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

**基本信息** 本卷为高中物理人教版必修第一册“相互作用--力”章末素养单元卷，通过沼泽下陷、自动卸货车等生活情境及明朝木楔扶正塔身等传统文化素材，覆盖力的平衡、相互作用等核心知识点，注重物理观念与科学思维的考查，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6题|共点力平衡、作用力与反作用力|麦克风静止受力分析等基础情境| |多选题|4题|静摩擦力、力的分解|木楔力学原理等传统文化应用| |实验题|2题|力的合成规律、弹簧劲度系数|“探究互成角度力的合成”注重操作规范与数据处理| |解答题|3题|力的平衡综合、动摩擦因数|木块套杆、悬挂系统等复杂模型，突出科学推理|

第3章 相互作用--力 章末素养试题 2026-2027学年上学期高中物理人教版必修第一册 一、单选题 1．麦克风静止在水平桌面上，下列能表示支架对话筒作用力的方向的是（　　） A． B． C． D． 2．沼泽的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其表面行走时容易下陷，若人下陷的过程是先加速后匀速运动，下列判断正确的是　　 A．加速运动时人对沼泽地的压力大于沼泽地对他的支持力 B．加速运动时人对沼泽地的压力小于沼泽地对他的支持力 C．人对沼泽地的压力先大于后等于沼泽地对他的支持力 D．人对沼泽地的压力大小总等于沼泽地对他的支持力 3．如图所示（俯视图），完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平地面上处于静止状态，每个足球的质量为m，不考虑转动情况，下列说法正确的是（重力加速度为g）（     ） A．下面每个足球对地面的压力均为 B．下面的足球不受地面的摩擦力 C．下面每个足球受地面的摩擦力均为 D．上面足球对下面每个足球的压力均为 4．如图所示，弹簧测力计和细绳重力不计，不计滑轮的轴摩擦，物体重力，当装置稳定时弹簧测力计A和B的读数分别为（     ） A．5N，0 B．5N，10N C．5N，5N D．10N，5N 5．如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成角的力 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 角的力 推物块时，物块仍做匀速直线运动。若 和 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（　　） A． B． C． D．1- 6．如图所示是一个简易起吊设施的示意图，AC是质量不计的撑杆，A端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，C端吊一重物．现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉，在AC杆达到竖直前(　　) A．BC绳中的拉力FT越来越大 B．BC绳中的拉力FT越来越小 C．AC杆中的支撑力FN越来越大 D．AC杆中的支撑力FN越来越小 二、多选题 7．如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角缓慢增大，货物P相对车厢仍然静止。在此过程中，下列说法正确的是（     ） A．货物受到的摩擦力变大 B．货物对车厢的压力变大 C．货车对地面的压力不变 D．地面对车的摩擦力变小 8．如图所示，物体A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止：现用力F沿斜面向上推A，但A、B并未运动，下列说法正确的是 A．弹簧弹力一定不变 B．A、B之间的摩擦力一定变大 C．A、B之间的摩擦力可能大小不变 D．B与墙之间可能没有摩擦力 9．明朝谢肇淛《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，。木楔两侧产生推力FN，则（     ） A．若F一定，θ小时FN大 B．若F一定，θ大时FN大 C．若θ一定，F小时FN大 D．若θ一定，F大时FN大 10．光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止，若将A的位置向右移动稍许，整个装置仍保持平衡，则（  ） A．水平外力F增大 B．墙对B的作用力减小 C．地面对A的支持力减小 D．B对A的作用力增大 三、实验题 11．如图（a）所示，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上，再用图钉把橡皮筋一端固定在板上的点。在橡皮筋另一端系上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮筋。 （1）保证一个力单独作用与力共同作用效果相同的操作是___________ （2）实验中需要标记或者记录的信息有___________。 A．橡皮筋的原长   B．橡皮筋原长时结点的位置 C．力的大小和方向   D．力的大小和方向 （3）如图（b）是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中___________表示力和合力的理论值；另一个力表示力和合力的实际测量值。（填“”或“”） 12．某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。 （1）下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是____和____。 测量记录表： 代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 8.60 10.3 12.1 （2）实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中____、____。 （3）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1=L4－L0=6.90 cm，d2=L5－L1=6.90 cm，d3=L6－L2=7.00 cm。请你给出第四个差值：d4=____cm。 （4）根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为___，代入数据解得ΔL=___cm。 （5）计算弹簧的劲度系数k=____N/m（g取9.8 m/s2）。 四、解答题 13．如图所示，质量M＝5.5kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m＝1kg的小球相连。今用跟水平方向成60°角的力F＝10N拉着球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10m/s2。求： (1)轻绳与水平方向夹角θ； (2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。 14．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲、乙均处于静止状态。（已知，，， 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求： (1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？ (2)物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？ (3)若物体乙的质量，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为，三段轻绳能承受的最大拉力均为70N，则欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，物体甲的质量m1最大不能超过多少？ 15．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2， 求： （1）桌面对物体B的摩擦力为多少？     （2）弹簧的劲度系数为多少？     （3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？ 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D A C B B AC AC AD AD 1．A 根据共点力平衡，支架对话筒作用力与话筒的重力大小相等，方向相反。故支架对话筒作用力的方向竖直向上。BCD错误，A正确。 故选A。 2．D 沼泽地地面对人的支持力和人对沼泽地地面的压力是相互作用力，二者大小相等．对人受力分析，人受重力和支持力，重力大于支持力，故人会向下加速运动； 人对沼泽地地面的压力与沼泽地地面对人的支持力为作用力与反作用力，故二力一定大小相等，方向相反，故ABC错误；D正确．故选D． 3．A A．把四个球作为整体，根据平衡条件有 解得与地面接触的每个球受到的支持力大小为 根据牛顿第三定律可知，下面每个足球对地面的压力均为，故A正确； B．四个球的球心连线构成了正四面体，对下面的一个球受力分析，如图 其中F为上面球对下面球弹力，因此下面的足球会受地面的摩擦力，否则不会静止．故B错误 CD．根据几何关系可求，F与mg的夹角的余弦值为，正弦值为，根据平衡条件有， 联立解得，，故CD错误。 故选A。 4．C 弹簧测力计的示数为弹簧测力计挂钩所承受的力的大小。题图中无论弹簧测力计的右端是固定在支架上还是挂上重物，其作用效果是相同的，弹簧测力计挂钩承受的力的大小都等于物体的重力大小，即两弹簧示数均为5N。 故选C。 5．B 试题分析：对两种情况下的物体分别受力分析，如图 将F1正交分解为F3和F4，F2正交分解为F5和F6，则有：F滑=F3 mg=F4+FN； F滑′=F5 mg+F6=FN′ 而F滑=μFN；F滑′=μFN′ 则有F1cos60°=μ（mg-F1sin60°） ① F2cos30°=μ（mg+F2sin30°） ② 又根据题意F1=F2 ③ 联立①②③解得：μ=2-； 故选B 考点：物体的平衡 6．B AB．作出C点的受力示意图，如图所示，由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC相似．根据相似三角形的性质得 ＝＝， 解得BC绳中的拉力为 FT＝G， 由于重物P向上运动时，AB不变，BC变小，故FT减小，选项A错误，B正确； CD．AC杆中的支撑力为 FN＝G， 由于重物P向上运动时，AB、AC不变，FN不变，选项CD错误． 7．AC AB．货物相对车厢静止，货物有沿斜面下滑的趋势，静摩擦力沿斜面向上。由平衡条件得， 其中为静摩擦力，为支持力。增大时，增大、减小，所以静摩擦力增大、支持力减小；由牛顿第三定律，货物对车厢的压力与等大，也减小，故A正确，B错误。 CD．对货车和货物整体受力分析，货物与车厢间的作用力为内力。整体保持静止，设地面对整体的支持力为、整体重力为，由竖直方向平衡得；整体总质量不变，不变，所以不变。由牛顿第三定律，货车对地面的压力大小等于地面对整体的支持力，故压力不变；整体水平方向无外力，地面对货车的摩擦力始终为零，不会变小，故C正确，D错误。 故选AC。 8．AC 对整体分析，由于A、B均不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，选项A正确．对A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsinθ，若F=2mAgsinθ，则A、B之间的摩擦力大小 f=mAgsinθ，方向沿斜面向下，则知摩擦力大小不变．故B错误，C正确．开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，墙对B没有摩擦力也没有弹力；施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，F的竖直分量等于B与墙之间的摩擦力，故D错误． 9．AD 将力F沿垂直木楔两侧面方向分解，如图所示。 则有 可知，当F一定时，θ小时FN大；当θ一定时，F大时FN大。 故选AD。 10．AD BD．对B球受力分析，受到重力mg、A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N，如图 当A球向右移动后，A球对B球的支持力N′的方向与竖直方向的夹角不断变大，根据平衡条件结合合成法可以知道A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N都在不断增大，故B错误，D正确； AC．再对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面支持力FN，推力F和墙壁的弹力N，如下图 根据平衡条件，有：F=N，FN=G，G是总重力；故地面对A的支持力不变，推力F随着壁对B球的支持力N的不断增大而增大，故A正确，C错误； 故选AD。 11． 拉伸橡皮筋的结点到达同一位置 CD/DC （1）[1]保证一个力单独作用与力共同作用效果相同的操作是拉伸橡皮筋的结点到达同一位置。 （2）[2]根据实验原理可知，实验中需要标记或者记录的信息有橡皮条伸长后结点的位置，力、的大小和方向，以及的大小和方向。 故选CD。 （3）[3]理论值是由平行四边形法则得到的，则表示力和合力的理论值。 12． L5 L6 6.85 14.05 7.20 1.75 28 （1）[1][2]读数时应估读一位，所以其中L5 、L6两个数值在记录时没有估读。 （2）[3][4]根据图中刻度尺的读数可知L3=6.85cm和L7=14.05cm。 （3）[5]题中三组数据在寻求多挂4个砝码形成的长度差，故 d4=L7－L3=（14.05－6.85）cm=7.20cm （4）[6][7]每增加4个砝码弹簧的平均伸长量 = 则每增加一个砝码弹簧的平均伸长量 = 代入数据得 =1.75cm （5）[8]由（3）（4）可知代入数据得 k==N/m=28N/m 13．(1)30°；(2) (1)m处于平衡状态，受到重力、拉力F和轻绳拉力FT，如图所示 以m为研究对象，由平衡条件得 水平方向 Fcos60°-FTcosθ=0① 竖直方向 Fsin60°-FTsinθ-mg=0② ①②联立解得 θ=30° (2)以M、m整体为研究对象，设杆对M的支持力为FN，由平衡条件得 水平方向 Fcos60°-μFN=0③ 竖直方向 FN+Fsin60°-Mg-mg=0④ 由③④解得 14．(1)，；(2)，方向水平向左；(3) (1)对结点O，作出力图如图，由平衡条件有 (2)对于乙物体，根据共点力的平衡条件可知摩擦力为 方向水平向左； (3)当乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值为 此时OA绳的拉力大小为 结果表明OA绳先断裂，物体乙不会滑动，因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，则OA不断即可，物体甲的最大质量为 解得 15．（1） （2）200N/m（3） ，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上. （1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向． （1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 FO′a=GA=20N 对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为： Fob=FO′asin60°=10N 物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=Fob=10N （2）弹簧的拉力大小为 F弹=FO′acos60°=10N． 根据胡克定律得 F弹=kx 得 k===200N/m （3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小为：F=2FO′acos30°=2×20×N=20N 方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上 学科网（北京）股份有限公司 $