第3章 相互作用——力 章末检测-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019) 江苏专用

第三章 章末检测 (时间：60分钟总分：100分)》 一、选择题（每题5分，共55分） 4.(2023·湖北华中师大附中期末)如图.将一 1.(2023·浙江杭州期中)如图为某款式手机支 辆前轮驱动的电动玩具车放在A、B两个平板 架，可以将手机支架构造简化为斜面和挡板， 小车上，三者置于水平实验桌上.当玩具车启 下列说法正确的是 () 动向前运动时，两平板小车也开始运动，则A、 A.手机受到斜面对手机竖直向上的支持力 B车运动的方向为 B.挡板对手机的支持力是因为手机发生了形变 C.手机对斜面的压力就是手机的重力 D.手机对挡板的压力是因为手机发生了形变 A.A向前，B向后 B.A向后，B向前 鲜面 挡院 C.A向前，B向前 D.A向后，B向后 5.(2023·湖南邵阳联考)剪纸艺术是我国古老 (第1题)》 (第2题) 的民间艺术之一，在“非遗进校园”活动中，老 2.如图所示，一根质量均匀分布的直铁丝的重 艺人在教室里进行剪纸教学时，用一块磁铁 心位置在其中点O,把它弯成一个圆环其重 将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上，下列关 心位置在圆心O,.下列说法正确的是() 于各物体的受力情况正确的是 A.铁丝变成圆环重心位置发生变化，说明重 A.磁铁对剪纸没有摩擦力作用 心与物体的形状有关 B.磁铁对剪纸的摩擦力方向竖直向上 B.直铁丝的重心在其中点O,说明重心一定 C.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引 在物体上 起的 C.直铁丝除了O点其他部分不受重力 D.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦 D.圆环所受的重力方向总是垂直于地面向下 力大小不相等 3.(2023·福建厦门期末)直升机的螺旋桨旋转 6.(2024·江苏苏州吴江中学月考)野炊时，三根 时，直升机会受到一个垂直桨面向上的升力 对称分布的轻质细杆构成烹煮支架静置于水 飞行时还会受到与速度方向相反的空气阻 平地面上，细杆与竖直方向夹角为6，如图所 力，以下说法可能正确的是 ( 示若增大倾角，下列说法正确的是() A.图甲表示直升机处于悬停状态 A.单杆对地面的压力增大 B.图甲表示直升机向前匀速飞行状态 B.单杆对地面的摩擦力减小 C.图乙表示直升机处于悬停状态 C.地面对杆的作用力增大 D.图乙表示直升机向前匀速飞行状态 D.单杆对地面的作用力不变 必修第一册学霸076 7.(2023·陕西西大附中期末)如图所示，某物10.(2023·福建三校联考)如图所示为某健身 体受五个共点力作用，处于静止状态.若F,的 器械的原理示意图，轻杆P一端通过铰链固 大小不变，方向沿顺时针转过120°，其余四个 定在墙壁，另一端通过轻绳OA与一重为G 力的大小和方向均不变，则此物体受到的合 的重物连接.某同学利用轻绳OS绕过光滑 力大小变为 轻质定滑轮Q吊起重物并保持静止，此时轻 杆P保持水平，绳QS段与0Q段与水平方 向夹角均为0=30°，则 ( A.F B.2F C.2F D.3F 8.(2024·海南一糢)如图，两固定斜面OM、OW A.轻杆对节点0的作用力大小为G 与水平面夹角均为60°，OM粗糙、ON光滑.一 B.细绳对人的拉力大小为G 轻杆两端通过较链与物体a、b连接，a、b静止 C.地面对人的摩擦力大小为3G 于斜面时，杆垂直于OM现增大b的质量，则 D.地面对人的支持力的大小等于人和重物 ( 的总重力大小 轻杆 11.(2024·四川成都树德中学月考)如图所示， 602人60 Z23B5224340 圆弧槽固定在水平地面上，用推力F推动 4 A.a向上滑动 光滑小球由A点向B点缓慢移动，第一次推 B.b仍静止 动过程中，力F的方向始终保持水平：第二 C.a与OM间的摩擦力增大 次推动过程中，力F的方向始终沿圆弧的切 D.b受到的合外力增大 线方向.则下列说法正确的是 9.(2024·安微安庆期末)如图所示，在水平面 0 上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块，木块 1和2、2和3间分别用一原长为L、劲度系数 为k的轻弹簧连接起来，木块1、2与水平面 A.第一次推动过程中，推力F逐渐变大，圆弧 间的动摩擦因数为4，木块3和水平面间无摩 槽对小球的支持力逐渐变小 擦力.现用一水平向右的恒力拉木块3，当三 B.第一次推动过程中，地面对圆弧槽的支持 个木块一起匀速运动时，1和3两木块间的距 离为（木块大小忽略不计）》 力不变，地面对圆弧槽的摩擦力不变 C.第二次推动过程中，推力F逐渐减小，圆 A.2L+8 B.21(m+m2 )g 弧槽对小球的支持力逐渐变小 D.第二次推动过程中，地面对圆弧槽的支持 C.2L,2(m,+m)g D.2L(2m,+m,)g 力逐渐变小，地面对圆弧槽的摩擦力先 变大后变小 第三章学霸077 二、非选择题（共45分） 别悬挂于剪断处和下端，此时剪断的两根新 12.(15分)(2023·重庆南开中学质检)某同学 弹簧总长为L求： 用如图甲所示的装置来“验证力的平行四边 (1)弹簧A、C的形变量x1、x之比； 形定则”.图中A、B是两个力学传感器，它们 (2)轻弹簧原长L 可以在竖直平面内的圆弧上自由移动.AO BO是两段不可伸长的轻质细绳，在O的下 方悬挂一质量为m的重物时，结点O恰好 位于圆弧的圆心上.已知O为“死结” a (1)若增加重物质量，则结点0的位置 (填“上升”或“下降”或“不 变”) 14.(16分)(2024·黑龙江大庆开学)如图所 (2)在某次实验中，A、B传感器的读数分别 示，质量均为M=4kg的A、B两滑块放在粗 是F、F,然后用一个力学传感器测量 糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆 物体重力，其读数为F,最后作出F、F2 间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一 的合力F',若操作正确，则作出的图可能 质量为m=2kg的重物C,整个装置处于静 是图中的 (填“乙”或“丙”) 止状态，设杆与水平面间的夹角为6=30° (3)(多选)若保证AO、B0夹角0(0未知) 不变，在图甲所示位置将AO、B0沿顺时 两滑块与水平面间动摩擦因数均为4= 4 针方向旋转至A0到竖直位置的过程 设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，杆与铰链的 中，AO、B0上的力F、F2大小变化情况 质量忽略不计，重力加速度g取10ms2.求： 可能是 (1)系统静止时滑块A受摩擦力的大小： A.F变大、F2变小 (2)若增大重物C的质量系统仍能静止，C B.F,先变大后变小、F,变小 的最大质量 C.F,变大、F,变大 D.F,变小、F,变大 *66666666 13.(14分)(2024·新疆和田期中)如图所示， 轻弹簧A下端竖直悬挂重为G的物体，此时 弹簧的总长为L,现将弹簧从中间剪断（剪 断后的两根新弹簧B、C劲度系数均变为原 来的2倍)，将另两个重力也为G的物体分 必修第一册学霸07阳合作为首选解题方法，而辅助圆法较为简单，直观，能节省 时间：处理动态平衡类问题时，如果存在两个力同步转动 3两木块间的距离为=21+t,=2L,(2,+m,)g 夹角恒定不变的情况，则一律可以使用轴助圆法进行 故选D. 分析 10.C解析：A对节点0进行受力分析.如图： 10.,A解析：如果绳是系在轻杆的右端，绳子被分成两段，两 段绳上的力大小可以不一样，这时两段绳对杆合力的方 向不确定，在图甲中轻杆的左端通过铰链和墙相连，绳对 杆的力必须沿着杆，不然杆会转动将不会在当前位置平 衡，在图丙中轻杆左端固定在墙体上，绳对杆的力不沿杆 777777772777 也不会影响到杆的平衡，故A错误：如果绳是绕过轻杆右 轻杆与节点0之间的作用力大小为F= G 端的定滑轮，绳子是完整一根，绳上的力大小处处相等， tan 30=3C. 根据力的合成的法则，大小相等不在同一直线上的两个 故A错误：B.细绳对人的拉力大小即为绳上拉力大小 力的合力沿角平分线，所以图乙和丁中绳对杆的力沿两 G 绳夹角的平分线，同时图乙中轻杆的左端是铰链，杆能在 t= in30° =2G,故B错误：C对人进行受力分析，如图： 当前位置平衡说明绳对杆的力也沿着杆，所以杆和绳的 夹角a和B相等，放B,C正确：图丙中轻杆的左端固定在 墙上，右端系着绳，剪断上端的绳子物体可以通过下端另 一段绳挂在轻杆的右端而不下落，其他图中剪断绳子物 体都会下落，故D正确.放选A 11.D解析：设绳子总长为L.两竖直墙壁间的距离为S,两 地面对人的摩擦力大小为F,=F,cos30°=√3G,故C正 段绳子之间的夹角为20，同一根绳子拉力相等，所以每根 确：D由于有绳子的拉力，地面对人的支持力的大小小于 绳子与竖直方向的夹角均为0，如图所示 人自身重力，故D错误.故选C 11.D解析：A.设小球与0点连线与竖直方向的夹角为0， 小球质量为m,圆弧槽质量为M,圆弧对小球的支持力 为N,地面对圆弧槽的支持力为F、,地而对圆弧槽的摩擦 力为「，则第一次推动过程中，对小球受力分析如图所示： 3 根据平衡条件可得2F©os0=mg,由根据图中儿何关系结 合数学知识得到血0=氵，当轻绳的右端从B点移到C 小球由A点向B点缓慢移动，可知小球受力平衡，重力和 推力合成后，有F=Nsin8,mg=os0,小球从A缓慢移动 点时，L,S不变，则0保持不变，则F不变：当轻绳的右端 至B点时，0越来越大，则推力为F=mgtan9.可知0越来 从C点移到D点时，增大，0变大，cos8变小，则F增大 所以绳子拉力变化情况为先不变后增大故选D. s0可知0越来 越大，推力越来越大；另外支持力为N=m 第三章章末检测 越大，支持力越来越大，故A错误：B.对圆弧槽与小球整 体分析，0越来越大，竖直方向满足F、=(M+m)g,可知. 1.D2.A3.B4.B5.D6.C7.D 无论日变化与否，地面对圆弧槽的支持力不变：另外由于 8.B解析：BD.设b的质量为m,杆对b的弹力为F,ON对b 整体受力平衡，水平方向满足∫=F,由于6越来越大，推 的支持力为N,其力的矢量图如图所示 力越来越大，所以地面对圆弧柚的摩擦力越来越大，故 N B错误：C第二次推动过程中，对小球受力分析如图 所示： 0 由儿何知识知F=N=mg,现增大b的质量，在杆垂直于 OM的状态下，三个力均增大且相等，其合力仍为零，b仍 静止，故B正确，D错误：AC.杆对a的力始终垂直于斜面 OM,a始终静止，摩擦力f=m.geos30°不变，故AC错误故 推力F始终与圆弧对小球的支持力N垂直，小球受力平 选B. 衡，重力和推力合成后，有F=mgsin0,N=mgcos0,0越来 9.D解析：以木块1、2为整体，根据受力平衡可得= 越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，故C错误： m1g+um2g,解得术块2、3间弹簧的伸长量为x4= D.对圆孤槽与小球整体分析，0越来越大，水平方向由平 g(m,+3》 ,以木块1为对象，根据受力平衡可得：口= 衡关系式/上Fcos0=mgsin o0=2 mgsin20,可知地面 g,解得木块1,2闻弹资的伸长量为。，则1和 对圆弧槽的摩擦力先增大后减小：竖直方向由平衡关系 式F、=(W+m)g-Fsin0=(M+m)g-mgsin20,可知地面对 参考答案学霸27 圆弧槽的支持力逐渐变小，故D正确.故选D 则在x方向可得出Fa=Fsin a,F点=FsinB,在y方向可 12.(1)不变(2)乙(3)AB 得出F=Feos a,F,a=FeosB,由题知a<B,则sin a<sinB, 解析：()根据题意可知.两个力学传感器可以在圆弧上 cs>osB,则可得到F鱼<F,直，F,自>F,直，A错误、B正确： 自由滑动，园弧给传感器的支持力一定与圆弧的切面垂 耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它 直，由平衡条件可知，AO、B0一定沿半径方向，则O点一 们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误. 定处在圆弧的圆心上，故增加重物质量.则结点0的位置 故选B. 不变.(2)根据题意可知.F为用一个力学传感器测量物 4.B解析：AB.对石墩受力分析，由平衡条件可知： 体重力的读数，则一定与重力在一条直线上.作出的图可 Tcos 0=ff=uN,Tsin 0+N=mg, 能是图中的乙.(3)根据题意，设A0与竖直方向的夹角为 a,则B0与竖直方向的夹角为0-a,如图所示： eos41sin日放A错误，B正确： 联立解得T=4mg C拉力的大小为T=mg umg cos Otusin 0sin ( 其中m9,可知当0+p=90时，拉力有最小值.即戏 小夹角0，轻绳的合拉力不一定减小，故C错误： D.摩擦力大小为f=Tos9=ungeos0三umg eo*usin01tn可知增 由平衡条件可得Fsin=F,sin(0-x). 大夹角日，摩擦力一直减小，当0趋近于90°时，摩擦力最 F cos a+Fcos (0-a)=mg, 小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最 解得F-mgsin(0-a ,F,=mg血“，若8的取值范围为 小.故D错误.故选B. sin 0 sin 0 5.A解析：由于风速水平向右、大小恒定且不随高度改变 0°<0≤90°，可知0°<<90°，0°<0-a≤90°.则A0到竖直 可认为单位长度飘带受到的风力F。相同，假设飘带总长 的过程中，a减小，0-增大，则有F,变大，F2变小：若0 为L,质量为m,由飘带自由端向上选取任意一段4x,该 的取值范围为90°<0<180°，可知0°<<90°，0°<8-a< 180°，则AO到竖直的过程中，a减小，0-《增大，则有F 部分翼带的重力和所受风力分别为G=小g一之·g,P 先变大后变小，F变小.故选AB. △x·F。,该部分飘带稳定时受力平衡，受力分析如图所示： 13.(1)x:xx=2:1(2)L=3L1-2 解析：(1)设A的劲度系数为，则根据胡克定律有x,= 了本，剪断后C的劲度系数变为原来的2倍，则<=公可 得x,:x=2:1.(2)对弹资A,根据题意有L,+x,=L1,对 2G 弹簧B,C有ln+x+xe=L2,又因为xm= 2k1 联立可得1o= 重力与风力的合力与剩余部分间的张力T是平衡力，设竖 3L1-212 8 直方向的夹角为8，则满足m=F=A·_FL 14.()105N(2)3kg △mg△ L·mg ,可 解析：(1)设杆对C上方铰链弹力为F,对C上方饺链受 知飘带与竖直方向的角度与所选取的飘带长度无关，在风 力分析有2Fsin6=mg,对物体A有Fcos=∫，联立解得f= 速一定时，飘带与竖直方向的角度正切值恒定，则飘带为 10w3N. 一条倾斜的直线，故选A. (2)对整体受力分析，竖直方向有2Fx=2Mg+mg,若要系 6.D解析：由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的 统静止，则有FsB≤aF、,联立可得，mg 2sin0ew0≤4· 拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可知细线a的 拉力大小为T。=(m,+m)g=1N,设细线b与水平方向夹 2训，解得m≤弩起，可知G的最大质量为g 角为a,对A、B分析分别有T,sin a+Tsin8=mg,Tscos a= 2 Tcos9,解得T。=0.5N,故选D. 第三章真题演练 7.B解析：设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T,木板对圆 柱体的支持力为N,绳子与垂直于木板方向的夹角为位，从 1.B解析：父亲对儿子的力F,和儿子对父亲的力F2是一 右向左看如图所示： 对相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力等大反 向，同生同灭，故B正确，ACD错误。 2.B解析：由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高 补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间 距，则有mg=3·x,解得k=100N/m,故选B. 3.B解析：将拉力F正交分解如图所示： mg 在矢量三角形中，根据正弦定理m:_mB_smy mg N 在木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平过程中 x不变，y从90°逐渐减小到0，又y+B+=180°，且a<90°， 可知90°<y+B<180°.则0<B<180°， 必修第一册学霸28