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——力 单元测试 2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册 学校： 班级： 姓名： 学号： 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.滑板是深受年轻朋友追捧的极限运动。如图，当人站在水平滑板上运动时，下列说法正确的是（ 　） A.人只受到重力的作用 B.人对滑板的压力就是人的重力 C.人在滑板上跳起做动作时不受到重力的作用 D.人在滑板上跳起做动作时重心不一定在人身上 2.如图为有机玻璃微小形变的示意图，竖直的三角形有机玻璃P压在水平的平板玻璃Q上，发生形变，当特殊的光通过有机玻璃不同部位时，产生的花纹发生变化。下列说法正确的是（ 　） A.P对Q的压力大小等于Q对P的支持力大小 B.P对Q的压力与Q对P的支持力是一对平衡力 C.由于Q发生了形变，所以P才对Q有压力作用 D.由于P发生了形变，所以Q才对P有支持力作用 3.如图所示，大一新生在头顶矿泉水瓶进行站军姿训练。若大学生和矿泉水瓶都静止不动，下列说法正确的是（ 　） A.矿泉水瓶对大学生头部压力的施力物体是地球 B.矿泉水瓶受到的重力与大学生头部对矿泉水瓶的支持力是作用力与反作用力 C.矿泉水瓶对大学生头部的压力与大学生头部对矿泉水瓶的支持力是一对平衡力 D.矿泉水瓶对大学生头部的压力是由于矿泉水瓶发生了弹性形变 4.如图是位于运载火箭顶部的逃逸塔，塔身外侧对称分布着四个喷口朝向斜下方的逃逸主发动机。每个主发动机产生的推力大小为F，其方向与逃逸塔身夹角为θ，四个主发动机同时工作时，逃逸塔获得的推力大小为（ 　） A.4F B.4Fsin θ C.4Fcos θ D.Fsin θ 5.如图甲所示为明朝宋应星所著《天工开物》中用重物测量弓弦张力的“试弓定力”插图。示意图如图乙所示，在弓的中点悬挂质量为M的重物，弓的质量为m，弦的质量忽略不计，悬挂点为弦的中点，张角为θ，当地重力加速度大小为g，则弦的张力为（ 　） A. B. C. D. 6.用轻弹簧竖直悬挂质量为2m的物体，静止时弹簧的伸长量为L；现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L，斜面倾角为30°，如图所示。则物体所受摩擦力（ 　） A.等于零B.大小为mg，方向沿斜面向下 C.大小为mg，方向沿斜面向上D.大小为mg，方向沿斜面向上 7.如图甲所示为自动炒菜机，电动铲子可以推动炒菜。将炒菜原理简化为如图乙所示模型，内壁光滑的半球形容器开口向上固定在水平面上，一个大小可忽略的球形肉丸放在容器的底部，竖直光滑电动铲子与其接触，电动铲子的上端刚好与圆心O重合，将电动铲子保持竖直缓慢向右推，直至肉丸接近容器口的P点，挡板对肉丸的作用力大小为F，内壁对肉丸的弹力大小为N。则推动肉丸的过程中（ 　） A.F不断增大B.N不断减小 C.F先增大后减小D.N先增大后减小 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8.用一轻绳将小球P系于光滑竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图所示。P、Q均处于静止状态，下列说法正确的是（ 　） A.若绳子变短，Q受到的静摩擦力将不变 B.小球P受4个力的作用 C.物块Q受到3个力的作用 D.P受到的静摩擦力方向竖直向上 9.如图甲所示，重为20 N的木块静止放在水平桌面上，给木块施加一随时间逐渐增大的水平拉力F，传感器描绘出木块与桌面之间摩擦力Ff随着时间变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是（ 　） A.当拉力F增大到10 N时，木块仍然静止 B.当拉力F增大到10 N时，木块已经运动 C.当拉力F增大到15 N时，摩擦力Ff大小仍为10 N D.木块与水平桌面间的动摩擦因数为0.5 10.如图，P、Q两物体均重10 N，各接触面的动摩擦因数μ＝0.3，现在对物体Q施加一向右的水平拉力F＝4 N，则（ 　） A.物体P与物体Q一起向右运动 B.物体P静止不动，物体Q向右运动 C.地面对物体P施加水平向左4 N的静摩擦力 D.无论如何加大对物体Q的水平拉力F，物体P都不会向右运动 三、非选择题（共5小题，共54分） 11.（6分）某同学用如图甲所示装置做“探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。 （1）安装实验装置时，刻度尺竖直放置，刻度尺的零刻度应与弹簧的上端对齐；不挂钩码时指针所指刻度尺的刻度值记为L0。 （2）悬挂钩码并改变钩码的个数，每次悬挂钩码的重力作为弹簧的弹力F，对应的指针所指的刻度值记为L，则弹簧的伸长量x＝ （用L0、L表示），根据记录的多组数据F及x，在直角坐标系中描点作出的F－x图像如图乙所示，根据图像求得弹簧的劲度系数为k＝ N/m（结果保留3位有效数字）。 （3）继续增加悬挂钩码的个数，根据测得的数据继续描点作F－x图像，发现图像出现了弯曲，原因是 。 12.（6分）利用如图甲所示的装置，完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。图乙中，F表示由平行四边形定则作图得到的合力，F'表示由一只测力计将两细线的结点拉到O点时的力。 （1）本实验采用的科学方法是 （选填“A”或“B”，下同）。 A.等效替代法 B.理想实验法 （2）实验时两细线与木板平面 保持平行。 A.必须 B.不必 （3）如果没有操作失误，图乙的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是 。 A.F B.F' 13.（12分）如图所示，斜面静止于水平地面上，光滑的A球分别与斜面和竖直墙面接触，且处于静止状态，已知球A和斜面的质量均为m，斜面的倾角为θ，重力加速度大小为g。求： （1）斜面对A球的支持力大小； （2）地面对斜面的支持力和摩擦力的大小。 14.（14分）随着城市发展，玻璃幕墙受到越来越多人的青睐，但外玻璃的清洁是困扰人们的问题。如图甲所示的是一种自动擦玻璃工具，质量为m的外擦子在内擦子的带动作用下，通电后自动完成擦拭外玻璃任务。已知外擦子沿竖直向上以速度v0做匀速直线运动时，内擦子对外擦子的作用力沿与竖直方向成θ角斜向右上，外擦子与玻璃之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。回答下列问题： （1）内擦子对外擦子的作用力F的大小是多少？ （2）工具沿竖直向上匀速擦玻璃过程中，若突遇断电且断电后内外擦子间作用力瞬间消失，且擦子所在处离玻璃上端足够远，求断电后外擦子能上升的最大高度是多少？ 15.（16分） 如图所示，倾角θ＝37°的粗糙斜面固定在水平地面上，一质量m＝1 kg的小滑块在斜面上恰好能匀速下滑（重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。 （1）求小滑块与斜面之间的动摩擦因数μ； （2）若给小滑块施加一平行于斜面向上的推力F1，小滑块也能沿斜面匀速向上滑动，求推力F1的大小。 （3）将推力方向改为水平向右，要使小滑块仍沿斜面匀速上滑，求该情形中推力F2的大小约为多少（结果保留三位有效数字）。 参考答案 1.D　解析：竖直方向人受到重力，滑板的支持力，故A错误；人对滑板的压力是人对滑板的力，人的重力是地球对人的力，二者不是同一个力，故B错误；人在滑板上跳起做动作时仍受到重力的作用，故C错误；重心可能在物体上，也可能在物体外，与物体的形状有关，人在滑板上跳起做动作时重心不一定在人身上，故D正确。 2.A　解析：P对Q的压力与Q对P的支持力是一对相互作用力，由牛顿第三定律可得，P对Q的压力大小等于Q对P的支持力大小，故B错误，A正确；根据弹力产生条件可知，由于Q发生了形变，则Q对P有支持力作用，由于P发生了形变，则P对Q有压力，故C、D错误。 3.D　解析：矿泉水瓶对大学生头部压力的施力物体是矿泉水瓶，故A错误；矿泉水瓶受到的重力与大学生头部对矿泉水瓶的支持力是一对平衡力，故B错误；矿泉水瓶对大学生头部的压力与大学生头部对矿泉水瓶的支持力是一对相互作用力，故C错误；矿泉水瓶对大学生头部的压力属于弹力，是由于矿泉水瓶发生了弹性形变产生的，故D正确。 4.C　解析：每个主发动机工作时，沿竖直方向的推力为Fcos θ，则四个主发动机同时工作时，逃逸塔获得的推力大小F推＝4Fcos θ，故选C。 5.A　解析：如图所示，对弓和重物整体受力分析， 可得T＝，故选A。 6.B　解析：弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件，有2mg＝kL；物体放在斜面上时，再次对物体受力分析，设摩擦力的方向向上，则受力分析如图。根据共点力平衡条件，有F'＋f－2mgsin 30°＝0，其中F'＝kL。由以上公式解得f＝－mg，负号表示摩擦力的方向与所设方向相反，应沿斜面向下。故ACD错误，B正确。故选B。 7.A　解析：对肉丸受力分析，如图所示，若将挡板缓慢水平向右推的过程中，θ角由0度增大到90°，由平衡条件可得F＝mgtan θ，N＝，则F不断增大，N不断增大。故选A。 8.AB　解析：Q处于静止状态，可知其受到的静摩擦力与自身重力平衡，所以绳子变短，Q受到的静摩擦力将不变，故A正确；小球P受4个力的作用，分别是自身重力、绳子拉力、Q提供的弹力和静摩擦力，故B正确；物块Q受到4个力的作用，分别是自身重力、墙面的弹力、P的压力和静摩擦力，故C错误；根据A选项分析可知，Q所受静摩擦力竖直向上，根据力的相互性，P受到的静摩擦力方向竖直向下，故D错误。 9.ACD　解析：由题图可知，当拉力F增大到10 N时，木块受静摩擦力，根据受力平衡可知，摩擦力大小为10 N，此时木块仍处于静止状态，当拉力F增大到12 N时，木块受最大静摩擦力，当拉力F超过12 N后，木块开始运动，受的滑动摩擦力大小为10 N，故A、C正确，B错误；滑动摩擦力大小为10 N，动摩擦因数μ＝＝＝0.5，故D正确。 10.BD　解析：由题意可得，P物体相对于地面滑动时的最大静摩擦力fPmax＝μ·2G＝0.3×20 N＝6 N，Q相对P的最大静摩擦力fPQmax＝μG＝0.3×10 N＝3 N，因为F＞fPQmax，fPQmax＜fPmax，所以物体P静止不动，物体Q向右运动，A错误，B正确。对物体P受力分析，受到Q对P水平向右的摩擦力fQP＝μG＝0.3×10 N＝3 N，因为物体P静止不动，由平衡条件可得，地面对物体P施加水平向左的静摩擦力，大小fP＝fQP＝3 N，C错误。由上述分析可知，当F＜3 N时，P、Q均静止；当F≥3 N时，Q向右运动，P相对于地面静止不动，所以无论如何加大对物体Q的水平拉力F，物体P都不会向右运动，D正确。 11.解析：（2）弹簧的伸长量x＝L－L0， 该弹簧的劲度系数为k＝＝200 N/m。 （3）图像出现了弯曲，原因是弹簧超出了弹性限度。 答案：（2）L－L0　200　（3）弹簧超出了弹性限度 12.解析：（1）本实验采用的科学方法是等效替代法，故选A。 （2）弹簧测力计、细线和橡皮筋都应与木板平行，从而在同一平面内验证平行四边形定则，故选A。 （3）F是用平行四边形定则作出的合力，是理论值，F'是实验值，则F与F'两力中方向一定沿AO方向的是F'，故选B。 答案：（1）A　（2）A　（3）B 13.解析：（1）对球A受力分析得斜面对A球的支持力FN＝，墙壁对球的作用力F墙＝mgtan θ。 （2）将球A和斜面看作整体，地面对斜面的支持力F'N＝G总＝2mg，摩擦力f＝F墙＝mgtan θ。 答案：（1）　（2）2mg　mgtan θ 14.解析：（1）对外擦子，根据平衡条件得Fcos θ＝mg＋f，Fsin θ＝FN，f＝μFN， 联立解得F＝。 （2）断电后内外擦子间作用力瞬间消失，则外擦子不再受摩擦力作用，将做竖直上抛运动，根据＝2gh，断电后外擦子能上升的最大高度h＝。 答案：（1）　（2） 15.解析：（1）根据平衡条件得mgsin θ＝μmgcos θ，解得μ＝0.75。 （2）根据平衡条件得mgsin θ＋μmgcos θ＝F1，代入数据解得F1＝12 N。 （3）推力方向水平向右，要使小滑块沿斜面匀速上滑，对小滑块受力分析如图所示， 垂直于斜面方向：N＝mgcos θ＋F2sin θ， 平行于斜面方向：mgsin θ＋f＝F2cos θ， 又f＝μN，联立解得F2≈34.3 N。 答案：（1）0.75　（2）12 N　（3）34.3 N 学科网（北京）股份有限公司 $$