高中物理单元测试——第三章相互作用——力（较易版01）

**基本信息** 高中物理第三章相互作用——力单元卷，覆盖重力、摩擦力、弹力等核心知识点，通过基础辨析、实验探究与综合应用，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|重心重力、微小放大法、摩擦力计算|基础概念辨析，强化物理观念| |多选题|3/18|平衡力与反作用力、多体受力分析|情境关联，培养科学推理| |实验题|2/16|弹簧弹力实验、验证力的平行四边形定则|注重科学探究，提升实验技能| |解答题|3/38|三力平衡、斜面摩擦力、连接体受力|综合模型建构，深化科学思维|

高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用——力（较易版01） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列关于重心和重力的说法中正确的是（　　） A．重心就是物体内最重的一点 B．只有静止在地面上的物体才会受到重力 C．在落向地面时，物体受的重力大于它静止时受的重力 D．重力是由于地球的吸引而产生的，它的方向竖直向下 2．（本题4分）图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置。这两个实验共同体现了（　　） A．微小放大的思想 B．微元法 C．极限法 D．等效法 3．（本题4分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右运动。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，已知重力加速度为g，则雪橇受到的摩擦力大小为（　　） A．μmg B．μFsinθ C．μFcosθ D．μ（mg-Fsinθ） 4．（本题4分）卡车上载着一只木箱，总是与卡车处于相对静止的状态，则卡车在水平路面上运动过程中，下列说法中正确的是（　　） A．卡车起动时，卡车给木箱向前的摩擦力 B．卡车匀速运动时，卡车给木箱向前的摩擦力 C．卡车突然制动时，卡车给木箱向前的摩擦力 D．卡车突然制动时，卡车不给木箱摩擦力 5．（本题4分）如图所示，有P、N两块质量相同的物块，在物块P上施加一沿水平方向的外力F，使它们叠放在竖直面上且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．物块P一定受到4个力的作用 B．物块P一定受到3个力的作用 C．物块N一定受到4个力的作用 D．物块N可能受到6个力的作用 6．（本题4分）如图甲所示，将劲度系数为k=600N/m的轻弹簧上端固定，将小球固定在弹簧下端，平衡时轻弹簧的长度为=12cm；如图乙所示，将此轻弹簧下端固定在水平地面上，将小球置于轻弹簧上端，平衡时弹簧竖直且长度为=8cm。重力加速度g取10m/s2，则该小球的质量为（　　） A．0.6kg B．0.8kg C．1kg D．1.2kg 7．（本题4分）如图所示，质量为的小球A用一根不可伸长的轻绳悬挂于点，在外力的作用下，小球A处于静止状态．若要使小球处于静止状态且悬线与竖直方向的夹角保持不变，则外力的大小不可能为（    ） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）一只重力为G的猴子单手挂在树上玩耍，当它处于静止状态时，设树枝对它的拉力为F，它对树枝的拉力为，下列说法正确的是（　　） A．F与是一对平衡力 B．F与G是一对平衡力 C．F与是一对作用力和反作用力 D．F与G是一对作用力和反作用力 9．（本题6分）如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平粗糙地面上，物体B受到大小为15N、方向水平向右的力的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的的作用，三者均处于静止状态，则（　　） A．物体B对物体A的摩擦力方向水平向右 B．B物体受5个力 C．地面对物体C的摩擦力水平向右 D．地面与物体C之间的摩擦力大小为10N 10．（本题6分）如图，倾角为的斜面体放置在水平地面上，质量为m的小物块静止在斜面上。给小物块施加一个沿斜面向上的推力，当推力大小为F时，物块刚好不上滑，缓慢减小推力，当推力大小为0.8F时，物块刚好不下滑。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面体始终保持静止状态，，，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）      A．物块和斜面间的动摩擦因数大小为 B．物块和斜面间的动摩擦因数大小为 C．当物块刚好不上滑时，地面对斜面体的摩擦力方向向左 D．当物块刚好不下滑时，地面对斜面体的摩擦力方向向右 三、实验题 11．（本题6分）某同学在实验室里拿出一根弹簧利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小F与弹簧长度x的关系”的实验。 (1)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长______cm，劲度系数______N/m；（结果保留3位有效数字） (2)这位同学把这根弹簧做成了一个弹簧秤，当弹簧秤上的示数为5N时，里面弹簧的长度______cm（结果保留3位有效数字）。 (3)关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是（　　） A．测量弹簧原长时应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度 B．根据所测数据在F-x图上描点，作图时用直线连接每一个点 C．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 D．可以随意增加钩码个数，只要保持钩码静止再读数就不会有误差 12．（本题10分）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（一端连有轻质小环，环上带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个），细线，重物等。 (1)操作前，同学们提出了如下关于实验操作的看法，其中正确的有_____。 A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B．测量时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦对实验没有影响 C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度 D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 (2)研究小组先将橡皮条一端固定于点，用一个弹簧测力计单独拉住橡皮条另一端的小环，使其静止于O点，拉力记为，示数如图1所示，读数为_____。撤去，用两个弹簧测力计共同拉动两根细绳，仍使小环静止于点，此时小环受到拉力、、三力的共同作用，则与的合力是_____。 A．  B．的反作用力  C．  D．的反作用力 (3)研究小组继续用如图2所示的实验装置来验证平行四边形定则。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点位置和拉线的方向。实验过程中发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请提出两个解决办法_____。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10kg的重物悬挂空中而处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30°，OA与天花板夹角为60°，要求画出结点O的受力分析图，标出对应的力及角度。（g取10 m/s2） （1）求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB。 （2）若保持O、B点位置不变，改变OA绳长度，将A点移动到D点，使得OD＝OB，求此时绳子OD对应的拉力大小FD。 14．（本题12分）如图甲所示，质量m=2kg的木块放在水平固定的木板上，在F1=10N的水平拉力作用下恰好能沿水平木板匀速滑行，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求： (1)木块与木板之间的动摩擦因数为多少？ (2)若将木板垫成倾角为θ=37°的斜面，如图乙所示，要使木块仍能静止在斜面上，则施加沿水平向右的拉力F2的最大值？ 15．（本题16分）如图所示，一个倾角为的斜面置于粗糙水平地面上，一个质量为m的物块A放置在该斜面上，两个相同定滑轮固定在天花板的同一高度处，物块A和物块B通过跨过两个定滑轮的细线连接。左边滑轮的圆心与斜面最高点处于同一竖直平面内，连接物块A的细线与竖直方向成角，整个装置始终保持静止状态。忽略滑轮大小及滑轮的阻力，物块可视为质点。重力加速度为g。 (1)若斜面光滑，求物块B的质量M以及此时地面对斜面的摩擦力大小； (2)若斜面粗糙，且与物块A间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物块B质量M的取值范围（结果保留根式）。 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第三章 相互作用——力（较易版01） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列关于重心和重力的说法中正确的是（　　） A．重心就是物体内最重的一点 B．只有静止在地面上的物体才会受到重力 C．在落向地面时，物体受的重力大于它静止时受的重力 D．重力是由于地球的吸引而产生的，它的方向竖直向下 【答案】D 【详解】A．重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并非物体内最重的一点，故A错误； B．重力作用于所有地球附近的物体，无论其静止或运动，故B错误； C．重力大小由决定，与物体的运动状态无关，下落时重力不变，故C错误； D．重力由地球对物体的吸引产生，方向竖直向下，故D正确。 故选D。 2．（本题4分）图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置。这两个实验共同体现了（　　） A．微小放大的思想 B．微元法 C．极限法 D．等效法 【答案】A 【详解】图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置，当用力压桌面时，桌面向下形变，平面镜倾斜，在入射光线方向不变的情况下，平面镜的反射光线方向改变的角度是平面镜倾斜角度的两倍，体现了微小放大的思想；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置，用力挤压玻璃瓶，玻璃瓶发生形变，细管中水柱上升，由于管子较细，上升的高度较大，将玻璃瓶微小的形变放大，能直观的观察到形变，也体现了微小放大的思想。题中甲乙两图均未体现微元法、极限法和等效法。故A正确，BCD错误。 故选A。 3．（本题4分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右运动。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，已知重力加速度为g，则雪橇受到的摩擦力大小为（　　） A．μmg B．μFsinθ C．μFcosθ D．μ（mg-Fsinθ） 【答案】D 【详解】根据共点力平衡条件，在竖直方向 根据牛顿第三定律，雪橇对地面的压力等于地面对雪橇的支持力 则雪橇受到的滑动摩擦力为 故选D。 4．（本题4分）卡车上载着一只木箱，总是与卡车处于相对静止的状态，则卡车在水平路面上运动过程中，下列说法中正确的是（　　） A．卡车起动时，卡车给木箱向前的摩擦力 B．卡车匀速运动时，卡车给木箱向前的摩擦力 C．卡车突然制动时，卡车给木箱向前的摩擦力 D．卡车突然制动时，卡车不给木箱摩擦力 【答案】A 【详解】A．卡车启动时，木箱相对卡车有向后的运动趋势，所以卡车给木箱向前的摩擦力，故A正确； B．卡车匀速运动时，木箱相对卡车没有运动趋势，卡车和木箱间没有摩擦力的作用，故B错误； CD．卡车突然制动时，由于惯性，木箱相对卡车有向前的运动趋势，卡车给木箱向后的摩擦力，故CD错误。 故选A。 5．（本题4分）如图所示，有P、N两块质量相同的物块，在物块P上施加一沿水平方向的外力F，使它们叠放在竖直面上且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．物块P一定受到4个力的作用 B．物块P一定受到3个力的作用 C．物块N一定受到4个力的作用 D．物块N可能受到6个力的作用 【答案】A 【详解】A．如果P、N之间没有摩擦力，则物块P不能平衡，所以N对P有向左下的支持力和沿着接触面向左上的摩擦力，物块P一定受到4个力的作用，故A正确，B错误； CD．整体分析可知，墙对N有向上的摩擦力，大小等于两者的重力之和，物块N还受到重力、墙对N的支持力，P对N的支持力，P对N的摩擦力，所以物块N一定受到5个力的作用，CD错误； 故选A。 6．（本题4分）如图甲所示，将劲度系数为k=600N/m的轻弹簧上端固定，将小球固定在弹簧下端，平衡时轻弹簧的长度为=12cm；如图乙所示，将此轻弹簧下端固定在水平地面上，将小球置于轻弹簧上端，平衡时弹簧竖直且长度为=8cm。重力加速度g取10m/s2，则该小球的质量为（　　） A．0.6kg B．0.8kg C．1kg D．1.2kg 【答案】D 【详解】设弹簧原长为，对图甲，根据胡克定律可得 对图乙，根据胡克定律可得 联立解得 故选D。 7．（本题4分）如图所示，质量为的小球A用一根不可伸长的轻绳悬挂于点，在外力的作用下，小球A处于静止状态．若要使小球处于静止状态且悬线与竖直方向的夹角保持不变，则外力的大小不可能为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对A球受力分析，受重力G＝mg，OA绳子的拉力T以及拉力F，三力平衡，将绳子的拉力T和拉力F合成，其合力与重力平衡，如图 当拉力F与绳子的拉力T垂直时，拉力F最小，最小值为 由于拉力F的方向具有不确定性，因而从理论上讲，拉力F最大值可以取到任意值；题中ABC的值都大于，外力的大小不可能为 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）一只重力为G的猴子单手挂在树上玩耍，当它处于静止状态时，设树枝对它的拉力为F，它对树枝的拉力为，下列说法正确的是（　　） A．F与是一对平衡力 B．F与G是一对平衡力 C．F与是一对作用力和反作用力 D．F与G是一对作用力和反作用力 【答案】BC 【详解】AC．F与分别作用在两个物体上，等大反向，是一对作用力和反作用力，故A错误，C正确； BD．F与G作用在同一个物体上，等大反向，是一对平衡力，故B正确，D错误。 故选BC。 9．（本题6分）如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平粗糙地面上，物体B受到大小为15N、方向水平向右的力的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的的作用，三者均处于静止状态，则（　　） A．物体B对物体A的摩擦力方向水平向右 B．B物体受5个力 C．地面对物体C的摩擦力水平向右 D．地面与物体C之间的摩擦力大小为10N 【答案】BD 【详解】A．对A受力分析可知，水平方向受合外力为零，可知物体B对物体A的摩擦力为零，A错误； B．B物体受重力、A对B的压力、C对B的摩擦力和支持力以及F1共5个力，B正确； CD．对ABC整体分析，水平方向 可得f=10N，方向向左，可知地面对物体C的摩擦力水平向左，大小为10N，C错误，D正确。 故选BD。 10．（本题6分）如图，倾角为的斜面体放置在水平地面上，质量为m的小物块静止在斜面上。给小物块施加一个沿斜面向上的推力，当推力大小为F时，物块刚好不上滑，缓慢减小推力，当推力大小为0.8F时，物块刚好不下滑。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面体始终保持静止状态，，，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）      A．物块和斜面间的动摩擦因数大小为 B．物块和斜面间的动摩擦因数大小为 C．当物块刚好不上滑时，地面对斜面体的摩擦力方向向左 D．当物块刚好不下滑时，地面对斜面体的摩擦力方向向右 【答案】BC 【详解】AB．当推力大小为F时，物块刚好不上滑，根据受力平衡可得 当推力大小为0.8F时，物块刚好不下滑，根据受力平衡可得 联立解得物块和斜面间的动摩擦因数大小为 故A错误，B正确； C．当物块刚好不上滑时，以物块和斜面为整体，由于推力具有水平向右的分力，根据受力平衡可知，地面对斜面体的摩擦力方向向左，故C正确； D．当物块刚好不下滑时，以物块和斜面为整体，由于推力具有水平向右的分力，根据受力平衡可知，地面对斜面体的摩擦力方向向左，故D错误。 故选BC。 三、实验题 11．（本题6分）某同学在实验室里拿出一根弹簧利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小F与弹簧长度x的关系”的实验。 (1)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长______cm，劲度系数______N/m；（结果保留3位有效数字） (2)这位同学把这根弹簧做成了一个弹簧秤，当弹簧秤上的示数为5N时，里面弹簧的长度______cm（结果保留3位有效数字）。 (3)关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是（　　） A．测量弹簧原长时应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度 B．根据所测数据在F-x图上描点，作图时用直线连接每一个点 C．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 D．可以随意增加钩码个数，只要保持钩码静止再读数就不会有误差 【答案】(1) 2.00 100 (2)7.00 (3)C 【详解】（1）[1] [2]由图乙可知，弹簧的原长为 劲度系数为 （2）用这根弹簧做成一个弹簧秤，当弹簧秤上的示数为5N时，根据图像可知弹簧秤里面弹簧的长度为7.00cm。 （3）A．由于该实验将弹簧竖直悬挂，所以要考虑弹簧自身重力引起的伸长量，所以要将弹簧竖直悬挂测量其原长，故A错误； B．根据所测数据在F-x图上描点，作图时应将误差较大的点舍弃，画一条直线使尽可能多的点落在直线上，并使不能落在直线上的点均匀分布在直线两侧，故B错误； C．因为弹簧竖直悬挂，所以在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，故C正确； D．为了防止弹簧超过弹性限度，实验时逐一增加钩码，改变弹簧弹力，并要保证钩码处于静止状态再读数据，故D错误。 故选C。 12．（本题10分）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（一端连有轻质小环，环上带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个），细线，重物等。 (1)操作前，同学们提出了如下关于实验操作的看法，其中正确的有_____。 A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B．测量时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦对实验没有影响 C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度 D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 (2)研究小组先将橡皮条一端固定于点，用一个弹簧测力计单独拉住橡皮条另一端的小环，使其静止于O点，拉力记为，示数如图1所示，读数为_____。撤去，用两个弹簧测力计共同拉动两根细绳，仍使小环静止于点，此时小环受到拉力、、三力的共同作用，则与的合力是_____。 A．  B．的反作用力  C．  D．的反作用力 (3)研究小组继续用如图2所示的实验装置来验证平行四边形定则。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点位置和拉线的方向。实验过程中发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请提出两个解决办法_____。 【答案】(1)BC (2) 4.80 A (3)见解析 【详解】（1）A．F1、F2间的夹角大小适当即可，不一定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误； B．测量时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦不影响读数，对实验没有影响，故B正确； C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度，故C正确； D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不一定都要小于只用一个测力计拉橡皮条的拉力，故D错误。 故选BC。 （2）[1]最小分度值为0.1N，所以读数为4.80N。 [2]根据合力与分力等效替代关系可知，与的合力是F。 故选A。 （3）某次实验中，同学发现弹簧测力计的指针稍稍超出量程，为了使弹簧测力计的指针不超过量程，可将A更换为较大的测力计，或者减小重物M的质量。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10kg的重物悬挂空中而处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30°，OA与天花板夹角为60°，要求画出结点O的受力分析图，标出对应的力及角度。（g取10 m/s2） （1）求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB。 （2）若保持O、B点位置不变，改变OA绳长度，将A点移动到D点，使得OD＝OB，求此时绳子OD对应的拉力大小FD。 【答案】受力分析图见解析；（1）50N，50N；（2）100N 【详解】对结点O受力分析如图甲所示， （1）根据平衡条件，由几何知识得： FA＝mgcos 30°＝50 N FB＝mgsin 30°＝50 N （2）将A点移动到D点后画出受力图，如图乙所示， 运用合成法，由几何知识得： FD＝mg＝100 N。 14．（本题12分）如图甲所示，质量m=2kg的木块放在水平固定的木板上，在F1=10N的水平拉力作用下恰好能沿水平木板匀速滑行，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求： (1)木块与木板之间的动摩擦因数为多少？ (2)若将木板垫成倾角为θ=37°的斜面，如图乙所示，要使木块仍能静止在斜面上，则施加沿水平向右的拉力F2的最大值？ 【答案】(1)0.5 (2)40N 【详解】（1）物体在水平面上匀速滑动，根据平衡条件，有 其中 联立解得 （2）当F2最大值时，木块在斜面上受沿斜面向下的最大静摩擦力，沿水平竖直方向建立坐标系，有 联立解得 =40N 15．（本题16分）如图所示，一个倾角为的斜面置于粗糙水平地面上，一个质量为m的物块A放置在该斜面上，两个相同定滑轮固定在天花板的同一高度处，物块A和物块B通过跨过两个定滑轮的细线连接。左边滑轮的圆心与斜面最高点处于同一竖直平面内，连接物块A的细线与竖直方向成角，整个装置始终保持静止状态。忽略滑轮大小及滑轮的阻力，物块可视为质点。重力加速度为g。 (1)若斜面光滑，求物块B的质量M以及此时地面对斜面的摩擦力大小； (2)若斜面粗糙，且与物块A间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物块B质量M的取值范围（结果保留根式）。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据受力分析可知，将支持力与细线的拉力合成，如图所示 根据数学关系可知， 解得 将A和斜面视为整体，斜面体受到的摩擦力水平向左，水平方向有 解得 （2）设物块A恰好不下滑，摩擦力沿斜面向上，此时M最小，对物块A受力分析，沿斜面和垂直斜面方向建立直角坐标系，进行正交分解 根据平衡条件列出方程，方向有 方向有 代入数据解得 同理，若物块A恰好不上滑，摩擦力沿斜面向下，此时M最大，进行受力分析并正交分解，则方向有 y方向有 解得 所以物块B的质量范围是 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 2 / 2 $