第三章 相互作用——力 单元卷（提升卷）-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 单元卷（提升卷） 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 题型 单项选择题(28分) 多项选择题(15分) 填空题 (15分) 解答题(42分) 合计 得分 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，在水平地面上的凹形底座上，放置一个顶部开有小孔的中空金属球壳，小孔的正上方有个小水管通过小孔往球壳内缓慢地注水，在球壳内的水面逐渐上升至小孔处的过程中，球壳及壳内的水的整体重心将会(　　) A．先下降后上升 B．先上升后下降 C．逐渐上升 D．逐渐下降 2.如图所示是我国新研制出的新能源路灯，照明所需要的能量主要来源于太阳能．若新能源路灯的质量m＝2 kg(g取10 m/s2)，则倾斜杆对新能源路灯的弹力(　　) A．大小为20 N，方向平行于倾斜杆向上 B．大小为20 N，方向竖直向上 C．大小为20 N，方向垂直于倾斜杆向上 D．大小为10 N，方向平行于倾斜杆向上 3．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的木块，静止时弹簧伸长量为L，现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的木块，系统静止时弹簧伸长量也为L．已知斜面倾角为30°，如图所示，则木块所受摩擦力(　　) A．等于零 B．大小为mg，方向沿斜面向下 C．大小为mg，方向沿斜面向上 D．大小为mg，方向沿斜面向上 4.在如图所示的甲、乙、丙、丁四图中，滑轮光滑且所受的重力忽略不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质量为m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ，乙图中木杆P竖直．假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断正确的是(　　) 　 甲　　　　乙　　　　丙　　　　　丁 A．FA＝FB＝FC＝FD　 B．FD>FA＝FB>FC C．FA＝FC＝FD>FB D．FC>FA＝FB>FD 5．如图所示，用三根等长的轻质细链悬拉花盆(花盆与墙壁未接触，连接处间距相等)，已知花盆的重力为G，每根轻质细链和竖直方向都成30°角，则每根轻质细链对花盆的拉力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G 6.如图所示，质量为m的木块在静止的质量为M的木板上向右滑行，木板与地面间动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，木板一直静止，则木板受地面的摩擦力大小为(　　) A．μ2mg B．μ1Mg C．μ1(m＋M)g D．μ1Mg＋μ2mg 7.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示．已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac绳和bc绳中的拉力分别为(　　) A．mg，mg　 B．mg，mg C．mg，mg D．mg，mg 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，现用水平力F作用在B上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是(　　) A．B对A有摩擦力作用 B．B受到A、C的摩擦力作用 C．B只受到C的摩擦力作用 D．地面对C有摩擦力作用，大小等于F 9.如图所示，重20 N的物体放在粗糙的水平面上，用F＝8 N的力斜向下推物体．F与水平面成30°角，物体与平面间的动摩擦因数μ＝0.5，则物体(　　) A．对地面的压力为28 N B．所受的摩擦力为4 N C．所受的合力为5 N D．所受的合力为0 10.如图甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)用力水平向右拉一水平面上质量为5.0 kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t2后做匀速直线运动．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) 甲　　　　　　　　　乙 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图a所示的F­L图像，由图像可知：弹簧原长L0＝________cm，求得弹簧的劲度系数k＝________N/m． a　　　　　　　　　　　　b (2)按如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b，则指针所指刻度尺示数为________cm．由此可推测图b中所挂钩码的个数为________个． 12．某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上，如图甲所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长． (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O．此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图乙所示，F的大小为________N． (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点，现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N． (ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合； (ⅱ)F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________． 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则． 四、解答题（共计3题，第13题10分，第14题14分，第15题18分，共计42分） 13.质量分别为0.1 kg和0.2 kg的两物块A、B间用一根原长为L0＝20 cm、劲度系数为k＝10.0 N/m的轻弹簧相连，置于粗糙的水平面上如图所示．初始时弹簧处于原长状态，若两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g取10 m/s2，现要使A、B一起做匀速运动． (1)则对A应施加多大的水平推力F?(2)此时A、B间的距离为多少？ 14.有一个木箱质量m＝60 kg，静止在水平地面上，工人推木箱，若动摩擦因数为μ＝0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)： (1)当沿水平方向推力F1＝150 N时，此木箱所受的摩擦力大小f1； (2)当与水平方向成37°的斜向上的推力F2＝400 N时，此木箱所受的摩擦力大小f2． 15.如图所示，质量M＝2 kg的木块套在水平杆上，并用细绳将木块与质量m＝ kg的小球相连．今用跟水平方向成30°角的力F＝10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10 m/s2，求： (1)运动过程中细绳与水平方向的夹角θ； (2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ． 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 相互作用——力 单元卷（提升卷）解析版 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，在水平地面上的凹形底座上，放置一个顶部开有小孔的中空金属球壳，小孔的正上方有个小水管通过小孔往球壳内缓慢地注水，在球壳内的水面逐渐上升至小孔处的过程中，球壳及壳内的水的整体重心将会(　　) A．先下降后上升 B．先上升后下降 C．逐渐上升 D．逐渐下降 A　[球壳的重心在球心，随着水从小孔不断流入，重心位置不断下降，当水快流满时，重心又上升，处于球心，故重心的位置先下降后上升，故A正确．] 2.如图所示是我国新研制出的新能源路灯，照明所需要的能量主要来源于太阳能．若新能源路灯的质量m＝2 kg(g取10 m/s2)，则倾斜杆对新能源路灯的弹力(　　) A．大小为20 N，方向平行于倾斜杆向上 B．大小为20 N，方向竖直向上 C．大小为20 N，方向垂直于倾斜杆向上 D．大小为10 N，方向平行于倾斜杆向上 B　[由于新能源路灯受重力G和倾斜杆的弹力作用而处于静止状态，故倾斜杆对新能源路灯的弹力与其受到的重力等大反向，即大小为20 N，方向竖直向上，故B正确，A、C、D错误．] 3．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的木块，静止时弹簧伸长量为L，现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的木块，系统静止时弹簧伸长量也为L．已知斜面倾角为30°，如图所示，则木块所受摩擦力(　　) A．等于零 B．大小为mg，方向沿斜面向下 C．大小为mg，方向沿斜面向上 D．大小为mg，方向沿斜面向上 A　[对木块由平衡条件有F＝mg，而F＝kL，所以k＝；木块放在斜面上，由平衡条件有F′＋Ff－2mgsin 30°＝0，F′＝kL＝mg，所以Ff＝0，A正确．] 4.在如图所示的甲、乙、丙、丁四图中，滑轮光滑且所受的重力忽略不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质量为m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ，乙图中木杆P竖直．假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断正确的是(　　) 　 甲　　　　乙　　　　丙　　　　　丁 A．FA＝FB＝FC＝FD　 B．FD>FA＝FB>FC C．FA＝FC＝FD>FB D．FC>FA＝FB>FD B　[绳上的拉力等于重物所受的重力mg，设滑轮两侧细绳之间的夹角为φ，滑轮受到木杆P的弹力F与滑轮两侧细绳拉力的合力等大反向，即F＝2mgcos，由夹角关系可得FD>FA＝FB>FC，选项B正确．] 5．如图所示，用三根等长的轻质细链悬拉花盆(花盆与墙壁未接触，连接处间距相等)，已知花盆的重力为G，每根轻质细链和竖直方向都成30°角，则每根轻质细链对花盆的拉力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G C　[设每根轻质细链对花盆的拉力大小为F，由平衡条件得：3Fcos 30°＝G，解得：F＝G．故C正确．] 6.如图所示，质量为m的木块在静止的质量为M的木板上向右滑行，木板与地面间动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，木板一直静止，则木板受地面的摩擦力大小为(　　) A．μ2mg B．μ1Mg C．μ1(m＋M)g D．μ1Mg＋μ2mg A　[对木块受力分析，受重力、长木板的支持力和向左的滑动摩擦力，则有f1＝μ2FN，FN＝mg，故f1＝μ2mg；再对长木板受力分析，受到重力、木块对长木板向下的压力，木块对其向右的滑动摩擦力，地面对长木板的支持力及向左的静摩擦力，根据共点力平衡条件，则有：f1＝f2，因此f2＝μ2mg，故A正确，B、C、D错误．] 7.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示．已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac绳和bc绳中的拉力分别为(　　) A．mg，mg　 B．mg，mg C．mg，mg D．mg，mg A　[结点c受到绳子向下的拉力F大小等于物块的重力mg，它产生两个作用效果：拉紧ac绳和bc绳，将力F沿ac绳和bc绳方向分解，如图所示，由图中的几何关系可得F1＝Fcos 30°＝mg，F2＝Fsin 30°＝mg．则有ac绳中的拉力Fac＝F1＝mg，bc绳中的拉力Fbc＝F2＝mg，所以选项A正确．] 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，现用水平力F作用在B上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是(　　) A．B对A有摩擦力作用 B．B受到A、C的摩擦力作用 C．B只受到C的摩擦力作用 D．地面对C有摩擦力作用，大小等于F [答案]　CD 9.如图所示，重20 N的物体放在粗糙的水平面上，用F＝8 N的力斜向下推物体．F与水平面成30°角，物体与平面间的动摩擦因数μ＝0.5，则物体(　　) A．对地面的压力为28 N B．所受的摩擦力为4 N C．所受的合力为5 N D．所受的合力为0 BD　[将力F分解如图，对地的压力为FN＝F2＋G＝Fsin 30°＋G＝24 N，又因F1＝Fcos 30°<μFN，故受到的静摩擦力为f＝Fcos 30°＝4 N，故物体所受合力为零，所以B、D项正确．] 10.如图甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)用力水平向右拉一水平面上质量为5.0 kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t2后做匀速直线运动．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．若F＝4.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f1＝4.0 N B．若F＝6.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f2＝6.0 N C．木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.11 D．木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.10 [答案]　AD 三、填空题（共计2题，第11题6分，第12题9分，共计15分） 11.(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图a所示的F­L图像，由图像可知：弹簧原长L0＝________cm，求得弹簧的劲度系数k＝________N/m． a　　　　　　　　　　　　b (2)按如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b，则指针所指刻度尺示数为________cm．由此可推测图b中所挂钩码的个数为________个． [解析]　(1)由胡克定律F＝k(L－L0)， 结合题图a中数据得： L0＝3.0 cm，k＝200 N/m． (2)由题图b知指针所示刻度为1.50 cm，由F＝k(L0－L)，可求得此时弹力为：F＝3 N，故所挂钩码的个数为3个． [答案]　(1)3.0　200　(2)1.50　3 12．某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上，如图甲所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长． (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O．此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图乙所示，F的大小为________N． (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点，现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N． (ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合； (ⅱ)F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________． 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则． [解析]　(1)由题给测力计示数可知，读数为4.0 N． (2)作图，F2长度为28 mm，F1长度为21 mm，平行四边形如图，量出合力长度约为20 mm，大小代表4.0 N，量出合力箭头处到y轴距离和所作合力在y轴上投影长度，其比值就是F合与拉力F的夹角的正切值． [答案]　(1)4.0　(2)(ⅰ)见解析图　(ⅱ)4.0　0.05 四、解答题（共计3题，第13题10分，第14题14分，第15题18分，共计42分） 13.质量分别为0.1 kg和0.2 kg的两物块A、B间用一根原长为L0＝20 cm、劲度系数为k＝10.0 N/m的轻弹簧相连，置于粗糙的水平面上如图所示．初始时弹簧处于原长状态，若两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g取10 m/s2，现要使A、B一起做匀速运动． (1)则对A应施加多大的水平推力F? (2)此时A、B间的距离为多少？ [解析]　(1)A、B一起做匀速运动，由整体关系得： F＝μFN＝μ(M＋m)g 代入数据得F＝0.6 N． (2)取B物体为研究对象，根据受力关系 kΔx＝μmBg Δx＝ 所以，A、B间的距离为L＝L0－＝16 cm． [答案]　(1)0.6 N　(2)16 cm 14.有一个木箱质量m＝60 kg，静止在水平地面上，工人推木箱，若动摩擦因数为μ＝0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)： (1)当沿水平方向推力F1＝150 N时，此木箱所受的摩擦力大小f1； (2)当与水平方向成37°的斜向上的推力F2＝400 N时，此木箱所受的摩擦力大小f2． [解析]　(1)推力F1<fmax＝μFN＝180 N，故木箱保持静止，如图所示，水平方向二力平衡，则木箱受到静摩擦力为f1＝F1＝150 N． (2)木箱滑动起来，受力如图所示，则木箱受到滑动摩擦力f2＝μFN ① 竖直方向：FN＋F2 sin 37°＝mg ② 由①②得滑动摩擦力f2＝μ(mg－F2sin 37°)＝0.3×(60×10－400×0.6) N＝108 N． [答案]　(1)150 N　(2)108 N 15.如图所示，质量M＝2 kg的木块套在水平杆上，并用细绳将木块与质量m＝ kg的小球相连．今用跟水平方向成30°角的力F＝10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10 m/s2，求： (1)运动过程中细绳与水平方向的夹角θ； (2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ． [解析]　(1)设细绳对小球的拉力为FT．以小球为研究对象，分析受力，作出受力分析图如图甲所示，由平衡条件可知： Fcos 30°＝FTcos θ Fsin 30°＋FTsin θ＝mg 联立解得FT＝10 N，tan θ＝，即θ＝30°． (2)以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图乙所示．再由平衡条件得 Fcos 30°＝f FN＋Fsin 30°＝(M＋m)g 又f＝μFN 得到μ＝ 代入解得μ＝． [答案]　(1)30°　(2) 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 相互作用——力 单元卷（提升卷） 答题卡 ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 三．填空题（共2题，共1 5 分） 11. 12. ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 （1 0 分） 14.（ 14 分） 15.（ 18 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $