第三章 相互作用-力 章末质量评估(三)-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

章末质量评估(三) (时间：75分钟　分值：100分) 一、选择题：共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．绿色出行，低碳生活。自行车是人类的一项伟大发明。一百多年来，经过技术人员的不断改进，现在的自行车骑起来已十分轻便。如图所示的自行车上需要减小摩擦力的部位是 (　　) 　　　　 　　　　　 　　　　 A. 轴承 B. 车闸 C. 轮胎 D. 脚蹬 2．我国的航天技术在世界上具有领先地位，火箭在发射卫星后能被回收是航天技术的一大进步。如图所示为火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上，不计火箭质量的变化。火箭着地时，其对地面的作用力 (　　) A. 大于地面对火箭的作用力 B. 小于地面对火箭的作用力 C. 大于火箭自身的重力 D. 等于火箭自身的重力 3．智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂用铁夹夹起一个立方体物块，物块在空中处于静止状态，铁夹与物块接触面保持竖直，则 (　　) A. 若铁夹竖直向上匀速移动，物块受到的摩擦力方向向下 B. 若铁夹水平移动，物块受到的摩擦力由静摩擦力变为滑动摩擦力 C. 若铁夹竖直向下匀速移动，物块受到的摩擦力小于重力 D. 若增大铁夹对物块的压力，物块受到的摩擦力不变 4．下列各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，正确的是 (　　) A　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　D 5．如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，mA＝1 kg，mB＝2 kg，mC＝3 kg，物体A与B、B与C间的动摩擦因数均为μ＝0.1，地面光滑，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将物体B拉动，使之向左运动，则作用在物体B上水平向左的拉力最小为(g取10 N/kg，物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　　) A. 1 N B. 2 N C. 4 N D. 6 N 6．有一只质量为m的热气球升空后沿着东偏北方向匀速上升，则此时热气球所受空气作用力的大小和方向是 (　　) A. 0 B. mg，竖直向上 C. mg，东偏北方向 D. mg，东偏北方向 7．如图所示，一个铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一个小球，开始时细线竖直。现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止。在这一过程中 (　　) A. 水平拉力F先变小后变大 B. 细线上的拉力不变 C. 铁架台对地面的压力变大 D. 铁架台所受地面的摩擦力变大 8．如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到一个沿斜面向上的力F的作用，始终处于静止状态，F的大小随时间的变化情况如图乙所示。在0～t0时间内物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化情况可能为(取沿斜面向上为正方向) (　　) A　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　D 9．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是 (　　) A. 1 N和6 N B. 5 N和6 N C. 1 N和2 N D. 5 N和2 N 10．如图所示，一根长为L的易断的均匀细绳，两端固定在天花板上的A、B两点。若在细绳的C处悬挂一个重物，已知AC>CB，则下列说法正确的是 (　　) A. 增加重物的质量，BC绳先断 B. 增加重物的质量，AC绳先断 C. 将A端往左移时，绳子容易断 D. 将A端往右移时，绳子容易断 二、非选择题：共5小题，共60分。 11．(8分)(1)(多选)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，以下说法正确的是________。 A. 弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C. 用刻度尺测得的弹簧长度即为弹簧的伸长量 D. 用几个不同的弹簧分别测出几组拉力与伸长量，得出的拉力与伸长量之比相等 (2)某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用刻度尺测出弹簧的原长l0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l，把(l－l0)作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图像可能是下面四个图像中的________。 A　　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　　D 12．(12分)小组同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。 (1)实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是________。 A. 橡皮条沿同一方向伸长同一长度 B. 橡皮条沿同一方向伸长 C. 橡皮条伸长到同一长度 D. 两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计的拉力F的大小 (2)下面是某同学在做该实验时的一些看法，正确的是________。 A. 使与橡皮筋连接的轻质小圆环到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧测力计刻度 B. 使与橡皮筋连接的轻质小圆环到某一位置O时，两个弹簧测力计之间夹角应取90°，以便于算出合力大小 C. 实验中，橡皮筋应与两个弹簧测力计之间的夹角的平分线在同一直线上 D. 实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大测量值，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把与橡皮筋连接的轻质小圆环拉到O点 (3)实验中的情况如图甲所示，A处为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳，O处为与橡皮条连接的轻质小圆环。如图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________(选填“F”或“F′”)。 13．(12分)如图所示，杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座我国自行设计建造的跨越黄浦江的双塔双索面叠合梁斜拉桥。挺拔高耸的208 m主塔似一把利剑直刺苍穹，塔的两侧32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索上的拉力都是3×104 N，那么它们对塔柱形成的合力有多大？方向如何？ 14．(14分)如图所示，物体A重为50 N，物体B重为30 N，力F竖直向下，A与水平面的动摩擦因数 μ＝0.5，其他摩擦不计，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)当F＝0时由静止释放物体B，物体A所受摩擦力的大小和方向。 (2)当F＝20 N时由静止释放物体B，物体A所受摩擦力的大小和方向。 15．(14分)某同学表演魔术时，将一个小型条形磁体藏在自己的袖子里，然后对着一个悬挂着的金属小球“指手画脚”，结果小球在他“神奇的功力”下摆动起来。如图所示，当隐藏的磁体位于小球的左上方某一位置C(CS竖直，∠QCS＝30°)时，金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°，此时小球静止。已知小球的质量为m，该同学(含磁体)的质量为m人，重力加速度为g。则此时： (1)悬挂小球的细线上的拉力大小为多少？ (2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？ 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 1． A　解析：轴承是用滚动代替滑动，旨在减小摩擦损耗，故A符合题意；车闸是在接触面的粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力的，故B不符合题意；轮胎上有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故C不符合题意；脚蹬上有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故D不符合题意。 2． C　解析：火箭对地面的作用力和地面对火箭的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律知，这两个力大小相等、方向相反，A、B错误；火箭着地时做减速运动，加速度向上，则地面对火箭的作用力大于火箭自身的重力，由牛顿第三定律知，火箭对地面的作用力大于火箭自身的重力，C正确，D错误。 3． D　解析：铁夹竖直向上匀速移动，物块与铁夹保持相对静止且物块有向下运动的趋势，所以摩擦力为静摩擦力且方向竖直向上，故A错误；物块与铁夹一起水平运动时保持相对静止，物块受到的摩擦力为静摩擦力，故B错误；物块处于平衡状态，受到的摩擦力等于物块所受的重力，竖直向下匀速运动和增大铁夹对物块的压力时物块均处于平衡状态，物块受到的摩擦力均等于物块的重力，故C错误，D正确。 4． C　解析：轻质杆对物体的弹力不一定沿着杆的方向，选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球所受杆的弹力应竖直向上，A错误；选项B中右边的绳竖直，若左边的绳上有拉力，竖直的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳上没有拉力，B错误；球与面接触的弹力方向过接触点且垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，选项D中大半圆对小球的支持力FN2应沿过小球与大半圆接触点的半径方向，且指向大半圆的圆心，D错误；球与球相接触的弹力方向垂直于过接触点的公切面(即沿两球心的连线方向)，且指向受力物体，C正确。 5． B　解析：物体A、B间的最大静摩擦力为Ff1＝μmAg＝1 N，物体B、C间的最大静摩擦力为Ff2＝μ(mA＋mB)g＝3 N，由此可知Ff1<Ff2，故物体A、B间先发生相对滑动，物体B、C将一起向左运动，对物体A可得FT＝Ff1，对物体B、C整体可得F－Ff1＝FT，解得F＝2 N，故选B。 6 B　解析：热气球升空后沿着东偏北方向匀速上升，加速度为0，合力为0；热气球在空中只受重力和空气的作用力，根据平衡条件得空气的作用力大小为mg，方向竖直向上，B选项正确。 7． D　解析：对小球进行受力分析，如图所示，小球受细线拉力、重力和水平力F。根据平衡条件，有F＝mg tan θ，θ逐渐增大，则F逐渐增大，故A错误；由图可知，细线上的拉力FT＝，θ增大，cos θ减小，FT增大，故B错误；以整体为研究对象，根据平衡条件得Ff＝F，则Ff逐渐增大，FN＝(m架＋m)g，FN保持不变，故C错误，D正确。 8． BCD　解析：物体沿斜面方向受到F、摩擦力Ff和重力在斜面方向上的分量mg sin α的作用，若F的初始值大于mg sin α，t＝0时刻物体受到的静摩擦力方向沿斜面向下，则有Ff＝F－mg sin α，当F减小时，摩擦力先减小，减小到0后，摩擦力反向增大，如选项图D所示；若F的初始值等于mg sin α，t＝0时刻物体受到的静摩擦力为0，且随着F的减小，摩擦力逐渐增大，如选项图B所示；若F的初始值小于mg sin α，t＝0时刻物体受到的静摩擦力向上，且随着F的减小，摩擦力逐渐增大，如选项图C所示。 9． AD　解析：若弹簧处于压缩状态，由平衡条件分别对两个物块有FT＋F＝GA，FN＝F＋GB，解得 FT＝1 N，FN＝6 N，A正确；若弹簧处于拉伸状态，由平衡条件得FT＝F＋GA，FN＋F＝GB，解得 FT＝5 N，FN＝2 N，D正确。 10． AC　解析：C点受到重物的拉力，其大小FT＝G，将重物对C点的拉力按作用效果沿AC和BC方向进行分解，如图所示。在△ABC中，AC>BC，则α>β，因此FBC>FAC；当重力G增大时，FBC、FAC均增大，FBC增大得较多，所以BC绳先断，A正确，B错误。将A端向左移时，FBC与FAC的夹角变大，合力FT一定，则两分力FBC与FAC均增大；将A端向右移时，两分力的夹角减小，两分力均减小，C正确，D错误。 11． 解析：(1)实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度，故A正确；要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小，应竖直悬挂弹簧，且要使弹簧下端的钩码处于静止状态，故B正确；弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长，故C错误；不同的弹簧的劲度系数不同，所以拉力与伸长量之比不相等，故D错误。 (2)由于弹簧受到自身重力的影响，当弹簧竖直悬挂且不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以选C。 答案：(1)AB　(2)C 12． 解析：(1)实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是橡皮条沿同一方向伸长同一长度，A正确。 (2)为减小读数的误差，使橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，故A正确；平行四边形定则中两个分力的夹角是任意的，合力的大小需根据实验测量，而不是计算，所以使橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧测力计之间的夹角是任意的，故B错误；实验中，两个分力的大小不一定相同，则合力不一定在其夹角的平分线上，故C错误；在实验中，拉力不要太大，也不要太小，不需要先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大测量值，故D错误。 (3)F1与F2的合力的实际测量结果为用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的弹力大小和方向，而理论结果是通过平行四边形定则得到的；方向一定沿AO方向的是F′。 答案：(1)A　(2)A　(3)F′ 13． 解析：把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示它们的合力。由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下，如图所示。根据这个平行四边形是一个菱形的特点，可知合力F＝2F1cos 30°＝2×3×104× N≈5.2×104 N。 答案：5.2×104 N　方向竖直向下 14． 解析：(1)F＝0时，A所受的最大静摩擦力 fmax＝μGA＝25 N 此时GB>fmax 故A将运动，A所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为 f＝μGA＝25 N，方向水平向左。 (2)F＝20 N时，A所受的最大静摩擦力 fmax′＝μ(GA＋F)＝35 N 此时GB<fmax′ 故A保持静止，A所受的摩擦力为静摩擦力，大小为 f′＝GB＝30 N，方向水平向左。 答案：(1)25 N　水平向左　(2)30 N　水平向左 15． 解析：(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，则由平衡条件得 FTsin 30°＝FC sin 30° FC cos 30°＋FTcos 30°＝mg 解得FT＝FC＝mg。 甲 乙 (2)以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，有Ff＝FTsin 30° FN＋FTcos 30°＝(m人＋m)g 将数据代入解得Ff＝mg，FN＝m人g＋mg。 答案：(1)mg　(2)m人g＋mg　mg $