《第3章 力与相互作用》试卷及答案-高中物理共同必修1-沪教版-2024-2025学年

《第3章力与相互作用》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、一个物体在水平面上受到一个水平推力，同时受到一个与推力方向相反的摩擦力。若要使物体加速运动，以下说法正确的是：A.推力必须大于摩擦力B.推力必须小于摩擦力C.推力必须等于摩擦力D.推力与摩擦力的大小无关2、两个质量分别为m1和m2的物体，通过一根不可伸长的轻绳连接，放在光滑的水平面上。现在给m1一个水平向右的推力，以下说法正确的是：A.m1将向右运动，m2将向左运动B.m1将向左运动，m2将向右运动C.m1和m2都将向右运动，但m2的速度大于m1D.m1和m2都将向右运动，但m2的速度小于m13、下列关于力的说法中正确的是：A.力可以没有施力物体B.两个物体不接触就不能产生力的作用C.力是物体之间的相互作用，总是成对出现D.力的作用效果只与力的大小有关4、在水平面上静止放置一个物体，当施加一个向右的水平推力F时，若物体仍保持静止，则以下说法正确的是：A.物体所受摩擦力方向向左，大小等于FB.物体所受摩擦力方向向右，大小小于FC.物体所受摩擦力方向向左，大小大于FD.物体不受摩擦力作用5、一物体受到两个共点的力作用，当这两个力方向相反时，物体的合力大小为F。如果其中一个力减小到原来的1/2，另一个力保持不变，此时物体的合力大小为：A.FB.FC.3D.26、一个物体受到两个共线的力作用，其中一个力为10N，方向向东，另一个力为15N，方向向西。若这两个力的合力为5N，则这两个力的方向关系是：A.两个力方向相同B.两个力方向相反C.一个力方向向东，另一个力方向向北D.一个力方向向东，另一个力方向向南7、一个物体在两个力的作用下处于静止状态，这两个力必定满足以下哪个条件？A.方向相同，大小相等B.方向相反，大小不等C.方向相反，大小相等D.方向相同，大小不等二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、一个物体在水平面上受到三个力的作用，分别为F1、F2和F3。已知F1和F2的合力为0，且F2和F3的合力为0，那么关于这三个力的关系，以下说法正确的是：A.F1、F2、F3三个力一定作用在同一直线上B.F1、F2、F3三个力的方向可以任意C.物体一定处于静止状态D.物体可能处于静止状态也可能处于匀速直线运动状态2、关于牛顿第三定律，以下说法正确的是：A.作用力和反作用力大小相等，方向相反B.作用力和反作用力作用在同一个物体上C.作用力和反作用力同时产生，同时消失D.作用力和反作用力的作用效果相同3、关于牛顿第三定律，以下说法正确的是：A.作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但作用在两个不同的物体上B.作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一个物体上C.作用力和反作用力的大小与它们之间的距离有关D.作用力和反作用力在任何情况下都同时出现和消失三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：一个质量为2kg的物体，从静止开始沿水平面滑行，受到的摩擦力为4N。如果物体的加速度为2m/s²，求物体滑行5秒后的速度和位移。第二题：一个物体放在水平面上，受到三个力的作用：水平向右的拉力F1、竖直向上的支持力F2和水平向左的摩擦力F3。已知物体处于静止状态，物体与水平面的动摩擦因数为μ，物体的质量为m。求：（1）物体所受的合外力；（2）物体与水平面的最大静摩擦力。第三题：两个物体相互作用时，它们的运动状态如何变化？请结合牛顿第三定律解释这一现象，并举例说明。第四题：一物体以初速度v0沿水平方向抛出，不计空气阻力，物体在竖直方向上做自由落体运动。已知物体在水平方向上运动的时间为t，求：（1）物体在竖直方向上的位移h；（2）物体落地时在水平方向上的位移x；（3）物体落地时的速度v。第五题：一个物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力的大小分别为F1=10N、F2=15N、F3=20N。已知这三个力作用在同一直线上，但方向不同。求：（1）当物体处于平衡状态时，这三个力的合力大小和方向；（2）若F1和F2方向相反，F3方向与F1、F2的夹角为30°，求这三个力的合力大小和方向。《第3章力与相互作用》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、一个物体在水平面上受到一个水平推力，同时受到一个与推力方向相反的摩擦力。若要使物体加速运动，以下说法正确的是：A.推力必须大于摩擦力B.推力必须小于摩擦力C.推力必须等于摩擦力D.推力与摩擦力的大小无关答案：A解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。要使物体加速运动，合外力必须大于零。因此，推力必须大于摩擦力，这样物体才能获得正的加速度。其他选项会导致合外力为零或负，物体将不会加速或减速。2、两个质量分别为m1和m2的物体，通过一根不可伸长的轻绳连接，放在光滑的水平面上。现在给m1一个水平向右的推力，以下说法正确的是：A.m1将向右运动，m2将向左运动B.m1将向左运动，m2将向右运动C.m1和m2都将向右运动，但m2的速度大于m1D.m1和m2都将向右运动，但m2的速度小于m1答案：A解析：由于水平面是光滑的，没有摩擦力。当给m1一个水平向右的推力时，根据牛顿第三定律，m1会对绳子施加一个向左的拉力，绳子同样会对m1施加一个向右的拉力。由于绳子不可伸长，这个拉力会传递给m2，使m2也受到一个向左的拉力。因此，m1将向右运动，m2将向左运动。选项C和D关于速度的比较是错误的，因为它们没有考虑到m2也会受到向左的拉力，且两个物体的加速度由绳子的拉力决定，与质量无关。3、下列关于力的说法中正确的是：A.力可以没有施力物体B.两个物体不接触就不能产生力的作用C.力是物体之间的相互作用，总是成对出现D.力的作用效果只与力的大小有关答案：C解析：选项A错误，因为根据牛顿第三定律，力是物体间的相互作用，必须存在施力物体和受力物体；选项B错误，例如磁铁之间不接触也可以产生力的作用（磁场力）；选项C正确，力总是成对出现，即作用力和反作用力；选项D错误，力的效果不仅取决于力的大小，还取决于力的方向和作用点。4、在水平面上静止放置一个物体，当施加一个向右的水平推力F时，若物体仍保持静止，则以下说法正确的是：A.物体所受摩擦力方向向左，大小等于FB.物体所受摩擦力方向向右，大小小于FC.物体所受摩擦力方向向左，大小大于FD.物体不受摩擦力作用答案：A解析：根据静力学平衡条件，如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态，则它所受到的所有外力之和为零。当施加一个向右的水平推力F时，为了使物体保持静止，必须有一个等大反向的摩擦力来抵消这个推力。因此，摩擦力的方向是向左，大小等于F。选项A正确。选项B、C和D均不符合静力学平衡条件下的实际情况。5、一物体受到两个共点的力作用，当这两个力方向相反时，物体的合力大小为F。如果其中一个力减小到原来的1/2，另一个力保持不变，此时物体的合力大小为：A.FB.FC.3D.2答案：A解析：当两个力方向相反时，合力大小为两个力的大小之差。设原来两个力分别为F1和F2，且F1=F当F1减小到原来的1/2，即F1′=F6、一个物体受到两个共线的力作用，其中一个力为10N，方向向东，另一个力为15N，方向向西。若这两个力的合力为5N，则这两个力的方向关系是：A.两个力方向相同B.两个力方向相反C.一个力方向向东，另一个力方向向北D.一个力方向向东，另一个力方向向南答案：B解析：两个力的合力大小为5N，方向未知。根据力的合成原理，若两个力的合力为正，则合力方向与较大的力方向相同；若合力为负，则与较小的力方向相同。本题中，较大的力为15N，方向向西，若合力为5N，则合力方向也应向西。由于两个力的合力为5N，方向向西，说明两个力的方向相反。因此，正确答案是B。7、一个物体在两个力的作用下处于静止状态，这两个力必定满足以下哪个条件？A.方向相同，大小相等B.方向相反，大小不等C.方向相反，大小相等D.方向相同，大小不等答案：C解析：根据牛顿第一定律（惯性定律），如果一个物体处于静止状态或匀速直线运动状态，则该物体所受的合外力为零。对于题目中的情况，由于物体处于静止状态，说明作用在其上的所有力相互抵消，即合力为零。当有两个力作用于同一物体上，并且物体保持静止时，这两个力必须满足大小相等且方向相反的条件，这样它们才能相互抵消，使物体所受的合外力为零。因此正确答案是C.方向相反，大小相等。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、一个物体在水平面上受到三个力的作用，分别为F1、F2和F3。已知F1和F2的合力为0，且F2和F3的合力为0，那么关于这三个力的关系，以下说法正确的是：A.F1、F2、F3三个力一定作用在同一直线上B.F1、F2、F3三个力的方向可以任意C.物体一定处于静止状态D.物体可能处于静止状态也可能处于匀速直线运动状态答案：AD解析：由于F1和F2的合力为0，说明F1和F2大小相等、方向相反，即它们是一对平衡力。同理，F2和F3的合力为0，说明F2和F3也是一对平衡力。因此，F1、F2、F3三个力必须作用在同一直线上，且每对力都是平衡力。由此可知，物体可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态。所以选项A和D是正确的。2、关于牛顿第三定律，以下说法正确的是：A.作用力和反作用力大小相等，方向相反B.作用力和反作用力作用在同一个物体上C.作用力和反作用力同时产生，同时消失D.作用力和反作用力的作用效果相同答案：AC解析：牛顿第三定律指出，任何两个物体之间的相互作用力都是大小相等、方向相反的。这意味着选项A是正确的。作用力和反作用力作用在不同的物体上，因此选项B是错误的。作用力和反作用力确实同时产生，同时消失，所以选项C是正确的。然而，作用力和反作用力的作用效果是相反的，而不是相同的，因此选项D是错误的。所以正确答案是AC。3、关于牛顿第三定律，以下说法正确的是：A.作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但作用在两个不同的物体上B.作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一个物体上C.作用力和反作用力的大小与它们之间的距离有关D.作用力和反作用力在任何情况下都同时出现和消失答案：A解析：牛顿第三定律表明，对于两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但作用在两个不同的物体上。选项B、C、D都与牛顿第三定律的描述不符。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：一个质量为2kg的物体，从静止开始沿水平面滑行，受到的摩擦力为4N。如果物体的加速度为2m/s²，求物体滑行5秒后的速度和位移。答案：速度v=位移s=解析：根据牛顿第二定律F=已知摩擦力f=4N，质量m=由于摩擦力是物体运动方向的反作用力，所以实际加速度应该为负值，表示减速：这里计算出的加速度a=−现在，使用匀加速直线运动的速度公式v=v=at[v=−2m/s²由于物体是从静止开始滑行的，所以速度的方向与摩擦力方向相反，即最终速度为10m/s。接下来，使用匀加速直线运动的位移公式s=s=12at2[s=由于位移是标量，不考虑方向，所以位移的大小为25m。但是，由于物体是从静止开始，并且加速度是减速的，所以实际上物体在5秒内不会滑行这么远，这意味着我们的加速度计算有误。实际上，加速度应该是正值，因为摩擦力使得物体减速。正确的加速度a应该是：f=ma4速度v：v=at[v=2)m/s²位移s：s=12at2[s=所以，物体滑行5秒后的速度为10m/s，位移为25m。由于题目中加速度已知为2m/s²，所以答案应为10m/s和50m。第二题：一个物体放在水平面上，受到三个力的作用：水平向右的拉力F1、竖直向上的支持力F2和水平向左的摩擦力F3。已知物体处于静止状态，物体与水平面的动摩擦因数为μ，物体的质量为m。求：（1）物体所受的合外力；（2）物体与水平面的最大静摩擦力。答案：（1）物体处于静止状态，说明物体所受的合外力为零。因此，合外力F=0。（2）物体与水平面的最大静摩擦力Fmax等于物体所受的重力与支持力的合力，即Fmax=F2+F3。解析：（1）根据牛顿第一定律，物体如果处于静止状态，则其所受的合外力必须为零。由于题目中提到物体处于静止状态，我们可以直接得出合外力为零的结论。（2）物体所受的合外力为零，说明物体在水平方向上的拉力F1与摩擦力F3大小相等，方向相反。因此，F1=F3。在竖直方向上，物体所受的重力与支持力大小相等，方向相反，即mg=F2。由于物体处于静止状态，物体与水平面的最大静摩擦力Fmax必须等于物体所受的重力mg，否则物体将开始滑动。因此，最大静摩擦力Fmax=F2+F3=mg。第三题：两个物体相互作用时，它们的运动状态如何变化？请结合牛顿第三定律解释这一现象，并举例说明。答案：（1）两个物体相互作用时，它们的运动状态会发生变化。具体来说，其中一个物体的速度会改变，而另一个物体的速度也会改变，但它们的速度变化量大小相等，方向相反。（2）根据牛顿第三定律，作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在两个不同的物体上。当两个物体相互作用时，一个物体对另一个物体施加作用力，同时也会受到另一个物体对它的反作用力。这两个力的大小相等，方向相反，因此两个物体的运动状态都会发生变化。解析：本题目主要考查学生对牛顿第三定律的理解和应用。牛顿第三定律揭示了作用力和反作用力的关系，即大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在两个不同的物体上。在解答过程中，需要明确指出牛顿第三定律的内容，并结合具体例子进行分析。例如，当一个人向前推墙时，墙也会给这个人一个向后的反作用力，使得人的运动状态发生变化。第四题：一物体以初速度v0沿水平方向抛出，不计空气阻力，物体在竖直方向上做自由落体运动。已知物体在水平方向上运动的时间为t，求：（1）物体在竖直方向上的位移h；（2）物体落地时在水平方向上的位移x；（3）物体落地时的速度v。答案：（1）物体在竖直方向上的位移h=1/2*g*t^2（2）物体落地时在水平方向上的位移x=v0*t（3）物体落地时的速度v=√(v0^2+2gh)解析：（1）物体在竖直方向上做自由落体运动，根据自由落体运动的公式，物体在竖直方向上的位移h=1/2*g*t^2。（2）由于物体在水平方向上不受力，因此水平方向上的速度v0保持不变，物体在水平方向上的位移x=v0*t。（3）物体落地时的速度v可以通过竖直方向和水平方向的速度分量合成得到。竖直方向的速度分量vy=g*t，水平方向的速度分量vx=v0，根据勾股定理，物体落地时的速度v=√(vx^2+vy^2)=√(v0^2+2gh)。第五题：一个物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力的大小分别为F1=10N、F2=15N、F3=20N。已知这三个力作用在同一直线上，但方向不同。求：（1）当物体处于平衡状态时，这三个力的合力大小和方向；（2）若F1和F2方向相反，F3方向与F1、F2的夹角为30°，求这三个力的合力大小和方向。答案：（1）当物体处于平衡状态时，三个力的合力为零。因为物体处于平衡状态，所以这三个力的矢量和为零，即F1+F2+F3=0。（2）若F1和F2方向