2027届高考物理一轮复习单元练习卷：相互作用——力

**基本信息** 高中物理相互作用力单元一轮复习卷，以真实情境与实验探究为载体，全面覆盖静摩擦力、力的平衡等核心知识点，注重物理观念与科学思维的融合。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|教材插图分析、相互作用力、弹簧平衡|结合伽利略实验等科学史，考查微元法等研究方法| |多选题|3/15|绳的拉力、斜面压力、动态平衡|通过缓慢转动挡板情境，考查力的分解与动态分析| |实验题|2/12|橡皮筋劲度系数、动摩擦因数测量|用硬币和冰墩墩玩具创设探究情境，培养科学探究能力| |解答题|3/45|多物体平衡、摩擦力极值、外力最小值|综合应用平衡条件，考查科学推理与模型建构|

相互作用力练习卷1 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）关于教材中的插图，下列理解不正确的是（　 　） A．A图是用微元法探究匀变速直线运动的位移，所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小，分得越少则越接近 B．B图是伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力，方便测时间，随着斜面倾角的增大，伽利略观察到铜球的运动规律相同，合理外推得到自由落体运动规律 C．C图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变，所运用的主要研究方法与卡文迪什测量引力常量的主要研究方法相同 D．D图是物体由静止状态被拉动，直到物体匀速运动起来，用力的传感器测得拉力的变化过程，说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力 2．（本题4分）跳水是一项优美的水上运动。如图所示为一位女运动员在3米跳板项目中的起跳动作，设她对跳板的压力为，跳板对她的支持力为，则（    ） A．跳板受到压力，是因为跳板发生了形变 B．和是同时产生的 C．和的合力为零 D．运动员能跳得高的原因之一是大于 3．（本题4分）如图所示，半径为的光滑圆环固定在竖直平面内，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环上与圆心等高的位置，另一端连接一个套在圆环上质量为的小球，平衡时弹簧与水平方向的夹角为。弹簧在弹性限度内，重力加速度大小为，弹簧的劲度系数为（     ） A． B． C． D． 4．（本题4分）如图所示，质量为的小物块，在水平恒力的作用下紧贴在竖直墙壁上保持静止状态。自时刻起随时间均匀减小，直至时刻减为零，重力加速度为，关于小物块所受摩擦力大小随时间变化的图像，下列选项可能正确的是（    ） A． B． C． D． 5．（本题4分）电影《赌神》中有一经典发牌动作，如图所示，发牌手将扑克牌水平放置，用大拇指向下挤压扑克牌的同时，迅速把最上面的扑克牌向前水平推出，其他扑克牌均静止不动。已知每张牌的质量为，大拇指的压力为，牌与牌之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则顺利发出第一张牌过程中（　　） A．大拇指与第一张牌之间的摩擦力是滑动摩擦力 B．第一张牌和第二张牌之间的摩擦力为 C．第二张牌和第三张牌之间的摩擦力为 D．越下面的牌受到的压力越大，牌受到的摩擦力也越大 6．（本题4分）如图所示，小物块静止在光滑水平冰面上，要使小物块沿方向运动，在施加水平向左拉力的同时还需要再施加一个力，的最小值为（    ） A． B． C． D． 7．（本题4分）五本物理必修一课本按如图甲和乙两种方式叠放，甲图中两侧的压力大小均为，已知每本书的质量为，两书间的动摩擦因数为，若用手挡住其他书，分别竖直向下和水平向左抽出编号为3的课本，两种叠放方式中至少需要的力分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（     ） A． B． C． D． 二、多选题（共15分） 8．（本题5分）如图所示，能承受最大拉力为15N的细线OA与水平方向成30°角，能承受最大拉力为15N的细线OB水平，细线OC能承受足够大的拉力。在不断增大所挂重物的重力的过程中（     ） A．OA绳先断 B．OB绳先断 C．OA绳与OB绳同时断 D．所挂重物的重力最大能增大到7.5N 9．（本题5分）将一个质量为m的铅球放在倾角为的光滑斜面上，并用光滑的竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。重力加速度为g，关于铅球对挡板的压力和对斜面的压力的下列说法中正确的是（　　）    A．铅球对挡板的压力和对斜面的压力相等 B．铅球对斜面的压力大小为 C．若逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，过程中铅球对挡板压力的最小值为 D．若逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，过程中铅球对斜面的压力先减小后增大 10．（本题5分）工人用绳索提起重物，如图所示，用绳索穿过固定在重物上的光滑小环，绳索端点A固定在竖直墙上，另一端抓在工人手中。工人站立点B以及手拉绳的高度C均保持不变，缓慢收短绳索提起重物。已知绳索拉力大小为，地面对工人的摩擦力大小为，支持力为。以下说法正确的有（     ） A．保持不变 B．逐渐增大 C．保持不变 D．保持不变 三、实验题（共12分） 11．（本题6分）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下： （1）查找资料，得知每枚硬币的质量为； （2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量/枚 5 10 15 20 25 长度 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 （3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；______ （4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋的长度为______； （5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______（计算结果保留3位有效数字）。 12．（本题6分）某物理兴趣小组采用如图甲所示装置测定木块和木板间的动摩擦因数。先测出木块质量M，再将一木块和木板叠放于水平桌面上，将弹簧测力计上端固定，下端用细绳跨过定滑轮与木块水平连接。保持弹簧测力计始终处于竖直状态，通过在木块上增加砝码来改变木块对木板的压力。忽略细绳与滑轮间的摩擦力，重力加速度g取。 (1)测量木块和木板之间的滑动摩擦力大小时，木板被向右水平抽出时________（选填“需要”或“不需要”）保持匀速。 (2)通过实验得到弹簧测力计的示数F与砝码质量m的关系图线如图乙所示。则木块与木板间的动摩擦因数μ=________，通过图乙还可得出木块的质量M=________kg。 四、解答题（共45分） 13．（本题12分）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？ 14．（本题15分）如图所示，轻绳a系物块A悬挂在O点，A、B之间用轻绳b水平连接，物块B静止于倾角为θ的斜面上，a与竖直方向的夹角也为θ，θ=30°，B与斜面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。若mA=1kg，mB=4kg，求： （1）轻绳a拉力Ta的大小； （2）物块B与斜面之间摩擦力Ff的大小； （3）若mA、mB数值未知，其它条件均不变，系统始终处于静止状态，求的最大值。 15．（本题18分）如图甲所示，在一固定斜面上物体A通过光滑定滑轮与物体B相连，物体A、B均保持静止，已知物体A的质量，斜面倾角。 (1)若斜面光滑，求物体B的质量； (2)若斜面由特殊材料制成，物体A、B仍保持静止，物体A向上运动时动摩擦因数，向下运动时动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物体B质量的范围； (3)如图乙所示，若在P点对B施加一水平外力F，物体A、B仍保持静止，细线与竖直方向夹角，物体B质量，求A受到的摩擦力； (4)图乙中物体A保持静止，且细线与竖直方向夹角不变，物体B质量，改变F的大小和方向，F的最小值是多少？F取最小值时与水平方向夹角是多少？ 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《相互作用力练习卷1》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C B B A A AD BC BD 1．A 【详解】A．速度—时间图像中，图线与时间轴所围面积表示位移。用小矩形面积求和是近似方法，分割越多，矩形面积之和才越接近图线下面积，故A错误； B．伽利略斜面实验通过减小沿斜面方向的加速度来延长运动时间，便于测量；改变斜面倾角只改变加速度大小，不改变匀变速运动规律，合理外推可得到自由落体运动规律，故B正确； C．图示装置把桌面微小形变放大为可观察的位移，采用放大法；卡文迪许扭秤测量引力常量也采用放大微小形变或转动的方法，故C正确； D．物体由静止开始被拉动时，拉力先增大到最大静摩擦力，随后降为滑动摩擦力，图像表明最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故D正确。 本题选不准确的，故选A。 2．B 【详解】A．压力的施力物体是运动员，是运动员的脚发生形变，要恢复原状而对跳板产生的弹力，不是跳板形变产生的，故A错误； B．运动员对跳板的压力和跳板对她的支持力，是一对作用力与反作用力。作用力与反作用力的特点是：同时产生、同时消失、同时变化，大小相等、方向相反，作用在两个不同物体上，故B正确； C．合力为零的条件是两个力作用在同一物体上。作用在跳板上，作用在运动员身上，不是同一物体，不能求合力，故C错误； D．根据牛顿第三定律，和大小始终相等。运动员跳得高，是因为跳板的支持力大于自身重力，合力向上，获得了向上的加速度，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】根据题意，设此时弹簧的长度为，由几何关系有 解得 可知，此时弹簧被压缩，且形变量为 对小球受力分析，如图所示 由平衡条件有， 联立解得 故选C。 4．B 【详解】开始时小物块静止，摩擦力等于重力，随着恒力的逐渐减小，小物体的最大静摩擦也减小，当小于重力时突变为滑动摩擦，而且滑动摩擦小于最大静摩擦，根据 可知与恒力成正比逐渐减小到零。 故选B。 5．B 【详解】A．在顺利发出第一张牌过程中，大拇指与第一张牌之间没有相对滑动，所以它们之间的摩擦力是静摩擦力，故A错误； B．第一张牌相对第二张牌向前运动，故第一张牌和第二张牌之间的摩擦力为滑动摩擦力，根据平衡条件，可知第二张牌对第一张牌的支持力为 即第二张牌所受的正压力为 根据滑动摩擦力公式可得第一张牌和第二张牌之间的摩擦力为，故B正确； C．对第二张牌进行分析，第二张牌处于静止状态，在水平方向上，它受到第一张牌对它的滑动摩擦力，根据平衡条件，第二张牌和第三张牌之间的摩擦力与第一张牌对第二张牌的滑动摩擦力大小相等，方向相反，所以第二张牌和第三张牌之间的摩擦力也为，故C错误； D．越下面的牌受到的压力越大，但除第一张牌外，其他牌都处于静止状态，它们受到的是静摩擦力，根据平衡条件，这些静摩擦力大小都等于第一张牌与第二张牌之间的滑动摩擦力，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】已知的方向，要使小物块沿方向运动，即和的合力沿方向，根据力的三角形定则，如图 可知的最小值为 故选A。 7．A 【详解】 由图1和图2分析可知，在叠放方式甲中抽出3号课本至少需要的力 在叠放方式乙中抽出3号课本至少需要的力 故，故A正确。 故选A。 8．AD 【详解】ABC．对点，受力如图所示 假设绳先断，即 求出绳拉力 则假设不成立，应为绳先断，故A正确，BC错误； D．以先断的绳的最大拉力来计算重物的最大重力,所以所挂重物的最大重力，故D正确。 故选AD。 9．BC 【详解】AB．将铅球的重力按作用效果分解为压挡板的压力和压斜面的压力，如下图所示    根据几何知识可得 ， 故A错误，B正确； CD．若逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，则力的分解过程如下图所示    由几何知识可知，当与垂直时，此时铅球对挡板压力的最小值为 由图可知，逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，过程中铅球对斜面的压力逐渐减小，故C正确，D错误。 故选BC。 10．BD 【详解】AB．对重物（含光滑小环）受力分析，因此同一根绳索的两段拉力大小均为，两段绳与竖直方向的夹角均为。重物缓慢运动处于平衡状态，由竖直方向合力为零 可知 已知点固定、人手拉绳的点位置也固定，因此两点的水平距离是定值。设两段绳总长度为，由几何关系可得（为两点间的水平间距） 收短绳索时总绳长减小，因此增大，则变大，减小，代入拉力表达式可知逐渐增大，故A错误，B正确； C．工人受重力、地面支持力、地面静摩擦力、绳索拉力。将拉力沿水平、竖直方向分解： 水平方向平衡，代入 可得 增大时增大，因此摩擦力逐渐变大，故C错误； D．竖直方向平衡，结合重物的平衡条件 可得 因此地面对工人的支持力保持不变，故D正确。 故选BD。 11． 15.35 127 【详解】（3）[1]根据表格中的标点，绘制出的图线，如图所示 （4）[2]由图可知刻度尺的分度值为1mm，故读数； （5）[3]设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0，则 则橡皮筋的劲度系数为k 从作的l-n图线读取数据则可得 ， 设冰墩墩的质量为m1，则有 可得 12．(1)不需要 (2) 0.4 0.025 【详解】（1）木板受重力、木块对木板的压力、木块对木板的滑动摩擦力、桌面对木板的滑动摩擦力、桌面对木板的支持力和水平拉力，共6个力；本实验中，木板不论处于什么运动，木块总处于平衡状态，则弹簧的弹力等于木块的滑动摩擦力，木板不需要匀速。 （2）对木块，根据平衡条件有 其中 设纵轴截距为a，则 故， 13．(1)12N，15N (2)12N (3)0.8 【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。 14．（1）；（2）25N；（3） 【详解】（1）对A、B受力分析如图所示 对A在竖直方向有 解得 （2）根据A、B的受力分析可得 而对B在平行于斜面方向有 代入数据解得 （3）当A的质量达到一定值后，B与斜面间的摩擦力将达到最大静摩擦，此时的比值也将达到最大值，对物体B，在沿着斜面方向有 在垂直斜面的方向上有 其中 ， 联立解得的最大值 15．(1) (2) (3)，方向沿斜面向上 (4)， 【详解】（1）若斜面光滑，沿斜面方向对A分析，A静止受力平衡，则绳子拉力 对B受力分析，在竖直方向，由平衡条件，得绳子拉力 因此 代入数据解得 （2）若A刚好不下滑，最大静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件，得 代入数据解得 若A刚好不上滑，最大静摩擦力沿斜面向下，由平衡条件，得 代入数据解得 故物体B的质量范围为 （3）对结点P受力分析，由平衡条件，得 解得 对物体A受力分析，设摩擦力沿斜面向上，由平衡条件，得 解得A受到的摩擦力大小为 结果为正，说明摩擦力方向沿斜面向上。 （4）对结点P受力分析，如图所示 重力大小方向不变，绳子拉力方向固定，根据共点力平衡的矢量三角形，当垂直于时，取得最小值，大小为 由几何关系，垂直时，与水平方向夹角为 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $