第三章 相互作用—力 章末检测-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高中物理“相互作用—力”单元复习卷，以欹器、筷子夹球等生活情境及动摩擦因数测量实验为载体，覆盖力的合成与分解、平衡条件等核心知识，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|斜面受力分析、重心判断、力的合成|结合风动石、矫正牙齿等情境考查平衡条件| |多选题|2|动态平衡、弹力分析|通过轻杆与篮球架模型考查科学推理| |实验题|2|动摩擦因数测量、力的平行四边形定则|注重实验操作规范与误差分析（如滑轮高度影响）| |计算题|2|摩擦力计算、力的合成应用|联系拉轮胎训练、筷子夹球等实际问题，体现科学态度与责任|

相互作用—力 章末检测 一、单选题 1．一质量为m的物块恰好能沿倾角为30°的足够长斜面匀速下滑。如图所示，物块在沿斜面匀速下滑的过程中，在垂直斜面的竖直平面内给物块一外力F，F与水平方向的夹角为α，斜面始终处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是(      ) A.若，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力水平向左 B.若，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零 C.若，物块将不能沿斜面匀速下滑 D.若F推着物块沿斜面匀速上滑，则斜面对地面的静摩擦力水平向左 2．如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平受力分析轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是(      ) A.水桶自身重力的大小 B.水管每秒出水量的大小 C.水流对桶撞击力的大小 D.水桶与水整体的重心高低 3．矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙受到牵引线的两个作用力大小均为F，夹角为α，如图所示，则该牙所受牵引线的合力大小为(      ) A. B. C. D. 4．如图所示，竖直面内有两个等高的光滑定滑轮P、Q，跨过定滑轮P的轻质细绳两端分别连接小球A和小物块B，跨过定滑轮Q的轻质细绳一端连接小球A，另一端施加外力F，在外力F的作用下整个装置处于平衡状态，连接小球A的左、右两细绳与竖直方向分别成45°角和30°角。当缓慢增大外力F的大小到与小球A的重力相等时，连接小球A的右绳与竖直方向的夹角(      ) A.等于0° B.等于30° C.小于30° D.大于30° 5．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50 g，细线c、d平行且与水平成（不计摩擦），则细线a、b的拉力分别为(      ) A.2 N 1 N B.2 N 0.5 N C.1 N 1 N D.1 N 0.5 N 6．如图所示，山崖上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力是，当受到一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动石的作用力是，关于和的大小关系，下列说法正确的是(      ) A.大于 B.大于 C.等于 D.和的大小关系与风力大小有关 7．如图（a），一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平细横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为(      ) A. B. C. D. 8．如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0 N，g取，挡板对球体支持力的大小为(      ) A. B.1.0 N C. D.2.0 N 二、多选题 9．如图所示，轻杆一端固定一质量为m的小球A，另一端与放置在粗糙水平地面上的木板B上的铰链O连接。将小球A用轻绳绕过光滑的定滑轮由力F牵引，且定滑轮位于铰链O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小，使小球A绕O点远离缓慢运动，木板B始终保持静止，则在整个过程中(      ) A.力F逐渐增大 B.轻杆对小球A的作用力增大 C.地面对木板B的摩擦力逐渐增大 D.地面对木板B的作用力不变 10．如图所示，一放置在水平地面上的篮球收纳架由矩形底座、竖直细立柱和倾斜细挡杆等组成，倾斜挡杆与竖直方向的夹角均为60°，已知篮球A的质量为m，半径为R，两同层倾斜挡杆间、两竖直立柱间的距离均为1.2R。现以底座MN边为转轴，将篮球架逆时针缓慢转到倾斜挡杆接近水平，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是(      ) A.初始时一根竖直立柱对篮球A的弹力大小为 B.初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为 C.转动过程一根竖直立柱对篮球A的弹力逐渐增大 D.转动过程一根倾斜挡杆对篮球A的弹力逐渐减小 三、实验题 11．某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数μ的实验，所用器材如下：钉有橡胶皮的长木板、质量为250 g的木质滑块（含挂钩）、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。 实验步骤如下： ①将长木板放置在水平台面上，滑块平放在橡胶面上； ②调节定滑轮高度，使细线与长木板平行（此时定滑轮高度与挂钩高度一致）； ③用电机缓慢拉动长木板，当长木板相对滑块匀速运动时，记录弹簧测力计的示数F； ④在滑块上分别放置50 g、100 g和150 g的砝码，重复步骤③； ⑤处理实验数据（重力加速度g取）。 实验数据如表所示： 滑块和砝码的总质量M/g 弹簧测力计示数F/N 动摩擦因数μ 250 1.12 0.457 300 1.35 a 350 1.57 0.458 400 1.79 0.457 完成下列填空： （1）表格中a处的数据为______________________（保留3位有效数字）； （2）其他条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小__________________，μ与接触面上压力的大小__________________（以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”）； （3）若在实验过程中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则μ的测量结果将__________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12．在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤： ①用图钉将白纸固定在水平木板上。 ②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并______________。（多选，填正确答案标号） A.用刻度尺量出橡皮条的长度 B.用刻度尺量出两细线的长度 C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 ③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到________________，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。 ④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图，得出合力的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示。 ⑤比较和F的________________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 四、计算题 13．运动员在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，如图甲所示，已知轮胎的重力为G，轮胎与地面间的动摩擦因数为μ，轻绳与水平面的夹角为α。 （1）若运动员未拉动轮胎，地面与轮胎间的静摩擦力为，求此时绳的拉力大小； （2）若运动员用轻绳拉着轮胎做匀速直线运动，求此时绳的拉力大小； （3）如图乙所示，若运动员用两根绳子匀速拉动轮胎，运动过程中保持两绳的端点A、B等高，两绳间的夹角恒为θ、所在平面与水平面夹角为α，求此时每根绳的拉力大小。 14．筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一，筷子在先秦时称为“枕”，汉代时称“箸”，明代开始称“筷”。如图所示，用两根筷子夹住小球，使小球静止不动，小球的受力均在同一竖直平面内，每根筷子和竖直方向的夹角均为，小球与筷子之间的动摩擦因数为，设小球与筷子间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球的质量，重力加速度。 （1）若小球与筷子之间没有摩擦力，求每根筷子对小球的弹力大小； （2）当筷子对小球的弹力较大或较小时，小球受到的摩擦力会改变方向，要使小球保持静止不动，求小球对每根筷子弹力大小F的取值范围。 参考答案 1．答案：B 解析：物块沿斜面匀速下滑时，根据平衡条件有，解得，物块匀速下滑过程中，物块对斜面的作用力竖直向下，则地面对斜面的摩擦力为零，对物块施加一外力F，物块下滑过程中，摩擦力和斜面压力成比例增大，合力竖直向下，则物块对斜面的作用力方向仍竖直向下，则地面对斜面的摩擦力仍为零，故A错误，B正确；，对物块分析有，物块受到沿斜面向上的滑动摩擦力，可知沿斜面方向物块所受的合力为0，物块仍然沿斜面向下做匀速直线运动，故C错误；若F推着物块沿斜面匀速上滑，则物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力，斜面对物块的支持力与摩擦力的合力，即斜面对物块的作用力方向向左，根据牛顿第三定律可知，物块对斜面的作用力方向向右，斜面在水平方向相对于地面有向右运动的趋势，则斜面对地面的静摩擦力水平向右，故D错误。 2．答案：D 解析：由于水桶可以绕水平轴转动，因此一段时间后，当水桶水变多导致水桶与水整体的重心升高到一定程度时，就会造成水桶翻转，选项D正确，选项ABC错误。 3．答案：B 解析：根据力的平行四边形定则对两力进行合成，如图所示，则由几何关系可知，，B正确。 4．答案：B 解析：小球A受重力和两细绳的拉力作用处于平衡状态，左绳中的拉力大小恒等于小物块B的重力大小，右绳中的拉力大小等于外力F，三力构成闭合矢量三角形，如图所示，分别以左绳拉力大小和小球A重力大小为半径作辅助圆，两辅助圆的右交点即为外力F的大小与小球A的重力相等时力的矢量三角形的一个顶点，假设连接小球A的右绳与竖直方向的夹角与初始时相等，等于30°，即，由两等腰三角形共用同一底角可知两等腰三角形相似，则，可得，与题设条件一致，假设成立，故选B。 5．答案：D 解析：对A、B整体受力分析，如图1所示，由于，且两者共线反向，则由力的平衡条件有，方向竖直向上；对A单独受力分析，如图2所示，根据力的平衡条件，水平方向上有，竖直方向上有，联立并代入数据解得。综上可知，D正确。 6．答案：A 解析： 7．答案：D 解析：对球受力分析，如图所示 8．答案：A 解析：对球体进行受力分析，球体受重力mg、弹簧测力计的拉力T、斜面对其的支持力、挡板对其的支持力，如图所示。 9．答案：AC 解析：对小球A进行受力分析，小球A受到的三个力构成矢量三角形，如图所示，根据几何关系可知两三角形相似，因此，小球A缓慢运动过程，长度不变，越来越大，则F逐渐增大，故A正确；由于OA长度不变，则杆对小球A的作用力大小不变，故B错误；对木板B，根据牛顿第三定律可知，杆对木板的作用力大小不变，方向向右下，杆的作用力与竖直方向的夹角θ越来越大，地面对木板的摩擦力越来越大，越来越大，不变，故摩擦力f越来越大，故C正确；木板B受重力、杆的弹力和地面的作用力，根据共点力平衡条件可知，地面对木板B的作用力与木板B受的重力和杆的弹力的合力等大反向，杆的弹力大小不变，其与竖直方向的夹角越来越大，则木板B所受重力和杆的弹力的合力逐渐减小，所以地面对木板B的作用力减小，故D错误。 10．答案：BD 解析：篮球A受到重力、两倾斜挡杆的弹力和两竖直立柱的弹力，将两倾斜挡杆的弹力合成一个力，将两竖直立柱的弹力合成一个力，受力分析如图1所示，根据三角形定则，有，根据几何关系可知两倾斜挡杆对篮球的弹力与的夹角均为θ且，则有，同理有，联立解得，故A错误，B正确；以MN为转轴，将篮球架缓慢转到倾斜挡杆接近水平的过程，与竖直方向的夹角逐渐减小，与水平方向的夹角逐渐增大，但两力的夹角始终不变，如图2所示，可以发现和均逐渐减小，所以和均逐渐减小，故C错误，D正确。 11．答案：（1）0.459（2）成正比；无关（3）偏大 解析：（1）对木质滑块由力的平衡条件和滑动摩擦力公式可得，其中F为弹簧测力计示数，M为滑块和砝码总质量，当时，，则。 （2）根据实验数据和动摩擦因数的计算公式，可以看出在其他条件不变的情况下，滑动摩擦力F（即弹簧测力计的示数）与接触面上压力Mg成正比；由表格数据可知，当M增大时，μ基本不变，故μ与接触面上压力的大小无关。 （3）由题意知μ的测量结果，若挂钩高于定滑轮，细线对滑块的拉力斜向下，受力分析如图所示，水平方向有，则偏大，故，即μ的测量值会偏大。 12．答案：②CD；③标记位置；⑤大小和方向 解析：②实验中保证两次操作使橡皮条产生相同的弹力作用，故应标记小圆环的位置以及每个力的大小和方向，力的大小由测力计读出，方向即为细线的方向，故CD正确；橡皮条与细线的长度没必要测出，AB错误。③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到已标记的小圆环位置，记录此时拉力F的大小和方向。⑤比较和F的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 13．答案：（1）（2）（3） 解析：（1）运动员未拉动轮胎，则拉力沿水平方向的分力等于地面与轮胎间的静摩擦力，即 解得 （2）运动员用轻绳拉着轮胎做匀速直线运动，对轮胎受力分析，如图所示 根据平衡条件，在水平方向上有 在竖直方向上有 又 联立解得 （3）由（2）可知，两绳的合力 又 联立解得 14．答案：（1）0.5 N（2） 解析：（1）小球和筷子间没有摩擦力，根据对称性可知，每根筷子对小球的弹力大小相等，对小球受力分析，如图所示 根据平衡条件有 解得 （2）当筷子对小球的弹力最小时，摩擦力沿筷子向上，在竖直方向上，根据平衡条件有 又 解得 由牛顿第三定律得，小球对筷子的最小弹力 当筷子对小球的弹力最大时，摩擦力沿筷子向下，在竖直方向上，根据平衡条件有 又 解得 由牛顿第三定律得，小球对筷子的最大弹力 综上所述有 学科网（北京）股份有限公司 $