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

2025- -2026学年物理人教版必修第一册 第三章相互作用-力单元检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．大人跟小孩掰手腕并取得胜利。关于该活动，下列说法正确的是（　　） A．大人对小孩的作用力大于小孩对大人的作用力 B．大人对小孩的作用力是由于小孩的手发生了形变产生的 C．大人对小孩的作用力和小孩对大人的作用力是同种性质的力 D．大人对小孩的作用力和小孩对大人的作用力大小相等，是一对平衡力 2．某同学静止悬挂在单杠上，在下列选项中双臂用力最小的是（    ） A． B． C． D． 3．无动力帆船在水上航行时，风对船帆的作用力是其主要的动力来源。如图所示，当帆船逆风时，船员通过调整船帆的位置使帆船沿“之”字形路线“顶风逆行”，这一操作显得颇为神奇。若风以一定角度吹向帆面时会对帆面产生一个垂直于帆面的作用力，则下列船帆位置可以实现“顶风逆行”的是（　　） A． B． C． D． 4．、为两个分力，F为与的合力，则在下面四个矢量三角形中，正确描述三个力关系的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，一光滑球静止在木板与竖直墙面之间。墙面和木板对球的弹力大小分别记为和。木板绕水平轴（过点）从图示位置缓慢转到水平的过程中，下列说法正确的是（　　） A．始终减小，始终增大 B．始终减小，始终减小 C．先增大后减小，始终减小 D．先增大后减小，先减小后增大 6．如图所示，一个小球套在竖直放置的半径为的光滑圆环上，一根自然长度为劲度系数为的轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点处，小球在点处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角。已知，，圆环对小球的作用力大小为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有、两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态。现将两环距离变大后，书本仍处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．横杆对环的支持力变大 B．横杆对环的摩擦力变小 C．与环相连的细绳对书本的拉力变大 D．横杆对环的支持力与环对横杆的压力是一对平衡力 8．如图所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA=30°，下列说法正确的是（　　） A．图中OA细绳的拉力为mg B．图中OA细绳的拉力为2mg C．图中轻杆受到的弹力为mg D．图中轻杆受到的弹力为 9．如图所示，半径为的半圆柱体P静止在水平地面上，静止于P上的光滑小圆柱体Q质量为，半径为，此时竖直挡板恰好与P、Q相切，图中P、Q圆心连线与水平方向夹角，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．Q受到半圆柱P的弹力为 B．Q受到挡板的弹力为 C．若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时，Q受到P的弹力变小 D．若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时，P受到地面的摩擦力变大 10．如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的上表面光滑的斜面体上，小球的质量，斜面体的倾角，细绳与竖直方向的夹角，斜面体的质量，置于粗糙水平面上，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（　　） A．细绳拉力的大小为 B．斜面体对小球支持力的大小为 C．要保持斜面体静止，地面与斜面体之间的动摩擦因数至少为 D．将斜面体向左缓慢推动，细绳拉力先增大后减小 二、实验题 11．某同学用图甲装置探究弹簧弹力与形变量的关系。 (1)测量弹簧原长时，需要将弹簧竖直悬挂在铁架台的横杆上，而不是将弹簧静置于水平地面上，主要目的是（    ） A．减小弹簧自重的影响 B．减小地面摩擦的影响 (2)竖直固定刻度尺，使其零刻线与弹簧上端在同一条水平线上。挂钩码前，弹簧下端对应刻度尺读数为；挂钩码后，弹簧下端对应刻度尺读数为。则弹簧的形变量 （请用题中字母表示） (3)在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下的形变量（弹簧弹力等于钩码的重力）。以弹簧的弹力为纵轴、弹簧的形变量为横轴建立直角坐标系，经过描点，做出-图像，如图乙所示。由图像可知弹簧的劲度系数为 （结果保留四位有效数字）。 12．某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中为固定橡皮条的图钉，为标记出的小圆环的位置，和为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。 (1)本实验主要采用的科学方法是______。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．建立物理模型法 (2)图乙中的力和力，一定沿橡皮条方向的是 （选填“F”或“”）。 (3)实验中与的夹角为，保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，和的大小将______。 A．一直增大，一直增大 B．先减小后增大，一直增大 C．一直增大，一直减小 D．一直增大，先减小后增大 三、解答题 13．如图所示，质量为的物体用两根细线悬挂在两竖直墙上，请根据以下两种情况分别求出OC和OB两根绳子所受拉力的大小，重力加速度大小。（，） (1)当OC水平，OB与竖直墙成时，如图甲所示； (2)当OC与竖直墙成，OB与竖直墙成时，如图乙所示。 14．如图甲所示，为一货车运输货物。由同种材料制成的半圆柱体A、B并排放在车厢，相互靠近并恰被牢牢固定，光滑圆柱体C静置其上，、为切点，、、为圆心。已知A、B、C密度相同且等长，半径之比。重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。 (1)当货车向左加速运动时，为使C不脱离A，求货车的加速度应满足的条件； (2)将货物卸下来放在粗糙水平面上，如图乙所示，AB并排放置（相互之间无挤压力），为使系统保持静止，求半圆柱体材料A、B与地面间动摩擦因数应满足的条件。（结果可用分数表示） 15．如图所示，两根完全相同的直木棍和相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径、质量的质量分布均匀的圆柱体恰好静止在木棍上，已知两木棍间距，与水平面的夹角，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（，，g取）。求： (1)直木棍与圆柱体间的动摩擦因数； (2)若用一大小为，方向沿圆柱体轴线向上的力作用于圆柱体上表面圆心处。求内圆柱体的位移x； (3)用一拉力作用于圆柱体上表面圆心处，该力沿过轴线的竖直平面斜向上，将圆柱体向上匀速拉动，该过程圆柱体始终和木棍充分接触，求的最小值及此时的方向。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C C B B C BD BD BC 1．C 【详解】A．大人对小孩的作用力和小孩对大人的作用力，属于作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知二者大小相等，A错误； B．大人对小孩的作用力是由于大人的手施加的力，是由大人手的形变产生， B错误； C．大人对小孩的作用力和小孩对大人的作用力均为弹力，属于同种性质的力，C正确； D．大人对小孩的作用力和小孩对大人的作用力是作用力与反作用力的关系，不是平衡力，D错误。 故选C。 2．B 【详解】设人的手臂与竖直方向的夹角为θ，则由平衡可知，当θ=0°时T最小。 故选B。 3．C 【详解】风会对帆面造成一个垂直于帆面的作用力，将作用力分解为沿着船体的分力和垂直于船体的分力，为实现“顶风逆行”， 沿着船体的分力必须与航向方向相同，如图所示 故选C。 4．C 【详解】根据力的三角形定则可知，在选项A中F与为分力，合力为；在选项B中F与为分力，合力为；在选项C中F1与F2为分力，合力为F；在选项D中与为分力，合力与F等大反向。只有C符合题意。 故C正确。 5．B 【详解】取小球为研究对象，小球受到重力G、墙面对球的弹力、木板对球的弹力三个力作用，如图所示 和的合力为，且，恒定不变，当木板绕水平轴（过点）从图示位置缓慢转到水平的过程中，和的变化如图所示，则和都减小。 故选B。 6．B 【详解】．弹簧与竖直方向的夹角φ=37°，由图可知，轻质弹簧的长度为L=2Rcosφ 解得 则小球所受弹簧弹力大小为F=kx=k（L-R），解得； 如图所示，以小球为研究对象，分析受力情况，由几何关系可知，N=mg 由图可知， 解得 故选B。 7．C 【详解】A．对两环和书本整体受力分析，竖直方向有 可知两环距离变大后，横杆对环的支持力不变，故A错误； BC．对书本受力分析，设细绳与横杆间的夹角为，竖直方向有 解得 对环受力分析，水平方向有 两环距离变大后，夹角变小，故横杆对环的摩擦力变大，与环相连的细绳对书本的拉力变大，故B错误，C正确； D．横杆对环的支持力与环对横杆的压力是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 8．BD 【详解】对结点O受力分析，如图所示 根据平衡条件可得， 故选BD。 9．BD 【详解】AB．对圆柱体Q受力分析，受到重力、挡板MN的支持力、P对Q的支持力，如图所示 根据平衡条件可得，，故A错误、B正确； C．若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时，则θ减小，根据，可知Q受到P的弹力FN2变大，C错误； D．对P、Q整体受力分析，受到重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力、地面对其向右的摩擦力，如图所示： 根据共点力平衡，可得Ff=FN1，即 MN保持竖直且缓慢向右移动过程，角度θ不断变小，故Ff变大，即P受到地面的摩擦力变大，故D正确。 故选BD。 10．BC 【详解】AB．如图所示，对小球受力分析，设绳子拉力为，斜面体对小球支持力为 水平方向平衡，有 得 竖直方向平衡 解得，故A错误，B正确； C．将小球和斜面体看成一个整体，由水平方向受力平衡可知，斜面体所受地面的静摩擦力 整体对地面的压力 则 解得，故C正确； D．小球受到重力mg、支持力及拉力F作用，由平衡推论可知，把三个力平移首尾依次相连，构成矢量三角形，当斜面向左运动的过程中，重力不变，支持力方向不变，如图所示 可知，不断增大， F先减小后增大，故D错误。 故选BC。 11．(1)A (2) (3)187.5 【详解】（1）实验需要将弹簧竖直悬挂在铁架台的横杆，此时弹簧在自身重力的作用下会被拉伸，如果使用水平地面测得的长度作为弹簧原长，会产生误差。 故选A。 （2）挂钩码前，弹簧的长度为；挂钩码后，弹簧被拉伸，长度为。 则弹簧的形变量 （3）图中可得时， 根据胡克定律得 12．(1)B (2)F (3)A 【详解】（1）本实验的原理是用一个力产生的作用效果与两个力产生的作用相同来进行等效替代。 故选B。 （2）用一个弹簧秤拉橡皮条时，力一定沿橡皮条AO方向，图中可以看出，F表示一个弹簧测力计表示的力，表示的是用平行四边形定则作出的两个力的合力，所以一定沿橡皮条AO方向的是F。 （3）保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，即与的合力不变，由力三角形法作图如下 可知、的大小一直在变大。 故选A。 13．(1)45N，75N (2)36N，48N 【详解】（1）对结点O受力分析：根据平衡条件可得,   解得, （2）对结点O受力分析：根据平衡条件可得,   解得, 14．(1) (2) 【详解】（1）三角形为直角三角形，设和连线与水平方向的夹角为，根据几何关系 则 分析C受力可知，货车加速度增大，A对C的支持力减小，当A对C的支持力减小到零时，C就脱离A，设C的质量为，根据牛顿第二定律有 解得 即 （2）对圆柱体C受力分析，由平衡条件， 解得， 设A的质量为，则 对圆柱体A受力分析，设受到地面支持力为，摩擦力为，根据平衡条件，竖直方向 水平方向 又因为 解得 设B的质量为，则 设和连线与水平方向的夹角为，根据几何关系 对圆柱体B受力分析，同理可得，竖直方向 水平方向 根据 解得 由于，则半圆柱体材料与地面间动摩擦因数需要满足。 15．(1) (2)，方向沿圆柱体轴线向上 (3)最小值为192N，方向在竖直平面内与轴线成角斜向上 【详解】（1）对圆柱体截面受力分析，如图所示 根据平衡条件可得， 又因为 联立解得 （2）将圆柱体上拉时，根据牛顿第二定律可得 解得 物体做匀加速运动，则有 解得 方向沿圆柱体轴线向上。 （3）以圆柱体轴线为x轴，竖直平面垂直轴线方向为y轴，建立平面直角坐标系，如图所示 根据平衡条件可得， 整理可得 由数学知识可得 其中， 解得最小值为 此时，即在竖直平面内与轴线成角斜向上。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $