《第三章 相互作用》试卷及答案-高中物理必修1-人教版-2024-2025学年

《第三章相互作用》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、关于力的概念，下列说法正确的是：A.力可以脱离物体而独立存在B.只有直接接触的物体之间才有力的作用C.物体间发生相互作用时，总是先有作用力后有反作用力D.物体间的相互作用力总是同时产生，同时消失2、两个质量分别为m1和mA.vB.v1>C.v1<D.无法确定3、在以下关于力的说法中，正确的是（）A、力是改变物体运动状态的原因，但不是维持物体运动状态的原因B、力是维持物体静止状态的原因，但不是改变物体运动状态的原因C、力的作用是相互的，但一个物体受到的力总是小于它对另一个物体施加的力D、力的作用效果只有改变物体的运动状态，不能改变物体的形状4、一个物体在水平方向上受到两个力的作用，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，下列说法正确的是（）A、物体一定处于平衡状态B、物体可能处于平衡状态，也可能处于非平衡状态C、物体的运动状态一定保持不变D、物体的运动状态一定发生改变5、一个物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力的合力为零。以下哪个说法是正确的？A.这三个力一定都相等B.这三个力一定都垂直C.这三个力的方向必须相同D.这三个力的方向必须互成120°6、一个物体在粗糙水平面上受到一个水平推力，该推力与摩擦力大小相等但方向相反。以下哪个说法是正确的？A.物体将保持静止B.物体将做匀速直线运动C.物体将做匀加速直线运动D.物体的加速度将随着时间增加7、一个物体在水平地面上受到三个力的作用，这三个力的合力为零。如果这三个力分别记为F1、F2、F3，则以下说法正确的是：A、F1、F2、F3三个力的大小相等B、F1、F2、F3三个力的方向相同C、F1、F2、F3中必有一个力的方向与另外两个力的合力方向相反D、F1、F2、F3中必有一个力的方向与另外两个力的合力方向相同二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于相互作用力的说法正确的是：A、相互作用力总是成对出现的，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，但作用在不同物体上。B、相互作用力的大小与两物体间的距离有关。C、相互作用力的大小与两物体的质量有关。D、相互作用力的作用效果相同。2、以下哪些情况中，两个物体之间存在弹力作用？A、两个物体接触并相互挤压。B、两个物体接触并相互摩擦。C、两个物体接触且一个物体对另一个物体施加了压力。D、两个物体接触但没有相互挤压或压力。3、关于力的合成与分解，下列说法正确的是（）A.合力一定大于任一分力B.合力可能小于任一分力C.力的分解是力的合成的逆过程D.在力的分解中，一个力可以分解为无数对大小和方向不同的分力三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一、计算题已知两物体质量分别为m1=2kg和m2=3kg，它们通过一根轻质不可伸长的绳子连接，绳子跨过一个光滑的定滑轮。物体m1受到一个水平向右的拉力F=10N，物体m2静止在水平地面上。求：（1）绳子对物体m1的拉力T；（2）物体m2受到的摩擦力f；（3）物体m2的加速度a。第二题题目：一个质量为2kg的物体，在水平地面上受到一个水平向右的拉力F，使得物体从静止开始加速运动。已知物体受到的摩擦力为5N，加速度为2m/s²。求：（1）物体所受的拉力F；（2）如果拉力F突然减小到原来的1/2，物体的加速度将变为多少？第三题题目：一个物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力分别是：F1=10N，方向向东；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。求：（1）物体所受合力的大小；（2）如果物体处于静止状态，这三个力如何调整才能使物体保持平衡？第四题一、计算题（共20分）一个物体质量为2kg，从静止开始在水平面上受到一个恒定的摩擦力作用，该摩擦力的大小为6N。物体在水平面上运动了10秒后，速度达到4m/s。求：（1）物体受到的加速度大小是多少？（2）物体运动了多远？（1）根据牛顿第二定律，F=ma，其中F为物体受到的合力，m为物体的质量，a为物体的加速度。由于物体受到的合力为摩擦力，所以F=6N。将已知数据代入公式，得到a=F/m=6N/2kg=3m/s²。（2）物体的位移可以用公式s=ut+(1/2)at²计算，其中u为物体的初始速度，t为运动时间，a为加速度，s为位移。由于物体从静止开始运动，所以u=0。将已知数据代入公式，得到s=0+(1/2)*3m/s²*(10s)²=150m。解析：本题主要考察了牛顿第二定律和匀加速直线运动的基本公式。首先根据牛顿第二定律求出物体的加速度，然后利用匀加速直线运动的位移公式求出物体的位移。一物体从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。当物体运动了5秒后，求：（1）物体的末速度是多少？（2）物体在这段时间内通过的位移是多少？（1）根据匀加速直线运动的公式v=u+at，其中v为物体的末速度，u为物体的初始速度，a为加速度，t为运动时间。由于物体从静止开始运动，所以u=0。将已知数据代入公式，得到v=0+2m/s²*5s=10m/s。（2）物体在这段时间内通过的位移可以用公式s=ut+(1/2)at²计算，其中u为物体的初始速度，a为加速度，t为运动时间，s为位移。由于物体从静止开始运动，所以u=0。将已知数据代入公式，得到s=0+(1/2)*2m/s²*(5s)²=25m。解析：本题同样考察了匀加速直线运动的基本公式。首先根据匀加速直线运动的公式求出物体的末速度，然后利用位移公式求出物体在这段时间内通过的位移。第五题题目：一个质量为m的物体，在水平面上受到两个力F1和F2的作用，F1的方向向东，大小为10N；F2的方向向北，大小为8N。物体在水平方向和竖直方向的运动状态分别是怎样的？为什么？《第三章相互作用》试卷及答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、关于力的概念，下列说法正确的是：A.力可以脱离物体而独立存在B.只有直接接触的物体之间才有力的作用C.物体间发生相互作用时，总是先有作用力后有反作用力D.物体间的相互作用力总是同时产生，同时消失答案：D解析：力是物体之间的相互作用，不能脱离物体而独立存在，故A错误；非接触力如重力、电磁力等也属于力的作用，因此B错误；根据牛顿第三定律，作用力与反作用力总是成对出现，并且同时产生，同时消失，所以C错误，D正确。2、两个质量分别为m1和mA.vB.v1>C.v1<D.无法确定答案：C解析：在这个系统中，因为没有外力作用，所以系统的总动量守恒。设两物体获得的速度分别为v1和v2，则有m1v1+m2v2=0（假设3、在以下关于力的说法中，正确的是（）A、力是改变物体运动状态的原因，但不是维持物体运动状态的原因B、力是维持物体静止状态的原因，但不是改变物体运动状态的原因C、力的作用是相互的，但一个物体受到的力总是小于它对另一个物体施加的力D、力的作用效果只有改变物体的运动状态，不能改变物体的形状答案：A解析：根据牛顿第一定律，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。因此，选项A正确。选项B错误，因为力不是维持静止状态的原因。选项C错误，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反。选项D错误，力不仅能改变物体的运动状态，也能改变物体的形状。4、一个物体在水平方向上受到两个力的作用，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，下列说法正确的是（）A、物体一定处于平衡状态B、物体可能处于平衡状态，也可能处于非平衡状态C、物体的运动状态一定保持不变D、物体的运动状态一定发生改变答案：A解析：当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上时，这两个力是一对平衡力。根据平衡力的定义，物体在这种情况下一定处于平衡状态，因此选项A正确。选项B错误，因为在这种情况下不可能处于非平衡状态。选项C和D错误，因为物体可能静止或匀速直线运动，其运动状态不一定发生改变。5、一个物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力的合力为零。以下哪个说法是正确的？A.这三个力一定都相等B.这三个力一定都垂直C.这三个力的方向必须相同D.这三个力的方向必须互成120°答案：C解析：当物体受到的三个力的合力为零时，这三个力必须能够相互平衡，即它们的方向和大小必须相互抵消。这意味着这三个力的方向必须相同，否则它们不可能相互平衡。因此，选项C是正确的。6、一个物体在粗糙水平面上受到一个水平推力，该推力与摩擦力大小相等但方向相反。以下哪个说法是正确的？A.物体将保持静止B.物体将做匀速直线运动C.物体将做匀加速直线运动D.物体的加速度将随着时间增加答案：B解析：当物体在粗糙水平面上受到一个与摩擦力大小相等但方向相反的推力时，这两个力相互抵消，物体所受的合力为零。根据牛顿第一定律，一个物体如果受到的合力为零，它将保持静止或匀速直线运动状态。因此，物体将做匀速直线运动，选项B是正确的。7、一个物体在水平地面上受到三个力的作用，这三个力的合力为零。如果这三个力分别记为F1、F2、F3，则以下说法正确的是：A、F1、F2、F3三个力的大小相等B、F1、F2、F3三个力的方向相同C、F1、F2、F3中必有一个力的方向与另外两个力的合力方向相反D、F1、F2、F3中必有一个力的方向与另外两个力的合力方向相同答案：C解析：根据力的平衡条件，当一个物体受到三个力的作用，且这三个力的合力为零时，这三个力必须能够相互平衡。这意味着这三个力中必有一个力的方向与另外两个力的合力方向相反，以保持整体的平衡状态。因此，选项C是正确的。选项A和B不一定成立，因为力的大小和方向不一定相等或相同。选项D也不正确，因为三个力的合力为零，不可能有其中一个力的方向与合力方向相同。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于相互作用力的说法正确的是：A、相互作用力总是成对出现的，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，但作用在不同物体上。B、相互作用力的大小与两物体间的距离有关。C、相互作用力的大小与两物体的质量有关。D、相互作用力的作用效果相同。答案：A解析：根据牛顿第三定律，相互作用力总是成对出现的，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，但作用在不同物体上，因此选项A正确。选项B和C错误，因为相互作用力的大小仅与两物体间的相互作用有关，与距离和质量无关。选项D错误，因为相互作用力的作用效果取决于各自的性质和作用点。2、以下哪些情况中，两个物体之间存在弹力作用？A、两个物体接触并相互挤压。B、两个物体接触并相互摩擦。C、两个物体接触且一个物体对另一个物体施加了压力。D、两个物体接触但没有相互挤压或压力。答案：AC解析：弹力是物体由于形变而产生的力。在以下情况下，两个物体之间存在弹力作用：A、两个物体接触并相互挤压时，由于挤压导致物体形变，产生弹力。C、一个物体对另一个物体施加了压力，压力使物体发生形变，从而产生弹力。选项B中，摩擦力是由于物体表面粗糙程度和相对运动而产生的，与弹力不同。选项D中，如果两个物体接触但没有相互挤压或压力，那么它们之间不会产生弹力作用。3、关于力的合成与分解，下列说法正确的是（）A.合力一定大于任一分力B.合力可能小于任一分力C.力的分解是力的合成的逆过程D.在力的分解中，一个力可以分解为无数对大小和方向不同的分力【答案】B,C,D【解析】选项A：合力不一定大于任一分力。当两个力的方向相反时，它们的合力实际上等于这两个力的差值，此时合力会小于其中较大的那个力。因此，A选项错误。选项B：如上所述，当两个力的方向相反或成一定角度时，合力有可能小于任一分力。故B选项正确。选项C：力的分解确实是力的合成的逆过程。在力的合成过程中，我们从几个已知力得到一个合力；而在力的分解过程中，我们则是从一个已知的合力出发，找到能够产生这个合力的几个分力。所以C选项正确。选项D：根据平行四边形法则，在力的分解过程中，对于同一个力，我们可以选择不同的方向进行分解，从而得到不同大小和方向的分力组合。理论上讲，确实可以将一个力分解为无数种不同的方式。因此D选项也是正确的。综上所述，本题的正确答案是B、C、D。这道题目考察了学生对于力的合成与分解原理的理解以及应用能力。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一、计算题已知两物体质量分别为m1=2kg和m2=3kg，它们通过一根轻质不可伸长的绳子连接，绳子跨过一个光滑的定滑轮。物体m1受到一个水平向右的拉力F=10N，物体m2静止在水平地面上。求：（1）绳子对物体m1的拉力T；（2）物体m2受到的摩擦力f；（3）物体m2的加速度a。答案：（1）绳子对物体m1的拉力T=10N，因为物体m1受到的拉力F等于绳子对m1的拉力T。（2）物体m2受到的摩擦力f=0N，因为物体m2静止在地面上，且没有其他水平力作用在它上面，所以摩擦力为0。（3）物体m2的加速度a可以通过牛顿第二定律计算得出：F=(m1+m2)*a将已知数值代入：10N=(2kg+3kg)*a10N=5kg*aa=10N/5kga=2m/s²解析：（1）根据力的平衡条件，物体m1受到的拉力F等于绳子对m1的拉力T。（2）由于物体m2静止在地面上，且没有水平力作用在它上面，根据牛顿第一定律，物体m2受到的摩擦力f为0。（3）根据牛顿第二定律，物体的加速度a等于作用在物体上的合力F除以物体的总质量(m1+m2)。由于物体m1和m2通过不可伸长的绳子连接，它们将共同加速，因此合力F等于绳子对m1的拉力T。将已知数值代入公式计算得到加速度a。第二题题目：一个质量为2kg的物体，在水平地面上受到一个水平向右的拉力F，使得物体从静止开始加速运动。已知物体受到的摩擦力为5N，加速度为2m/s²。求：（1）物体所受的拉力F；（2）如果拉力F突然减小到原来的1/2，物体的加速度将变为多少？答案：（1）物体所受的拉力F：根据牛顿第二定律，F=ma+f，其中m为物体质量，a为加速度，f为摩擦力。代入已知数值：F=2kg×2m/s²+5N=4N+5N=9N。（2）如果拉力F突然减小到原来的1/2，物体的加速度将变为多少？新的拉力F’=F/2=9N/2=4.5N。根据牛顿第二定律，新的加速度a’=(F’-f)/m，代入已知数值：a’=(4.5N-5N)/2kg=-0.5N/2kg=-0.25m/s²。解析：（1）本题考查了牛顿第二定律的应用。根据牛顿第二定律，物体所受合力等于其质量与加速度的乘积。由于物体在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，因此拉力F等于物体质量与加速度的乘积加上摩擦力。（2）当拉力F减小到原来的1/2时，物体受到的合力也相应减小。由于摩擦力不变，新的加速度a’可以通过新的拉力F’减去摩擦力f，再除以物体质量m计算得出。注意，加速度的方向与拉力的变化方向相反，因此这里加速度为负值，表示加速度的方向与原来的运动方向相反。第三题题目：一个物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力分别是：F1=10N，方向向东；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。求：（1）物体所受合力的大小；（2）如果物体处于静止状态，这三个力如何调整才能使物体保持平衡？答案：（1）物体所受合力的大小：由于F1和F3方向相反，且在同一直线上，它们可以相互抵消。因此，合力F合等于F2的大小，但方向与F2相同。F合=F2=15N（2）为了使物体保持平衡，三个力的合力必须为零。由于F1和F3已经相互抵消，我们只需调整F2的大小和方向，使其与F1和F3的合力方向相反且大小相等。设调整后的F2为F2’，则F2’的大小应等于F1和F3的合力大小，即F2’=F1+F3=10N+20N=30N。由于F2原来方向向北，调整后的F2’应方向向南，且与F1和F3的合力方向相反。解析：（1）根据力的合成原理，当两个力在同一直线上且方向相反时，它们的合力等于两个力的大小之差，方向与较大力的方向相同。因此，F1和F3相互抵消，物体所受合力的大小等于F2的大小，即15N。（2）根据平衡条件，物体处于静止状态时，所受合力必须为零。由于F1和F3已经相互抵消，我们只需调整F2的大小和方向，使其与F1和F3的合力方向相反且大小相等。通过计算得出F2’的大小应为30N，方向向南，与F1和F3的合力方向相反，从而使得物体保持平衡。第四题一、计算题（共20分）一个物体质量为2kg，从静止开始在水平面上受到一个恒定的摩擦力作用，该摩擦力的大小为6N。物体在水平面上运动了10秒后，速度达到4m/s。求：（1）物体受到的加速度大小是多少？（2）物体运动了多远？答案：（1）根据牛顿第二定律，F=ma，其中F为物体受到的合力，m为物体的质量，a为物体的加速度。由于物体受到的合力为摩擦力，所以F=6N。将已知数据代入公式，得到a=F/m=6N/2kg=3m/s²。（2）物体的位移可以用公式s=ut+(1/2)at²计算，其中u为物体的初始速度，t为运动时间，a为加速度，s为位移。由于物体从静止开始运动，所以u=0。将已知数据代入公式，得到s=0+(1/2)*3m/s²*(10s)²=150m。解析：本题主要考察了牛顿第二定律和匀加速直线运动的基本公式。首先根据牛顿第二定律求出物体的加速度，然后利用匀加速直线运动的位移公式求出物体的位移。一物体从静止开始沿水平面做匀加速直