安徽省合肥市2025-2026学年高一上学期物理寒假作业：相互作用——力

安徽省合肥市2025~2026学年高一上学期物理寒假作业 相互作用——力 姓名：___________班级：___________考号：___________ 满分：100分 时间：75分钟 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。 1．如图所示，天花板上有位于同一水平直线的三个固定点，且，吊灯上端有同一水平直线上的三个固定点，且。已知点在点正下方，且的距离始终保持不变，分别用两根轻绳悬挂吊灯，下列四种悬挂方式中，单侧轻绳弹力最大的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，某同学乘坐公交车出行，手中握有一个竖直的瓶子，当公交车路过颠簸路面时，他下意识地握紧瓶子，瓶子相对于手未滑动。则握紧瓶子时（　　） A．增大了手与瓶子间的摩擦力 B．增大了手与瓶子间的最大静摩擦力 C．增大了手与瓶子间的动摩擦因数 D．手对瓶子的摩擦力大于瓶子的重力 3．平衡术对人的观察能力和动手能力要求较高，极其锻炼人的耐心。小强同学在海边堆放了一些石块，如图所示，不计空气作用力，下列说法正确的是（　　） A．最上面的石块D一定只受两个力作用 B．心形石块E一定不受摩擦力作用 C．石块C一定受到6个力的作用 D．石块B对石块A的作用力方向一定竖直向上 4．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． 5．在粗糙的水平地面上放置一个物块，通过跨过轻质定滑轮的细绳连接一个小球。现施加一个水平力缓慢拉动小球，使得连接的细绳由竖直状态至物块刚好被拉动。已知小球的重力为，物块与水平地面间的最大静摩擦力为，忽略滑轮与细绳及转轴间的摩擦。以下说法正确的是（　　） A．在物块恰好滑动时，细绳与竖直方向的夹角为60° B．在物块滑动前，水平拉力逐渐变大 C．在物块滑动前，所受的摩擦力不变 D．在物块恰好滑动时，轻绳对滑轮的作用力为 6．如图所示，半径为的圆环竖直放置，长度为的不可伸长的轻绳OA、OB一端固定在圆环上，另一端在圆心O处连接并悬挂一质量为的重物，初始时绳处于水平状态。现把圆环沿地面向右缓慢转动，在绳转动过程中，下列说法正确的是（　　） A．OA绳的拉力一直增大，OB绳的拉力一直减小 B．OA绳的拉力先增大再减小，OB绳的拉力先减小再增大 C．转过时，OA绳拉力为，绳拉力为 D．转过时，OA绳拉力为，绳拉力为 7．如图所示，上表面光滑的半圆柱体静止在粗糙水平面上，小球A通过滑轮P用细线悬挂在空中，细线一端固定在点，另一端跨过滑轮连接一弹簧，弹簧下端与放置在半圆柱体上的小球B相连，两球均处于静止状态。已知球B质量为m，小滑轮用轻杆固定在半圆柱体圆心的正上方，与竖直方向成角，长度与半圆柱体半径相等，与竖直方向成角，细线、滑轮、弹簧质量可忽略不计，下列叙述正确的是（  ） A．半圆柱体对球B的支持力大小为 B．地面对半圆柱体的摩擦力大小为 C．杆对滑轮的作用力大小为 D．球A质量为 8．如图所示，足够长的固定斜面倾角为30°，质量为m的滑块在拉力F的作用下沿斜面向下做匀速直线运动。已知滑块与斜面之间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，为了使拉力F最小，下列说法正确的是（　　） A．拉力F应竖直向上 B．拉力F应沿着水平方向 C．拉力F应垂直于斜面向上 D．拉力F的最小值一定小于0.1mg 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．如图所示，有“中国天眼”之称的射电望远镜可视为开口向上的球面，一个机器人（视为质点）沿着球面内侧缓慢从点爬到点，机器人（　　） A．在点受到支持力与重力是一对平衡力 B．在点受到球面的合力方向在竖直方向上 C．在点受到的摩擦力小于在点的摩擦力 D．在点受到的支持力小于在点的支持力 10．如图所示，一表面光滑的半球形物体固定在水平面上，一光滑小环D固定在半球形物体球心的正上方，一轻绳穿过小环D一端与放在半球形物体上的小球P相连，另一端与一轻弹簧连接，用手拿住弹簧的另一端A，始终水平。现手拿着弹簧端向右缓慢移动一段距离（小球P未到达半球最高点），在此过程中，下列说法正确的是（    ） A．弹簧形变量减小 B．弹簧形变量增大 C．半球形物体对小球P的支持力大小不变 D．半球形物体对地面的压力逐渐变小 三、非选择题：本题共5小题，共58分。考生根据要求作答 11．（6分）某同学在实验室里拿出一根弹簧利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与弹簧伸长量的关系”的实验。 (1)关于本实验，下列说法正确的是___________； A．悬挂钩码后立即读数 B．钩码的数量可以任意增减 C．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 D．用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 (2)根据实验数据作出弹力与弹簧伸长量之间的关系图像如图乙所示，可知弹簧的劲度系数 ； (3)该同学在弹簧竖直悬挂测出其自然长度的情况下得到的弹力与弹簧伸长量图线用实线表示；另一同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂完成实验，得到的弹力与弹簧伸长量图线用虚线表示。下列各图的图线最符合实际的是___________。 A． B． C． D． 12．（10分）某实验小组的同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验． （1）关于该实验，下列说法错误的是 ．（填正确答案标号） A．实验采取的研究方法是等效替代法 B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行 C．两个弹簧测力计拉力的夹角越大越好 D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 （2）江同学的实验结果如图甲所示．在、、F、四个力中，其中力 不是由弹簧测力计直接测得的。 （3）李同学用如图乙所示的装置来做实验．从OB水平开始，保持弹簧测力计A和B细线的夹角不变，使弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直．在此过程中，弹簧测力计A的示数 ，弹簧测力计B的示数 。（均选填“不断减小”“不断增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”） 13．（12分）如图所示，轻绳的一端与氦气球连接，另一端与放在粗糙地面上的重物相连。由于水平风力作用，轻绳与竖直方向的夹角，重物保持静止不动。已知氦气球飘浮在空中，受到竖直向上的浮力大小，重物的质量，不计气球重力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，。求： (1)水平风力的大小、轻绳的拉力大小； (2)重物与地面间的动摩擦因数的最小值。 14．（14分）有一直角“V”形槽固定在水平面上，直角槽的棱BD与地面夹角，其截面如甲图所示，面与水平面间夹角为，有一质量为的正方体均匀木块放在槽内，木块与面间的动摩擦因数为，所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。木块与面间无摩擦。求： (1)面对木块的支持力； (2)现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽运动，木块受到的滑动摩擦力大小； (3)若将“V”形槽截面图保持不变（即正视图如甲图），另一端抬高，使棱BD与地面夹角成（如图乙），小木块是否能静止在斜面上？若能静止求木块受到的静摩擦力大小；若不静止求木块受到的滑动摩擦力大小。 15．（16分）如图甲所示，半圆柱体A、圆柱体B及木块C放在水平地面上，B与A、C刚好接触并处于静止状态。现使木块C水平向左缓慢移动，直到B恰好运动到A的顶端，在此过程中A始终保持静止。已知，，A、B的半径均为R，忽略A、B、C之间的摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 (1)C向左缓慢移动的过程中，求B、C之间弹力的最大值； (2)若要保证A始终静止，求A与地面之间的最小动摩擦因数； (3)当A、B圆心的连线与地面的夹角为53°时，将木块C固定。 ①求地面对A的摩擦力和支持力大小之比； ②如图乙所示，用一沿半径且竖直向下的力F推圆柱体B，无论F多大，都不会使半圆柱A移动，求A与地面之间的最小动摩擦因数。 《高一上学期物理寒假作业：相互作用——力》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D C B A C D BC AC 1．B 【详解】设轻绳与竖直方向夹角为，则有 则 B选项轻绳与竖直方向夹角最大，则单侧轻绳弹力最大。故选B。 2．B 【详解】ABD．握紧瓶子时，手对瓶子压力增大，瓶子相对于手未滑动，则瓶子受到的摩擦力不变，仍与重力平衡，当压力增大时，手与瓶子间的最大静摩擦力增大，故AD错误，B正确； C．动摩擦因数跟接触面的材料，粗糙程度有关，与正压力无关，故握紧瓶子时，手与瓶子间的动摩擦因数不变，故C错误。故选B。 3．D 【详解】AB．因为不知道接触面是否水平，所以最上面的石块D可能受摩擦力作用，心形石块E也有可能受摩擦力作用，故AB错误； C．石块C最多受到重力，左右两边石块对它的两个摩擦力，两个弹力，共5个力的作用，故C错误； D．石块A、B的接触面水平，把石块A及其上面的石块看作整体，根据二力平衡条件可知，石块B对石块A的作用力方向一定竖直向上，故D正确。故选D。 4．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。 5．B 【详解】A．当绳子拉力与的最大静摩擦力相等时，物块恰好滑动，此时，由于B的重力，则有 解得，故A错误； BC．以小球为研究对象画出受力示意图，如图甲所示 物块滑动前，根据图示法可得当角度增大时，水平拉力逐渐变大，细绳拉力增大，所受的摩擦力也增大，故B正确，C错误； D．当物块恰好滑动时，滑轮的受力如图乙所示 几何关系可知，此时滑轮两侧绳子间夹角为，则轻绳对滑轮的作用力为，故D错误。故选B。 6．A 【详解】AB．对圆心O与重物整体进行分析，如图所示 根据正弦定理有 在绳转动过程中，根据几何关系可知，由30°增大至90°，由90°减小至30°，可知，增大，减小，即OA绳的拉力一直增大，OB绳的拉力一直减小，故A正确，B错误； CD．根据几何关系可知，转过时有， 结合上述解得， 即转过时，OA绳拉力为，绳拉力为，故CD错误。故选A。 7．C 【详解】AD．对小球B分析，受拉力、重力、支持力处于平衡状态，根据几何关系和平衡条件可得== 对小球A分析，根据竖直方向平衡条件可得 联立可得，A错误，D错误； B．对小球B分析，圆柱体对B的支持力大小 方向与竖直方向夹角为30°，则根据牛顿第三定律，B对圆柱体压力 对圆柱体分析，根据水平方向的平衡条件可得 解得，故B错误； C．对滑轮分析，根据平衡条件，两绳对滑轮的作用力合力（两力大小相等且垂直，则合力为）与杆对滑轮作用力大小相等，则杆对滑轮作用力大小 ，故C正确；故选C。 8．D 【详解】D．为了使拉力F最小，设拉力F与斜面的夹角为，对滑块受力分析，根据平衡条件有 变形得 根据数学知识可得 可知当时拉力F有最小值，即，故D正确； ABC．当时拉力F有最小值，则有 则，故ABC错误。故选D。 9．BC 【详解】A．一对平衡力应该是大小相等，方向相反，作用在同一物体上的两个力，而重力竖直向下，在点受到的支持力朝左上方指向球心，故A错误； B．机器人受到三个力，根据三力平衡可得在点受到球面的合力与重力大小相等，方向相反，重力竖直向下，则在点受到球面的合力竖直向上，故B正确； CD．设球面一点切线与水平方向夹角为，则由平衡条件，摩擦力 支持力 点的更小，则在点受到的摩擦力小于在点的摩擦力，在点受到的支持力大于在点的支持力，故C正确，D错误。故选BC。 10．AC 【详解】ABC．以小球为研究对象，分析小球受力情况，受重力G，细线的拉力T和半球形物体的支持力N，作出N、T的合力F，如图 由平衡条件得知F = G 由△NFP∽△PDO得 联立可得， 由题意，缓慢地将小球从初始位置拉到半球最高点之前的过程中，DO、PO（即半径）不变，PD长度变小，可见T变小，N的大小不变。即弹簧的长度变短，弹簧的示数变小。由牛顿第三定律知半球形物体对小球的支持力与小球对半球形物体的压力大小始终相等，方向虽然变了但大小始终没变，因此小球对半球形物体的压力也不变，故AC正确、B错误； D．对半球形物体受力分析，设小球对半球形物体的压力与水平方向夹角为，由平衡条件可知 其中N′大小不变，小球沿半球形物体表面上移，变大，可知地面对半球形物体的支持力FN增大，故D错误。故选AC。 11．(6分) (1)C (2)25 (3)A 【详解】（1）A．悬挂钩码后，应等示数稳定后再读数，故A错误； B．应在弹簧的弹性限度范围内进行测量，所挂钩码重力不能超过弹性限度，钩码的数量不可以任意增减，故B错误； C．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，故C正确； D．弹簧的伸长量等于用刻度尺测得的弹簧的长度减去弹簧的原长，故D错误。故选C。 （2）由胡克定律有，可知弹簧的劲度系数 （3）弹簧竖直悬挂时，弹簧在自身重力作用下要伸长，即竖直悬挂时弹簧的原长比水平放置在桌面上所测原长要长，即还未挂钩码弹簧就有了一定的伸长量，图线应与横轴交于正半轴，两种情况下弹簧的劲度系数相同，两图线平行。故选A。 12．(10分) C (2分) F (62分) 不断减小 (3分) 不断减小 (3分) 【详解】（1）[1]A．本试验中用两个弹簧测力计拉一根橡皮条的作用效果与一个弹簧测力计拉橡皮条的作用效果相同（都拉到O点），因此实验采取的研究方法是等效替代法，A正确； B．为了减少实验误差，弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行，B正确； C．为了减少实验误差，两个弹簧测力计拉力的夹角不易过大也不易过小，C错误； D．为了标记拉力的方向准确，拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，D正确。故错误的选C。 （2）[2]F1和F2通过平行四边形定则做出的合力F不是由弹簧测力计直接测得的。 （3）[3][4]对O点进行受力分析，做出弹簧测力计拉力TA与TB的合力T大小为Mg，如图所示，设TA与竖直方向夹角为α，TB与竖直方向夹角为β，TA与TB所夹的锐角为θ，根据正弦定理可知 当弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直的过程中，角θ保持不变，因此上式中比值不变，β为钝角且不断增加，可得弹簧测力计A的拉力TA不断减小，α为锐角且不断减小，因此弹簧测力计B的拉力TB不断减小。 13．(12分) (1)6N,10N (2)0.3 【详解】（1）对气球受力分析，将沿水平方向和竖直方向分解，如图所示 根据平衡条件，水平方向 竖直方向 联立可得， （2）重物受到地面的支持力 由牛顿第三定律得重物对地面的压力 根据平衡条件，地面对重物的摩擦力与风力大小相等方向相反 解得动摩擦因数最小为 14．(14分) (1)，方向垂直面斜向上 (2) (3)不能静止，滑动摩擦力为 【详解】（1）重力按照实际作用效果正交分解，如下图所示。面对木块的支持力大小为 方向垂直面斜向上。 （2）由上一问分析可得木块对面的压力大小为 则滑动摩擦力大小为 （3）根据题意可知，重力分力沿斜面向下为，重力分力垂直斜面为； 则对边压力为 则最大静摩擦为 故小木块不能静止在斜面上。 15．(16分) (1) (2) (3)①；② 【详解】（1）设A、B圆心连线与水平夹角为，对B受力分析如图所示 对B由受力分析可知 当最小时，即B刚离开地面时，此时最大。解得 （2）对A、B整体分析如图所示，B刚离开地面时，A最容易滑动 由A、B整体受力可知 由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，静摩擦力 解得。即A与地面之间的最小动摩擦因数： （3）[1] 对A、B整体受力分析可知 对B受力分析可知 ， [2] 对B受力分析可得 对A、B整体受力分析可知 ，联立可得 解得。由数学知识当时，最小。 解得。即最小动摩擦因数 1 1 学科网（北京）股份有限公司 $