第三章 相互作用—力 单元模拟测试卷 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高中物理第三章相互作用单元复习卷，以真实情境与梯度问题设计，覆盖弹力、摩擦力等核心知识，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| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|11/55|弹力、摩擦力、平衡条件|结合手机支架、传送带等生活情境，考查科学推理| |非选择|4/45|实验（求合力）、多体平衡、斜面问题|实验题用真实数据，计算题关联《墨经》文化与搬运实践，体现科学探究与社会责任|

第三章 相互作用——力 单元模拟测试卷 （全卷满分100分 考试用时75分钟） 一、单项选择题（本题共 11 小题，每小题 5 分，共 55 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列关于弹力和摩擦力的说法中正确的是（ ） A. 用细杆拨动水中的木头，木头受到的弹力是由于木头发生形变而产生的 B. 在一个接触面上有弹力就一定会有摩擦力 C. 摩擦力有可能是物体前进的动力 D. 如果地面没有摩擦，人将行走如飞 2.如图所示，质量为m的手机静置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为，手机与接触面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。若手机始终静止在支架上，则下列说法正确的是（ ） A. 手机对支架的压力大小为，方向垂直于斜面向上 B. 手机受到的摩擦力大小为，方向沿斜面向上 C. 若使减小，支架对手机的作用力减小 D. 若使减小，支架对手机的作用力不变 3.如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一力传感器相连接，连接力传感器和物体A的细绳保持水平。从时刻起，用一水平向右的力（k为常数）作用在B物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，k、t1、为已知量，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求（ ） A.A、B之间的最大静摩擦力 B.A物体的质量 C.A、B之间的动摩擦因数 D.B与水平面间的动摩擦因数 4.如图所示，完全相同的三条轮胎整齐叠放在墙角，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力F作用在中间轮胎上，一小段时间后三条轮胎的位置可能是（ ） 5.如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块 1、2、3，1 和 2 及 2 和 3 间分别用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为，现用水平细绳将木块 1 固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速转动，重力加速度为g，当三个木块达到平衡后，1、3 两木块之间的距离是（ ） A. B. C. D. 6.如图所示，一个质量为m的物块静止于倾角为的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为，此时对物块施加一个水平向左且平行于斜面底端的力F，F从零缓慢增大直至物块沿斜面刚好运动，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 物块受到的摩擦力方向仍然沿斜面向上 B. 物块受到的摩擦力方向由沿斜面向上缓慢向右转动，最后完全水平向右 C. 整个过程中物块受到的摩擦力大小始终不变 D.F的最大值为 7. 如图所示，水平地面上有一倾角为、斜面光滑的斜面体，一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上的O点，另一端连接一质量为m的木块。开始时，把木块放在斜面上某位置，木块和斜面均静止不动，此时弹簧水平且处于压缩状态。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 开始时，弹簧弹力大小等于 B. 开始时，斜面体受到三个力的作用 C. 若将O点稍微下移一点，木块仍可能在原位置静止 D. 若将O点稍微上移一点，木块仍可能在原位置静止 8. 如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数，书与书间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若每本书的质量为，该同学对书的水平正压力为，每本书均呈竖直静止状态，重力加速度，则（ ） A. 每本书受到的摩擦力的合力大小不等 B. 书与书之间的摩擦力大小均相等 C. 他最多能夹住 22 本书 D. 他最多能夹住 30 本书 9. 如图所示，固定在水平地面上的物体P左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶端的小滑轮，一端系有质量为的小球，小球和圆心连线与水平方向的夹角，绳的另一端水平连接物块 3，三个物块重力均为，作用在物块 2 上的水平力，整个系统处于平衡状态，取，则以下说法正确的是（ ） A.1 和 2 之间的摩擦力为零 B.2 和 3 之间的摩擦力大小为 C.3 与桌面间的摩擦力大小为 D. 物块 3 受到五个力的作用 10. 如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳的结点为O，一条细绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条细绳连接小球Q，P、Q均处于静止状态，另一条细绳OA在外力F作用下使夹角，现缓慢改变细绳OA的方向至，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A. 细绳OA的拉力先增大后减小 B. 斜面体对物块P的摩擦力大小一定先减小后增大 C. 地面对斜面体有向左的摩擦力 D. 地面对斜面体的支持力等于物块P和斜面体的重力之和 11. 如图所示，天花板下面用细线OC悬挂一光滑轻质滑轮，小物块A置于斜面体D上，斜面体D置于粗糙的水平地面上，A通过跨过滑轮的细线与沙漏B连接，滑轮右侧细线与斜面平行，开始时\(A、B\)都处于静止状态，OC与竖直方向的夹角为，在B中的沙子缓慢流出的过程中，\(A、B、D\)仍处于静止状态，下列说法不正确的是（ ） A. 地面对斜面体D的作用力竖直向上 B. 小物块A受到的摩擦力可能先减小后增大 C. 细线OC与竖直方向的夹角一定不变 D. 地面对斜面体D的摩擦力将缓慢减小 二、非选择题（本题共 4 小题，共 45 分） 12.（6 分）［陕西咸阳 2023 高一上期中］在 “探究求合力的方法” 实验中，实验器材有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。 (1) 为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表： 根据表中数据作出的图像如图甲所示，由图像求得该弹簧的劲度系数____。（结果保留两位有效数字） (2) 某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其读数为____；同时利用 (1) 中结果获得弹簧的弹力大小为，请在图丙中画出这两个共点力的合力的图示。 (3) 由合力的图示得到____。（结果保留两位有效数字） 13.（10 分）在粗糙的水平地面上，使质量为的木箱在水平地面上做匀速直线运动，往往可以采用 “拉” 和 “推” 两种方式。上述情境可以简化成如图 1 所示的模型，甲受到与水平方向成角的拉力，乙受到与水平方向成角的推力，。（结果可用分数和根号表示） (1) 求木箱与粗糙水平地面之间的动摩擦因数； (2) 求的大小； (3) 若此题已知木箱与水平地面间动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对它作用一个推力F，如图 2 所示，若F无论多大也不可能推动木箱，则F与水平地面间的夹角的正切值应满足什么条件？ 14.（14 分）如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为，物块A与斜面间的动摩擦因数为，轻绳一端通过两个滑轮与物块A相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。已知物块A的质量为m，连接物块A的轻绳与斜面平行，挂上物块B后，动滑轮两边轻绳的夹角为，物块A、B都保持静止，重力加速度为g，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1) 若挂上物块B后，物块A恰好不受摩擦力作用，求轻绳的拉力的大小。 (2) 若物块B的质量为，求物块A受到的摩擦力的大小和方向。 (3) 为保持物块A处于静止状态，求物块B的质量范围。 15.（15 分）斜面是一种简单机械，战国时期墨家著作《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在某次劳动实践活动课中，小明到物理实验室帮老师整理和搬运实验器材，一些放置实验器材的箱子经常需要通过斜面进行搬运。如图甲所示，倾角为的斜面放置在水平面上，质量为m的箱子在斜面上正好能匀速下滑。已知在箱子的各种运动中，斜面始终保持静止。(，，重力加速度为g) (1) 求箱子与斜面间的动摩擦因数。 (2) 如图乙所示，若用水平推力推着箱子沿斜面匀速上升，求推力的大小。 (3) 如图丙所示，为了能用最小的力就能拉着箱子沿斜面匀速上升，小明在箱子的同一作用点尝试了各个方向的拉力。请进行理论分析，说明最小拉力F的大小及方向。 答案解析 1.C【解析】用细杆拨动水中的木头，木头受到的弹力是由于细杆发生形变而产生的，选项 A 错误；在一个接触面上有弹力不一定有摩擦力，还要看接触面是否粗糙以及两物体是否有相对运动或者相对运动趋势，选项 B 错误；摩擦力可能是物体前进的动力，也可能是阻碍物体运动的阻力，选项 C 正确；如果地面没有摩擦，地面对人也就没有向前的动力，人不可能在地面上行走，选项 D 错误。 2. D【解析】手机对支架的压力大小为，方向垂直于斜面向下，选项 A 错误；手机受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于，方向沿斜面向上，选项 B 错误；支架对手机的作用力与手机的重力等大反向，则若使减小，支架对手机的作用力不变，选项 C 错误，D 正确。 3. A【解析】内，A不受水平拉力，说明水平面对B的静摩擦力没有达到最大值，内，力传感器的示数逐渐增大，说明水平面对B的静摩擦力达到最大值，B对A有向右的静摩擦力，时刻后力传感器的示数不变，说明B相对A向右运动，A受到滑动摩擦力，则时刻\(A、B\)之间的静摩擦力达到最大值，，A 正确。根据题中的条件不能求解A物体的质量，B 错误。由于B运动后A静止不动，则\(A、B\)间有滑动摩擦力，等于，由于A对B的压力不能求出，所以不能求出(A、B)之间的动摩擦因数，C 错误。B对水平面的压力不能求出，因此不能求出B与水平面间的动摩擦因数，D 错误。 4.A【解析】第三条轮胎与地面之间的最大静摩擦力，第二条轮胎与第三条轮胎之间的最大静摩擦力，由此可发现，第三条轮胎不可能对地发生位移，当拉力足够大时，第二条轮胎可以带动第一条轮胎运动，同时与第一条轮胎发生相对位移。故选 A。 5.B【解析】对木块 3 分析，其在水平方向所受滑动摩擦力与弹簧弹力平衡，有，可得，对木块 2 和 3 整体分析，水平方向所受滑动摩擦力与弹簧弹力平衡，有，可得，则 1、3 两木块之间的距离，故 B 正确。 6.D【解析】物块在斜面上受力如图所示， 物块受到的摩擦力方向与水平力F和重力沿斜面分力的合力的方向相反，由矢量三角形法可知，物块受到的摩擦力方向由沿斜面向上缓慢向右转动，但最后不能完全水平向右，A、B 错误；由平衡条件可得，因为F从零缓慢增大直至物块沿斜面刚好运动，所以摩擦力大小在改变，C 错误；因为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，所以物块沿斜面刚好运动时，解得F的最大值，D 正确。 7.C 【解析】由于斜面光滑，故木块不受摩擦力，对木块受力分析，木块受支持力、弹簧弹力和重力作用，根据平衡条件可知，开始时，弹簧弹力大小等于，A 错误；开始时，斜面体受到重力、地面的支持力和摩擦力、木块的压力四个力的作用，B 错误；若将O点稍微下移一点，则弹簧长度增加，弹力减小，由图可知，木块仍可能在原位置静止，C 正确；若将O点稍微上移一点，弹簧弹力仍减小，但是木块平衡需要的弹力F要增加，可知木块不可能在原位置静止，D 错误。 8.C 【解析】因为每本书均呈竖直静止状态，所以每本书所受的摩擦力的合力都与书的重力平衡，即每本书受到的摩擦力的合力大小相等，A 错误；越靠近外侧书与书之间的摩擦力越大，即书与书之间的摩擦力大小不相等，B 错误；先将所有的书 (设有n本) 当作整体，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，根据平衡条件有，则有，再考虑除最外侧两本书外的其他书 ((n-2)本)，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，根据平衡条件有，则有，故最多能夹住 22 本书，C 正确，D 错误。 9.A【解析】物块 1 受力平衡，竖直方向受重力和 2 对 1 的支持力，水平方向上 2 对 1 没有作用力，即 1 和 2 之间的摩擦力为零，A 正确；对物块 2 进行受力分析，水平方向受拉力和 3 对 2 的摩擦力，可得 2 和 3 之间的摩擦力大小为，B 错误；设轻绳的拉力为T，对小球进行受力分析，可得，对三个物块整体进行分析，设桌面对物块 3 的摩擦力大小为，则有，解得，C 错误；物块 3 受到自身重力、桌面对它的支持力、桌面对它的摩擦力、轻绳的拉力、2 对它的摩擦力、2 对它的弹力共六个力的作用，D 错误。 10.C 【解析】缓慢改变细绳OA的方向至的过程，细绳OA拉力的方向变化从 1 位置到 2 位置到 3 位置所示，可知细绳OA的拉力先减小后增大，细绳OP的拉力一直增大，故 A 错误；若开始时物块P受细绳的拉力比较大，则斜面体对物块P的摩擦力沿斜面向下，细绳OP的拉力一直增大，则摩擦力一直增大，故 B 错误；以斜面体和(P、Q)整体为研究对象受力分析，根据平衡条件可知，斜面体受到地面的摩擦力与细绳OA的拉力在水平方向的分力等大反向，故地面对斜面体的摩擦力方向向左，故 C 正确；以斜面体和(P、Q)整体为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡有，为F与竖直方向的夹角，由以上分析可知F的最大值为(当F竖直向上时)，故，则，故 D 错误。 11.A【解析】将小物块A和斜面体D看成整体，可知受到斜向左上方的拉力作用，所以地面对斜面体D除了支持力外还有摩擦力作用，故地面对斜面体D的作用力不是竖直向上，故 A 错误。若开始时斜面体D对小物块A的摩擦力沿斜面向下，则有，随着B中的沙子缓慢流出，小物块A受到的摩擦力f先缓慢减小到零，之后反向增大；若开始时斜面体D对小物块A的摩擦力沿斜面向上，则有，则随着B中的沙子缓慢流出，小物块A受到的摩擦力(f')缓慢增大，故 B 正确。因为滑轮两边细线的拉力总是相等的，则两个力的方向总是沿着两边细线，细线夹角不变，则OC与竖直方向的夹角不变，故 C 正确。对(A、D)组成的整体，受到斜向左上方的细线拉力作用，由题意可知，细线拉力缓慢减小，方向不变，所以地面对斜面体D的摩擦力也将缓慢减小，故 D 正确。本题选不正确的，故选 A。 12.(1)55（均可） (2)2.10 见解析 (3)3.3（均可） 【解析】(1) 由题图甲可知，(Fx)图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，根据胡克定律可得。(2) 弹簧测力计的读数为。设每单位长度为，则合力F合的图示如答案图。 (3) 经测量得合力为。 13.(1) (2) (3) 【解析】(1) 木箱向右做匀速直线运动，所受合力为零，根据平衡条件，在竖直方向上有，在水平方向上有，又，联立并代入数据解得。 (2) 将换成推力后，木箱仍向右做匀速直线运动，所受合力为零，根据平衡条件，在竖直方向上有，在水平方向上有，又，联立并代入数据可得。 (3) 对木箱进行受力分析，受到重力、支持力、推力和摩擦力，如图所示。水平方向有，竖直方向有，解得，不等式右边恒大于0，当F取无限大时，极限值为零，则恒成立，即时，F无论多大也推不动木箱。 14.(1) (2)，沿斜面向上 (3) 【解析】(1) 轻绳上的拉力处处相等，对物块A受力分析，A恰好不受摩擦力作用，则沿斜面方向有，解得。 (2) 对物块B受力分析，如图甲所示，竖直方向有，已知，解得。 对物块A进行受力分析，如图乙所示，因为，A有向下运动的趋势，故A受到的摩擦力f沿斜面向上，沿斜面方向有，解得A受到的摩擦力大小为。 (3) 物块A刚好要沿斜面向上滑动时，物块B的质量最大，设为，此时对物块\(A、B\)进行受力分析，如图丙所示， 对A，沿斜面方向有，垂直于斜面方向有，且，联立解得，对B，竖直方向有，联立解得；物块A刚好要沿斜面向下滑动时，物块B的质量最小，设为，此时对物块A、B进行受力分析，如图丁所示， 对A，沿斜面方向有，垂直于斜面方向有，且，联立解得，对B，竖直方向有，联立解得，所以为保持物块A处于静止状态，物块B的质量范围为。 15.(1) (2) (3)，方向斜向右上，与水平方向的夹角为 【解析】(1) 对箱子进行受力分析，如图甲所示，根据平衡条件，垂直斜面方向有，平行斜面方向有，由于箱子受到的摩擦力为滑动摩擦力，故有，联立解得。 (2) 对箱子进行受力分析，如图乙所示，根据平衡条件，在垂直斜面方向有，在平行斜面方向有，而，联立解得。 (3) 解法一：根据三角形定则，可得出示意图如图丙所示，设摩擦力与支持力的合力与y轴正方向的夹角为，则，可知恒为，即摩擦力与支持力的合力方向始终不变。根据图丙可知，当F与斜面对箱子作用力的合力方向垂直时，拉力F最小，则，即该力的方向斜向右上，与水平方向的夹角为。 解法二：如图丁所示，设拉力F与斜面的夹角为，根据平衡条件，箱子在y方向有，即，在x方向有，代入，联立可得，由此可知，当，即时，拉力有最小值，最小值为，方向斜向右上，与水平方向的夹角为 学科网（北京）股份有限公司 $