章末素养测评卷（三）第三章 相互作用——力(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第一册学生用书（人教版）

**基本信息** 本单元卷聚焦“相互作用——力”，通过机器人功夫、拉力器、石磨等真实情境，融合选择、实验、计算题型，考查重力、受力分析、胡克定律等核心知识，落实物理观念与科学思维，适配高一单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|重心（机器人）、胡克定律（拉力器）|情境关联科技与生活，如第3题以拉力器考劲度系数| |多选|3/12|摩擦力（小朋友与木板）、平衡条件|结合图像分析，如第8题通过F-t图考查摩擦规律| |非选择|5/60|实验（力的合成、胡克定律）、综合计算（劈形木块平衡）|实验题注重科学探究（第11题等效替代法），计算题综合科学推理（第15题最小外力分析）|

章末素养测评(三) 1.C　[解析] 重力的方向始终竖直向下,不一定指向地心,故A错误;物体所受的重力大小为G=mg,重力加速度g的大小与物体所在的地理位置有关,在地球上不同位置g的值不一定相同,所以机器人在地球上不同位置受到的重力大小不一定相等,故B错误;重心是物体各部分所受重力的等效作用点,其位置与物体的质量分布和形状有关,当机器人做出空中回旋踢的动作时,身体的形态发生改变,其重心位置也随之改变,重心有可能位于其身体之外,故C正确,D错误. 2.C　[解析] A球受重力、杆的支持力、车厢的支持力,而车厢的摩擦可能有,也可能没有,则A、B正确;B球一定受到重力、车厢的支持力、轻杆的弹力、车厢的摩擦力,4个力作用,故C错误,D正确. 3.B　[解析] 对于拉力器而言,弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律,劲度系数是弹性绳的固有属性,不随拉力变化,故A错误;设弹性绳的劲度系数为k,根据胡克定律,则每根弹性绳的弹力为F=kx,其中x为弹性绳的伸长量,由题意则有F= N=75 N,劲度系数k== N/m=150 N/m,故B正确;由胡克定律可知,弹性绳在弹性限度内,弹性绳的弹力与弹性绳的伸长量成正比,故C错误;对拉力器的拉力为120 N时,由胡克定律可得,弹性绳的伸长量为x'== m=0.4 m=40 cm,由于弹性绳原长未知,所以无法计算弹性绳长度,故D错误. 4.C　[解析] 由三角形定则可知两分力要顺连,若F1是F的一个分力,则另一个分力F2应该由C指向B,故A错误;随着夹角的变化,合力F与分力的关系为≤F≤F1+F2,所以改变分力F1、F2与F的夹角时,F不一定是F、F1、F2中最大的,故B错误;若受力分析中对F进行了分解,则之后的分析中就只考虑分力,而不应再将F计算在内,否则重复考虑了合力与分力,故C正确;若一个分力F1的大小一定,另一分力F2的方向一定,则F2的大小有两种可能或一种可能或无解,故D错误. 5.D　[解析] 由于F1=F2,根据平行四边形定则可知,F1、F2的合力F12=2F1cos 30°=F1,以O点作为研究对象,由平衡条件得F=F12=F1,故D正确. 6.C　[解析] 根据对称性可知光滑小铁环两侧绳子与竖直方向的夹角θ相等,以光滑小铁环为研究对象,根据平衡条件可得2FTcos θ=mg,设轻绳两端的水平距离为x,轻绳的长度为L,根据几何关系可得sin θ=,只将绳的B端缓慢向左移动时,水平距离x变小,θ变小,绳中拉力小,故A错误;只将绳的A端缓慢向下移动时,则水平距离x不变,θ不变,绳中拉力不变,故B错误;支架绕D点在竖直平面内逆时针转动时,则水平距离x变小,θ变小,绳中拉力变小,故C正确;绳子剪短一小段后重新悬挂在A、B两点后,由于L变小,则θ变大,绳中拉力变大,故D错误. 7.D　[解析] 对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,所受合力为零,有FN1sin 60°=FN2sin 60°,FN1cos 60°+FN2cos 60°=mg,解得FN1=FN2=mg, A错误;地面上的每根圆木受到地面的摩擦力大小为Ff=FN1'cos 30°,由牛顿第三定律可得FN1'=FN1,解得Ff=mg, B错误;对B,在竖直方向上有FN2'cos 60°+mg=FNB,由牛顿第三定律可得FN2'=FN2,解得FNB=,地面上的每根圆木受到地面的作用力大小为F===mg, C错误;地面上的两根圆木刚好要滑动时,则圆木所受摩擦力恰好是滑动摩擦力,则有Ff=μFNB,解得μ=, D正确. 8.BC　[解析] 在0~t0阶段小朋友与木板相对静止,木板受到的水平外力与小朋友对木板的静摩擦力平衡.根据牛顿第三定律,小朋友受到木板的静摩擦力与小朋友对木板的静摩擦力大小相等,而传感器显示的力与小朋友受到木板的静摩擦力平衡,所以传感器显示的力的大小始终等于水平外力的大小,在t0时刻,传感器显示的力达到最值100 N,即小朋友与木板之间的静摩擦力达到最大值100 N,该最大值与外力大小无直接关系,故无法得出外力的最大值为100 N,故A错误,B正确;图乙中的峰值为小朋友与木板间的最大静摩擦力,根据最大静摩擦力的特点,压力越大,最大静摩擦力越大.若在小朋友腿上放一物体,小朋友对木板的压力增大,最大静摩擦力增大,所以图乙中的峰值将增大,故C正确;由图可知,t0之后小朋友对木板施加的是滑动摩擦力,即滑动摩擦力的大小为Ff=70 N,对小朋友受力分析,在竖直方向可得FN=mg=250 N,根据Ff=μFN,解得μ=0.28,故D错误. 9.BD　[解析] 对b进行受力分析,根据平衡条件可知,轻杆对b的弹力沿杆向上,则轻杆对a的弹力沿杆向下,表现为推力,故A错误;由于滑块与轻杆间连有铰链,轻杆的弹力方向沿杆的方向,与P垂直,故B正确;以b为对象,设杆的弹力大小为F,根据平衡条件可得Fcos 30°=mgsin 60°,解得F=mg,故C错误;对a进行受力分析,根据平衡条件可知,a受到的静摩擦力大小为Ff=mgsin 60°=mg,故D正确. 10.BCD　[解析] 一直处于静止,所受合外力一直为零,故A错误;以整体为研究对象,受力分析,根据平衡条件,水平方向FN=F,其中FN为竖直墙壁对A的弹力,所以由牛顿第三定律可得,A对竖直墙壁的压力增大,故B正确;对B受力分析,如图所示,根据平衡条件有F=FN1=FN'sin θ,FN″=mg+FN'cos θ,F增大,则FN'增大,则FN″增大,根据牛顿第三定律,球对地面的压力增大,故C正确;以整体为研究对象,竖直方向有FN″+Ff=(M+m)g,若FN″增大至与(M+m)g相等,则Ff=0,故D正确. 11.(1)3.15(3.14~3.17)　(2)B　(3)B　(4)A [解析] (1)弹簧测力计的分度值为0.1 N,估读到0.01 N,读数为3.15 N(3.14~3.17 N都正确). (2)本实验采用的科学方法是等效替代法,故选B. (3)拉力F1和F2的方向分别为ON和OP方向,故选B. (4)为了更好地探究两个互成角度的力的合成规律,作好上述三个力的图示后,用虚线把F3的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接,分析构成的四边形是否近似为平行四边形,从而分析力F3与F1、F2之间可能存在的关系,A正确;同一次实验,橡皮图结点O的位置应相同,重复多次实验时,不同次实验结点O的位置可以不同,B错误;为了减小读数和作图误差,F1和F2的大小以及夹角大小要适中,并不是越大越好,C、D错误. 12.(1)如图所示　(2)10.4　13.6　(3)不受影响　偏小 [解析] (1)根据表格数据描点,并作出m⁃x图像如图所示 (2)由m⁃x图像可知,橡皮圈不拉伸时P点距离O点的距离约为5.20 cm,则橡皮圈不拉伸时的总周长约为10.4 cm,由m⁃x图像结合 “劲度系数等于圈中张力与整圈形变量之比”可知橡皮圈的劲度系数为k== N/m≈13.6 N/m (3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端结点O,则由实验数据得到的劲度系数将不受影响,因为计算劲度系数时考虑的是橡皮圈的伸长量而不是长度;若实验中刻度尺没有完全竖直,而读数时视线保持水平,会使读数偏大,则由实验数据得到的劲度系数将偏小. 13.(1)700 N　(2)4580 N　(3)560 N,方向水平向左 [解析] (1)根据平衡条件得,轻绳对光头强的拉力大小为F=mg=700 N (2)根据平衡条件得FN+Fsin 37°=Mg 代入数据解得FN=4580 N (3)根据平衡条件得,熊二所受摩擦力Ff=Fcos 37° 根据牛顿第三定律得Ff'=Ff 解得Ff'=560 N,方向水平向左 14.(1)600 N　(2)1110 N [解析] (1)对A、B受力分析如图所示 由受力平衡知,对A有 FTcos θ-Ff1=0 FN1-G1-FTsin θ=0 又Ff1=μFN1 联立解得FT=600 N (2)由受力平衡知,对B有 F-Ff1'-Ff2=0 FN2-FN1'-G2=0 又Ff2=μFN2, Ff1'=Ff1,FN1'=FN1 联立解得F=1110 N 15.(1) N　 N　(2)0.4　(3)100 N [解析] (1)以小球为研究对象,对其受力分析如图所示 根据平衡条件有 FNsin 37°=F2sin 45° FNcos 37°+F2cos 45°=G1 联立解得FN= N,F2= N (2)以木块和小球为整体,根据平衡条件可得 F2cos 45°+FN地=G1+G2 F2sin 45°=Ff地 又Ff地≤μFN地,联立解得μ≥0.4 则地面与木块间的动摩擦因数至少为0.4 (3)若在小球上施加一个外力F,让小球脱离劈形木块,当外力F垂直绳子斜向左上方时,拉力具有最小值, 根据平衡条件可得Fmin=G1sin 45°=100 N 学科网（北京）股份有限公司 $ 章末素养测评(三) 第三章　相互作用——力 (本试卷满分100分,考试时间75分钟) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求) 1.[2026·山东菏泽一中高一期中] 某机器人再现中国功夫“720度空中回旋踢”, 如图所示.关于该机器人,下列说法正确的是 (　) A.所受重力的方向始终指向地心 B.在地球上不同位置受到的重力大小相等 C.空中回旋踢时重心可能在其身体外 D.空中回旋踢时重心位置始终保持不变 2.[2025·湖北武昌实验中学高一月考] 如图所示,两小球A、B通过轻质细杆相连,斜靠在车厢里,两小球及车厢均处于静止状态,则下列说法不正确的是 (　) A.A球可能受到3个力的作用 B.A球可能受到4个力的作用 C.B球一定仅受到3个力的作用 D.B球一定仅受到4个力的作用 3.[2026·浙江台州六校高一期中] 拉力器是一种适合大众居家健身的器械,主要通过弹性形变产生阻力,用于锻炼上肢、胸背及核心肌群.它由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成(图甲).如图乙所示,某同学拉开拉力器使弹性绳比原长伸长了50 cm,此时该同学对拉力器的拉力大小为150 N.弹性绳的弹力与伸长量可认为遵循胡克定律,且未超过弹性限度.下列说法正确的是 (　) A.对拉力器的拉力增大,弹性绳的劲度系数也随之增大 B.每根弹性绳的劲度系数为150 N/m C.在弹性限度内,弹性绳长度与受到的拉力成正比 D.若对拉力器的拉力变为120 N,则弹性绳长度变为40 cm 4.[2025·山东青岛高一期末] 如图所示,将力F进行分解,下列说法正确的是 (　) A.若F1是F的一个分力,则另一个分力F2应该由B指向C B.无论怎么改变分力F1、F2与F的夹角,F一定是F、F1、F2中最大的 C.若受力分析中对F进行了分解,则之后的分析中就不应再将F计算在内 D.若一个分力F1的大小一定,另一分力F2的方向一定,则F2的大小有两种可能 5.[2022·广东卷] 如图所示是可用来制作豆腐的石磨,木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态.O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且 ∠AOB=60°.下列关系式正确的是 (　) A.F=F1 B.F=2F1 C.F=3F1 D.F=F1 6.[2026·四川成都石室中学高一期中] 如图所示为一竖直放置的正方形支架ABCD,在其水平边AB两端系着一根不可伸长的轻绳,绳上穿有一光滑小铁环.关于绳中拉力的大小,下列说法正确的是 (　) A.只将绳的B端缓慢向左移动时,绳中拉力变大 B.只将绳的A端缓慢向下移动时,绳中拉力变大 C.支架绕D点在竖直平面内逆时针转动时,绳中拉力变小 D.绳子剪短一小段后重新悬挂在AB两点后,绳中拉力变小 7.[2025·江苏苏州中学高一月考] 如图所示,三根完全相同的粗细均匀的圆木A、B、C堆放在水平地面上并处于静止状态,每根圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O1=120°.若在地面上的两根圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则 (　) A.圆木间的弹力大小为0.5mg B.地面上的每根圆木受到地面的摩擦力大小为0.5mg C.地面上的每根圆木受到地面的作用力大小为1.5mg D.地面与圆木间的动摩擦因数为 二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分.在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 8.[2026·内蒙古包头一中高一月考] 如图甲所示,质量为25 kg的小朋友坐在长木板上,长木板放在光滑水平地面上,力传感器固定在墙上,小朋友与力传感器之间通过水平轻绳相连.现施加一个逐渐变大的水平外力向左拉木板,图乙为力传感器记录的F⁃t图像,重力加速度g取10 m/s2.下列判断正确的是 (　) A.由图乙知水平外力的最大值为100 N B.由图乙知在0~t0阶段传感器显示的力的大小始终等于水平外力的大小 C.若将小朋友腿上放一物体,图乙中的峰值将增大 D.小朋友与木板间的动摩擦因数为0.4 9.如图,“V形”对接的斜面P、Q固定在水平面上,两斜面与水平面夹角均为θ=60°,其中P斜面粗糙,Q斜面光滑,两个质量均为m的小滑块a、b通过轻杆连接后分别静止在P、Q上,滑块与轻杆间连有铰链,轻杆垂直于斜面P,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.下列说法正确的是 (　) A.轻杆对a的弹力表现为拉力 B.轻杆对a的弹力方向与P垂直 C.轻杆对b的弹力大小为mg D.斜面P对a的摩擦力大小为mg 10.[2025·浙江知临中学高一月考] 如图所示,横截面为直角三角形的斜劈A的底面靠在粗糙的竖直墙面上,指向球心的力F水平作用在光滑球B上,系统处于静止状态,当F增大时,系统还保持静止,重力加速度为g,则下列说法正确的是 (　) A.A所受合外力增大 B.A对竖直墙壁的压力增大 C.B对地面的压力一定增大 D.墙面对A的摩擦力可能为变为零 三、非选择题(本题共5小题,共60分) 11.(6分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,用到的实验器材有:带钉子的木板、白纸、图钉、弹簧测力计2个、带2个细绳套的橡皮条、刻度尺等,实验情形如图甲所示. (1)(1分)某次实验时弹簧测力计示数如图乙所示,它的读数为　　　　 N.  (2)(1分)本实验采用的科学方法是　　　　(填字母代号).  A.极限法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.放大法 (3)(2分)某次实验记录纸如图丙所示,O点为橡皮条被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时拉力F1和F2的方向分别为　　　　.  A.ON和OQ方向 B.ON和OP方向 C.OQ和OP方向 (4)(2分)为了更好地探究两个互成角度的力的合成规律,作好上述三个力的图示后,下列操作正确的是　　　　.  A.用虚线把F3的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接,分析构成的四边形的形状特点 B.重复多次实验,每次实验都应将橡皮条拉到O点位置 C.重复多次实验,两弹簧测力计共同作用时F1和F2的大小尽可能大一些 D.重复多次实验,两弹簧测力计共同作用时F1和F2的夹角尽可能大一些 12.(10分)[2026·江苏星海实验高级中学高一期中] 某兴趣小组同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律,若符合胡克定律,则进一步测量其劲度系数(圈中张力与整圆形变量之比).他们设计了如图甲所示实验:橡皮圈上端固定在细绳套上,结点为O,刻度尺竖直固定在一边,0刻度与结点O水平对齐,橡皮圈下端悬挂钩码,依次增加钩码的个数,分别记录下所挂钩码的总质量m和对应橡皮圈下端P的刻度值x,如下表所示. 钩码质量m/g 20 40 60 80 100 120 P点刻度值x/cm 5.53 5.92 6.30 6.67 7.02 7.40 (1)(2分)请在图乙中,根据表中所给数据,充分利用坐标纸,作出m⁃x图像. (2)(4分)作出m⁃x图像后,根据图像数据确定:橡皮圈不拉伸时的总周长约为　　　　 cm,橡皮圈的劲度系数约为　　　　 N/m(重力加速度g取10 m/s2,结果保留三位有效数字).  (3)(4分)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端结点O,则由实验数据得到的劲度系数将　　　　　　(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”);若实验中刻度尺没有完全竖直,而读数时视线保持水平,则由实验数据得到的劲度系数将　　　　(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”).  13.(10分)[2025·四川成都外国语学校高一月考] 如图所示,熊二用一根轻绳绕过树枝将光头强悬挂起来,树枝此时相当于理想定滑轮.已知此时轻绳倾斜部分与水平地面的夹角为θ=37°,光头强质量为70 kg,熊大质量为500 kg,不计轻绳与树枝之间的摩擦.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求: (1)(3分)轻绳对光头强的拉力大小; (2)(3分)地面对熊二的支持力大小; (3)(4分)熊二对地面的摩擦力. 14.(16分)在水平地面上放一木块B,重力为G2=300 N,再在木块上放一货箱A,重力为G1=600 N,设货箱与木块、木块与地面间的动摩擦因数μ均为0.5,先用绳子把货箱与墙拉紧,绳子与水平方向夹角为θ,如图所示,已知sin θ=,cos θ=,然后在木块B上施一水平力F,将木块B匀速抽出,试求: (1)(6分)绳子的张力大小; (2)(10分)水平拉力F的大小. 15.(18分)[2026·江苏淮安高一期中] 如图所示,在粗糙的水平地面放置G2=100 N的劈形木块,在劈形木块上有一个G1=200 N的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知绳子与竖直方向夹角为45°,斜面倾角为37°,整个装置处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)则: (1)(4分)求斜面对小球支持力FN的大小和轻绳对小球的拉力F2大小; (2)(6分)地面与木块间的动摩擦因数μ至少多大? (3)(8分)若在小球上施加一个外力F,让小球脱离劈形木块,这个外力的最小值为多少? 学科网（北京）股份有限公司 $