第三章 相互作用—力 单元练习卷 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

第三章 相互作用—力 单元练习卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单项选择题 1．关于物体的受力，下列说法正确的是（　　） A．重力的方向总是垂直于接触面 B．运动的物体也可能受静摩擦力 C．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 D．物体对水平桌面的压力是由于桌面的形变而产生的 2．“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船，能够在1.5米厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是（ ） A． B． C． D． 3．如图甲所示，某人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上的质量为5 kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示，取重力加速度大小g=10 m/s2，下列说法正确的是（ ） A．木箱所受的静摩擦力始终为21 N B．木箱所受的滑动摩擦力为21 N C．木箱与地面间的动摩擦因数为0.40 D．木箱与地面间的动摩擦因数为0.42 4．如图所示，一个质量为m的光滑小球上端被轻绳拴住挂在天花板上，下端和倾角为θ斜面接触，轻绳处于竖直状态，斜面静止在水平地面上，下列说法正确的是（ ） A．斜面对小球有弹力作用，方向垂直斜面向上 B．斜面对小球有弹力作用，方向垂直斜面向下 C．斜面对小球无弹力作用 D．无法确定斜面对小球是否有弹力作用 5．靠墙静蹲，是养护膝关节、锻炼大腿股四头肌的经典静力训练动作。如图所示，一女孩背部挺直靠在竖直墙壁静止下蹲。下列说法正确的是（ ） A．女孩的重力一定通过脚底 B．地面对女孩摩擦力水平向右 C．墙壁对女孩摩擦力一定不为零 D．地面对女孩支持力大小可能等于重力 6．如图所示，燃气灶支架水平放置，五个爪均匀分布。现将总质量为M、半径为R的半球形炒锅放在支架上，炒锅与支架的五个接触点均在半径为r的水平圆上。不计爪与锅之间的摩擦力，锅与每个爪间的压力大小均为F，重力加速度为g，则（ ） A． B． C． D． 7．如图所示，用水平力F向右推原来静止在斜面上的物块，力F由零开始逐渐缓慢增大，直到物块刚要发生滑动。则在此过程中物块（ ） A．所受合力逐渐增大 B．所受斜面弹力先增大后减小 C．所受斜面摩擦力逐渐增大 D．所受斜面摩擦力先减小后增大 8．轻绳与竖直方向的夹角为，另一轻绳绕过光滑轻质滑轮，一端连着一重物，某人拉着轻绳的另一端处于静止状态，绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。现某人拉着轻绳向右移动一小段距离再次保持静止，与之前相比，下列说法正确的是（ ） A．连接重物的轻绳上的拉力变小 B．连接滑轮的轻绳上的弹力不变 C．夹角与夹角的比值不变 D．人与地面之间的摩擦力减小 9．如图所示，水平竹竿上挂了四个相同的红灯笼。挂灯笼的轻绳长度均相同。若移走最下面的一个灯笼，稳定后，α、β角度大小和移走之前相比（　　） A．α、β均变小 B．α、β均变大 C．α变小、β变大 D．α变大、β变小 10．如图所示，水平地面上有一质量为的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，已知重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ） A．轻绳的合拉力最小值为 B．轻绳的合拉力最小值为 C．轻绳的合拉力最小时，石墩受到的合力最小 D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小 二、多项选择题 11．某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验时，两条弹簧a、b的弹力F与弹簧长度l的关系如图所示。在弹性限度内，下列说法正确的是（ ） A．a的原长大于b的原长 B．a的劲度系数小于b的劲度系数 C．当a、b的长度都为l1时，弹簧受到的拉力大小相等 D．用大小相等的力拉伸弹簧时，b的伸长长度一定大于a的伸长长度 12．如图所示，质量均为的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的相同硬直杆匀速上爬和匀速下滑，重力加速度为，猴子与杆之间的动摩擦因数均为。下列说法正确的是（ ） A．杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力 B．杆对甲的摩擦力方向竖直向上 C．乙与杆之间的弹力为 D．甲上爬时抓得越紧，所受摩擦力越大 13．如图所示，木块A、B的质量均为2kg，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，夹在A、B之间的水平轻弹簧的压缩量为1cm，弹簧的劲度系数为200N/m。现用大小为1.5N、方向水平向右的拉力作用在B上。取重力加速度大小g=10m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧在弹性限度内。下列说法正确的是（ ） A．木块A受到的摩擦力方向向左 B．木块A受到的摩擦力大小为2N C．木块B受到的摩擦力方向向左 D．木块B受到的摩擦力大小为4N 14．如图所示，带孔滑块P套在水平杆上，并用轻绳将P与小球Q相连，与水平方向成一定夹角的拉力F作用在小球Q上，开始时拉力与细线成钝角，系统静止。现保持F的方向不变，缓慢增大拉力F，在滑动之前，下列判断正确的是（ ） A．P受到横杆的摩擦力增大 B．P受到横杆的支持力减小 C．细线张力先减小，后增加 D．细线张力一直增大 15．如图所示，三个物块，，放置在水平桌面上。其中，是质量为、倾角的梯形物块，是质量为的平行四边形物块，所有接触面都是光滑的。作用在，上的大小相等的水平外力，重力加速度为g,下列说法正确的是（ ） A．物块对桌面的压力为零 B．物块对桌面的压力为 C．物块对桌面的压力为 D．物块对桌面的压力为 三、实验题 16．某学校物理实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度x的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端对准的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。 (1)关于本实验，下列说法正确的是__________。 A．应保证刻度尺位于竖直方向 B．为了使实验效果明显，每个钩码的质量越大越好 C．在弹簧的下端挂上钩码后，应等弹簧稳定后再读数 D．为减小实验误差，应多测几组数据，且每次增加的钩码数量必须相等 (2)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度x为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度__________cm，弹簧的劲度系数__________N/m。（结果均保留三位有效数字） 17．在如图所示“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中 (1)如图所示，下列器材中必须要用的是（　　） A． B． C． D． (2)该实验采用的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．放大法 D．理想模型法 (3)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．读数时弹簧秤外壳不能与木板相互接触 B．橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上 C．橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板 D．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点 (4)若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要________（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到。 (5)若某同学采用了一种新方案，用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计挂于固定点，下端用细线挂一重物。弹簧测力计的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。 （i）本实验用的弹簧测力计示数的单位为，图中的示数为________。 （ii）下列的实验要求必要或者正确的是( ) A．应用测力计测量重物所受的重力 B．应在水平桌面上进行实验 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置 （iii）在作图时，你认为图中________是正确的。（填“甲”或“乙”） 四、计算题 18．《天工开物》记载了一种传统木工工具——刨子。如图所示，刨子主要由刨身和刨刀构成。为体验使用刨子，小明先将刨刀取下，用大小为、方向斜向下并与水平面夹角为的力作用于刨身，使其在木材水平表面做匀速直线运动，已知重力加速度大小为。 (1)求刨身做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力大小。 (2)若刨身与木材间的动摩擦因数为，求刨身的质量。 19．如图所示，倾角的斜面体固定在水平面上，质量的木板放在斜面上，质量的物块放在木板上。三根轻质细线连接于点，其中细线绕过光滑小定滑轮与物块相连，细线的另一端固定在墙壁上，细线悬挂着质量也为的物块。已知定滑轮和物块之间的细线与斜面平行，定滑轮和点之间的细线与竖直方向的夹角也为，细线水平。整个装置处于静止状态，重力加速度取，。求： (1)细线上的拉力大小； (2)物块所受摩擦力的大小和方向； (3)斜面体对木板支持力的大小和摩擦力的大小。 20．如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a，质量为的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为，质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，球的球心为O点且OB与竖直方向的夹角为θ，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g取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，）。 (1)若，，求立方体对球的弹力大小和竖直墙壁对球的弹力大小； (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BC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，且球未落到地面，求d的值（该问结果保留3位有效数字）。 试卷第2页（共17页） 第8页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 相互作用—力 单元练习卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单项选择题 1．关于物体的受力，下列说法正确的是（　　） A．重力的方向总是垂直于接触面 B．运动的物体也可能受静摩擦力 C．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 D．物体对水平桌面的压力是由于桌面的形变而产生的 【答案】B 【详解】A．重力的方向总是竖直向下，不一定垂直于接触面，故A错误；B．运动的物体也可能受静摩擦力的作用，比如在加速行驶的汽车中，车内相对于汽车静止的物体，此时物体就受静摩擦力的作用，故B正确；C．滑动摩擦力方向总是与物体的相对运动方向（即两接触物体的相对速度方向）相反，不一定与物体的运动方向相反，比如物体轻放在水平向右运动的传送带上，物体受到的滑动摩擦力方向向右，物体向右运动，此时滑动摩擦力方向与运动方向相同，故C错误；D．弹力是由施力物体的形变产生的，所以物体对水平桌面的压力是由于物体的形变而产生的，故D错误。 故选B。 2．“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船，能够在1.5米厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】碎冰块对船体的弹力应垂直于接触面指向受力物体（船体），船体向左运动时，船头相对碎冰块沿接触面向上滑动，滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，即沿接触面切线向下。 故选A。 3．如图甲所示，某人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上的质量为5 kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示，取重力加速度大小g=10 m/s2，下列说法正确的是（ ） A．木箱所受的静摩擦力始终为21 N B．木箱所受的滑动摩擦力为21 N C．木箱与地面间的动摩擦因数为0.40 D．木箱与地面间的动摩擦因数为0.42 【答案】C 【详解】A．由图可知，木箱所受的静摩擦力从零增加到21 N，A错误；B．由图可知，木箱所受的滑动摩擦力为20N，B错误；CD．木箱与地面间的动摩擦因数为，C正确，D错误。 故选C。 4．如图所示，一个质量为m的光滑小球上端被轻绳拴住挂在天花板上，下端和倾角为θ斜面接触，轻绳处于竖直状态，斜面静止在水平地面上，下列说法正确的是（ ） A．斜面对小球有弹力作用，方向垂直斜面向上 B．斜面对小球有弹力作用，方向垂直斜面向下 C．斜面对小球无弹力作用 D．无法确定斜面对小球是否有弹力作用 【答案】C 【详解】对小球受力分析，小球受沿轻绳向上的弹力和竖直向下的重力，假设斜面对小球有弹力，则弹力方向垂直斜面向上，则这三个力不可能平衡，与小球保持静止相矛盾，故斜面对小球无弹力作用。 故选C。 5．靠墙静蹲，是养护膝关节、锻炼大腿股四头肌的经典静力训练动作。如图所示，一女孩背部挺直靠在竖直墙壁静止下蹲。下列说法正确的是（ ） A．女孩的重力一定通过脚底 B．地面对女孩摩擦力水平向右 C．墙壁对女孩摩擦力一定不为零 D．地面对女孩支持力大小可能等于重力 【答案】D 【详解】A．女孩的重力作用线竖直通过重心，重心位置由身体各部分的质量分布决定。女孩还受到墙壁和地面的作用力，平衡时不要求重力作用线一定通过脚底，故A错误；B．墙壁对女孩的支持力水平向右，设其大小为，地面对女孩的静摩擦力大小为。取水平向右为正方向，为使女孩水平方向受力平衡，地面静摩擦力应水平向左，有 因此地面静摩擦力水平向左，大小为，故B错误；CD．有接触、有挤压并不一定有静摩擦力，还需要接触面粗糙且存在相对滑动趋势。题干未限定墙壁粗糙，墙壁可以光滑，此时墙壁对女孩的摩擦力为零。设女孩的重力大小为，地面支持力大小为，这一可能状态的受力示意如下 取竖直向上为正方向，由女孩竖直方向受力平衡得，解得，故C错误，D正确。 故选D。 6．如图所示，燃气灶支架水平放置，五个爪均匀分布。现将总质量为M、半径为R的半球形炒锅放在支架上，炒锅与支架的五个接触点均在半径为r的水平圆上。不计爪与锅之间的摩擦力，锅与每个爪间的压力大小均为F，重力加速度为g，则（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】令每个爪与锅之间的弹力方向与竖直方向夹角为，根据平衡条件结合对称性有 根据几何关系有 解得 故选C。 7．如图所示，用水平力F向右推原来静止在斜面上的物块，力F由零开始逐渐缓慢增大，直到物块刚要发生滑动。则在此过程中物块（ ） A．所受合力逐渐增大 B．所受斜面弹力先增大后减小 C．所受斜面摩擦力逐渐增大 D．所受斜面摩擦力先减小后增大 【答案】D 【详解】A．物块在整个过程中保持静止，处于平衡状态，所受合力始终为，故A错误；B．设物块的质量为，重力加速度记作，支持力大小为。取沿斜面向上和垂直斜面向外为正方向，沿斜面静摩擦力的代数量记为。下图补充物块受力，示意推力较小时静摩擦力沿斜面向上的状态 根据垂直斜面方向的平衡条件有，整理得 斜面倾角不变，所以支持力随增大而增大，故B错误；CD．根据沿斜面方向的平衡条件有，可得，当从零增大时，静摩擦力起初沿斜面向上，大小逐渐减小。当时静摩擦力为零，继续增大后，静摩擦力改为沿斜面向下，大小逐渐增大，直到物块刚要滑动，故C错误，D正确。 故选D。 8．轻绳与竖直方向的夹角为，另一轻绳绕过光滑轻质滑轮，一端连着一重物，某人拉着轻绳的另一端处于静止状态，绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。现某人拉着轻绳向右移动一小段距离再次保持静止，与之前相比，下列说法正确的是（ ） A．连接重物的轻绳上的拉力变小 B．连接滑轮的轻绳上的弹力不变 C．夹角与夹角的比值不变 D．人与地面之间的摩擦力减小 【答案】C 【详解】A．重物始终处于静止状态，由共点力平衡条件可知，连接重物的轻绳竖直，其拉力，保持不变，故A错误；B．跨过光滑轻质滑轮的轻绳各段拉力大小相等，均等于，以滑轮为研究对象，它受到轻绳的拉力和两段跨绳的拉力、（夹角为），由共点力平衡条件，两段跨绳拉力的合力与等大反向，而两段跨绳拉力大小相等，其合力必沿两段绳夹角的平分线方向，故轻绳在夹角的平分线的反向延长线上，由几何关系可得，即，则，人向右移动后重新静止时，滑轮被拉向人的方向偏转，增大，随之增大，减小，即连接滑轮的轻绳上的弹力变小，故B错误；C．由B项分析可知，则夹角与夹角的比值恒等于2，保持不变，故C正确；D．以人为研究对象，人处于静止状态，水平方向地面对人的摩擦力与轻绳拉力的水平分量平衡，人拉轻绳的绳段与竖直方向的夹角为，则，人向右移动后增大，增大，故D错误。 故选C。 9．如图所示，水平竹竿上挂了四个相同的红灯笼。挂灯笼的轻绳长度均相同。若移走最下面的一个灯笼，稳定后，α、β角度大小和移走之前相比（　　） A．α、β均变小 B．α、β均变大 C．α变小、β变大 D．α变大、β变小 【答案】D 【详解】设每个灯笼重力为G，利用整体法和隔离法分析受力，把4个灯笼看做整体，整体竖直方向受力平衡：两侧最上端斜绳的拉力的竖直分量之和等于总重力，即，可得，移走最下方1个灯笼后，总重力变为3G，新的平衡关系为，由于轻绳长度固定，系统几何约束下绳拉力的水平分量始终平衡，推导可知，相比移走前更小，因此，即变大；对B点（或D点）隔离分析，B点悬挂1个灯笼，竖直方向受力平衡：上端斜绳拉力的竖直分量，等于下方β角对应的绳的拉力的竖直分量与灯笼重力之和。移走最下方灯笼前，中间竖绳悬挂2个灯笼，β对应的绳拉力竖直分量为2G；移走后中间竖绳仅悬挂1个灯笼，对应的绳拉力竖直分量变为G。结合B点的平衡关系可得，移走后变大，因此，即β变小。 故选D。 10．如图所示，水平地面上有一质量为的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，已知重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ） A．轻绳的合拉力最小值为 B．轻绳的合拉力最小值为 C．轻绳的合拉力最小时，石墩受到的合力最小 D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小 【答案】A 【详解】AB．由题可知物体受力平衡，合力为0，满足 解得 可知有最大值1时，T有最小值0.5mg，故A正确，B错误； C．石墩一直匀速，是平衡状态，合力始终等于0，合力不变，故C错误； D．根据前面分析，得摩擦力大小为 可知增大夹角，摩擦力一直减小，当趋近于时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D错误。 故选A。 二、多项选择题 11．某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验时，两条弹簧a、b的弹力F与弹簧长度l的关系如图所示。在弹性限度内，下列说法正确的是（ ） A．a的原长大于b的原长 B．a的劲度系数小于b的劲度系数 C．当a、b的长度都为l1时，弹簧受到的拉力大小相等 D．用大小相等的力拉伸弹簧时，b的伸长长度一定大于a的伸长长度 【答案】ACD 【详解】AB．根据题意，设弹簧的原长为，由胡克定律有，整理可得，结合图像可知，的斜率大于的斜率，则a的劲度系数大于b的劲度系数，当弹簧弹力为0时，弹簧处于原长状态，则a的原长大于b的原长，故A正确，B错误；C．由图可知，当a、b的长度都为时，弹簧受到的拉力大小相等，故C正确；D．用大小相等的力拉伸弹簧时，由于b的劲度系数小于a的劲度系数，根据胡克定律可知，b的伸长长度一定大于a的伸长长度，故D正确。 故选ACD。 12．如图所示，质量均为的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的相同硬直杆匀速上爬和匀速下滑，重力加速度为，猴子与杆之间的动摩擦因数均为。下列说法正确的是（ ） A．杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力 B．杆对甲的摩擦力方向竖直向上 C．乙与杆之间的弹力为 D．甲上爬时抓得越紧，所受摩擦力越大 【答案】BC 【详解】A．杆对甲的摩擦力是静摩擦力，杆对乙的摩擦力是滑动摩擦力，故A错误；B．甲匀速上爬，竖直方向受到重力和杆对它的摩擦力作用，二力平衡，则杆对甲的摩擦力方向向上，故B正确；C．根据二力平衡可知，可得，故C正确；D．甲所受的摩擦力是静摩擦力，始终等于甲的重力，故D错误。 故选BC。 13．如图所示，木块A、B的质量均为2kg，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，夹在A、B之间的水平轻弹簧的压缩量为1cm，弹簧的劲度系数为200N/m。现用大小为1.5N、方向水平向右的拉力作用在B上。取重力加速度大小g=10m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧在弹性限度内。下列说法正确的是（ ） A．木块A受到的摩擦力方向向左 B．木块A受到的摩擦力大小为2N C．木块B受到的摩擦力方向向左 D．木块B受到的摩擦力大小为4N 【答案】BC 【详解】未加F时，木块A、B受力平衡，A、B所受静摩擦力等于弹簧的弹力，弹簧压缩，弹力大小为，A、B木块与地面间的最大静摩擦力均为，施加F后，对木块A，有，所以木块A静止不动，则，方向向右，对木块B，有，所以木块B静止不动，则，方向向左 故选BC。 14．如图所示，带孔滑块P套在水平杆上，并用轻绳将P与小球Q相连，与水平方向成一定夹角的拉力F作用在小球Q上，开始时拉力与细线成钝角，系统静止。现保持F的方向不变，缓慢增大拉力F，在滑动之前，下列判断正确的是（ ） A．P受到横杆的摩擦力增大 B．P受到横杆的支持力减小 C．细线张力先减小，后增加 D．细线张力一直增大 【答案】ABD 【详解】对小球受力分析，设细线与水平方向夹角为，拉力与水平方向夹角为，根据平衡条件有，水平方向：，竖直方向：，两式相除得，随着缓慢增大，分子减小，分母增大，故减小，即减小。A．对滑块，水平方向根据平衡条件有，由，增大，不变，所以增大，即增大，故A正确；B．对滑块，竖直方向根据平衡条件有，由，增大，故减小，所以减小，故B正确；CD．由，减小，则减小，减小，所以一直增大，故C错误，D正确。 故选ABD。 15．如图所示，三个物块，，放置在水平桌面上。其中，是质量为、倾角的梯形物块，是质量为的平行四边形物块，所有接触面都是光滑的。作用在，上的大小相等的水平外力，重力加速度为g,下列说法正确的是（ ） A．物块对桌面的压力为零 B．物块对桌面的压力为 C．物块对桌面的压力为 D．物块对桌面的压力为 【答案】CD 【详解】AB．先按三物块均与桌面接触分析，斜面接触约束使它们的水平加速度相同；整体所受的两个水平外力等大反向，故三物块的水平加速度均为零。接触面光滑，接触力垂直接触面。设物块对，的弹力大小分别为和，桌面对，，的支持力大小分别为，和。取水平向右、竖直向上为正，斜面接触力与竖直方向的夹角为，三物块的受力方向如图所示 由物块和的水平方向受力平衡，分别有和，因此两接触力大小满足，由牛顿第三定律，物块对的弹力斜向右上，物块对的弹力斜向左下，大小分别为和。物块在竖直方向受力平衡，有，各物块对桌面的压力与桌面对它的支持力互为作用力和反作用力，大小相等。代入两接触力等大的结果，物块对桌面的压力大小为，故AB错误；C．物块对的弹力有竖直向下的分量，由物块的竖直方向受力平衡得，代入前述接触力大小及题给数据，物块对桌面的压力大小为，故C正确；D．物块对的弹力有竖直向上的分量，由物块的竖直方向受力平衡得，代入前述接触力大小及题给数据，物块对桌面的压力大小为，故D正确。 故选CD。 三、实验题 16．某学校物理实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度x的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端对准的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。 (1)关于本实验，下列说法正确的是__________。 A．应保证刻度尺位于竖直方向 B．为了使实验效果明显，每个钩码的质量越大越好 C．在弹簧的下端挂上钩码后，应等弹簧稳定后再读数 D．为减小实验误差，应多测几组数据，且每次增加的钩码数量必须相等 (2)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度x为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度__________cm，弹簧的劲度系数__________N/m。（结果均保留三位有效数字） 【答案】(1)AC，(2)3.00 100 【详解】（1）A．实验中，弹簧处于竖直方向，为了准确读出弹簧在竖直方向上的伸长量，刻度尺必须始终位于竖直方向上，故A正确。B．为了实验效果明显，需要根据弹簧的劲度系数判断弹簧伸长量来决定钩码的质量，保证实验效果明显，不是钩码质量越大越好，质量过大，容易造成测量数据组数太少，不利于最终结果的计算，故B错误。C．在弹簧的下端挂上钩码后，当弹簧稳定时，指针指在确定刻度时读数，误差最小，所以应等弹簧稳定后再读数，故C正确。D．为减小实验误差，应多测几组数据，但是不需要每次增加的钩码数量必须相等，故D错误。故选AC。 （2）弹簧自由下垂时，弹簧弹力为0，由图像可知，弹簧自由下垂时的长度，根据胡克定律，可得弹簧劲度系数 17．在如图所示“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中 (1)如图所示，下列器材中必须要用的是（　　） A． B． C． D． (2)该实验采用的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．放大法 D．理想模型法 (3)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．读数时弹簧秤外壳不能与木板相互接触 B．橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上 C．橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板 D．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点 (4)若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要________（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到。 (5)若某同学采用了一种新方案，用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计挂于固定点，下端用细线挂一重物。弹簧测力计的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。 （i）本实验用的弹簧测力计示数的单位为，图中的示数为________。 （ii）下列的实验要求必要或者正确的是( ) A．应用测力计测量重物所受的重力 B．应在水平桌面上进行实验 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置 （iii）在作图时，你认为图中________是正确的。（填“甲”或“乙”） 【答案】(1)BD，(2)B，(3)C，(4)3，(5)3.80 AC 甲 【详解】（1）A．实验不需要测量时间，因此不需要秒表，A错误；B．需要用弹簧测力计测量拉力的大小，B正确；C．实验不需要记录物体随时间变化的运动情况，因此不需要打点计时器，C错误；D．需要用刻度尺按选定标度作出力的图示，并作平行四边形，D正确。故选BD。 （2）用两个互成角度的力和一个力分别拉橡皮条时，都将结点拉到同一位置，使橡皮条的形变相同，从而保证两次拉力的作用效果相同，因此采用的是等效替代法。故选B。 （3）A．弹簧秤外壳可以与木板接触，但应避免弹簧、挂钩等运动部件与木板发生摩擦，A错误；B．橡皮条的方向由两个拉力的合力方向决定，只有两个拉力大小相等时，其合力方向才沿两细绳夹角的平分线，因此不要求橡皮条与该平分线在同一直线上，B错误；C．橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，使各力位于与木板平行的平面内，减小记录力的方向时产生的误差，C正确；D．已记录结点位置后，只需沿细绳方向再记录一个距结点较远的点，即可利用两点确定拉力方向，D错误。故选C。 （4）第一次用弹簧秤拉一根细绳，手拉另一根细绳，将结点拉到，测出第一个分力并记录两根细绳的方向。第二次将弹簧秤换到另一根细绳上，手拉原来连接弹簧秤的细绳，保持两根细绳的方向与第一次相同，再将结点拉到，测出第二个分力。第三次只用弹簧秤通过一根细绳将结点拉到，测出与上述两个分力作用效果相同的合力。因此至少需要3次。 （5）弹簧测力计的分度值为，指针位于刻度处，估读到分度值的下一位，读数为，故填3.80。A．结点静止时，两弹簧测力计拉力的合力与悬挂重物的细线拉力等大反向，该细线拉力大小等于重物所受的重力。为比较作图得到的合力与实际合力，需要测量重物所受的重力，A正确；B．本方案应使木板竖直放置，以便将重力方向及各拉力方向记录在与木板平行的平面内，不应将装置平放在水平桌面上，B错误；C．拉线方向应与木板平面平行，以便准确记录各拉力方向并作出力的图示，C正确；D．本方案通过结点的受力平衡确定两拉力的实际合力，多次实验时只需每次结点处于静止状态，不要求各次结点位于同一位置，D错误。故选AC。 重物所受重力的方向一定竖直向下，因此其图示必须沿竖直方向。用平行四边形定则作出的两拉力的合力，由于测量和作图误差，可能略偏离竖直方向。甲图中重力方向竖直向下，作图所得合力略有偏差，符合实验实际；乙图将重力画成偏离竖直方向，不正确。故填甲。 四、计算题 18．《天工开物》记载了一种传统木工工具——刨子。如图所示，刨子主要由刨身和刨刀构成。为体验使用刨子，小明先将刨刀取下，用大小为、方向斜向下并与水平面夹角为的力作用于刨身，使其在木材水平表面做匀速直线运动，已知重力加速度大小为。 (1)求刨身做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力大小。 (2)若刨身与木材间的动摩擦因数为，求刨身的质量。 【答案】(1)，(2) 【详解】（1）刨身做匀速直线运动，处于平衡状态。设刨身受到的滑动摩擦力大小为，沿水平方向由平衡条件得，解得 （2）设刨身的质量为，木材对刨身的支持力大小为。沿竖直方向由平衡条件得，根据滑动摩擦力公式有，结合第（1）问的结果，解得 19．如图所示，倾角的斜面体固定在水平面上，质量的木板放在斜面上，质量的物块放在木板上。三根轻质细线连接于点，其中细线绕过光滑小定滑轮与物块相连，细线的另一端固定在墙壁上，细线悬挂着质量也为的物块。已知定滑轮和物块之间的细线与斜面平行，定滑轮和点之间的细线与竖直方向的夹角也为，细线水平。整个装置处于静止状态，重力加速度取，。求： (1)细线上的拉力大小； (2)物块所受摩擦力的大小和方向； (3)斜面体对木板支持力的大小和摩擦力的大小。 【答案】(1)，(2)，方向沿着斜面向下，(3)， 【详解】（1）物块静止，故细线的拉力为，由得，对结点受力分析，设细线的拉力为，由平衡条件得，，解得， （2）光滑小定滑轮两侧细线的拉力大小相等，物块受到沿斜面向上的拉力为 物块的重力沿斜面向下的分力为，拉力大于重力沿斜面向下的分力，因此木板对物块的静摩擦力沿斜面向下。设其大小为，由平衡条件得，解得 （3）将木板和物块视为整体，设斜面体对木板的支持力为。垂直斜面方向由平衡条件得，代入得，整体的重力沿斜面向下的分力为，该分力大于细线沿斜面向上的拉力，所以斜面体对木板的静摩擦力沿斜面向上。设其大小为，由平衡条件得，解得 20．如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a，质量为的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为，质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，球的球心为O点且OB与竖直方向的夹角为θ，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g取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，）。 (1)若，，求立方体对球的弹力大小和竖直墙壁对球的弹力大小； (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BC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，且球未落到地面，求d的值（该问结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)，，(2)，(3) 【详解】（1）对球受力情况如图所示 小球在竖直方向受力平衡，满足，解得正方体对球的弹力大小，小球在水平方向受力平衡，满足，解得竖直墙壁对球的弹力大小 （2）设正方体恰要发生滑动时球的质量为，由上述分析可知，以正方体和球整体作为研究对象，正方体受到地面的摩擦力与小球受到墙面的弹力大小相等，即，两式联立，解得 （3）当正方体右侧面BC到墙壁之间距离为d时达到临界状态，设OB与竖直方向夹角为，根据，即，因无论m多大，球和正方体始终都能保持静止状态，，，则临界值 试卷第2页（共17页） 第15页 学科网（北京）股份有限公司 $