擦力平衡，根据二力平衡条件，滑动摩擦力大小等于弹簧弹力，设此时的 弹簧形变量为 x2， 弹力为 F2， 有 fF2kx2， x20.04 m 代入求得 fF27.84 N， 由滑动摩擦力公式得 f N，解得 0.8。 11如图所示，质量为 m 的木块 P 在质量为 M 的长木板 ab 上滑行，长木板放 在水平面上一直处于静止状态。若
13、 ab 与地面间的动摩擦因数为 1，木块 P 与长 木板 ab 间的动摩擦因数为 2，重力加速度为 g，求： (1)长木板 ab 受到地面的摩擦力大小及方向； (2)木块 P 受到长木板的摩擦力大小及方向。 答案 (1)2mg，向左 (2)2mg，向左 解析 木块相对长木板向右滑动， 受到向左的滑动摩擦力， 大小为 f12N2mg 力的作用是相互的，长木板 ab 受到木块的向右的滑动摩擦力，长木板 ab 有向右 滑动的趋势，受到地面对其向左的静摩擦力，根据二力平衡的规律，有 f2f1 2mg，方向向左。 12如图甲所示，一静止在水平面上的物体，质量为 2 kg，在水平弹簧作用下， 2 s 末开始缓慢滑动，此时弹簧伸长了 6 cm。弹簧弹力 F 随时间 t 的变化情况如 图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10 m/s2。求： (1)t1 s 时物体受到的摩擦力大小； (2)弹簧的劲度系数； (3)物体与地面间的动摩擦因数。 答案 (1)3 N (2)100 N/m (3)0.3 解析 (1)由图像可得 1 s 时弹簧拉力 F13 N，根据二力平衡知物体受的静摩擦 力 f1F13 N。 (2)匀速运动时弹簧拉力是 F26 N，由胡克定律 Fkx，得 k100 N/m。 (3)物体对地面的正压力 Nmg20 N，此时的滑动摩擦力 f26 N，由 fN， 解得 0.3。