第三章单元达标检测卷一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．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．只有相互接触的物体才能有作用力【答案】C【解析】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．2．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【答案】B【解析】重力的方向竖直向下，不一定垂直向下，A错误；由于地球对战机的引力作用而产生重力，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．3．在中学秋季田径运动会上，高一2班李好同学奋力拼搏，勇夺男子100 m冠军，下图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用F f1、F f2分别表示该同学在图甲、图乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于F f1、F f2的方向，以下说法正确的是()A ．F f1向后，F f2向后B ．F f1向前，F f2向前C ．F f1向前，F f2向后D ．F f1向后，F f2向前【答案】C【解析】该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个向前的静摩擦力，即F f1向前，使运动员能向前运动；而当前脚向前跨时，正是由于地面给前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动，所以前脚受到地面向后的静摩擦力，即F f2向后，故C 正确，A 、B 、D 错误．4．如图所示，两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态，设每一木块的质量为m ，则两木块间的摩擦力大小为( )A ．0B ．0.5mgC ．mgD ．2mg【答案】A【解析】设每一块木块的重力为mg ，一侧木板对木块的摩擦力大小为f 1，两块木块之间的摩擦力大小为f 2，根据平衡条件，对整体有2f 1＝2mg ，得f 1＝mg ；对A 有f 1＋f 2＝mg .解得f 2＝0.即两木块间摩擦力为零，故A 正确，B 、C 、D 错误．5．如图所示，舰载机保持牵引力F 大小不变，在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止，此时阻拦索夹角θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为( )A ．F 2B ．FC ．3FD ．2F【答案】B【解析】设阻拦索承受的张力大小为F T ，由平衡条件可知，牵引力F ＝2F ′T cos θ2，又由牛顿第三定律知F T ＝F T ′，解得F T ＝F ，B 正确．6．如图所示为体操男子吊环比赛中某个时刻的模拟图，此时运动员静止不动，两根吊绳对称并与竖直方向有一定的夹角，左、右两吊环对运动员的作用力大小分别为F 1、F 2.则下列判断中正确的是( )A ．F 1、F 2是一对作用力和反作用力B ．两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上C ．每根吊绳受到吊环的拉力大小都等于运动员重力的一半D ．在运动员将两吊绳由图示状态再缓慢向两边撑开的过程中，吊绳上的拉力缓慢增大【答案】B【解析】运动员受力如图所示，由共点力的平衡条件可知，在水平方向上F 1sin θ＝F 2sin θ，则F 1＝F 2＝F ，在竖直方向上F 1cos θ＋F 2cosθ＝G ，即2F cos θ＝G ，解得F ＝G 2cos θ.F 1、F 2都作用在运动员上，不是一对作用力和反作用力，A 错误；运动员受两个吊环的拉力和重力而处于平衡状态，三力为共点力，根据共点力平衡的特点可知，两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上，B 正确；由F ＝G 2cos θ可知，由于cos θ<1，每根吊带所受的拉力大小都大于运动员重力的一半，C 错误；在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中，角度θ减小，故两根吊带的拉力均减小，D 错误．7．利用弹簧可以测量物体的重力．将劲度系数为k 的弹簧上端固定在铁架台的横梁上．弹簧下端不挂物体时，测得弹簧的长度为x 0.将待测物体挂在弹簧下端，如图所示．待物体静止时测得弹簧的长度为x 1，测量中弹簧始终在弹性限度内，则待测物体的重力大小为( )A．kx0B．kx1C．k(x1－x0) D．k(x1＋x0)【答案】C【解析】根据胡克定律可知，弹簧的弹力F＝k(x1－x0)；根据平衡条件可知，弹簧的弹力等于物体的重力，故C正确，A、B、D错误．8．近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生．近日研究发现，玩手机时，有可能让颈椎承受多达60磅(约270 N)的重量．一系列健康问题与不当的姿势存在关联，如背痛、体重增加、胃痛、偏头疼和呼吸道疾病等．当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化，现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型，重心在头部的P点，颈椎OP(轻杆)可绕O转动，人的头部在颈椎的支持力和沿P A方向肌肉拉力的作用下静止．假设低头时颈椎OP与竖直方向的夹角为45°，P A与竖直方向的夹角为60°，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的(6≈2.45)()A．4.2倍B．3.3倍C．2.8倍D．2.0倍【答案】B【解析】由题意可知人的头部受力情况如图所示，设人的颈椎对头的支持力为F，肌肉对头的拉力为T，正交分解力F和T，在水平方向T sin 60°＝F sin 45°，竖直方向F cos 45°＝G＋T cos 60°，联立解得F≈3.3G，由牛顿第三定律知，颈椎受到的压力F′等于颈椎对头的支持力，即F′≈3.3G，B正确．二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．9．小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F ，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G ，则下列说法中正确的是()A ．当θ为120°时，F ＝GB ．不管θ为何值，F ＝G 2C ．当θ＝0°时，F ＝G 2D ．θ越大，F 越小【答案】AC水桶受重力G 和两个拉力F 作用而平衡，根据平衡条件得2F cos θ2＝G ，解得F ＝G 2cos θ2，由公式可知，F 随着θ的变化而变化，且θ越大，F 越大，B 、D 错误；当θ＝0°时，F ＝G 2，C 正确；当θ为120°时，F ＝G ，A 正确．10．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，接触到平整光滑的硬性物体时，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 ．手机受到的支持力大小为G cos θB ．手机受到的支持力大于G cos θC ．纳米材料对手机的作用力大小为G sin θD ．纳米材料对手机的作用力竖直向上【答案】B【解析】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F N ＝G cos θ＋F 吸，大于G cos θ，A 错误，B 正确；手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，C错误，D正确．11．将一个F＝10 N的力分解为两个分力，如果已知其中一个不为零的分力F1方向与F成30°角，则关于另一个分力F2，下列说法正确的是()A．F2的方向不可能与F平行B．F1的大小不可能小于5 NC．F2的大小可能小于5 ND．F2的方向与F1垂直时，F2最小【答案】A【解析】如果F2的方向与F平行，则F1的方向也与F平行，这显然不符合题意，所以F2的方向不可能与F平行，A正确；F1的大小可能小于5 N，与F2的方向、大小有关，B 错误；当F2的方向与F1的方向垂直时，F2具有最小值5 N，所以F2的大小不可能小于5 N，C错误，D正确．12．如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上．现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动．在这一过程中，环对杆的摩擦力F f和环对杆的压力F N的变化情况是()A．F f不变B．F f增大C．F N不变D．F N减小【答案】BC【解析】设F f′为杆对环的摩擦力，F N′为杆对环的支持力，以B为研究对象，小球受到重力、水平力F和轻绳的拉力T，如图甲所示，由平衡条件得F＝mg tan α，当小球B 从实线位置缓慢上升到虚线位置时，α增大，则F增大，再以整体为研究对象，受力示意图如图乙所示，根据平衡条件得F f′＝F，F增大，则F f′逐渐增大；F N′＝(M＋m)g，则F N′保持不变．由牛顿第三定律知，F f增大，F N不变，B、C正确，A、D错误．三、非选择题：本题共6小题，共60分．13．(6分)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．(1)某次在弹簧下端挂上钩码后，弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示，此时刻度尺的读数x ＝________． (2)根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小F 跟弹簧长度x 之间的函数坐标点，请作出F －x 图线．(3)根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数k ＝________N/m.(保留两位有效数字)【答案】(1)11.80(11.79～11.81均可) cm (2)见解析图 (3)49【解析】(1)由图示刻度尺可知，其分度值为1 mm ，其示数为11.80 cm ．(2)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示．(3)由图示图像可知，弹簧的劲度系数为k ＝ΔF Δx ＝ 4.90 N (18－8)×10－2 m＝49 N/m ． 14．(8分)某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图a 所示．(1)试在图a中作出无实验误差情况下F1和F2的合力的图示，并用F表示此力．(2)有关此实验，下列叙述正确的是________．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，须将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图b所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？(力F′是用一只弹簧测力计时的拉力)________________．(4)在以上比较符合实验事实的那位同学的实验中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)________________________________．【答案】(1)见解析图(2)AC(3)甲同学(4)见解析【解析】(1)以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线即为所求的合力F(如图所示)．(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B错误；两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等即可，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，A正确；两次拉橡皮筋时，为保证效果相同，橡皮筋的结点必须拉到同一位置O，C正确；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D错误．(3)用平行四边形定则求出的合力可能与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一条直线上，故甲同学实验得到的结果比较符合实验事实．(4)①F1的方向比真实方向偏左；②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线没有分别与F1线和F2线平行．15．(10分)如图所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10 kg的重物悬挂在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°.(g取10 m/s2)(1)画出结点O的受力分析图，标出对应的力及角度；(2)求绳子OA、OB对应的拉力大小F A、F B；(3)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F D．【答案】(1)见解析图(2)50 3 N50 N(3)100 N【解析】(1)对结点O受力分析如图甲所示．(2)重物处于平衡状态，有F C＝mg，对O点，根据平衡条件，由几何知识得F A＝F C cos 30°＝50 3 NF B＝F C sin 30°＝50 N．(3)将A点移动到D点后画出O点受力示意图如图乙所示，运用合成法，由几何知识得F D＝mg＝100 N．16．(10分)如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，A、B两个质量均为m的滑块用轻质弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，水平力F作用在滑块B上，此时弹簧长度为l，且在弹性限度内，求：(1)弹簧原长；(2)力F的大小．【答案】(1)l ＋mg 2k (2)233mg 【解析】(1)对滑块A ，据平衡条件得mg sin 30°＝kx其中x ＝l 0－l ，解得l 0＝l ＋mg 2k． (2)对A 、B 构成的整体据平衡条件得F cos 30°＝2mg sin 30°，解得F ＝233mg ． 17．(12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F T 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F T?(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 被拉动且匀速直线运动时)，拉力F T ＝110 N ，求A 、B 间的动摩擦因数μ1和A 与地面的动摩擦因数μ2．【答案】(1)图甲中A 不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 0.2【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．(2)题图甲中，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F T ．(3)题图甲中，对木块B 研究已知F f ＝60 N ，F N ＝150 N根据F f＝μF N知A、B间的动摩擦因数为μ＝F fF N ＝60150＝0.4．再对A研究，f地＋F f＝110 N，得f地＝50 N，μ2＝f地100 N＋150 N＝0.218．(14分)一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ＝45°)、锁槽E，以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示．设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力F fm由F fm＝μN(N为正压力)求得．有一次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁)，此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x．(1)求自锁状态时D的下表面所受摩擦力的方向；(2)求此时(自锁时)锁舌D与锁槽E之间的正压力的大小；(3)无论用多大的力拉门，暗锁仍然能够保持自锁状态，则μ至少要多大？【答案】(1)向右(2)2kx1－2μ－μ2(3)0.41【解析】(1)设锁舌D下表面受到的最大静摩擦力为f1，则其方向向右．(2)设锁舌D受锁槽E的最大静摩擦力为f2，正压力为N，下表面的正压力为F，弹力为kx，如图所示，由力的平衡条件可知kx＋f1＋f2cos 45°－N sin 45°＝0 ①F－N cos 45°－f2sin 45°＝0 ②f1＝μF③f2＝μN④联立①②③④式解得正压力大小N＝2kx1－2μ－μ2⑤(3)令N趋近于∞，则有1－2μ－μ2＝0 ⑥解得μ≈2－1≈0.41(另一根舍去)．。