第三章 相互作用——力【A卷•素养提升卷】- 2024-2025学年高一物理单元速记·巧练（人教版2019必修第一册）

2024-2025学年高一物理单元速记·巧练（人教版2019必修第一册） 第三章 相互作用——力 （A卷•素养提升卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题(本题共6个小题，每小题4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．下面关于力的说法正确的是（　　） A．单个孤立的物体有时也能产生力的作用 B．力在某些情况下可能不成对出现 C．知道力的大小和方向就完全知道了一个力 D．两个相互作用的物体中，任何一个物体既是施力物体，同时也是受力物体 2．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（　　） A．   B．     C．   D．   3．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要的方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一个智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直。下列说法正确的是（　　） A．小球受到的摩擦力大小与重力相等 B．机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上 C．小球没有掉下去，是由于受到的摩擦力大于自身重力 D．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力将变大 4．在图示的皮带传动装置中，A轮为主动轮，B轮为从动轮，箭头表示两轮的旋转方向。关于A、B两轮所受摩擦力的方向，下列说法正确的是（　　） A．两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相同 B．两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相反 C．A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相同，B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相反 D．A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反，B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相同 5．如图所示，原长为L的轻质弹簧一端固定在O点，另一端将一厚度为d、重力为G的方形木块压在竖直墙壁MN上的p点时，木块恰好能保持静止。已知Op水平且，木块与墙壁间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，则（　　） A．木块受3个力 B．木块对墙面的压力与墙面对木块的压力是一对平衡力 C．木块所受摩擦力大小为 D．弹簧的劲度系数为 6．如图甲所示，轻杆BC水平插入竖直墙内，轻绳AD跨过水平轻杆BC右端的轻滑轮挂住一个质量为10kg的物体。如图乙所示，轻杆HG一端用铰链（图中未画出）固定在竖直墙上，另一端G通过轻绳EG拉住，且G端用轻绳GF挂住一个质量也为10kg的物体，轻杆HG水平。AC、EG与水平方向的夹角均为30°，重力加速度g取。不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A．绳AC与绳EG的拉力大小之比为 B．滑轮对绳子的弹力大小为 C．杆BC与杆HG产生的弹力方向均沿杆向外 D．将H端的铰链去掉，杆HG插入墙内，绳EG的拉力大小一定不变 二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 7．如图所示，两小球A、B通过轻质细杆相连，斜靠在车厢里，两小球及车厢均处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．A球可能受到3个力的作用 B．A球可能受到4个力的作用 C．B球一定仅受到3个力的作用 D．B球一定仅受到4个力的作用 8．将大小为3N的力F分解为两个分力F1、F2，已知F1的大小为，F2与合力夹角为30°，则F2的大小可能是（　　） A．1.5N B． C． D． 9．“天问一号”的发射开启了我国探索火星之旅，已知质量为50kg的人在火星表面的重力为187.5N，地球表面的重力加速度大小为g取，则下列说法正确的是（　　） A．火星与地球表面的重力加速度大小之比为 B．火星与地球表面的重力加速度大小之比为 C．如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m，则在火星表面跳起的最大高度为0.45m D．如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m，则在火星表面跳起的最大高度为3.2m 10．如图所示，斜面上固定有一与斜面垂直的挡板，另有一截面为圆的光滑柱状物体甲放置于斜面上，半径与甲相同的光滑球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态。现在从球心O处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向缓慢向下移动。设乙对挡板的压力大小为F1，甲对斜面的压力大小为F2，在此过程中下列说法错误的是（　　） A．F1缓慢增大，F2缓慢增大 B．F1缓慢增大，F2缓慢减小 C．F1缓慢减小，F2缓慢增大 D．F1缓慢减小，F2保持不变 三、填空题（本大题共2小题，每空2分，共20分） 11．实验小组测量某弹簧的劲度系数，弹簧形状如图（甲）。把弹簧悬挂在铁架台上，并在弹簧旁边沿竖直方向固定一刻度尺，刻度尺的零刻度对齐弹簧上端。在弹簧下端逐个增挂钩码，每个钩码重力为0.5N，并记录弹簧的长度，如表所示。 表1：弹簧长度与钩码个数关系 数据编号 A B C D E F G H I n（钩码个数）/个 0 1 2 3 4 5 6 7 8 L（弹簧长度）/cm 5.50 6.10 8.10 10.11 12.10 14.09 16.10 18.09 20.11 （1）把表1中数据描在图（乙）上，并根据图中的点拟合出该弹簧的L-n图像。 （2）根据图（乙）中的拟合直线可以判断该弹簧的劲度系数为 N/m（结果保留2位有效数字）。该拟合直线在纵轴上的截距表示弹簧原长的理论值，该弹簧原长的理论值与实际值 （填“相等”或“不相等”） （3）小明通过在弹簧下端预先挂上重物的方法“改造弹簧”，使弹簧处于拉伸状态。然后逐个增挂钩码，重新绘制出L-n图像。根据该L-n图像测量出弹簧的劲度系数将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”），图线与纵坐标的交点值 （填“等于”或“不等于”）改造后弹簧的实际长度。 12．某物理学习小组的同学利用如图（a）所示的实验装置来探究“两个互成角度的力的合成规律”的实验。 （1）本实验所用的物理学研究方法是 ； A．放大法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．理想模型法 （2）图（b）的四个力中，不是由弹簧秤直接测得的是 （用表示力的字母表示），某次测量中，弹簧秤甲的读数如图（c）所示，为 N； （3）图（a）中保持结点O的位置及OB方向不变，将弹簧秤乙绕O点逆时针缓慢旋转，使OC与OA的夹角由90°缓慢增大至180°，在此过程中弹簧秤甲的读数将 ，弹簧秤乙的读数将 （选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”）。 四、计算题（本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题14分，共36分） 13．如图所示，A、B两个物体的质量分别为，，A、B通过劲度系数为500N/m的轻弹簧连接在一起。轻绳绕过定滑轮，一端与A物体相连，另一端施加力F。开始时，力F为零，木块都处于静止状态。现缓慢增大力F，直到物体B刚要离开水平地面时（此时物体A没有与滑轮相碰）。不计绳子、弹簧的重力和一切摩擦。求： （1）开始时弹簧的压缩量； （2）物体B刚要离开地面时，力F的大小； （3）从开始到物体B刚要离开地面，物体A上升的高度 14．如图所示，在水平地面上放一质量为的木块，木块与地面间的动摩擦因数为，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力、，已知、，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则 （1）与的合力是多少？ （2）木块受到的摩擦力为多少？ （3）若将图中顺时针转，此时与的合力又是多少 （4）若将图中顺时针转，此时木块受的摩擦力大小为多少？ 15．如图所示，整个装置处于静止状态，光滑滑轮D固定在斜面体C上，连接物块A的轻绳OD段水平、DA段与斜面平行，已知物块A的质量，物块B的质量，轻绳OE与竖直方向的夹角以及斜面的倾角均为，取重力加速度，，。求： （1）绳OE、OD中的拉力大小； （2）斜面C对物块A的摩擦力大小和方向； （3）地面对C的摩擦力大小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！13 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高一物理单元速记·巧练（人教版2019必修第一册） 第三章 相互作用——力 （A卷•素养提升卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题(本题共6个小题，每小题4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．下面关于力的说法正确的是（　　） A．单个孤立的物体有时也能产生力的作用 B．力在某些情况下可能不成对出现 C．知道力的大小和方向就完全知道了一个力 D．两个相互作用的物体中，任何一个物体既是施力物体，同时也是受力物体 【答案】D 【详解】A．力的产生需要施力物体和受力物体同时存在，单个孤立物体是不可能产生力的，故A错误； B．力是物体间的相互间的相互作用，施力物体和受力物体一定是成对出现的，故B错误； C．力有三要素，大小、方向和作用点，故C错误； D．物体间的作用是相互的，施力物体给受力物体施加作用力的同时也在承受着受力物体的反作用力，此时施力物体自己本身也是受力物体，故D正确。 故选D。 2．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（　　） A．   B．     C．   D．   【答案】A 【详解】A．A球受到墙的弹力F1，方向垂直于墙壁向右；斜面的支持力F2，方向垂直于斜面向上，故A正确； B．F2方向不对，应通过球心，故B错误； C．F1方向应垂直于墙壁向右，故C错误； D．A球只受到水平面的弹力F1，右侧的球对A没有弹力，否则A球将向左运动，与实际情况不符，故D错误。 故选A。 3．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要的方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一个智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直。下列说法正确的是（　　） A．小球受到的摩擦力大小与重力相等 B．机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上 C．小球没有掉下去，是由于受到的摩擦力大于自身重力 D．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力将变大 【答案】A 【详解】AC．对小球受力分析，由于小球处于静止状态，所以小球受力平衡，小球受到竖直向下的重力以及机械手臂对小球的摩擦力，两个力大小相等，方向相反，故A正确，C错误； B．由之前的分析可知小球受到的机械手臂给小球的摩擦力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，机械手臂对小球摩擦力与小球对机械手臂的摩擦力大小相等，方向相反，即机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故B项错误； D．若增大铁架对小球的压力，小球仍然静止不动，小球受到的摩擦力为静摩擦力，其大小与小球所受重力大小相等，所以若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力将不变，故D项错误。 故选A。 4．在图示的皮带传动装置中，A轮为主动轮，B轮为从动轮，箭头表示两轮的旋转方向。关于A、B两轮所受摩擦力的方向，下列说法正确的是（　　） A．两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相同 B．两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相反 C．A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相同，B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相反 D．A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反，B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相同 【答案】D 【详解】由于A轮为主动轮，A轮边缘相对于皮带有向前运动的趋势，则A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反；由于B轮为从动轮，皮带转动时，B轮边缘相对于皮带有向后运动的趋势，则B轮受摩擦力的方向向前，与B轮转动方向相同。 故选D。 5．如图所示，原长为L的轻质弹簧一端固定在O点，另一端将一厚度为d、重力为G的方形木块压在竖直墙壁MN上的p点时，木块恰好能保持静止。已知Op水平且，木块与墙壁间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，则（　　） A．木块受3个力 B．木块对墙面的压力与墙面对木块的压力是一对平衡力 C．木块所受摩擦力大小为 D．弹簧的劲度系数为 【答案】D 【详解】A．对木块受力分析，木块受重力、弹簧的压力、墙壁对木块的支持力和墙壁对木块的静摩擦力，共4个力，故A错误； B．木块对墙面的压力与墙面对木块的压力是一对相互作用力，故B错误； C．竖直方向，根据平衡条件可知木块所受摩擦力大小为，故C错误； D．根据题意木块恰好能保持静止，竖直方向，解得，故D正确。 故选D。 6．如图甲所示，轻杆BC水平插入竖直墙内，轻绳AD跨过水平轻杆BC右端的轻滑轮挂住一个质量为10kg的物体。如图乙所示，轻杆HG一端用铰链（图中未画出）固定在竖直墙上，另一端G通过轻绳EG拉住，且G端用轻绳GF挂住一个质量也为10kg的物体，轻杆HG水平。AC、EG与水平方向的夹角均为30°，重力加速度g取。不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A．绳AC与绳EG的拉力大小之比为 B．滑轮对绳子的弹力大小为 C．杆BC与杆HG产生的弹力方向均沿杆向外 D．将H端的铰链去掉，杆HG插入墙内，绳EG的拉力大小一定不变 【答案】A 【详解】题图甲和乙中的两个物体都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力，分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图所示 AC．图甲中，根据几何关系得，且二者夹角为120°，故可得横梁BC对C端的弹力大小为，方向和水平方向成30°斜向右上方；图乙中，根据平衡方程有，，所以可得轻杆HG对G端的弹力大小为，方向水平向右；根据分析可得，故A正确，C错误； B．根据分析可知滑轮对绳子的弹力大小为100N，故B错误； D．将H端的铰链去掉，杆GH插入墙内，杆的弹力方向不一定沿着杆，则绳EG的拉力大小可能发生改变，故D错误。 故选A。 二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 7．如图所示，两小球A、B通过轻质细杆相连，斜靠在车厢里，两小球及车厢均处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．A球可能受到3个力的作用 B．A球可能受到4个力的作用 C．B球一定仅受到3个力的作用 D．B球一定仅受到4个力的作用 【答案】ABD 【详解】AB．A球受重力、杆的支持力、车厢的支持力，而车厢的摩擦可能有，也可能没有，所以A球可能受到3个力的作用，也可能受到4个力的作用，故AB正确； CD．B球一定受到重力、车厢的支持力、轻杆的弹力、车厢的摩擦力，4个力作用，故C错误，D正确。 故选ABD。 8．将大小为3N的力F分解为两个分力F1、F2，已知F1的大小为，F2与合力夹角为30°，则F2的大小可能是（　　） A．1.5N B． C． D． 【答案】CD 【详解】合力与两个分力能够形成一个闭合的三角形，由于F2与合力夹角为30°，根据余弦定理有，解得或者，故选CD。 9．“天问一号”的发射开启了我国探索火星之旅，已知质量为50kg的人在火星表面的重力为187.5N，地球表面的重力加速度大小为g取，则下列说法正确的是（　　） A．火星与地球表面的重力加速度大小之比为 B．火星与地球表面的重力加速度大小之比为 C．如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m，则在火星表面跳起的最大高度为0.45m D．如果在地球表面跳起的最大高度为1.2m，则在火星表面跳起的最大高度为3.2m 【答案】AD 【详解】AB．火星与地球表面的重力加速度大小之比为，故A正确，B错误； CD．根据，，，得，故C错误，D正确。 故选AD。 10．如图所示，斜面上固定有一与斜面垂直的挡板，另有一截面为圆的光滑柱状物体甲放置于斜面上，半径与甲相同的光滑球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态。现在从球心O处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向缓慢向下移动。设乙对挡板的压力大小为F1，甲对斜面的压力大小为F2，在此过程中下列说法错误的是（　　） A．F1缓慢增大，F2缓慢增大 B．F1缓慢增大，F2缓慢减小 C．F1缓慢减小，F2缓慢增大 D．F1缓慢减小，F2保持不变 【答案】ABC 【详解】对乙球受力分析，受重力、甲对乙的支持力和挡板的支持力，如图所示 乙球的重力不变，挡板的支持力方向不变，根据平行四边形定则可知甲对乙的支持力先减小后增大，挡板的支持力逐渐减小，即F1缓慢减小，再对甲与乙整体受力分析，受到推力、重力、斜面的支持力和挡板的支持力，如图所示 设斜面的倾角为，根据共点力平衡有，故斜面对甲的支持力不变，根据牛顿第三定律，可知F2保持不变。 本题选错误的，故选ABC。 三、填空题（本大题共2小题，每空2分，共20分） 11．实验小组测量某弹簧的劲度系数，弹簧形状如图（甲）。把弹簧悬挂在铁架台上，并在弹簧旁边沿竖直方向固定一刻度尺，刻度尺的零刻度对齐弹簧上端。在弹簧下端逐个增挂钩码，每个钩码重力为0.5N，并记录弹簧的长度，如表所示。 表1：弹簧长度与钩码个数关系 数据编号 A B C D E F G H I n（钩码个数）/个 0 1 2 3 4 5 6 7 8 L（弹簧长度）/cm 5.50 6.10 8.10 10.11 12.10 14.09 16.10 18.09 20.11 （1）把表1中数据描在图（乙）上，并根据图中的点拟合出该弹簧的L-n图像。 （2）根据图（乙）中的拟合直线可以判断该弹簧的劲度系数为 N/m（结果保留2位有效数字）。该拟合直线在纵轴上的截距表示弹簧原长的理论值，该弹簧原长的理论值与实际值 （填“相等”或“不相等”） （3）小明通过在弹簧下端预先挂上重物的方法“改造弹簧”，使弹簧处于拉伸状态。然后逐个增挂钩码，重新绘制出L-n图像。根据该L-n图像测量出弹簧的劲度系数将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”），图线与纵坐标的交点值 （填“等于”或“不等于”）改造后弹簧的实际长度。 【答案】 25 不相等 不变 等于 【详解】（1）[1]描点并拟合出该弹簧的L-n图像如下    （2）[2]设弹簧原长为L0，弹簧自身重力为G弹，单个钩码的重量为G0，根据胡克定律，整理可得，所以图像的斜率代表，所以，可得弹簧的劲度系数。 [3]由于弹簧自身的重力，图像与纵轴的截距与弹簧的原长的实际值不相等。 （3）[4][5]根据实验原理，根据图像斜率计算可知，将此弹簧悬挂重物后再用本实验方法测得的劲度系数不会有变化。图像与纵轴的截距即为弹簧挂上重物后的实际长度。 12．某物理学习小组的同学利用如图（a）所示的实验装置来探究“两个互成角度的力的合成规律”的实验。 （1）本实验所用的物理学研究方法是 ； A．放大法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．理想模型法 （2）图（b）的四个力中，不是由弹簧秤直接测得的是 （用表示力的字母表示），某次测量中，弹簧秤甲的读数如图（c）所示，为 N； （3）图（a）中保持结点O的位置及OB方向不变，将弹簧秤乙绕O点逆时针缓慢旋转，使OC与OA的夹角由90°缓慢增大至180°，在此过程中弹簧秤甲的读数将 ，弹簧秤乙的读数将 （选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”）。 【答案】 B F 2.80/2.78/2.79/2.81 减小 先减小后增大 【详解】（1）[1]本实验中两个力拉橡皮条的效果与一个力拉橡皮条的效果相同，所用的物理学研究方法是等效替代法。 故选B。 （2）[2]图（b）的四个力中，F是通过作平行四边形得到的，所以不是由弹簧秤直接测得的是F； [3]弹簧秤的分度值为，弹簧秤甲的读数为。 （3）[4][5]保持结点O的位置及OB方向不变，将弹簧秤乙绕O点逆时针缓慢旋转，使OC与OA的夹角由90°缓慢增大至180°，可知两弹簧秤的合力保持不变，如图所示 可知在此过程中弹簧秤甲的读数将减小，弹簧秤乙的读数将先减小后增大。 四、计算题（本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题14分，共36分） 13．如图所示，A、B两个物体的质量分别为，，A、B通过劲度系数为500N/m的轻弹簧连接在一起。轻绳绕过定滑轮，一端与A物体相连，另一端施加力F。开始时，力F为零，木块都处于静止状态。现缓慢增大力F，直到物体B刚要离开水平地面时（此时物体A没有与滑轮相碰）。不计绳子、弹簧的重力和一切摩擦。求： （1）开始时弹簧的压缩量； （2）物体B刚要离开地面时，力F的大小； （3）从开始到物体B刚要离开地面，物体A上升的高度 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）开始时，对A受力分析，有，解得=0.02m （2）B刚要离开地面时，对B受力分析，有 对A受力分析，有 解得 F=30N （3）B刚好离开平地面时 解得 =0.04m 物体A上升的高度为 14．如图所示，在水平地面上放一质量为的木块，木块与地面间的动摩擦因数为，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力、，已知、，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则 （1）与的合力是多少？ （2）木块受到的摩擦力为多少？ （3）若将图中顺时针转，此时与的合力又是多少 （4）若将图中顺时针转，此时木块受的摩擦力大小为多少？ 【答案】（1）10N，合力方向与夹角为；（2）10N，与、的合力相反；（3）2N，方向与相同；（3）12N 【详解】（1）由图可知，根据力的平行四边形定则，可得两个拉力的合力大小 由 得 合力方向与夹角为。 （2）木块的最大静摩擦力 拉力的合力小于最大静摩擦力，因此没拉得动木块，根据受力平衡条件，则有木块受到的摩擦力等于拉力的合力，即为，方向与、的合力相反。 （3）当将顺时针，则两个拉力的合力大小为 方向与相同。 （4）若将图中顺时针转，所以此时两个力的合力为 此时物体开始滑动，摩擦力为滑动摩擦力，大小为。 15．如图所示，整个装置处于静止状态，光滑滑轮D固定在斜面体C上，连接物块A的轻绳OD段水平、DA段与斜面平行，已知物块A的质量，物块B的质量，轻绳OE与竖直方向的夹角以及斜面的倾角均为，取重力加速度，，。求： （1）绳OE、OD中的拉力大小； （2）斜面C对物块A的摩擦力大小和方向； （3）地面对C的摩擦力大小。 【答案】（1），；（2），沿斜面向上；（3） 【详解】（1）对物块B受力分析，根据平衡条件可得 （2）对物块A受力分析，根据平衡条件可得 解得 方向沿斜面向上。 （3）以物块A、C以及滑轮为整体，受力分析，水平方向有 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！13 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$