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

2026-2027学年第3章相互作用-力单元测试卷B 一、单项选择题（每题4分，共40分） 1.在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”下列选项中从物理学的角度解释正确的是（　　） A. “大石不移”是因为大石受到的阻力等于水的冲力 B. “大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 C. 水对沙石的冲击力大于沙石对水的冲击力 D. 只有水的持续作用力才能让沙石持续运动，因为力是维持物体运动的原因 2. 如图甲为北京大学所悬挂的校名牌匾，其示意图可简化为如图乙的侧视图。已知牌匾重力大小为G，两根拉绳上的合为大小为，两个木制横挡和墙壁对牌匾的合力大小为F，F的方向恰好和拉绳相垂直，则F、、G的关系为（　　） A. B. C. D. 3.如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中。关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4.两共点力的大小不变，它们的合力F与两共点力之间夹角的关系如图，则两共点力的大小分别为（ ） A. 2N、3N B. 4N、5N C. 3N、3N D. 3N、4N 5.某拉力器并列装有五根相同的轻弹簧，每根弹簧的原长都是0.4m。如图所示，小刚用800N的拉力把它们缓慢拉长至1.2m（未超过弹簧弹性限度）时（　　） A. 小刚的每只手受到拉力器的拉力为400N B. 每根弹簧产生的弹力为200N C. 将拉力器拉长至1.0m所需拉力为300N D. 每根弹簧的劲度系数为200N/m 6. 三段不可伸长的轻绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同。它们共同悬挂一重物，A端、B端固定，OA与水平顶板间夹角为30°，OB与顶板间夹角为60°，如图所示。若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳是（　　） A. OC B. OB C. OA D. 3绳同时断裂 7.如图所示，A、B两物体用轻质细线通过两个滑轮连接，整个系统处于静止状态，细线右端可以左右移动，移动过程A不会碰到上方的滑轮，滑轮的质量和摩擦都忽略不计，若把细线右端由P点缓慢向右移动到Q点，下列说法正确的是（　　） A. 细线拉力的大小变小 B. 细线拉力的大小变大 C. 物体B的位置降低 D. 物体B的位置升高 8. 如图，在讲台上静止堆放着三根完全相同且重力为的粉笔、、。现将粉笔沿其中心轴线方向施加拉力，使其匀速抽出，A、B粉笔保持静止。任意两根粉笔之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则拉力大小为（　　） A. B. C. D. 9.建筑工地上，工人用滑轮来提升物体，如图所示，工人的质量为，物体的质量为，且，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人牵着绳缓慢向左退一步后，人和物体仍保持静止，则（　　） A. 人对绳的拉力增大 B. 地面对人的作用力增大 C. 地面对人的支持力减小 D. 地面对人的摩擦力增大 10.如图甲所示是由两圆杆构成的V形槽，它与水平面成θ角放置。现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放，滑块恰好匀速滑下。沿斜面看，其截面如图乙所示。已知滑块与两圆杆间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，β=120°，则（　　） A. μ=tanθ B. 左边圆杆对滑块的支持力为mgcosθ C. 左边圆杆对滑块的摩擦力为mgsinθ D. 若增大θ，圆杆对滑块的支持力将增大 二、非选择题（共60分） 11.某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时的主要步骤如下： ①如图甲，在水平放置的木板上用图钉把白纸固定，将轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端G固定在木板上，小圆环上系两根细绳套，橡皮条的自然长度为GE。 ②如图乙，用两个弹簧测力计A、B通过两细绳套共同拉动小圆环，使它静止于O点。用铅笔描下位置O，记下两个测力计的示数F1、F2。 ③如图丙，取下测力计A，只用测力计B单独拉动小圆环，使它仍静止于O点，记下测力计B的示数F。 ④如图丁，作出F1、F2及F的图示，并将F1、F2的箭头端分别与F的箭头端连接起来。根据图形，猜想两个互成角度的力的合成规律。 ⑤改变细绳套方向，多次重复步骤②③④，得出实验结论。 回答下列问题： （1）步骤②、③中均有重要的遗漏，请将遗漏补上：______。 （2）本实验所用的思想方法是（　　） A. 控制变量法 B. 极限法 C. 等效替代法 D. 理想模型法 （3）下列几项关于本实验说法不正确的是（　　） A. 实验过程中注意弹簧测力计不要超出量程 B. 两弹簧测力计同时拉细绳时需保持两个弹簧测力计读数相等 C. 实验器材中不需要量角器 D. 若将实验中的两根细绳套替换成橡皮筋，则对实验结果会产生影响 （4）在步骤⑤中，该实验小组进行了如下操作：在图丁中，保持小圆环的位置O点不变，β <90°且不变，现使F2的方向逆时针旋转，使α由图示大小转至90°。此过程中F1、F2的大小变化情况是（　　） A. F1、F2都增大 B. F1、F2都减小 C. F1先增大后减小，F2增大 D. F1增大，F2先减小后增大 （5）在实验中，F1、F2表示两个互成角度的力，F表示平行四边形作出的F1与F2的合力；F′表示用一个测力计拉橡皮筋时的力，则图丙中符合实验事实的是（　　） A. B. C. D. 12.如图，、两球通过两根相同且符合胡克定律的轻质弹性绳悬挂于点。整个装置处于风洞中，两球所受风力相同，风力方向水平向右。稳定时，两球处于同一竖直面，绳偏离竖直方向的角度分别为和。已知，球质量为，重力加速度为，弹性绳劲度系数为。求： （1）PQ间弹性绳弹力； （2）OP间弹性绳伸长量。 13.如图是桌面倾角可调节的书桌，桌脚固定不移动。现将质量的笔记本电脑（防滑胶垫遗失）放置于桌面上。虚线AB、CD平行于桌面边缘。当桌面与水平方向夹角调节为时，笔记本电脑恰好能够匀速滑下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（，，，重力加速度） （1）求此电脑与桌子之间的动摩擦因数； （2）将桌面与水平方向夹角调节为，并对笔记本电脑施加沿桌面虚线AB水平向左的外力，求此时笔记本电脑受到桌面的摩擦力大小； （3）将桌面与水平方向夹角调节，并对笔记本电脑施加一个外力F。使得笔记本电脑沿桌面虚线CD方向匀速上滑，求所需最小拉力。 14.如图所示，质量为mB＝24 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝22 kg的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°．已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5．现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出，已知sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2， (1)绳子对A拉力大小？ (2)则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为多少？ 15.在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a，质量为M＝2kg的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为R＝1m，质量为m的光滑球。正方体和球均保持静止，如图所示，球的球心为O，OB与竖直方向的夹角为，正方体的边长，正方体与水平地面的动摩擦因数为。（已知重力加速度，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果可保留根号） （1）若，求立方体对球的弹力和竖直墙壁对球的弹力； （2）若，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求球质量的最大值； （3）改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体右侧面BA到墙壁之间距离小于某个值d时，无论球质量为多大（保持球的半径不变），球和正方体始终处于静止状态，且球未接触地面，求d值。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年第3章相互作用-力单元测试卷B 一、单项选择题（每题4分，共40分） 1.在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”下列选项中从物理学的角度解释正确的是（　　） A. “大石不移”是因为大石受到的阻力等于水的冲力 B. “大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力 C. 水对沙石的冲击力大于沙石对水的冲击力 D. 只有水的持续作用力才能让沙石持续运动，因为力是维持物体运动的原因 【答案】A 【解析】 【详解】AB．“大石不移”是因为大石静止受力平衡，摩擦力等于水的冲力，故A正确，B错误； C．根据牛顿第三定律，水对沙石的冲击力与沙石对水的冲击力大小相等，故C错误； D．力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因，故D错误。 故选A。 2. 如图甲为北京大学所悬挂的校名牌匾，其示意图可简化为如图乙的侧视图。已知牌匾重力大小为G，两根拉绳上的合为大小为，两个木制横挡和墙壁对牌匾的合力大小为F，F的方向恰好和拉绳相垂直，则F、、G的关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】如图a，三力共点于O点，根据力的三角形定则和题给F的方向恰好和拉绳相垂直，可作图如图b所示，由勾股定理可得F的大小为 故选C。 3.如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中。关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为 F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力 F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为 N减小，则f减小，故B正确，ACD错误。 故选B。 4.两共点力的大小不变，它们的合力F与两共点力之间夹角的关系如图，则两共点力的大小分别为（ ） A. 2N、3N B. 4N、5N C. 3N、3N D. 3N、4N 【答案】D 【解析】 【详解】设两个力的大小分别为、，且，由题图可知，当两个力的夹角为时，有 当两个力的夹角为时，有 联立解得 ， 故选D。 5.某拉力器并列装有五根相同的轻弹簧，每根弹簧的原长都是0.4m。如图所示，小刚用800N的拉力把它们缓慢拉长至1.2m（未超过弹簧弹性限度）时（　　） A. 小刚的每只手受到拉力器的拉力为400N B. 每根弹簧产生的弹力为200N C. 将拉力器拉长至1.0m所需拉力为300N D. 每根弹簧的劲度系数为200N/m 【答案】D 【解析】 【详解】A．小刚用800N的力把它们拉长，则小刚的每只手受到拉力器的拉力为800N，故A错误； B．小刚用800N的力把它们拉长，则5根弹簧的弹力为800N，则每根弹簧的弹力为160N，故B错误； CD．根据 解得 将拉力器拉长1m所需拉力 故C错误，D正确。 故选D。 6. 三段不可伸长的轻绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同。它们共同悬挂一重物，A端、B端固定，OA与水平顶板间夹角为30°，OB与顶板间夹角为60°，如图所示。若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳是（　　） A. OC B. OB C. OA D. 3绳同时断裂 【答案】A 【解析】 【详解】对结点O受力分析可知，结点受物体的拉力、两绳子的拉力，处于平衡状态，由几何关系可知 ， 又对物体受力分析可知 联立上式可知， 比较三力大小可知 所以逐渐增加重物质量，绳OC先断。 故选A。 7.如图所示，A、B两物体用轻质细线通过两个滑轮连接，整个系统处于静止状态，细线右端可以左右移动，移动过程A不会碰到上方的滑轮，滑轮的质量和摩擦都忽略不计，若把细线右端由P点缓慢向右移动到Q点，下列说法正确的是（　　） A. 细线拉力的大小变小 B. 细线拉力的大小变大 C. 物体B的位置降低 D. 物体B的位置升高 【答案】C 【解析】 【详解】AB．细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点过程中，细线中的拉力始终等于物体A的重力，所以细线拉力的大小不变，AB错误； CD．设细线拉力大小为F，根据平衡条件得， 解得 所以细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点过程中，角θ保持不变；作图得，物体B的位置将降低，C正确，D错误。 故选C。 8. 如图，在讲台上静止堆放着三根完全相同且重力为的粉笔、、。现将粉笔沿其中心轴线方向施加拉力，使其匀速抽出，A、B粉笔保持静止。任意两根粉笔之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则拉力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对C粉笔受力分析，如图 在竖直方向由平衡条件 根据对称性可知 则 由平衡条件可知拉力大小等于AB粉笔对C粉笔的滑动摩擦力之和，即 故选A。 9.建筑工地上，工人用滑轮来提升物体，如图所示，工人的质量为，物体的质量为，且，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人牵着绳缓慢向左退一步后，人和物体仍保持静止，则（　　） A. 人对绳的拉力增大 B. 地面对人的作用力增大 C. 地面对人的支持力减小 D. 地面对人的摩擦力增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体始终处于静止状态，对物体受力分析，可得绳子对物体的拉力 则T一直保持不变，故人对绳的拉力也一直保持不变，故A错误； CD．对人受力分析如图所示 根据平衡条件可得， 当人拉着绳向左退一步后，增大，则减小，增大，故摩擦力和支持力都减小，故C正确，D错误； B．地面对人的作用力即摩擦力与支持力的合力，由于f和N都是减小的，所以地面对人的作用力也是减小的，故B错误。 故选C。 10.如图甲所示是由两圆杆构成的V形槽，它与水平面成θ角放置。现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放，滑块恰好匀速滑下。沿斜面看，其截面如图乙所示。已知滑块与两圆杆间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，β=120°，则（　　） A. μ=tanθ B. 左边圆杆对滑块的支持力为mgcosθ C. 左边圆杆对滑块的摩擦力为mgsinθ D. 若增大θ，圆杆对滑块的支持力将增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．滑块匀速下滑，根据平衡条件可知，在沿斜面方向 垂直斜面方向 滑动摩擦力为 解得 故A错误，B正确； C．左边圆杆对滑块的摩擦力为 故C错误； D．若增大，减小，则圆杆对滑块的支持力将减小，故D错误。 故选B。 二、非选择题 11.某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时的主要步骤如下： ①如图甲，在水平放置的木板上用图钉把白纸固定，将轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端G固定在木板上，小圆环上系两根细绳套，橡皮条的自然长度为GE。 ②如图乙，用两个弹簧测力计A、B通过两细绳套共同拉动小圆环，使它静止于O点。用铅笔描下位置O，记下两个测力计的示数F1、F2。 ③如图丙，取下测力计A，只用测力计B单独拉动小圆环，使它仍静止于O点，记下测力计B的示数F。 ④如图丁，作出F1、F2及F的图示，并将F1、F2的箭头端分别与F的箭头端连接起来。根据图形，猜想两个互成角度的力的合成规律。 ⑤改变细绳套方向，多次重复步骤②③④，得出实验结论。 回答下列问题： （1）步骤②、③中均有重要的遗漏，请将遗漏补上：______。 （2）本实验所用的思想方法是（　　） A. 控制变量法 B. 极限法 C. 等效替代法 D. 理想模型法 （3）下列几项关于本实验说法不正确的是（　　） A. 实验过程中注意弹簧测力计不要超出量程 B. 两弹簧测力计同时拉细绳时需保持两个弹簧测力计读数相等 C. 实验器材中不需要量角器 D. 若将实验中的两根细绳套替换成橡皮筋，则对实验结果会产生影响 （4）在步骤⑤中，该实验小组进行了如下操作：在图丁中，保持小圆环的位置O点不变，β <90°且不变，现使F2的方向逆时针旋转，使α由图示大小转至90°。此过程中F1、F2的大小变化情况是（　　） A. F1、F2都增大 B. F1、F2都减小 C. F1先增大后减小，F2增大 D. F1增大，F2先减小后增大 （5）在实验中，F1、F2表示两个互成角度的力，F表示平行四边形作出的F1与F2的合力；F′表示用一个测力计拉橡皮筋时的力，则图丙中符合实验事实的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）在记录F1、F2及F的大小时，要同时记录下F1、F2及F的方向 （2）C （3）BD （4）D （5）C 【解析】 【小问1详解】 步骤②、③中均有重要的遗漏，在记录F1、F2及F的大小时，要同时记录下F1、F2及F的方向。 【小问2详解】 本实验采用的思想方法为等效替代法。 故选C。 【小问3详解】 A．实验过程中应保证弹簧测力计不要超出量程，故A正确，不符合题意； B．两弹簧测力计同时拉细绳时不需要保持两个弹簧测力计读数相等，故B错误，符合题意； C．实验器材中不需要量角器，但两力的夹角不能太大也不能太小，故C正确，不符合题意； D．若将实验中的两根细绳套替换成橡皮筋，则对实验结果不会产生影响，故D错误，符合题意。 故选BD。 【小问4详解】 根据图解法，如图所示 由图可知，F1不断增大，F2先减小后增大。 故选D。 【小问5详解】 F1、F2表示两个互成角度的力，F表示平行四边形作出的F1与F2的合力，则F为平行四边形的对角线，F′表示用一个测力计拉橡皮筋时的力，其与橡皮筋共线。 故选C。 12.如图，、两球通过两根相同且符合胡克定律的轻质弹性绳悬挂于点。整个装置处于风洞中，两球所受风力相同，风力方向水平向右。稳定时，两球处于同一竖直面，绳偏离竖直方向的角度分别为和。已知，球质量为，重力加速度为，弹性绳劲度系数为。求： （1）PQ间弹性绳弹力； （2）OP间弹性绳伸长量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对球受力分析，如图所示 由球受力平衡得 水平风力为 解得 【小问2详解】 将、两球看成整体，则由整体水平方向受力平衡得 解得 OP间弹性绳伸长量 13.如图是桌面倾角可调节的书桌，桌脚固定不移动。现将质量的笔记本电脑（防滑胶垫遗失）放置于桌面上。虚线AB、CD平行于桌面边缘。当桌面与水平方向夹角调节为时，笔记本电脑恰好能够匀速滑下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（，，，重力加速度） （1）求此电脑与桌子之间的动摩擦因数； （2）将桌面与水平方向夹角调节为，并对笔记本电脑施加沿桌面虚线AB水平向左的外力，求此时笔记本电脑受到桌面的摩擦力大小； （3）将桌面与水平方向夹角调节，并对笔记本电脑施加一个外力F。使得笔记本电脑沿桌面虚线CD方向匀速上滑，求所需最小拉力。 【答案】（1）0.75 （2） （3）18.4N 【解析】 【小问1详解】 笔记本恰好能匀速下滑时，重力沿斜面向下的分量刚好等于最大静摩擦力，即滑动摩擦力，所以 解得 【小问2详解】 将桌面的夹角调整为30°后，笔记本电脑在斜面上的最大静摩擦力为 在沿斜面的方向上，物体的受力如图所示 外力与重力分量合力为 由于，物体没有发生相对滑动，受到的斜面的静摩擦力 【小问3详解】 此时对物体进行受力分析，侧视图如图所示 斜面支持力与物体受到的滑动摩擦力的合力方向是固定的， 可解得 当外力F垂直支持力与摩擦力的合力时，此外力是最小的，所以 14.如图所示，质量为mB＝24 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝22 kg的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°．已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5．现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出，已知sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2， (1)绳子对A拉力大小？ (2)则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为多少？ 【答案】（1）100 N；（2）0.3 【解析】 【详解】(1)对受力分析如图甲所示 由题意得： 联立解得： (2)对、整体受力分析如图乙所示 由题意得： 联立解得： 15.在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a，质量为M＝2kg的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为R＝1m，质量为m的光滑球。正方体和球均保持静止，如图所示，球的球心为O，OB与竖直方向的夹角为，正方体的边长，正方体与水平地面的动摩擦因数为。（已知重力加速度，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果可保留根号） （1）若，求立方体对球的弹力和竖直墙壁对球的弹力； （2）若，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求球质量的最大值； （3）改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体右侧面BA到墙壁之间距离小于某个值d时，无论球质量为多大（保持球的半径不变），球和正方体始终处于静止状态，且球未接触地面，求d值。 【答案】（1）8N， （2）4kg （3） 【解析】 【小问1详解】 对球受力情况如图所示 根据平衡条件知立方体对球的弹力 竖直墙壁对球的弹力 【小问2详解】 对整体受力分析 根据平衡条件知， 为了不让正方体出现滑动，有 联立得 球质量的最大值 【小问3详解】 当正方体右侧面BA到墙壁之间距离小于某个值d时，设OB与竖直方向夹角为，根据 即 无论m多大都能保持静止状态，则 则临界值 学科网（北京）股份有限公司 $