第三章 相互作用 单元测试-2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

**基本信息** 高中物理第三章相互作用单元测试，75分钟100分，以港珠澳大桥、手机支架等真实情境为载体，覆盖弹力、摩擦力、力的合成分解等核心知识，注重物理观念建构与科学思维培养，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| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|7/28|重心变化、弹力产生、静摩擦力方向|结合生活实例（课本转动、握瓶静止），考查相互作用观念| |多项选择|3/18|半球体受力、滑动摩擦力计算|设置辨析点（如支持力方向、压力与重力区别），培养科学推理| |实验题|2/15|弹簧劲度系数测定、力的合成规律|强调实验规范（静止读数、等效替代法），落实科学探究| |计算题|3/39|弹簧弹力、滑轮系统平衡、斜面体多体受力|分层设计（基础弹簧计算到复杂多体平衡），提升问题解决能力|

第三章　相互作用　单元测试 （时间：75分钟　　满分：100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1．如图，某同学将水平面上平放的物理课本（虚线），绕一端转动至竖直（实线），则该课本的重心位置（　　） A．降低了 B．升高了 C．不变 D．先降低后升高 【答案】B 【详解】我们可以将物理课本看作一个质量分布均匀的长方体，其重心位于其几何中心，可知课本的重心位置升高了。 故选B。 2．关于下图的描述中，正确的是（　　） A．甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变 B．乙图中站在水平电梯台阶上的人随电梯一起匀速运动时，人对水平电梯的压力就是人受的重力 C．丙图汽车特技表演时因车身倾斜，水平面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上 D．丁图中运动员之所以能够跳离地面，是因为人对地面的压力小于地面对人的支持力 【答案】A 【详解】A．甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变，故A正确； B．乙图商场中站在水平电梯台阶上的人随电梯一起匀速上楼的过程中，人对水平电梯的压力大小等于人受的重力，但压力施力物体是人，重力施力物体是地球，压力不是重力，故B错误； C．丙图汽车特技表演时因车身倾斜，水平面对汽车的支持力方向竖直向上，故C错误； D．人对地面的压力与地面对人的支持力为相互作用力，等大反向，故D错误。 故选A。 3．用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向静止，则手对瓶子的摩擦力（　　） A．握力越大，摩擦力越大 B．手越干越粗糙，摩擦力越大 C．方向向上 D．大于瓶子所受重力 【答案】C 【详解】AB．瓶子在竖直方向静止，处于平衡状态，在竖直方向上受到向下的重力和手对瓶子的静摩擦力，二力大小相等、方向相反，可知手对瓶子的摩擦力大小不变，故AB错误； C．静摩擦力需要平衡向下的重力，因此方向竖直向上，故C正确； D．平衡状态下竖直方向合力为0，静摩擦力大小等于瓶子所受重力，故D错误。 故选C。 4．如图，两个石块A、B静止在水平面上，石块C叠放在石块A、B上，也处于静止状态，石块C与石块B接触处切线水平，石块C与石块A接触处切线倾斜且接触处光滑，下列说法正确的是（　　） A．石块B、C之间没有摩擦力 B．石块B对石块C有水平向右的摩擦力 C．水平面与石块B之间没有摩擦力 D．水平面对石块B有水平向左的摩擦力 【答案】D 【详解】AB．由题意，对C受力分析，受竖直向下的重力，因石块C与石块A接触处切线倾斜且接触处光滑，故A对C有斜向右上方的弹力，又C处于平衡状态，则所受合力为0，根据平衡条件，可知C一定受到B对其水平向左的摩擦力，故AB错误； CD．由于B对C有水平向左的摩擦力，则C对B有水平向右的摩擦力。由于B处于平衡状态，可知水平面对石块B有水平向左的摩擦力，故C错误，D正确。 故选D。 5．两个共点力的大小分别为F1=12N，F2=8N，它们的合力大小不可能为（    ） A．8N B．12N C．22N D．19N 【答案】C 【详解】二力合成时，合力的取值范围满足公式 代入、，可求得合力的取值范围为 所以它们的合力大小不可能为。 故选C。 【点睛】 6．如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，则推力在水平方向的分力为（　　） A．Fsinα B．Fcosα C． D． 【答案】B 【详解】 画出力的分解图，从图中几何关系可以看出：推力在水平方向的分力 故选B。 7．如图（a）是一款手机支架，其支撑面采用的特殊材料可与手机表面相互吸引。如图（b），若手机倾斜静置在支架上，则（     ） A．手机受到三个力作用 B．支撑面对手机的支持力竖直向上 C．桌面对底座的支持力是由底座发生微小弹性形变产生 D．支撑面对手机的作用力大小等于手机的重力大小 【答案】D 【详解】A．对手机进行受力分析，如图所示。 手机受重力、支持力、摩擦力和支撑面的吸力，共4个力，故A错误； B．支持力为弹力，支撑面对手机的支持力垂直支撑面向上，故B错误； C．桌面对底座的支持力是由桌面发生微小弹性形变产生，故C错误； D．支撑面对手机的作用力为支持力、摩擦力和吸力的合力，由于手机受力平衡，则支持力、摩擦力和吸力的合力与重力等大反向，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全对6分，漏选3分，有选错的得0分） 8．如图所示，一半球体M固定在水平地面上，一物体P静止在半球体表面上（不在最高点）。关于物体P受力情况的分析，下列说法正确的是（　　） A．P所受的重力竖直向下 B．P所受的支持力是由M发生形变而产生的 C．P所受的支持力的方向与M形变的方向相同 D．M对P的支持力竖直向上 【答案】AB 【详解】A．P所受的重力竖直向下，故A正确； B．P所受的支持力是由M发生弹性形变之后由于要恢复原状而产生的弹力，故B正确； C．P所受的支持力的方向与M形变的方向相反，故C错误； D．物体P静止在半球体表面上，受重力、支持力和摩擦力而处于平衡状态，如图所示： M对P的支持力沿P与圆心的连线斜向上，故D错误。 故选AB。 9．在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对水平地面进行打磨，当对磨石施加压力F时（如图所示），磨石刚好能向右做匀速直线运动，已知磨石与地面间的动摩擦因数是μ，重力加速度为g，在磨石向前运动的过程中，地面对磨石的摩擦力为（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】对磨石，水平方向，根据平衡条件可得地面对磨石的摩擦力 磨石与地面间的摩擦力为滑动摩擦力，可得 故选AC。 10．为探究皮鞋的防滑性能，李华同学将皮鞋静置于倾角可调的斜面上，缓慢增大斜面倾角．当皮鞋恰好滑动时，测得此时斜面倾角等于37°，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（     ） A．皮鞋与斜面间的动摩擦因数为0.75 B．皮鞋滑动前，增大斜面倾角，皮鞋对斜面的压力增大 C．皮鞋滑动前，斜面对皮鞋的作用力竖直向上 D．在鞋内放置重物重做实验，缓慢增大斜面倾角，皮鞋恰好滑动时斜面倾角大于37° 【答案】AC 【详解】A．当皮鞋恰好滑动时，静摩擦力达到最大，有 解得皮鞋与斜面间的动摩擦因数为，故A正确； B．皮鞋滑动前，斜面对皮鞋的支持力为 增大斜面倾角，可得支持力变小，根据牛顿第三定律得皮鞋对斜面的压力减小，故B错误； C．皮鞋滑动前，皮鞋合力为零，可得斜面对皮鞋的作用力与皮鞋重力等大反向，可知其方向竖直向上，故C正确； D．根据A选项解析可知在鞋内放置重物重做实验，缓慢增大斜面倾角，仍有 可知皮鞋恰好滑动时斜面倾角不变，故D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共2小题，分值依次为6分、9分，共15分） 11．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)图（c）是该同学某次测量的弹簧长度，该长度是________cm。 (2)实验装置如图（a）所示，以下操作规范的是______。 A．实验前，为避免弹簧自身重力的影响，应先把弹簧水平放置测量其原长 B．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数 C．所挂钩码的个数是没有限制的 D．逐一增挂钩码，在不超过弹簧弹性限度的情况下记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重力 (3)他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度L的关系图线，由此图线可得该弹簧的劲度系数k=_______。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)16.00 (2)BD (3) 【详解】（1）由图可知刻度尺最小分度为0.1cm，则该同学某次测量的弹簧长度是16.00cm； （2）A．由于弹簧自身有重力，实验前，应该把弹簧竖直放置测量其原长，故A错误；       B．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数，防止钩码摆动过程影响示数，故B正确；       CD．实验过程中应该逐一增挂钩码，在不超过弹簧弹性限度的情况下记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重力，故C错误，D正确。       故选BD。 （3）由图像的斜率可得劲度系数为 12．某研究小组用如图甲所示装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。实验步骤如下： A．用图钉将白纸固定在水平木板上 B．将橡皮条的一端固定在木板上A点，另一端系在绳的结点上。将两细线也系在绳的结点上，另一端分别挂弹簧测力计B和C。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉两个弹簧测力计，使绳的结点静止在O点，用铅笔做标记，并沿细线标记两绳拉力的方向，读出弹簧测力计的示数分别为F1和F2； C．撤掉一个弹簧测力计，用一个弹簧测力计将绳的结点拉到 ，读出弹簧测力计的示数为F'，沿细线标记拉力F'的方向； D．选择合适标度，在白纸上以同一标度画出力F1、F2及F'的图示，然后按平行四边形定则画出F1与F2的合力F； E.比较F'和F的大小和方向，在误差允许范围内F与F'相等，即两个互成角度的力合成遵循力的平行四边形定则。 (1)本实验主要采用的科学方法是 。（填正确选项前的字母） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．建立物理模型法 (2)请将实验步骤C缺少的部分补充完整___________。 (3)以下实验注意事项，其中正确的是 。（多选，填正确选项前的字母） A．读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度 B．两细绳必须等长 C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 D．用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大 (4)图乙中的力F和力F'，一定沿橡皮条AO方向的是___________（选填“F”或“F'”） (5)某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F3和F4，图中小正方形的边长表示2N，请用作图法求得两力的合力大小为___________N。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)B (2)步骤B标记的O位置 (3)AC (4) (5)12N 【详解】（1）探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用两个弹簧测力计拉橡皮条的作用效果和用一个弹簧测力计拉橡皮条的作用效果一样，即等效替代法。 故选B。 （2）本实验中为确保用两个弹簧测力计拉橡皮条的作用效果与用一只弹簧测力计拉橡皮条的作用效果一致，实验中，改用一只弹簧测力计拉橡皮条时，应将绳的结点拉到步骤B标记的O位置。 （3）A．读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，故A正确； B．实验中需要记录的是弹簧测力计的示数，与细绳无关，故B错误； C．在实验中，弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，从而减少摩擦对实验的影响，若不与平面平行，弹簧测力计的拉力会有其他方向的分力，造成实验结果误差变大，故C正确； D．用两个弹簧测力计拉动橡皮条时，两个弹簧测力计的示数要适当一些即可，不是示数之差尽可能大，故D错误。 故选AC。 （4）图乙中的是用一只弹簧测力计拉橡皮条的作用力，F是两只弹簧测力计拉橡皮条的合力的理论值，故图乙中一定沿橡皮条方向的是。 （5）由平行四边形定则作图，如图所示 图中小正方形的边长表示2N，故合力大小为 四、计算题（本题共3小题，分值依次为10分、13分、16分，共39分。需写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤） 13．有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个0.2kg的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为0.002m，砝码始终未接触笔壳。以下操作中均未超过弹簧的弹性限度。 求： (1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数； (2)若木板水平放置，用这支圆珠笔水平匀速推动木板上质量为1kg的书本时，弹簧压缩量为0.004m，书本始终未接触笔壳。则书与木板间的动摩擦因数大小。 【答案】(1)1000N/m (2)0.4 【详解】（1）根据平衡条件可得 解得 N/m （2）由于书本恰好匀速运动，由平衡条件可得 则有 14．如图所示，甲、乙两物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，其中甲物体静止在粗糙的水平面上，乙物体悬空静止，轻绳OM、ON与水平方向间的夹角分别为60°、30°。已知乙物体的质量为m，重力加速度g，求： (1)轻绳OM、ON的拉力大小； (2)甲物体对水平面的摩擦力的大小和方向； (3)若甲物体与水平地面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，仍要保持两物体在原处静止，求甲物体的最小质量。 【答案】(1)， (2)，方向水平向左 (3) 【详解】（1）对悬挂的乙受力分析，乙静止，受重力、OM拉力、ON拉力，根据平衡条件水平方向 竖直方向 代入三角函数值求解，得：， （2）对甲受力分析，绳子跨过定滑轮，水平方向甲受向左的拉力、向右的拉力，甲静止，因此地面对甲的静摩擦力满足 ，地面对甲的摩擦力方向水平向右 根据牛顿第三定律，甲对水平面的摩擦大小为，方向水平向左。 （3）设甲质量为，甲竖直方向受力平衡最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 甲保持静止需要满足 代入 得 整理得甲的最小质量 15．如图所示，一倾角为53°、质量为10kg的斜面体A静置于水平面上，在斜面体A和光滑竖直墙面之间放置一质量为6kg的光滑梯形物块B，物块B与斜面体A、墙面刚好完全接触，斜面体A、物块B均处于静止状态。已知斜面体A与水平面间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，，。试回答：（结果均保留3位有效数字） (1)作出物块B的受力图，并求出斜面体A对物块B的弹力和墙面对物块B的弹力的大小？ (2)求出地面对斜面体A的支持力和地面对斜面体A的摩擦力分别多大？ (3)若在斜面体A上施加一个水平向左的拉力，当A刚好要向左滑动时，求出的大小。 【答案】(1)；100N，80.0N (2)160N，80.0N (3)40.0N 【详解】（1）以B为研究对象，物块B受力如图所示 根据平衡条件可得， 解得 , 斜面体A对物块B的弹力为 ,墙面对物块B的弹力为 （2）对A、B整体研究，根据力的平衡，地面对A的支持力为解得 地面对A的摩擦力为 （3）在A上施加一个水平向左的拉力，当A刚好要滑动时，地面对A的静摩擦力达到最大值，对A、B整体研究，则有    解得 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章　相互作用　单元测试 （时间：75分钟　　满分：100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1．如图，某同学将水平面上平放的物理课本（虚线），绕一端转动至竖直（实线），则该课本的重心位置（　　） A．降低了 B．升高了 C．不变 D．先降低后升高 2．关于下图的描述中，正确的是（　　） A．甲图中港珠澳大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变 B．乙图中站在水平电梯台阶上的人随电梯一起匀速运动时，人对水平电梯的压力就是人受的重力 C．丙图汽车特技表演时因车身倾斜，水平面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上 D．丁图中运动员之所以能够跳离地面，是因为人对地面的压力小于地面对人的支持力 3．用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向静止，则手对瓶子的摩擦力（　　） A．握力越大，摩擦力越大 B．手越干越粗糙，摩擦力越大 C．方向向上 D．大于瓶子所受重力 4．如图，两个石块A、B静止在水平面上，石块C叠放在石块A、B上，也处于静止状态，石块C与石块B接触处切线水平，石块C与石块A接触处切线倾斜且接触处光滑，下列说法正确的是（　　） A．石块B、C之间没有摩擦力 B．石块B对石块C有水平向右的摩擦力 C．水平面与石块B之间没有摩擦力 D．水平面对石块B有水平向左的摩擦力 5．两个共点力的大小分别为F1=12N，F2=8N，它们的合力大小不可能为（    ） A．8N B．12N C．22N D．19N 6．如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，则推力在水平方向的分力为（　　） A．Fsinα B．Fcosα C． D． 7．如图（a）是一款手机支架，其支撑面采用的特殊材料可与手机表面相互吸引。如图（b），若手机倾斜静置在支架上，则（     ） A．手机受到三个力作用 B．支撑面对手机的支持力竖直向上 C．桌面对底座的支持力是由底座发生微小弹性形变产生 D．支撑面对手机的作用力大小等于手机的重力大小 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全对6分，漏选3分，有选错的得0分） 8．如图所示，一半球体M固定在水平地面上，一物体P静止在半球体表面上（不在最高点）。关于物体P受力情况的分析，下列说法正确的是（　　） A．P所受的重力竖直向下 B．P所受的支持力是由M发生形变而产生的 C．P所受的支持力的方向与M形变的方向相同 D．M对P的支持力竖直向上 9．在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对水平地面进行打磨，当对磨石施加压力F时（如图所示），磨石刚好能向右做匀速直线运动，已知磨石与地面间的动摩擦因数是μ，重力加速度为g，在磨石向前运动的过程中，地面对磨石的摩擦力为（　　） A． B． C． D． 10．为探究皮鞋的防滑性能，李华同学将皮鞋静置于倾角可调的斜面上，缓慢增大斜面倾角．当皮鞋恰好滑动时，测得此时斜面倾角等于37°，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（     ） A．皮鞋与斜面间的动摩擦因数为0.75 B．皮鞋滑动前，增大斜面倾角，皮鞋对斜面的压力增大 C．皮鞋滑动前，斜面对皮鞋的作用力竖直向上 D．在鞋内放置重物重做实验，缓慢增大斜面倾角，皮鞋恰好滑动时斜面倾角大于37° 三、实验题（本题共2小题，分值依次为6分、9分，共15分） 11．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)图（c）是该同学某次测量的弹簧长度，该长度是________cm。 (2)实验装置如图（a）所示，以下操作规范的是______。 A．实验前，为避免弹簧自身重力的影响，应先把弹簧水平放置测量其原长 B．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数 C．所挂钩码的个数是没有限制的 D．逐一增挂钩码，在不超过弹簧弹性限度的情况下记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重力 (3)他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度L的关系图线，由此图线可得该弹簧的劲度系数k=_______。（结果保留2位有效数字） 12．某研究小组用如图甲所示装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。实验步骤如下： A．用图钉将白纸固定在水平木板上 B．将橡皮条的一端固定在木板上A点，另一端系在绳的结点上。将两细线也系在绳的结点上，另一端分别挂弹簧测力计B和C。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉两个弹簧测力计，使绳的结点静止在O点，用铅笔做标记，并沿细线标记两绳拉力的方向，读出弹簧测力计的示数分别为F1和F2； C．撤掉一个弹簧测力计，用一个弹簧测力计将绳的结点拉到 ，读出弹簧测力计的示数为F'，沿细线标记拉力F'的方向； D．选择合适标度，在白纸上以同一标度画出力F1、F2及F'的图示，然后按平行四边形定则画出F1与F2的合力F； E.比较F'和F的大小和方向，在误差允许范围内F与F'相等，即两个互成角度的力合成遵循力的平行四边形定则。 (1)本实验主要采用的科学方法是 。（填正确选项前的字母） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．建立物理模型法 (2)请将实验步骤C缺少的部分补充完整___________。 (3)以下实验注意事项，其中正确的是 。（多选，填正确选项前的字母） A．读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度 B．两细绳必须等长 C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 D．用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大 (4)图乙中的力F和力F'，一定沿橡皮条AO方向的是___________（选填“F”或“F'”） (5)某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F3和F4，图中小正方形的边长表示2N，请用作图法求得两力的合力大小为___________N。（结果保留两位有效数字） 四、计算题（本题共3小题，分值依次为10分、13分、16分，共39分。需写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤） 13．有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个0.2kg的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为0.002m，砝码始终未接触笔壳。以下操作中均未超过弹簧的弹性限度。 求： (1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数； (2)若木板水平放置，用这支圆珠笔水平匀速推动木板上质量为1kg的书本时，弹簧压缩量为0.004m，书本始终未接触笔壳。则书与木板间的动摩擦因数大小。 14．如图所示，甲、乙两物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，其中甲物体静止在粗糙的水平面上，乙物体悬空静止，轻绳OM、ON与水平方向间的夹角分别为60°、30°。已知乙物体的质量为m，重力加速度g，求： (1)轻绳OM、ON的拉力大小； (2)甲物体对水平面的摩擦力的大小和方向； (3)若甲物体与水平地面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，仍要保持两物体在原处静止，求甲物体的最小质量。 15．如图所示，一倾角为53°、质量为10kg的斜面体A静置于水平面上，在斜面体A和光滑竖直墙面之间放置一质量为6kg的光滑梯形物块B，物块B与斜面体A、墙面刚好完全接触，斜面体A、物块B均处于静止状态。已知斜面体A与水平面间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，，。试回答：（结果均保留3位有效数字） (1)作出物块B的受力图，并求出斜面体A对物块B的弹力和墙面对物块B的弹力的大小？ (2)求出地面对斜面体A的支持力和地面对斜面体A的摩擦力分别多大？ (3)若在斜面体A上施加一个水平向左的拉力，当A刚好要向左滑动时，求出的大小。 学科网（北京）股份有限公司 $