第3章 相互作用力 单元学能测评-【重难点手册】2024-2025学年高中物理必修第一册同步练习题（人教版2019 浙江专用）

第三章相互作用—力么的 第三章 单元学能测评 时间：60分钟满分：100分 一、单项选择题（本题共10小题，每小题 后，托架能自动升起挡板，并缓慢倾斜至 5分，共50分) 一定角度，则下列说法正确的是( 1.关于物理课本中的四幅插图，以下说法 中不正确的是( 托架 挡板 A.托架倾斜过程中，汽车有相对于托架 甲：推导匀变速直线 向上滑动的趋势 乙：奔跑的运动员 运动位移公式 B.挡板对汽车的支持力与托架对汽车的 摩擦力方向相反 C.托架倾斜过程中托架对汽车的支持力 方向不断变化 D.托架受到的压力是由于托架发生形 丙：下落的石子在照 丁：物体的重心 片上的痕迹 变产生的 A.在推导匀变速直线运动位移公式时， 3.(2023·浙江慈溪浒山中学高一期中)如 把整个运动过程划分成很多小段，每 图，可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓 一小段近似看作匀速直线运动，然后 慢从底部经a点爬到b点，蚂蚁经过这 把各小段的位移相加，这里采用了微 两点所受摩擦力f、f2和弹力F、F2的 元法 情况是( B.图乙中为了描述物体位置的变化快慢 定义了速度一多，运用了比值定 A.f<f2,F>F B.fi<f2,F<F 义法 C.f>f2,F>F2 D.f>f2,F<F C.图丙中用极短曝光时间内石子的平均 4.(2023·浙江台州高一期中)如图所示， 速度来表示A点的瞬时速度，运用了 质量为1kg的物体与地面间的动摩擦 极限思想 因数4=0.2，从t=0开始以初速度沿 D.图丁中把物体各部分所受重力集中 水平地面向右滑行，同时受到一个水平 作用于重心，运用了理想模型法 向左的恒力F=1N的作用，g取10m/s2, 2.(2023·浙江衢州江山中学高一期末)如 向右为正方向，该物体受到的摩擦力F 图为倾斜式停车设备，汽车开上水平托架 随时间（变化的图像是（最大静摩擦力 65 滩点手册高中物理必修第一册)（浙江专用） 等于滑动摩擦力)( A.上方球与下方三个球间均没有弹力 B.下方三个球与水平地面间均没有摩 擦力 C.水平地面对下方三个球的支持力均为 A 3 D.水平地面对下方三个球的摩擦力均 B 为mg 3 AEA 7.如图所示，用玻璃杯装入适量的水置于 1 台秤上，测得台秤示数Gn=15N:再用 0 弹簧测力计悬挂一个重力G=10N的 金属块，使金属块一部分浸在台秤上的 玻璃杯中（水没有溢出）.若弹簧测力计 5.如图所示，磁吸黑板上，用两个质量均为 的示数变为F=6N,则台秤的示数变 的磁铁压着四张质量均为m2的A4 为( ) 纸，有关磁铁、A4纸、黑板受力的说法正 确的是(). A.磁铁受到的支持力与黑板受到的压 力是一对平衡力 B.最外边一张A4纸受到磁铁的摩擦力 A.15N B.19NC.21ND.25N 大小等于2m2g,方向向上 8.(2023·山东潍坊一中高一阶段练习)如 C.黑板受到的摩擦力大小为(2m1十 图所示，相同细绳a、b拉着相同的两物 4m2）g 体甲和乙，静止在倾角为30的固定斜面 D.中间两张纸之间的摩擦力大小为 2m2g 上，a、b均拉直.已知甲的质量为1kg, 绳能承受的最大拉力为20N.现用沿斜面 0 向下逐渐增大的力F拉乙，g=10m/s2, 则下列说法正确的是( 第5题图 第6题图 6.叠放在水平地面上的四个完全相同的排 球如图所示，质量均为，相互接触，球与 30 地面间的动摩擦因数均为4，则( A.如果斜面光滑，则一定b先断 66 第三章相互作用—力底超 B.如果斜面粗糙，则一定b先断 C.保持α角不变，缓慢增大0角，直至 C.如果斜面粗糙，F=15N时，则b将 悬线水平，则F先减小后增大 拉断 D.保持a角、0角和F方向不变，增加 D如果动摩擦因数大于号则6先新 细线的长度，F、F,都变大 二、实验题（本题共2小题，共24分） 9.如图所示，在粗糙水平面上依次放有两 11.(12分)(2023·浙江台州楚门中学高 块质量分别为m2=15kg、m=10kg且 一开学考试)“验证力的平行四边形定 高度完全相同的木板A、B,质量m= 则”的实验情况如图甲所示，其中A为 20kg的货物C与木板间的动摩擦因数 固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳 为：1，木板A与地面间的动摩擦因数 的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸 2=0.3,木板B与地面间的动摩擦因数 上根据实验结果画出的图. 3=0.2.最大静摩擦力与滑动摩擦力大 小相等，取g=10m/s2.要使货物C滑 上木板A时，木板A不动，而滑上木板 B时，木板B开始滑动，则的大小可 能是( B 州 A.0.2 B.0.4C.0.7D.0.9 (1)本实验中“等效代替”的含义是 10.(2023·浙江杭州二中高一期末)如图 所示，用轻质柔软的细线将一质量为m A.橡皮筋可以用弹簧替代 的小球悬挂于天花板上的O点，在外力 B.左侧弹簧测力计的作用效果可 F、重力G和细线拉力FT的作用下处 以替代右侧弹簧测力计的作用 于平衡状态.初始时F水平，且细线与 效果 竖直方向的夹角为0，与F的夹角为a. C.右侧弹簧测力计的作用效果可 下列说法中正确的是( 以替代左侧弹簧测力计的作用 效果 D.两弹簧测力计共同作用的效果 可以用一个弹簧测力计的作用 效果替代 A.保持F水平，逐渐缓慢增大0角，则 (2)如果没有操作失误，图乙中的F与 F逐渐减小、F逐渐增大 F‘两力中，方向一定沿AO方向的 B.保持小球位置及0角不变，缓慢减小 是 α角直至α=0，则F先减小后增大 (3)如图丙所示，用a、b弹簧测力计拉 67 滩点手册高中物理必修第一册)（浙江专用） 橡皮条使结点到O点，当保持弹簧 的长度Lo= cm,弹簧的劲 测力计a的示数不变，而在角a逐 度系数k= N/m 渐减小到0的过程中，要使结点始 (2)图丙是该同学某次测 终在O点，可以 量的弹簧长度，该长度 是 (3)该同学在做“探究弹 力和弹簧伸长量的 内 关系”实验中，如果他先把弹簧平放 丙 在桌面上使其自然伸长，用毫米刻 A.减小b的示数，增大3角 度尺测出弹簧的原长L,再把弹簧 B.增大b的示数，减小3角 竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹 C.增大b的示数，先减小3角，后增 簧伸长后的长度L,把L一L作为 大3角 弹簧的伸长量x,请论述这样操作 D.减小b的示数，先增大3角，后减 对弹簧劲度系数的测量结果 小3角 (填“有”或“无”)影响， 12.(12分)某同学用如图甲所示的装置来 三、计算题（本题共2小题，共26分） 探究弹簧弹力F和长度x的关系，把 13.(13分)国庆佳节期间，全国各地红旗 弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录 飘扬、花团气球、主题灯光秀，共祝祖国 弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位 更美好.风吹过，红旗、气球随风摇摆。 置.然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩 小吴同学突然担心起气球是否会被风 码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧 吹上天.回家后，小吴想模拟探究一下. 下端的刻度位置.实验中弹簧始终未超 她选用质量m=0.020kg的一个氢气 过弹簧的弹性限度.通过分析数据得出 球进行了系列实验，请你帮助她解答以 实验结论， 下几个问题： (1)如图甲，用一根轻质细线连接氢气 球和小水桶（不计小水桶受到的浮 力)，调节小水桶中水的质量，使小 8121620.xem 水桶和氢气球能悬浮在空中保持静 甲 止状态，此时测得小水桶和水的总 (1)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧 质量为m=0.120kg,请求出悬浮 长度x为横轴建立直角坐标系，依 时细线的拉力大小和氢气球受到的 据实验数据作出F-x图像，如图乙 浮力. 所示.由图像可知，弹簧自由下垂时 (2)如图乙，用一根轻质细线连接氢气 68 第三章相互作用一力底超 球和放在粗糙水平桌面上的质量 14.(13分)(2023·浙江台州温岭中学高 m=0.40kg的物体，假设轻质细线 一开学考试)如图1所示，质量为2m 能够承受的最大拉力为2N,欲使 的物体A经一轻质弹簧与地面上的质 物体在水平桌面上不滑动同时绳子 量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系 不断，如物体与桌面之间的动摩擦 数为k.一条不可伸长的轻绳绕过定滑 因数：=0.75，则最大水平恒定风 轮，一端连物体A,另一端连一质量为 力不能超过多大 m的物体C,物体A、B、C都处于静止 (3)对于第(2)问中的情景，如果加大水 状态.已知重力加速度为g,忽略一切 平风力，则物体受到水平桌面的摩 摩擦。 擦力和支持力如何变化（物体始终 (1)求物体B对地面的压力. 未动)？ (2)把物体C的质量改为5m,并使C缓 慢下降，最终A、B、C又处于静止状 态，且C只受重力和绳的拉力作用， 求此过程中物体A上升的高度， (3)如图2所示，给质量为m的物体C 施加一竖直向下的外力F使C缓 慢下降，在物体A右侧加一竖直粗 糙面，其与A间的动摩擦因数为= 0.25,同时给物体A施加一水平向 右的压力Fo=4mg.求B刚离开地 面瞬间C受到的竖直外力大小 A☐2 咖 图1 图2 69重难点手册高中物理必修第一册)（浙江专用） 2g,方向向下，故B错误：以两个磁铁和四张A4纸 第三章单元学能测评 为整体，根据受力平衡可知，黑板与纸张间的摩擦力大 1,D【解析】在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微 小为f=(2m十4m2)g,故C正确：以最外边两张A4 元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运 纸和两个磁铁为整体，根据受力平衡可知，中间两张纸之 动，即采用了微元法，放A正确：速度为=名·用多 间的摩擦力大小为「=(2h+2)g,故D错误故选C 6.C【解析】对上方球分析可知，小球受重力和下方球的 来描述物体位置的变化快慢，采用了比值定义法，故B 支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有 正确：根据速度的定义，当△，非常小时，就可以用△ 力的作用，故A错误：下方球由于受上方球斜向下的弹 时间内的平均速度表示物体在1时刻的瞬时速度，用 力作用.所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力 极短曝光时间内石子的平均速度来表示A点的瞬时速 作用，故B错误：对四个球的整体分析，整体受重力和 度，运用了极限思想法，故C正确：物体各部分所受重 地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受水平地面支 力集中作用于重心，运用了等效替代法，故D错误.故 选D 持力大小为g,每个小球受水平地面支持力为子mg, 2.C【解析】托架倾斜过程中汽车有相对于托架向下滑 故C正确：三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根 动的趋势，故A错误：挡板对汽车的支持力平行于斜面 据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误.故选C, 向上，根据A选项分析可知托架对汽车的摩擦力平行 7.B【解析】玻璃杯装入适量的水置于台秤上，测得台秤 于斜面向上，两个力的方向相同，故B错误：托架倾斜 示数即重力为G=15N:使金属块一部分浸在台秤上 过程中托架对汽车的支持力始终垂直于斜面向上，托 的玻璃杯中，对玻璃杯和水加金属块的整体受力分析， 架倾斜过程中托架对汽车的支持力方向不断变化，故 设台秤对杯子的支持力为N,有G十G=N+F,,由牛 C正确：由弹力产生的条件可知托架受到的压力是由 顿第三定律有N=N,解得玻璃杯对台秤的压力为 于汽车发生形变产生的，故D错误，故选C N=19N,则台秤的示数变为19N,故选B 3.A【解析】设蚂蚁所在位置的切线与水平方向夹角为 8.D【解析】如果斜面光滑，则：所受的拉力一定大于b 0,对蚂蚊分析得静摩擦力和支持力分别为f=mgsin, 所受的拉力，则逐渐增大拉力F时，一定a先断，选项 F=ngcos0,蚂蚁缓慢上爬的过程中0变大，可知蚂蚊 A错误：如果斜面粗糙，设两物体与斜面之间的最大 受到的支持力减小，静摩擦力增大，即f<,F,> 静摩擦力均为f,则对甲有T.十f=mgsin30°+T,对 F2,故选A 乙有T+f=mngsin30°+F,即T.+f=5N+T,T 4.A【解析】物体从一0开始以初速度%沿水平地面向 +f=5N+F,若F=15N,则T+f=20N,即T< 右做匀减速运动，受到的滑动摩擦力大小为F1一g= 20N,则b不能被拉断，选项C错误：若b先被拉断， 0.2×1×10N=2N,方向向左，为负值.当物体的速度 则T=20N>T.,即T=5+T6-f=25N-f20N, 减到0时，物体所受的最大静摩擦力为Fm=mg= 即=mgcs3>5N,>号，即如果动摩擦因数大于 2N,则F<F,所以物体不能被拉动而处于静止状 态，受到静摩擦力作用，其大小为Fa=F=1N,方向向 气，则6先断，选项B错误，D正确故选D 右，为正值.故选A 9.B【解析】若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得 5.C【解析】磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一 m1g≤(m十)g十g,若滑上木板B时，木 对相互作用力，故A错误：根据受力平衡可知，最外边 板B开始滑动，由受力分析得由mg>(m十)g -张A4纸对两磁铁的摩擦力大小等于2m1g,方向向 联立代入数据得0.3<1≤0.625.故选B. 上，则最外边一张A4纸受到磁铁的摩擦力大小等于10.B【解析】保持F水平，根据正交分解和平衡条件有 30 练习册参考答案与解析次 F=mg1an0,一。逐浙增大0角，R,F均逐渐 增大，故A错误：对小球受力分析，小球受重力、拉力 F和细线的拉力Fr作用，如图甲所示，0角不变，a角 减小到90°时，F最小，因此a角减小直至a=0过程 中，F先减小后增大，故B正确：保持a角不变，增大日 由图乙可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时 角，细线和拉力F的方向都逆时针转动，如图乙所示， B角增大： F水平时F,最大，Fr水平时F最大，所以Fr逐渐 减小，F逐渐增大，故C错误：保持α角、0角和F方向 不变，增加细线的长度，对F、F,没有影响，F,F都 不变，故D错误.故选B. 或者由图丙可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小， 同时B角先增大，后减小.故选AD. 12.(1)4.00:50.(2)7.11(7.10~7.12均可).(3)无. 【解析】1)根据题图乙可知，弹簧自由下垂时，即所受 外力为0时的长度为4.00m,斜率表示弹簧的劲度 8 系数.k=20.00-4.00×107N/m=50.0N/m 1L.(1)D.(2)F.(3)AD (2)刻度尺的分度值为0.1cm,则测量的弹簧长度读 【解析】1)本实验中“等效代替”的含义是两弹簧测力 数为7.11cm(3)把L一L作为弹簧的伸长量x,未 计共同作用的效果可以用一，个弹簧测力计的作用效 果替代，来验证力的平行四边形定则.故选D 考虑弹簧自身受到的重力，因为一品，与弹资自重 (2)经平行四边形作出的合力理论值不一定沿AO方 无关，所以这样操作对弹簧劲度系数的测量结果无 向，而合力的实验值由实验直接测得，故一定沿A) 影响。 方向的是F 13.(1)由题可得Fm=(m十m)g=1.4N, (3)由题意可知，保持O点位置不动，即合力大小，方 T=mg=1.2 N. 向不变，弹簧测力计a的读数不变，因此根据要求作 (2)对整体分析，当整体刚要相对桌面滑动时，风力为F, 出力的平行四边形定则，画出受力分析图如图甲：第 F1=fm=pFx, 种情况，原来a、3的值较小， FN=(m十mg-F￥， 解得F=2.1N. 对气球分析，当绳子拉力最大时，设风力为F,绳子 与竖直方向夹角为. F:=Tcos 0. Fn=mg+Tsin 0, 甲 解得F2=1.6N 所以由图甲可知α角逐渐变小时，b的示数减小，同时 综上可知，最大风力不能超过1.6N. B角减小：第二种情况，原来α3值较大， (3)对整体有∫=F, 31 重雅g手册高中物理必修第一册U(浙江专用) 物体受到水平桌面的摩擦力随水平风力的增大而增 时，电动自行车容易启动，是因为其质量小，惯性小，故 大，根据F、=(m十m)g一F可知，物体受到水平桌 D正确.故选AD. 面的支持力不变 3.D【解析】汽车匀速转弯的过程中，速度大小不变，方 14.(1)根据题意，对于物体C,由平衡条件可得F:=g. 向改变，则汽车的运动状态改变，A错误：运动的物体 对于物体A、B及弹簧整体，由平衡条件可得F,十 所受的摩擦力不一定是滑动摩擦力，当运动物体与接 Fx=5mg. 触面相对静止时，受到了摩擦力为静摩擦力，B错误： 联立解得F、=4mg, 向上抛出的物体是由于惯性向上运动，物体在空中并 方向竖直向上，根据牛顿第三定律可得F=FN= 没有受到向上的作用力，C错误：落水狗上岸后甩动身 4mg. 体能抖落水滴是因为水滴具有惯性，使得水滴与身体 即物体B对地面的压力大小为4mg,方向竖直向下 分离，D正确.故选D. (2)根据题意，设初态时弹簧压缩量为x1,初态时，对 +.AD【解析】伽利略运用归渗法否定了亚里土多德的 于物体A,由平衡条件得 关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的观点，故A正 F:十k=2mg. 确：伽利略猜想自由落体运动的速度与时间成正比，并 末态时，对于物体C,由平衡条件得下=5mg 未直接验证，而是在斜面实验的基础上理想化推理，故 设末态时弹簧拉伸量为，对于物体A,由平衡条件 B错误：亚里士多德认为，力是维持物体运动状态的原 得F=2mg十k2 因，而伽利略认为力是改变物体运动状态的原因，故C 所求物体A上升的高度为h=十 销误：无论是亚里士多德，还是伽利略和笛卡尔，都没 有提出力的概念，是牛顿将物体间复杂多样的相互作 联立解得h=ms k 用抽象为“力”，故D正确.故选AD, (3)物体B刚离开地面时，弹簧弹力为F.=3g, 5.D【解析】惯性只与质量有关，与速度无关，故A错 则有F十mg=2ng十F十F6, 误：惯性是物体的基本属性，物体在任何运动状态下都 解得竖直外力的大小为F=5mg。 具有惯性，故℃错误：雪花随风飘舞，运动状态很容易 第四章运动和力的关系 发生变化，说明雪花的惯性小，故D正确.故选D. 6B【解析】彻利略的理想实验是以经验事实为基础，通 第1节牛顿第一定律 过一定的实际实验，再运用分析推理得出结论的.之所 A基础过关练 以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际 1,A【解析】牛顿认为力是改变物体的运动状态的原 的实验进行验证的.但是，分析推理的过程是合乎逻辑 因，故A正确：伽利略通过理想斜面实验发现了物体的 的，是严密的，是对实际过程的科学的抽象，因此得出 运动不需要力来维持，故B错误：亚里士多德提出力是 的结论是对客观世界真实的反映.本题实验的四个步 维持物体运动的原因，故C错误：伽利略猜想自由落体 骤中，只有②是经验事实，①③④都是推理，实验步骤 运动的速度与下落时间成正比，但并未直接验证，而是 的正确顺序为②③①④，B选项符合题意.故选B 用理想斜面实验进行的数学推导，故D错误.故选A. B综合提能练 2.AD【解析】拍打衣服上的灰尘，是利用了惯性，故A 1.D【解析】油罐车向前启动时，由于惯性，油要保持原 正确：跳远时我们要助跑，助跑速度越大，惯性不变，故 来的运动状态，将向后涌动，故A错误：惯性取决于物 B错误：坐车时我们要系安全带，是为了减小惯性带来 体的质量，质量不变，惯性不变，与其他无关，故C错 的危害，故C错误：电动自行车与大货车在等红绿灯 误：油罐车在平直道路上匀速前进时，由牛顿第一定律 32