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

**基本信息** 人教版（2019）必修第一册第三章《相互作用——力》单元卷，75分钟100分，覆盖相互作用力、重力、摩擦力、力的合成与分解等核心知识点，通过选择、实验、计算题梯度设计，适配单元复习，注重物理观念和科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题48分|相互作用力（1题）、重力（2题）、摩擦力（3题）、力的合成（4题）等|基础题（1-8题）巩固概念，多选题（9-12题）提升科学推理能力| |实验题|2题16分|力的合成规律探究（13题）、弹簧弹力与长度关系（14题）|注重科学探究，考查实验操作与数据处理能力| |计算题|3题36分|摩擦力与弹簧综合（15题）、力的平衡（16题）、拉力最小值（17题）|综合应用物理观念，体现模型建构与科学推理|

第三章《相互作用——力》单元测试卷（原卷版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第一册第3章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．关于相互作用力，下列说法错误的是（　　） A．相互作用力是同时产生的 B．相互作用力是同时消失的 C．相互作用力的大小一定相等 D．相互作用力作用在同一物体上 2．关于物体的重力和重心，下列说法正确的是（     ） A．物体的重力方向总是垂直地面向下 B．对某一物体而言，其重力的大小不会因为物体从赤道移到南极而改变 C．从效果上看可以认为物体各部分受到的重力作用集中于物体的重心 D．任何几何形状规则的物体的重心，必与其几何中心重合 3．如图所示，物体在，方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向左运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数，物体质量，取。可知物体所受摩擦力（    ） A．15N，水平向左 B．15N，水平向右 C．20N，水平向左 D．20N，水平向右 4．关于合力与其两个分力的关系，下列说法中不正确的是（　　） A．合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同 B．合力的大小总是大于每一个分力 C．合力可能小于也可能大于它的任一个分力 D．两个大小一定的分力，当两力的夹角在到之间时，夹角越大，合力越小 5．如图所示，坐标纸小方格边长的长度对应大小的力，某物体同时受到共面的三个共点力作用如下图，则三共点力的合力大小是（     ） A．1 N B．2 N C． N D．1 N 6．两根相同的轻弹簧的原长均为，将两弹簧与两个相同物体按如图所示的方式连接并悬挂于天花板上，静止时两根弹簧的总长为，现用手托着物体，使弹簧2恢复到原长，则下面说法正确的有（　　） A．未用手托着时，弹簧2的长度为 B．弹簧2恢复原长时，两根弹簧总长度为 C．在这个过程中，物体上升的距离为 D．在这个过程中，物体上升的距离为 7．如图所示，两个共点力的合力为10N，分力的方向与合力的方向成角，分力的大小为6N，则（　　） A．可取任意方向 B．有两个可能的方向 C．的大小有无数个解 D．的大小只有一个解 8．如图所示，水平杆固定，质量为的小球a套在杆上，小球a通过劲度系数的轻质弹簧I与质量为的小球b相连，小球b与劲度系数的轻质弹簧Ⅱ相连。现对弹簧Ⅱ的右端施加一水平向右的力，使小球a、b一起水平向右缓慢移动。已知弹簧I与竖直方向的夹角，两弹簧均未超出其弹性限度，取。下列说法正确的是（     ） A．弹簧Ⅱ的形变量为 B．弹簧I的形变量为 C．杆对小球a的支持力大小为 D．小球a与杆之间的动摩擦因数为 9．（多选）下列各图中，所有的接触面都光滑，物体处于静止状态，两物体之间存在弹力的是（　　） A． B． C． D． 10．（多选）如图甲所示，质量为m＝1kg的木块A静止在足够长的水平木板B上，木板B放在水平地面上，A、B之间的动摩擦因数μ＝0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从t＝0时刻起，A受到如图乙所示的水平向右的外力F作用，已知木板B始终保持静止不动，，则（     ） A．t＝1s时，A受到的摩擦力大小为2N B．t＝2s时，A受到的摩擦力大小为2N C．t＝3s时，A受到的摩擦力大小为6N D．t＝4s时，B受到地面的摩擦力大小为4N 11．（多选）两个共点力F1和F2间的夹角为θ（0°<θ<180°），两力的合力为F。下列说法正确的是（　　） A．合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小 B．合力F不可能和分力F1和F2一样大 C．如果夹角θ不变，F1的大小不变，只增大F2，则合力F必然增大 D．如果夹角θ不变，F1的大小不变，只增大F2，则合力F可能减小 12．（多选）如图所示，轻质细线绕过轻质光滑定滑轮，滑轮用轻杆固定于处且位于圆心的正上方，、另一端分别连接质量为的小球P（可视为质点）、质量为的物体Q，将物体Q放置于粗糙水平面上，物体Q与水平面间的动摩擦因数为，小球P放置于半径为的光滑半圆柱上，当、处于同一竖直线上时，处于水平且物体Q恰好不滑动，此时，，重力加速度大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则说法正确的是（     ） A．细线张力 B．细线张力 C． D． 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，共16分） 13．在探究两个互成角度的力的合成规律的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计），其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。 (1)本实验采用的科学方法是________。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 (2)图1中C测力计的示数为________N。（本实验用的弹簧测力计示数的单位为N） (3)在某次实验中，某同学的实验结果如图2所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中力与的合力的理论值是________；力与的合力的实验值是________。 14．某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 (1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。（填竖直或水平） (2)他通过实验得到如图（b）图示的弹力大小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。 (3)实验中用两根不同的轻弹簧a和b进行实验，画出弹簧弹力F与弹簧的长度L的关系图像如图（斜率较大的是a），下列说法正确的是（　　） A．a的劲度系数比b的大 B．a的劲度系数比b的小 C．a的原长比b的大 D．两个弹簧相比，用b弹簧制作的弹簧秤，灵敏度更高 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图所示，一质量为15kg的物体静止在水平地面上，物体的一端与一根劲度系数为的水平轻质弹簧相连，已知物体与地面间动摩擦因数为0.4，物体与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，设弹簧的形变始终在弹性限度内，取，求： (1)弹簧伸长5cm时，地面对物体的摩擦力； (2)弹簧伸长8cm时，地面对物体的摩擦力； (3)若物体做匀速直线运动，弹簧形变量为多少。 16．如图所示，物体A放在某一水平面上，已知物体A重60N，B重9N，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角。，，，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)轻绳AC、CD受到的拉力是多大？ (2)A受到的摩擦力是多大？ (3)若物体A的重力为200N，物体B的重力为120N，欲使A物体在水平面上不滑动，物体A与水平面之间的动摩擦因数至少应为多大？ 17．如图所示，质量为的物块置于水平面上，在水平拉力作用下，沿水平面做匀速直线运动。已知物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度大小为。 (1)求水平力的大小； (2)求水平面对物块的作用力； (3)若可改变拉力的方向，求拉力的最小值及其方向。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章《相互作用——力》单元测试卷（解析版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第一册第3章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．关于相互作用力，下列说法错误的是（　　） A．相互作用力是同时产生的 B．相互作用力是同时消失的 C．相互作用力的大小一定相等 D．相互作用力作用在同一物体上 【答案】D 【详解】相互作用力（作用力与反作用力）遵循牛顿第三定律，核心特点为：同时产生、同时变化、同时消失，大小相等、方向相反、作用在同一直线，且作用在两个不同物体上。 A．相互作用力具有同时性，是同时产生的，故A正确； B．相互作用力具有同时性，是同时消失的，故B正确； C．根据牛顿第三定律，相互作用力大小一定相等，故C正确； D．相互作用力分别作用在互为施力物体、受力物体的两个不同物体上，并非作用在同一物体上，故D错误。 本题选错误的，故选D。 2．关于物体的重力和重心，下列说法正确的是（     ） A．物体的重力方向总是垂直地面向下 B．对某一物体而言，其重力的大小不会因为物体从赤道移到南极而改变 C．从效果上看可以认为物体各部分受到的重力作用集中于物体的重心 D．任何几何形状规则的物体的重心，必与其几何中心重合 【答案】C 【详解】A．重力的方向是竖直向下，仅在水平地面时才与垂直地面向下的方向一致，若地面倾斜，二者方向不同，故A错误； B．从赤道移到南极，重力加速度增大，由公式可知，物体质量不变时，重力会增大，故B错误； C．重心是重力的等效作用点，从效果上看，可将物体各部分受到的重力的作用效果等效为集中于重心这一点，故C正确； D．只有同时满足质量分布均匀、几何形状规则两个条件的物体，重心才与其几何中心重合，缺少质量均匀分布的条件时结论不成立，故D错误。 故选C。 3．如图所示，物体在，方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向左运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数，物体质量，取。可知物体所受摩擦力（    ） A．15N，水平向左 B．15N，水平向右 C．20N，水平向左 D．20N，水平向右 【答案】B 【详解】由于物体有相对于地面向左的运动，摩擦力为滑动摩擦力，由滑动摩擦力公式 FN为地面对物体的支持力，根据平衡条件可得 联立可得摩擦力大小 方向与相对运动方向相反，即水平向右。 故选B。 4．关于合力与其两个分力的关系，下列说法中不正确的是（　　） A．合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同 B．合力的大小总是大于每一个分力 C．合力可能小于也可能大于它的任一个分力 D．两个大小一定的分力，当两力的夹角在到之间时，夹角越大，合力越小 【答案】B 【详解】A．合力与分力的核心关系是等效替代，合力的作用效果与两个分力共同作用的效果完全相同，故A正确； B．合力的取值范围为，合力可能小于、等于或大于任意一个分力，例如3N和4N的力反向时，合力仅为1N，小于两个分力，不存在“总是大于每一个分力”的规律，故B错误； C．根据合力的取值范围可知，合力既可以小于任一分力，也可以大于任一分力，故C正确； D．由合力计算公式 可知，当在到之间时，随增大而减小，因此合力随夹角增大而减小，故D正确。 本题选不正确的，故选B。 5．如图所示，坐标纸小方格边长的长度对应大小的力，某物体同时受到共面的三个共点力作用如下图，则三共点力的合力大小是（     ） A．1 N B．2 N C． N D．1 N 【答案】A 【详解】在方格坐标系中建立水平竖直的坐标系，分解各个力到坐标系上，再在坐标系上合成各个力可求出合力，有，方向竖直向上，A正确。 故选A。 6．两根相同的轻弹簧的原长均为，将两弹簧与两个相同物体按如图所示的方式连接并悬挂于天花板上，静止时两根弹簧的总长为，现用手托着物体，使弹簧2恢复到原长，则下面说法正确的有（　　） A．未用手托着时，弹簧2的长度为 B．弹簧2恢复原长时，两根弹簧总长度为 C．在这个过程中，物体上升的距离为 D．在这个过程中，物体上升的距离为 【答案】B 【详解】A．对AB的整体，根据平衡条件，有 对B分析，根据平衡条件，有 其中 解得，故A错误； BCD．弹簧2恢复原长时对物块A，根据平衡条件，有 解得长度为 弹簧2恢复原长时，两根弹簧总长度为 此过程中物体A上升的距离为 物体B上升的距离为，故B正确，CD错误。 故选B。 7．如图所示，两个共点力的合力为10N，分力的方向与合力的方向成角，分力的大小为6N，则（　　） A．可取任意方向 B．有两个可能的方向 C．的大小有无数个解 D．的大小只有一个解 【答案】B 【详解】AB．合力与分力满足平行四边形定则，平行四边形能够转化为三角形，可知，当的方向与的方向垂直时，分力达到最小值，则有 由于 可知，当分力的大小为6N，有两种可能的情况，如图所示 即有两个可能的方向，故A错误，B正确； CD．结合上述可知，的大小有两个解，故CD错误。 故选B。 8．如图所示，水平杆固定，质量为的小球a套在杆上，小球a通过劲度系数的轻质弹簧I与质量为的小球b相连，小球b与劲度系数的轻质弹簧Ⅱ相连。现对弹簧Ⅱ的右端施加一水平向右的力，使小球a、b一起水平向右缓慢移动。已知弹簧I与竖直方向的夹角，两弹簧均未超出其弹性限度，取。下列说法正确的是（     ） A．弹簧Ⅱ的形变量为 B．弹簧I的形变量为 C．杆对小球a的支持力大小为 D．小球a与杆之间的动摩擦因数为 【答案】A 【详解】B． 弹簧I与竖直方向夹角为，设弹簧I拉力为 竖直方向平衡 代入解得 由胡克定律 得弹簧I形变量，故B错误； A．小球b水平方向平衡：外力 弹簧Ⅱ弹力等于，由胡克定律 得，故A正确； C．弹簧I对的拉力斜向右下，竖直分量向下。小球a竖直方向平衡：杆的支持力，故C错误； D．小球a水平方向平衡：摩擦力 由滑动摩擦力公式 得，故D错误。 故选A。 9．（多选）下列各图中，所有的接触面都光滑，物体处于静止状态，两物体之间存在弹力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BCD 【详解】A．假设P、Q间存在弹力，由于接触面光滑，不能保持静止状态，两球都将运动，所以P、Q间不存在弹力，故A错误； B．P、Q放在圆弧形容器中，都有向下滚动的趋势，两球相互挤压，产生弹性形变，则P、Q间存在弹力，故B正确； C．P、Q两球重心不在同一水平直线上，相互之间存在挤压，发生弹性形变，两者之间存在弹力，故C正确； D．假设P、Q间没有弹力，则P受力不平衡，不能保持静止状态，所以P、Q间存在弹力，故D正确。 故选BCD。 10．（多选）如图甲所示，质量为m＝1kg的木块A静止在足够长的水平木板B上，木板B放在水平地面上，A、B之间的动摩擦因数μ＝0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从t＝0时刻起，A受到如图乙所示的水平向右的外力F作用，已知木板B始终保持静止不动，，则（     ） A．t＝1s时，A受到的摩擦力大小为2N B．t＝2s时，A受到的摩擦力大小为2N C．t＝3s时，A受到的摩擦力大小为6N D．t＝4s时，B受到地面的摩擦力大小为4N 【答案】AD 【详解】AB．A、B之间的动摩擦因数μ＝0.4，可知A、B之间的最大静摩擦力为 t＝1s时，外力F为2N，可得A受到的摩擦力大小为2N；t＝2s时，外力F为4N，可得A受到的摩擦力大小为4N，故A正确，B错误； C．t＝3s时，A、B已经相对滑动，A受到的摩擦力大小为4N，故C错误； D．t＝4s时，A、B相对滑动，A受到的摩擦力大小为4N，根据牛顿第三定律可得B受到A的摩擦力为4N，木板B始终保持静止不动，可得B受到地面的摩擦力大小为4N，故D正确。 故选AD。 11．（多选）两个共点力F1和F2间的夹角为θ（0°<θ<180°），两力的合力为F。下列说法正确的是（　　） A．合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小 B．合力F不可能和分力F1和F2一样大 C．如果夹角θ不变，F1的大小不变，只增大F2，则合力F必然增大 D．如果夹角θ不变，F1的大小不变，只增大F2，则合力F可能减小 【答案】AD 【详解】A．若两个共点力F1和F2的大小相等，方向相反，则两力的合力为0，则合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小，故A正确； B．由力的合成方法可知，两力合力的范围为，所以合力有可能大于任一分力，也可能小于任一分力，还可能与两个分力都相等，故B错误； CD．如图所示 夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F将先减小后增大，故C错误，D正确。 故选AD。 12．（多选）如图所示，轻质细线绕过轻质光滑定滑轮，滑轮用轻杆固定于处且位于圆心的正上方，、另一端分别连接质量为的小球P（可视为质点）、质量为的物体Q，将物体Q放置于粗糙水平面上，物体Q与水平面间的动摩擦因数为，小球P放置于半径为的光滑半圆柱上，当、处于同一竖直线上时，处于水平且物体Q恰好不滑动，此时，，重力加速度大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则说法正确的是（     ） A．细线张力 B．细线张力 C． D． 【答案】AC 【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，由于小球处于平衡状态，绳子对小球P的拉力与小球P的重力和光滑半圆柱的支持力的合力等大反向，如图所示 由相似三角形有 解得，故A正确，B错误； CD．对物块受力分析，由平衡条件有 又有 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，共16分） 13．在探究两个互成角度的力的合成规律的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计），其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。 (1)本实验采用的科学方法是________。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法 (2)图1中C测力计的示数为________N。（本实验用的弹簧测力计示数的单位为N） (3)在某次实验中，某同学的实验结果如图2所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中力与的合力的理论值是________；力与的合力的实验值是________。 【答案】(1)C (2)2.50 (3) F 【详解】（1）实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故ABD错误，C正确。 故选C。 （2）测力计的最小分度是，C测力计的示数为2.50N。 （3）[1][2]F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉到O点时的值，因此F是F1与F2合成的理论值，是F1与F2合成的实验值。 14．某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 (1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。（填竖直或水平） (2)他通过实验得到如图（b）图示的弹力大小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。 (3)实验中用两根不同的轻弹簧a和b进行实验，画出弹簧弹力F与弹簧的长度L的关系图像如图（斜率较大的是a），下列说法正确的是（　　） A．a的劲度系数比b的大 B．a的劲度系数比b的小 C．a的原长比b的大 D．两个弹簧相比，用b弹簧制作的弹簧秤，灵敏度更高 【答案】(1)竖直 (2) 4 50 (3)AD 【详解】（1）弹簧是竖直悬挂在铁架台上，为了准确测量弹簧长度，减小测量误差，刻度尺必须保持竖直状态。 （2）[1]当弹力时，弹簧长度等于原长，由图(b)可知，时，因此弹簧原长 [2] 根据胡克定律 劲度系数，由图得时，，因此 （3）AB．根据胡克定律 可知图像的斜率等于劲度系数：由题可知的斜率更大，因此的劲度系数比大，故A正确，B错误； C．图像与横轴的截距为弹簧原长，由图可知的横截距更小，因此的原长比小，故C错误； D．劲度系数越小，相同拉力变化下弹簧伸长量变化越大，越容易观察，灵敏度越高。的劲度系数更小，因此制作的弹簧秤灵敏度更高，故D正确 故选AD。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图所示，一质量为15kg的物体静止在水平地面上，物体的一端与一根劲度系数为的水平轻质弹簧相连，已知物体与地面间动摩擦因数为0.4，物体与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，设弹簧的形变始终在弹性限度内，取，求： (1)弹簧伸长5cm时，地面对物体的摩擦力； (2)弹簧伸长8cm时，地面对物体的摩擦力； (3)若物体做匀速直线运动，弹簧形变量为多少。 【详解】（1）根据胡克定律，当时， 最大静摩擦力 此时地面对物体的静摩擦力大小为 方向为水平向左。 （2）当时， 物体已经运动，这时摩擦力为滑动摩擦力，其大小为。 方向为水平向左。 （3）当物体匀速直线运动时，滑动摩擦力等于弹力，即 解得。 16．如图所示，物体A放在某一水平面上，已知物体A重60N，B重9N，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角。，，，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)轻绳AC、CD受到的拉力是多大？ (2)A受到的摩擦力是多大？ (3)若物体A的重力为200N，物体B的重力为120N，欲使A物体在水平面上不滑动，物体A与水平面之间的动摩擦因数至少应为多大？ 【详解】（1）以结点C为研究对象，受力如下 在竖直方向上，由平衡条件可得 代入数据解得 在水平方向上，由平衡条件可得 代入数据解得 根据牛顿第三定律，轻绳AC、CD受到的拉力大小分别为和。 （2）以物体A为研究对象，在水平方向上受到绳AC的拉力和水平面的静摩擦力作用。由平衡条件可知 代入数据得 （3）当物体A的重力为，物体B的重力为时，重新计算绳AC的拉力。对结点C分析，竖直方向 解得 水平方向 要使物体A不滑动，A受到的最大静摩擦力应大于或等于绳AC的拉力。A对水平面的压力 最大静摩擦力 由得，即 故动摩擦因数至少应为。 17．如图所示，质量为的物块置于水平面上，在水平拉力作用下，沿水平面做匀速直线运动。已知物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度大小为。 (1)求水平力的大小； (2)求水平面对物块的作用力； (3)若可改变拉力的方向，求拉力的最小值及其方向。 【详解】（1）竖直方向重力与支持力平衡 压力与支持力是一对作用力与反作用力大小相等 故压力 水平方向 （2）水平面对物块的作用力为摩擦力与支持力的合力，其大小为 方向斜向左上与水平方向夹角为且 （3）设拉力斜向右上并与水平面的夹角为 竖直方向的支持力大小为 水平方向 联立解得 其中 当时，拉力的最小值为 拉力的方向斜向右上并与水平面的夹角为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $