第三章练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 人教版必修一第三章相互作用单元复习卷，以情境化命题融合物理观念与科学思维，通过生活实验、科技现象等真实情境考查弹力、摩擦力、力的合成与平衡等核心知识，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题|弹力产生、摩擦力影响因素、全反力方向|结合兰老师摩擦力实验（第2题）、科技馆双圆锥体现象（第6题），情境真实| |多选题|3题|共点力平衡、弹簧F-L图像、临界角分析|第10题通过斜面倾角变化考查临界平衡，体现科学推理| |实验题|2题|弹簧伸长量测量、验证力的平行四边形定则|第11题设计弹簧测质量实验，第12题创新角度刻度线装置，强化科学探究| |解答题|3题|尖劈受力分析、弹簧系统运动、圆筒平衡|第15题结合水泥圆筒匀速运动考查摩擦因数与最小拉力，综合应用物理观念|

人教版必修一第三章练习 满分100分，时间75分钟 一、单选题 1．如图所示，一个物体静止地放在台式弹簧秤上。关于物体对台秤的压力，下列说法正确的是（    ） A．是由于物体发生形变而产生的 B．是由于台秤发生形变而产生的 C．与物体所受重力是一对平衡力 D．与物体所受重力是一对相互作用力 2．兰老师在《摩擦力》新课教学时，为了情境化引入新课激发同学们的兴趣设计了一个小游戏：轻松翻动两本物理书的书页，让书页彼此交错穿插后平放在桌上（如图）。兰老师让大家推荐两个“大力士”把这两本书拉开，体育委员和篮球队长信心百倍走上讲台，兰老师给他们加一点难度把一盒粉笔压在书上，两男生使出洪荒之力也没拉开两本书。以下说法正确的是（　　） A．两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的万有引力 B．两本书的纸面越粗糙越容易被拉开 C．两本书没有被拉开是因为拉力小于书页之间的摩擦力 D．两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物体越重越难被拉开 3．如图所示，黑板（铁材料）竖直固定，小磁铁夹着一张纸吸附在黑板上，已知纸和磁铁的质量分别为、，开始纸和磁铁都静止。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，对纸施加不同的力。下列说法正确的是（　　） A．对纸施加竖直向上的力，纸未动，黑板对纸的摩擦力一定减小 B．对纸施加竖直向上的力，纸和磁铁一起向上匀速运动，纸受到的摩擦力的合力增大 C．对纸施加平行黑板方向的水平力，纸未动，黑板对纸的摩擦力可能不变 D．对纸施加竖直向下的力，只要拉力大于两侧滑动摩擦力之和，就能将纸抽出 4．如图所示，物块在动摩擦因数为μ的水平面上匀速滑动，其所受支持力和滑动摩擦力合力（全反力）的方向会保持不变，为使拉力F最小，F与水平方向的夹角θ应满足（     ） A． B． C． D． 5．射箭时，若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，其弓弦的拉力如图乙中和（其中）所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示。则图中的角应为（）（　　） A．37° B．53° C．74° D．106° 6．小木在参观科技馆时，发现将一个双圆锥体（两个圆锥底面对接在一起）轻放在倾斜轨道的下端，它会沿轨道向上滚去。下列说法正确的是（　　） A．双圆锥体向上滚动过程中支持力方向改变，且支持力变大 B．双圆锥体向上滚动是因为合力向上 C．双圆锥体对轨道的作用力是由于双圆锥体的形变产生的 D．双圆锥体的重心不在锥体上，且双圆锥体的重心是理想化模型 7．两根劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串联在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长，现用水平力作用在b弹簧的P端缓慢向右拉动弹簧，当水平外力的大小为F时，b弹簧的伸长量为L，则此时（　　） A．a弹簧产生的弹力为 B．a弹簧的伸长量为 C．P端向右移动的距离为 D．P端向右移动的距离为 二、多选题 8．如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡，其中大小为10N。如果绕作用点旋转力，而保持其余四个力大小、方向都不变，那么这五个力的合力的大小可能为（　　） A．25N B．21N C．16N D．6N 9．一轻质弹簧的弹力和长度的关系图线如图所示，根据图线可以确定（　　） A．弹簧的原长为 B．弹簧的劲度系数为 C．弹簧伸长时弹力大小为 D．弹簧伸长时弹力大小为 10．如图所示，质量为的物体，放在一固定的斜面上，当斜面倾角时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为的水平向右的恒力，物体可沿斜面向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现增大斜面倾角，当超过某一临界角时，不论水平恒力多大，都不能使物体沿斜面向上滑行。则（    ） A．物体与斜面间的动摩擦因数为 B．物体与斜面间的动摩擦因数为 C． D． 三、实验题 11．某同学想用一根弹簧测量某物块的质量，设计了如图甲所示的装置。轻弹簧的左端与固定在水平桌面上的挡板连接，挡板与桌子边沿的毫米刻度尺的零刻度线对齐。绕过桌子右端定滑轮的轻绳，一端连接轻弹簧右端，另一端悬吊若干个质量均为50g的钩码，滑轮与轻弹簧间的轻绳与桌面平行，弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在刻度尺上读出。 (1)不挂钩码时，指针指在图乙中所指的位置，则弹簧的原长________ (2)依次挂上1个、2个、3个个钩码进行多次实验，每次待稳定后，分别测出指针所指位置的刻度尺示数，求出每次实验弹簧的伸长量，其中________（结果用表示），作图像如图丙所示。 (3)根据图丙，撤去钩码，挂上待测物块，稳定时弹簧的伸长量为1.50cm，则物块的质量________g。 (4)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量与钩码个数n的关系图线，随着钩码个数的增加，图线偏离直线，造成这种现象的主要原因是________。 12．某实验小组用如图1所示装置进行“验证力的平行四边形定则”的实验，其中为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。 (1)本实验最主要采用的科学方法是_______（填选项前的字母）。 A．等效替代法 B．理想实验法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (2)对比与，若在误差范围内，它们大小相等，方向相同，即可验证平行四边形定则。其中____（填或者）一定沿着橡皮条的方向。 (3)同学接着进行了如图3所示的实验，一竖直木板上固定白纸，白纸上附有角度刻度线，弹簧测力计和连接细线系于点，其下端用细线挂一重物，使结点静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在白纸上记录细线的方向。则图中弹簧测力计的示数为_______。 (4)从水平开始，保持弹簧测力计和的夹角及点位置不变，使弹簧测力计和均顺时针缓慢转动至弹簧测力计水平，在这一过程中弹簧测力计和的读数变化情况是______（填选项前的字母）。 A．示数减小，示数增大 B．示数增大，示数减小 C．示数增大，示数先增大后减小 D．示数减小，示数先增大后减小 四、解答题 13．尖劈是人类最早发明并广泛使用的一种简单的工具。如图甲、乙所示，重力可忽略不计的直角三角形、等腰三角形尖劈在力F的作用下镶嵌在墙面内（不计墙壁与尖劈的摩擦），∠A＝90°，A＇B′＝B＇C′，角度已知。求： (1)AB边、BC边对墙壁的压力大小； (2)A＇B＇边对墙壁的压力大小。 14．如图所示，弹簧B两端与物体A、地面均保持连接。当弹簧C处于水平位置且右端在a点时刚好没有形变，此时物体A保持静止。不计滑轮的摩擦，将弹簧C的右端由a点水平拉到b点时，弹簧B弹力大小不变。已知弹簧B、C的劲度系数分别为k1、k2，物体A的质量为m。求： (1)物体A上升多少高度； (2)a、b两点间的距离。 15．两根完全相同的细直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径 质量的水泥圆筒恰好能在木棍上静止，已知两木棍间距 ，与水平面的夹角。（已知滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g取。）求： (1)水泥圆筒对AB直木棍的摩擦力的大小； (2)水泥圆筒与直木棍之间的动摩擦因数； (3)若拉动水泥圆筒沿直木棍匀速向上运动，所需最小拉力的大小。 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 《人教版必修一第三章练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D B A B C B CD ABD AC 1．A 【详解】AB．物体对台秤的压力是由于物体发生形变而产生的，A正确，B错误；     C．台秤对物体的支持力与物体所受重力是一对平衡力，C错误； D．物体对台秤的压力与台秤对物体的支持力是一对相互作用力，D错误。 故选A。 2．D 【详解】A．两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的摩擦力，本质是电磁相互作用，A错误； B．两本书的纸面越粗糙，最大静摩擦力越大，越难被拉开，B错误； C．两本书没有被拉开时，书保持静止，书受到的拉力与受到的摩擦力为一对平衡力，大小相等，方向相反，两本书没有被拉开是因为拉力小于书页之间的最大静摩擦力，C错误； D．两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物体越重，最大静摩擦力越大，越难被拉开，D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．若施加的力太大，黑板对纸的摩擦力可能反向，比原来的摩擦力更大，故A错误； B．没有施加力，纸受到的摩擦力的合力为 为纸与黑板的静摩擦力，为纸与磁铁的静摩擦力，施加后受到磁铁和黑板的摩擦力均向下，故摩擦力的合力 增大，故B正确； C．纸原来受到的黑板摩擦力为，设施加的水平力为，则纸受到的黑板的摩擦力 大于，故C错误； D．设纸受到向下的力为，磁铁与纸的摩擦力大小为，纸与黑板的摩擦力大小为，刚好将纸抽出，则对纸 对磁铁 解得 故D错误。 故选B。 4．A 【详解】物块受重力、拉力以及支持力和滑动摩擦力的合力（全反力）。由于滑动摩擦力 全反力与竖直方向的夹角满足 其方向保持不变。物块匀速滑动，处于平衡状态，重力、拉力和全反力三力平衡。在矢量三角形中，重力大小和方向确定，全反力方向确定，当拉力与全反力垂直时，最小。由几何关系可知，此时拉力与水平方向的夹角等于全反力与竖直方向的夹角，即 所以 故选A。 5．B 【详解】以箭与弓弦交点作为受力对象，根据图乙可知 由力的合成法则，得 则 解得 故选B。 6．C 【详解】A．支持力方向始终垂直于轨道接触面，轨道方向不变，因此支持力方向不变，故A错误； B．双圆锥向上滚动的本质是：倾斜轨道上端间距更大，双圆锥向上滚动时，其重心实际是下降的，重心整体加速度向下，合力不是向上，故B错误； C．双圆锥体对轨道的作用力是弹力，弹力的产生原因是施力物体发生弹性形变，双圆锥对轨道的作用力的施力物体是双圆锥，因此该力是双圆锥形变产生的，故C正确； D．均匀双圆锥的重心在对接底面的中心，位于双圆锥体上，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】AB．两根轻弹簧串联，弹力大小相等，则a弹簧产生的弹力为；根据胡克定律可得 其中，可得a弹簧的伸长量为，故A错误，B正确； CD．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即 故CD错误。 故选B。 8．CD 【详解】在五个共点力的作用下处于平衡，则其余四个共点力的合力与第五个力等大反向，把的方向旋转而保持其大小不变，则其余四个力的合力与这个力的合力范围为。 故选CD。 9．ABD 【详解】A．当弹力为零时，弹簧处于原长，结合题图可知原长为，故A正确； B．当弹簧的长度为时，弹力为，此时弹簧压缩量 根据胡克定律得，故B正确； CD．当弹簧伸长量时，根据胡克定律得，故C错误，D正确。 故选ABD。 10．AC 【详解】AB．斜面倾角为时，物体恰能匀速下滑，对物体进行受力分析，可知应满足 解得 故A正确，B错误； CD．当斜面倾角为临界角时，受力情况如图所示 由物体受力平衡的条件有 解得 若水平恒力，则 解得临界角 故C正确，D错误。 故选AC。 11．(1)20.0 (2)Ln-L0 (3)125 (4)超过弹簧的弹性限度 【详解】（1）不挂钩码时，指针指在图乙中所指的位置，则弹簧的原长 （2）弹簧的伸长量等于稳定后弹簧的长度减去弹簧的原长，则有 （3）撤去钩码，挂上待测物块，稳定时弹簧的伸长量为1.50cm，根据图丙，可得 其中一个钩码的质量为，解得物块的质量为 （4）造成这种现象的主要原因是超过弹簧的弹性限度。 12．(1)A (2) (3)5.80 (4)A 【详解】（1）本实验中，先用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置；然后再用一个弹簧测力计拉橡皮条，使结点再次到达同一位置。两次拉伸橡皮条的形变效果完全相同，这说明单独一个力的作用效果与两个力共同作用的效果相同，这种科学方法称为等效替代法。 故选A。 （2）在图2中，是由平行四边形定则通过作图求出的理论合力（即对角线），由于作图和测量存在不可避免的误差，的方向可能与橡皮条的实际延长线存在微小偏差。而是用单根弹簧测力计直接拉橡皮条时的拉力，为了保持系统平衡，这个实际产生的单独拉力必须绝对沿着橡皮条的方向。因此，一定沿着橡皮条的方向。 （3）图3中弹簧测力计的刻度放大图，5N和6N 之间有 10 个小格，说明该弹簧测力计的分度值为0.1N。指针正好指在5N下方的第8个小刻度线上，即5.8N。由于分度值为0.1N，根据读数规范，应当估读到下一位（即0.01N），所以弹簧测力计的准确读数为5.80N。 （4）结点受三个力处于平衡状态：向下的重力、测力计的拉力、测力计的拉力。由于结点位置不变，说明与的合力始终与重力等大反向，即合力大小和方向均恒定。将这三个力平移，首尾相接构成闭合的矢量三角形。已知和的夹角保持不变，所以在矢量三角形中，合力所对的顶角恒定为。 根据几何知识，定弦（合力）对应定角（），则该顶点的运动轨迹必定是一段固定的圆弧。 初始状态（图甲）时，测力计处于水平位置，测力计与竖直方向夹角为。 当系统顺时针缓慢转动直至水平的过程中（图乙），矢量三角形的顶点在辅助圆的圆弧上顺时针滑动。 随着顶点的顺时针滑动，观察圆弧上两条边长的变化：代表的线段长度逐渐变短，代表的线段长度逐渐变长。因此，测力计的示数减小，测力计的示数增大。 故选A。 13．(1)， (2) 【详解】（1）如图所示，将力F沿垂直两侧面的方向分解，由图可知 则AB边对墙壁的压力大小为 又 则BC边对墙壁的压力大小为 （2）如图所示，将力F沿垂直两侧面的方向分解， 由图可知 则A＇B＇边对墙壁的压力大小为 14．(1) (2) 【详解】（1）当弹簧C的右端位于a点，弹簧C刚好没有发生形变时，对A受力分析，根据平衡条件有 解得弹簧B压缩的长度 当将弹簧C的右端拉到b点，弹簧B被拉长，弹力大小保持不变，对A受力分析，根据平衡条件有 弹簧C伸长的长度 物体A上升高度。 （2）a、b两点间的距离 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）水泥圆筒在沿斜面方向上 解得 由牛顿第三定律可知，水泥圆筒对AB直木棍的摩擦力 （2）由几何关系可知，木棍对水泥筒的支持力与两接触位置连线的夹角，对圆筒，在垂直斜面方向上 又 解得 （3）若拉力方向与斜面成角指向右上方，对圆筒，在垂直斜面方向上，有 在沿斜面方向上 又 整理得 即 当时，最小，此时 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 $