高中物理人教版2023必修一 第三章 《相互作用-力》单元测试卷含解析

第第页高中物理人教版（2023）必修一第三章《相互作用——力》单元测试卷（含解析）第三章：相互作用-力单元测试卷

一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．关于地球重力加速度g和物体的重心，下列说法正确的是（）

A．重心是物体内重力最大的点

B．任何有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上

C．g值在两极处小于在赤道处

D．从效果上看，重心是物体各部分所受重力的等效作用点

2．如图所示，轻弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，平衡时小球在A位置．今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B，则此时弹簧的弹力大小为（）

A．kxB．mg＋kxC．FD．mg－kx

3．如图，两人用同样大小的力共提一桶水处于静止状态。已知两人手臂间的夹角为θ，则（）

A．F1一定小于水桶的重力

B．夹角θ变大时，保持不变

C．保持夹角θ不变，把两条提桶的绳子变长，每条绳子的张力变小

D．保持夹角θ不变，把两条提桶的绳子变长，绳子对手臂的作用力变小

4．某工人使用双轮手推车运送短钢管时，手推车装入钢管后处于静止时的侧面示意图如图所示。推车侧面ON与底面OM垂直，当侧面ON与水平方向夹角时，6号钢管对侧面ON的压力等于其重力G，忽略一切摩擦，则（）

A．其他钢管对6号钢管的作用力大小等于G

B．底面OM受到的压力小于侧面ON受到的压力

C．若减小角，钢管仍保持静止，则钢管对推车的总作用力将增大

D．若减小角，钢管仍保持静止，则底面OM受到的压力增大

5．已知物体A、B所受重力分别为GA=10N，GB=20N，A与B间的动摩擦因数μ1=0.2，B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.3，现在用大小为8N的力F，分别作用在物体A、B上，如图甲、乙所示，则各物体所受摩擦力的情况是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）

A．甲图中，A不受摩擦力，B受到地面水平向右的大小为8N的摩擦力

B．甲图中，A受到的摩擦力水平向右，大小为2N；B受地面的摩擦力水平向左，大小为6N

C．乙图中，A受到的摩擦力水平向左，大小为2N；B受地面的摩擦力水平向左，大小为9N

D．乙图中，A受到的摩擦力水平向左，大小为2N；B受地面的摩擦力水平向左，大小为2N

6．在机场和海港，常用输送带运送旅客的行李和货物，如图所示，甲为水平输送带，乙为倾斜输送带，当行李箱m随输送带一起匀速运动时，不计空气阻力，下列几种判断中正确的是（）

A．甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力

B．乙情形中的行李箱受到沿斜面向下的摩擦力

C．乙情形中的行李箱受到沿斜面向上的摩擦力

D．甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力

7．如图所示是户外露营中使用的一种便携式三脚架，它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动，将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链挂在三脚架正上都，三根杆与竖直方向的夹角均为，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，则（）

A．每根杆中的弹力大小为

B．每根杆对地面的摩擦力大小为

C．增大时每根杆对地面压力不变

D．减小时每根杆对地面摩擦力不变

8．某中学举行趣味运动会时，挑战用一支钢尺取出深盒子（固定不动）中的玻璃球，该游戏深受大家喜爱，参与者热情高涨。游戏中需要的器材和取球的原理分别如图甲和图乙所示。若忽略玻璃球与盒壁、钢尺间的摩擦力，在不损坏盒子的前提下，钢尺沿着盒子上边缘某处旋转拨动（钢尺在盒内的长度逐渐变短），使玻璃球沿着盒壁缓慢上移时，下列说法正确的是（）

A．钢尺对玻璃球的弹力增加

B．钢尺对玻璃球的弹力先减小后增加

C．盒壁对玻璃球的弹力减小

D．盒壁对玻璃球的弹力先减小后增大

二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．若两个分力的夹角为α，现在保持α不变，下列说法中正确的是（）

A．若一个分力增大、另一个分力大小不变，合力一定增大

B．若一个分力增大、另一个分力大小不变，合力可能减小

C．若两个分力都增大，合力一定增大

D．若两个分力都增大，合力可能减小

10．如图所示，A、B、C三个完全相同的水泥管道叠放在水平地面上，已知B、C刚好接触无挤压，在沿管道轴线方向恒力F的作用下，顺着轴线方向匀速抽出A，整个过程中B、C保持静止。假设每个管道的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．B对A的弹力大小为

B．地面对B的弹力大小为

C．若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止），B对A的弹力变小

D．若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止），仍沿轴线方向匀速抽出A所需的恒力F变大

11．试卷读卡器的原理简化如图，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与顶部摩擦片之间的动摩擦因数为。正常情况下，读卡器能做到每次只进一张答题卡。搓纸轮沿顺时针方向转动，带动第一张答题卡向左运动，下列说法正确的是（）

A．第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向左B．后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右

C．最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力向左D．三个动摩擦因数中，是最小的

12．如图所示，物体所受重力为60N，用不可长的细绳OC悬挂于O点，现用细绳AB绑住绳OC的A点，再用水平力牵引A点使其向右缓慢运动的过程中（）

A．AB绳拉力逐渐变小

B．OA绳拉力逐渐变大

C．若θ=60°时，OA绳的拉力为，AB绳的拉力为60N

D．若θ=60°时，OA绳的拉力为120N，AB绳的拉力为

三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。

13．“探究力的平行四边形定则”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细线的结点，和为细绳。图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）某次实验操作中，与细绳相连的弹簧测力计示数如图丙所示，则读数为N；

（2）实验中，下列操作正确的有

A．本实验采用了“等效替代”的科学研究方法B．作力的图示时，各力所用的比例标度必须相同

C．两根细绳套间的夹角要尽量大一些D．标记拉力方向时，要沿细绳方向移动铅笔画出

（3）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是

A．图乙中的F是力F1与F2的合力的理论值，是力F1与F2的合力的实际测量值

B．图乙的是力F1与F2的合力的理论值，F是力F1与F2的合力的实际测量值

C．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响

D．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响

14．（1）在探究“弹簧的弹力与伸长的关系”实验中，通过在悬挂的弹簧下面加挂钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下表格中的数据。

钩码个数123456

弹簧弹力F/N0.501.001.502.002.503.00

弹簧形变量x/cm1.102.303.404.605.606.10

①根据以上数据在给出的坐标系中画出关系图像。

②由画出的图像可知弹簧的劲度系数k=N/m。（结果保留两位有效数字）

（2）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图甲所示，橡皮条的一端固定，另一端挂一轻质小圆环，橡皮条原长为GE，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，如图乙所示，橡皮条伸长的长度为EO，撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，如图丙所示，使小圆环仍处于O点。

①本实验体现了的物理思想；

②具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是；（填正确答案标号）

A．图乙中，F1与F2的方向必须相互垂直

B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置应与前一次实验相同

C．用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大一些

D．记录F1与F2方向时，记录点尽量要和O点离得远一点

③某同学在坐标纸上画出了如图丁所示的两个已知F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，下列说法正确的是。（填正确答案标号）

A．F1=4NB．F=12NC．θ1=45°D．θ12N

所以AB相对滑动，A受到的滑动摩擦力为

fA=2N

方向水平向左；对B进行受力分析可知，A对B的滑动摩擦力向右，大小为2N，小于B与地面间的最大静摩擦力9N，则B静止不动，所以地面对B的静摩擦力大小是2N，方向水平向左，故C错误、D正确。

故选D。

6．在机场和海港，常用输送带运送旅客的行李和货物，如图所示，甲为水平输送带，乙为倾斜输送带，当行李箱m随输送带一起匀速运动时，不计空气阻力，下列几种判断中正确的是（）

A．甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力

B．乙情形中的行李箱受到沿斜面向下的摩擦力

C．乙情形中的行李箱受到沿斜面向上的摩擦力

D．甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力

【答案】C

【详解】AD．甲情形中因为行李箱m随输送带一起匀速运动，行李箱处于平衡状态，故行李箱在水平方向不受摩擦力，AD错误；

BC．乙情形中行李箱m随输送带一起匀速运动，行李箱处于平衡状态，所以行李箱受到沿斜面向上的摩擦力与重力的下滑分力相平衡，B错误，C正确。

故选C。

7．如图所示是户外露营中使用的一种便携式三脚架，它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动，将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链挂在三脚架正上都，三根杆与竖直方向的夹角均为，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，则（）

A．每根杆中的弹力大小为

B．每根杆对地面的摩擦力大小为

C．增大时每根杆对地面压力不变

D．减小时每根杆对地面摩擦力不变

【答案】C

【详解】A．根据对称性有

解得

A错误；

B．结合上述，对杆进行分析有

B错误；

C．对便携式三脚架与吊锅整体进行分析有

解得

根据牛顿第三定律有

即增大时每根杆对地面压力不变，C正确；

D．根据上述有

，

解得

可知，减小时每根杆对地面摩擦力减小，D错误。

故选C。

8．某中学举行趣味运动会时，挑战用一支钢尺取出深盒子（固定不动）中的玻璃球，该游戏深受大家喜爱，参与者热情高涨。游戏中需要的器材和取球的原理分别如图甲和图乙所示。若忽略玻璃球与盒壁、钢尺间的摩擦力，在不损坏盒子的前提下，钢尺沿着盒子上边缘某处旋转拨动（钢尺在盒内的长度逐渐变短），使玻璃球沿着盒壁缓慢上移时，下列说法正确的是（）

A．钢尺对玻璃球的弹力增加

B．钢尺对玻璃球的弹力先减小后增加

C．盒壁对玻璃球的弹力减小

D．盒壁对玻璃球的弹力先减小后增大

【答案】C

【详解】对玻璃球的受力分析如图所示，玻璃球受重力G，左侧钢尺对玻璃球的弹力，盒壁对玻璃球的弹力，玻璃球在3个力作用下处于动态平衡，玻璃球沿着纸盒壁缓慢上移时，θ角变大，利用图解法可知，和均逐渐减小。

故选C。

二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．若两个分力的夹角为α，现在保持α不变，下列说法中正确的是（）

A．若一个分力增大、另一个分力大小不变，合力一定增大

B．若一个分力增大、另一个分力大小不变，合力可能减小

C．若两个分力都增大，合力一定增大

D．若两个分力都增大，合力可能减小

【答案】BD

【详解】AB．两个分力的夹角为α，现在保持α不变，若一个分力增大、另一个分力大小不变，当α小于等于时，合力增大；当α大于时，合力可能减小，故A错误，B正确；

CD．两个分力的夹角为α，现在保持α不变，若两个分力都增大，当α小于等于时，合力增大；当α大于时，合力可能减小，故C错误，D正确。

故选BD。

10．如图所示，A、B、C三个完全相同的水泥管道叠放在水平地面上，已知B、C刚好接触无挤压，在沿管道轴线方向恒力F的作用下，顺着轴线方向匀速抽出A，整个过程中B、C保持静止。假设每个管道的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．B对A的弹力大小为

B．地面对B的弹力大小为

C．若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止），B对A的弹力变小

D．若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止），仍沿轴线方向匀速抽出A所需的恒力F变大

【答案】AD

【详解】A．A、B、C三个完全相同的水泥管道叠放在水平地面上，已知B、C刚好接触无挤压，可知B、C对A的弹力大小相等，对A受力分析，由平衡条件可得

解得

故A正确；

B．对B受力分析，由平衡条件可得地面对B的弹力大小为

解得

故B错误；

C．对A受力分析由平衡条件有

解得

若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止），则θ会增大，则cosθ会减小，B对A的弹力变大，故C错误；

D．沿轴线方向匀速抽出A所需的恒力F为

若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止），B对A的弹力变大，所需的恒力F变大，故D正确。

故选AD。

11．试卷读卡器的原理简化如图，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与顶部摩擦片之间的动摩擦因数为。正常情况下，读卡器能做到每次只进一张答题卡。搓纸轮沿顺时针方向转动，带动第一张答题卡向左运动，下列说法正确的是（）

A．第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向左B．后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右

C．最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力向左D．三个动摩擦因数中，是最小的

【答案】AD

【详解】A．第一张答题卡相对搓纸轮有向右运动的趋势，则第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向左，选项A正确；

B．前一张答题卡给后一张答题卡的摩擦力向左，即后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左，选项B错误；

C．最后一张答题卡相对摩擦片向左运动，则最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力向右，选项C错误；

D．对第一张答题卡而言，要想只有这一张进入，则需；对最后一张答题卡而言，要想向左进入，则只需要；即三个动摩擦因数中，是最小的，选项D正确。

故选AD。

12．如图所示，物体所受重力为60N，用不可长的细绳OC悬挂于O点，现用细绳AB绑住绳OC的A点，再用水平力牵引A点使其向右缓慢运动的过程中（）

A．AB绳拉力逐渐变小

B．OA绳拉力逐渐变大

C．若θ=60°时，OA绳的拉力为，AB绳的拉力为60N

D．若θ=60°时，OA绳的拉力为120N，AB绳的拉力为

【答案】BD

【详解】AB．以A点为研究对象，受到三段细绳的拉力作用，如图所示

则OA绳的拉力为

AB绳的拉力为

F=Gtanθ

由于θ逐渐增大，则OA绳拉力变大，AB绳的拉力增大，A错误，B正确；

CD．若θ=60°时，OA绳的拉力为

AB绳的拉力为

C错误，D正确。

故选BD。

三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。

13．“探究力的平行四边形定则”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细线的结点，和为细绳。图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）某次实验操作中，与细绳相连的弹簧测力计示数如图丙所示，则读数为N；

（2）实验中，下列操作正确的有

A．本实验采用了“等效替代”的科学研究方法B．作力的图示时，各力所用的比例标度必须相同

C．两根细绳套间的夹角要尽量大一些D．标记拉力方向时，要沿细绳方向移动铅笔画出

（3）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是

A．图乙中的F是力F1与F2的合力的理论值，是力F1与F2的合力的实际测量值

B．图乙的是力F1与F2的合力的理论值，F是力F1与F2的合力的实际测量值

C．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响

D．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响

【答案】2.45AB/BAAC/CA

【详解】（1）[1]弹簧测力计的最小分度为0.1N，需要估读到最小分度值的下一位，故其示数为2.45N。

（2）[2]A．本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故A正确；

B．作力的图示时，各力所用的比例标度必须相同，这样才能以同一标准进行对比，故B正确；

C．两根细绳套的夹角大小适中即可，不是越大越好，故C错误；

C．作力的图示时，各力所用的比例标度必须相同，这样才能以同一标准进行对比，故C正确；

D．标记力的方向时，只需在线在白纸的投影上点两个点即可，画线是容易移位，故D错误。

故选AB。

（3）[3]AB．实验中F是由平行四边形定则得出的，是F1与F2的合力的理论值，而F'是一根弹簧拉橡皮条得出的，是力F1和F2合力的实际测量值，故A正确，B错误；

CD．如果将细绳子换成橡皮条，只是橡皮会伸长，力的大小和方向不会受到影响，故C正确，D错误。

故选AC。

14．（1）在探究“弹簧的弹力与伸长的关系”实验中，通过在悬挂的弹簧下面加挂钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下表格中的数据。

钩码个数123456

弹簧弹力F/N0.501.001.502.002.503.00

弹簧形变量x/cm1.102.303.404.605.606.10

①根据以上数据在给出的坐标系中画出关系图像。

②由画出的图像可知弹簧的劲度系数k=N/m。（结果保留两位有效数字）

（2）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图甲所示，橡皮条的一端固定，另一端挂一轻质小圆环，橡皮条原长为GE，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，如图乙所示，橡皮条伸长的长度为EO，撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，如图丙所示，使小圆环仍处于O点。

①本实验体现了的物理思想；

②具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是；（填正确答案标号）

A．图乙中，F1与F2的方向必须相互垂直

B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置应与前一次实验相同

C．用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大一些

D．记录F1与F2方向时，记录点尽量要和O点离得远一点

③某同学在坐标纸上画出了如图丁所示的两个已知F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，下列说法正确的是。（填正确答案标号）

A．F1=4NB．F=12NC．θ1=45°D．θ1<θ2

【答案】见解析45等效替代DBC/CB

【详解】（1）①[1]根据数据描点，用平滑的直线连接有效点，如图

②[2]根据得

（2）①[3]本实验利用两个拉力拉橡皮条和用一个拉力拉橡皮条产生的效果相同。体现了等效替代的物理思想。

②[4]A．图乙中，F1与F2的方向适当就行，不必须相互垂直。故A错误；

B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置不需要与前一次实验相同。故B错误；

C．本实验中为了减小力的相对测量误差，应使两弹簧测力计的示数适当大些，但对两弹簧测力计示数之差没有要求。故C错误；

D．记录F1与F2方向时，为减小方向的误差，记录点尽量要和O点离得远一点。故D正确。

故选D。

③[5]A．由图可知

故A错误；

B．根据平行四边形定则作出F的图示如图所示

可知

故B正确；

C．由图可知，所以

解得

故C正确；

D．根据正弦定理可知

所以，故D错误。

故选BC。

四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。

15．静止在水平地面上的木块A质量，与水平地面的动摩擦因数为0.2，且木块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如果作用在木块A上的推力，木块A与竖直填壁间的轻弹簧被压缩了，弹簧的劲度系数。（）求：

（1）此时木块A所受摩擦力；

（2）木块A与地面间的最大静摩擦力大小；

（3）刚撤去F瞬间，木