第三章 相互作用——力 单元测试 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第三章 相互作用 单元检测试卷 （时间：75分钟 分值：100分） 1、 单项选择题（每题4分，共44分） 1、如图所示，将一细杆放在光滑半球形容器内，处于静止状态，它与容器的接触点分别为点A、点B，O为球心，下列关于细杆的说法中正确的是(　　) A．若细杆的形状规则，则细杆的重心一定在它的几何中心 B．细杆的重心一定位于A、B之间 C．细杆在A点处可能不受弹力 D．细杆的重心可能位于B点 考查内容：重心的分布、共点力概念 2、如图所示，被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球。若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的（　　） A．1和4 B．3和4 C．1和3 D．3和2 考查内容：本题考查力的分解原则。 3、（2023•浙江开学）教室里要挂一个城市文化宣传框，假若粘钩的承重能力足够，以下哪种悬挂方式绳上的拉力最小（　　） A． B． C． D． 考查内容：本题考查力的合成与分解的应用 4、（2023·山东·高考真题）餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1．0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（   ） A．10N/m B．100N/m C．200N/m D．300N/m 考查内容：考查了平衡条件、胡克定律。 5、某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平光滑的实验台上固定着一个力传感器，力传感器与一质量为3.5kg的物块用轻绳连接，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉长木板，传感器记录的图像如图乙所示。取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．当长木板相对物块滑动后，必须向左做匀速直线运动 B．向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同 C．物块受到的滑动摩擦力大小约为10N D．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2 考查内容：：本题主要考查了摩擦力的计算，明确静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法。 6、一长直木板的上表面放有一小物块，当木板以远离物块的一端O为轴（如图），由水平位置缓慢向上转动（α角变大）时，则物块受到的摩擦力f随转过的角度α变化的图象可能正确的是（　　） A． B． C． D． 考查内容：主要考查静摩擦力、滑动摩擦力的知识，共点的平衡及力的分解，难度中等。 7、（2023·江苏南京·校考模拟预测）如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（　　） A． 0.5KL B．kL C．kL D．2kL 考查内容：平行四边形定则；胡克定律及其应用； 共点力作用下物体的平衡。掌握力的合成法则的应用是解题的基础，难度中等。 8、（2025·北京·高考真题）如图所示，长方体物块叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为（　　） A．4 B．5 C．6 D．7 考查内容：考查了“隔离法”对物体受力分析。 9、（2024·浙江·高考真题）如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为，细线c、d平行且与水平成（不计摩擦，重力加速度g=10m/s2），则细线a、b的拉力分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 考查内容：本题考查用“整体法”和“隔离法”解题的能力，难度较大。 10、甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙，则下列说法中正确的是（　　） A．两根杆中弹力一样的大 B． 甲图中杆的弹力更大 C． 两根杆中弹力方向均沿杆方向 D． 若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂 考查内容：三力平衡问题，正确分析受力，注意杆的弹力可以沿着杆，也可以与杆不平行。 11、（2021·湖南·高考真题）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　） A．推力先增大后减小 B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C．墙面对凹槽的压力先增大后减小 D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 考查内容：考查学生灵活应用“整体法”与“隔离法”处理动态平衡问题的能力，难度大。 2、 非选择题（共56分） 12、（10分）甲同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验所测的几组数据如表，请根据表中数据解决下面问题。 （1）关于本实验，下列说法不正确的是 。 A．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数 B．应在弹簧的弹性限度范围内进行测量 C．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 D．在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度 （2）算出第三次弹簧的形变量，并将结果填在表的空格内； 弹力F（N) 0.5 1.0 1.5 2.0 弹簧原长L0(cm) 15.0 15.0 15.0 15.0 弹簧长度L（cm） 16.0 17.1 17.9 19.0 弹簧形变量x（cm） 1.0 2.1 4.0 （3）将数据点用“+”在图中描绘出来，并作出图像； （4）图像斜率的物理意义是 ；其值的大小为： 。 (5)乙同学在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力F与弹簧长度l图像如图所示。下列表述正确的是 。 A．a的原长比b的短         B．a的劲度系数比b的小 C．a的劲度系数比b的大         D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 考查内容：本题主要考查探究弹簧弹力和形变量的关系，通过实验探究得出规律。考查了实验分析法；弹力的存在及方向的判定；实验探究能力． 13 (8分）（2024·浙江·模拟题）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。 步骤一：如图甲（a），轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。 步骤二：在图甲（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。 步骤三：撤去F1、F2，改用一个力F′单独拉住小圆环，如图甲（c）仍使它处于O点。 （1）如下图所示，实验中需要的器材有________； （2）关于此实验的操作，下列说法正确的是________； A．测力计可以直接钩住小圆环进行实验 B．实验过程中，测力计外壳不能与木板有接触 C．完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同 D．为了减小误差，两个测力计的夹角越大越好 （3）弹簧测力计的示数如图乙所示，读数为________ N。 （4）做实验时，根据测量结果在白纸上画出，如图丙所示，F1和F2为两个分力，请在答题纸上通过作平行四边形的方法求出合力为________ N。 14、（8分）（2024·湖北·高考真题）如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，求每艘拖船发动机提供的动力大小？ 考查内容：本题主要考查了共点力作用下的平衡、力的合成与分解；掌握整体法与隔离法的综合运用。 15、 （10分）（2025•思明区校级一模）如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m=0.4kg的圆环，地面上放一质量为M=2.5kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°，β=53°。认为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且g=10N/kg,sin37°=0.6，sin53°=0.8，整个系统处于静止状态，求此时： （1） 绳子拉力大小； （2） 物块对地面的压力和摩擦力的大小； （3）若m、M大小可调，为保持系统的平衡，求 满足的范围。 考查内容：本题主要是考查了利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解来解决共点力平衡问题。 16、（10分）（2023秋•山东月考）如图所示，可视为质点的质量m=2.2kg的物块放在质量M=4.4kg、足够长的长木板上，长木板放置在水平地面上。物块通过轻质弹簧连接水平天花板，当弹簧与水平方向的夹角为37°且弹簧长度L1=20cm时，对长木板施加水平向左的拉力F=20N，长木板恰好做匀速直线运动，物块相对于地面静止。已知弹簧的劲度系数k=100N/m、原长L0=10cm,弹簧始终处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）物块与长木板间的动摩擦因数μ1； （2）长木板与水平地面间的动摩擦因数μ2 考查内容：本题考查了基本受力分析，能够熟练地将力进行合成和分解，理解力的平衡条件是解决此类问题的关键。 答案 一、单项选择题（每题4分，共44分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B B A B D C B C D B C 3、 非选择题（共56分） 12 【详解】（1） A．为了减少误差，悬挂钩码时，应在钩码静止后再读数，故A正确； B．为了保护弹簧，应在弹簧的弹性限度范围内进行测量，故B正确； C．弹簧竖直悬挂，故在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，故C正确； D．本实验是用重力来测弹簧的弹力跟弹簧伸长量的关系，在实验中弹簧始终处于竖直状态下，在测量弹簧原长时，如果在水平条件下测量弹簧原长，则会忽略弹簧自身重力而产生的形变量，对实验造成误差，故D错误；故选D （2）根据表中数据可知，第三次形变量2.9cm； （3）描点连线，就能得到F-x图像 （4）如图所示，根据F=kx 可知图中直线的斜率大小表示弹簧的劲度系数，解得k=2.5-0/0.05=50N/m (5) 根据F=k(L-L0),F-l图像的横轴截距表示弹簧的原长，由图可知，a的原长比b的短，故A正确； BC．a图像的斜率比b的大，则a的劲度系数比b的大，故B错误，C正确； D．测得弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。 故选AC。 13【详解】（1）探究两个互成角度的力的合成规律实验需要刻度尺确定力的方向和作图。 故选B。 （2）A．测力计若直接钩住小圆环进行实验，会在确定力的方向时出现误差，故A错误； B．实验过程中，弹簧测力计与木板保持平行即可，故B错误； C．实验过程中用一个弹簧测力计的作用效果替代两个弹簧测力计作用效果，只需同一次实验“结点”的位置相同即可，但完成后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同，故C正确； D．画平行四边形时，夹角大的话画出的平行四边形会准确些，但不是要求夹角尽量大，故D错误。 故选C。 （3）弹簧测力计的最小分度为0.2 N，根据指针位置可以确定拉力为0.7 N。 （4）根据平行四边形定则得出下图 由图可知合力大小约为3.16 N。 14【详解】根据题意对S受力分析如图 正交分解可知所以有 对P受力分析如图 则有解得 15【详解】 （1） 圆环静止处于平衡状态，在竖直方向，由平衡条件得：mg=Tcosα 代入数据解得，绳子拉力大小：T=5N （2） 物块M静止处于平衡状态，由平衡条件得： 水平方向：Tsinβ=f 竖直方向：Tcosβ+FN=Mg 代入数据解得：FN=22N，f=4N （3） m、M大小可调，以圆环为研究对象，可知绳子的拉力大小T= mg cosα 对物块M，由平衡条件得： 竖直方向：Tcosβ+FN=Mg 水平方向：f=Tsinβ 系统保持静止，则f≤fmax=μFN 解得： mgsinβ cosα≤μ（Mg- mgcosβ cosα） 代入数据解得： ≤ 16 【详解】（1）对物块受力分析，受重力、支持力、弹簧拉力和摩擦力作用，如下图所示 由于长木板恰好做匀速直线运动时，物块相对于地面静止。所以 f=F弹cos37° 又 f=μ1FN=μ1（mg-F弹sin37°），F弹=kx=k（L1-L0） 联立解得 μ1=0.8 （2） 对长木板受力分析，受重力Mg、支持力FN'、物块的压力F压、拉力F、物块的摩擦力f′和地面的摩擦力f1作用，如图 由于对长木板施加水平向左的拉力F=20N，长木板恰好做匀速直线运动，所以 F=f1+f' 由牛顿第三定律可知 f′=f 地面对长木板的摩擦力 f1=μ2（Mg+F压） 由牛顿第三定律可知 F压=FN=mg-F弹sin37° 联立解得 μ2=0.2 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$