第三章：相互作用-力单元测试卷（解析版）

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

【答案】D

【详解】AD.重心在效果上可以看作物体各部分所受重力的等效作用点，不是物体内重力最大的点，故A

错误，D正确；

B.任何有规则形状且质量分布均匀的物体，它的重心就在几何中心上，故B错误；

C.g值在两极处大于在赤道处，故C错误。

故选D。

2.如图所示，轻弹簧的劲度系数为鼠小球的质量为相，平衡时小球在A位置.今用力尸将小球向下压缩

x至新的平衡位置2,则此时弹簧的弹力大小为（）

0

1

5

s

1

////

///

A.kxB.mg+kxC.FD.mg~kx

【答案】B

【详解】当弹簧处于平衡位置A时，设弹簧的形变量为耳，由受力平衡可得

mg=g

小球向下压缩X至8位置时，小球的形变量为

x2=x,+x

由胡克定律得

F=kx2=mg+kx

故选B。

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仇则（）

A.B一定小于水桶的重力

B.夹角6变大时，邱in万保持不变

C.保持夹角。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。不变，把两条提桶的绳子变长，绳子对手臂的作用力变小

【答案】C

【详解】A.由平衡条件可得

2klcos—=mg

解得

2cos—

2

当6<120。时，B小于水桶的重力，当（9>120。时，入大于水桶的重力，A错误；

B.结合A解析可得

〜ee

4sm—=mgtan—

夹角。变大时，耶in,变大，B错误；

C.设手握处两条绳子的夹角为£，可得

2TCOS—=F

21

保持夹角。不变，则手臂对绳子的作用力B不变，把两条提桶的绳子变长，则。变小，故每条绳子的张力

T变小，C正确；

D.由牛顿第三定律可知，保持夹角0不变，把两条提桶的绳子变长，绳子对手臂的作用力不变，D错误。

故选C。

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与底面垂直，当侧面ON与水平方向夹角9=60。时，6号钢管对侧面ON的压力等于其重力G,

A.其他钢管对6号钢管的作用力大小等于G

B.底面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6角，钢管仍保持静止，则底面受到的压力增大

【答案】A

【详解】A.对6号钢管进行受力分析，由于钢管静止，即受力平衡，则其他钢管对6号钢管的作用力与6

号钢管的重力及ON面给的支持力的合力等大反向，如图甲

甲

重力与支持力的合力大小为G,故其他钢管对6号钢管的作用力大小也为G,故A正确;

BD.将所有钢管视为一个整体，进行受力分析，如图乙

乙

可得

2=tan6=^

^ON

尸OM=G整体sin。

可知底面0M受到的压力大于侧面ON受到的压力；若减小。角，钢管仍保持静止，则底面受到的压力

减小，故BD错误；

C.将所有钢管视为整体，根据受力平衡可知，推车对钢管整体的作用力与对钢管整体的重力平衡，故无论

。如何变化，只要钢管仍保持静止，推车对钢管整体的作用力保持不变，钢管对推车的总作用力保持不变，

故C错误。

故选A„

5.已知物体A、B所受重力分别为GA=ION,GB=20N,A与B间的动摩擦因数〃尸0.2,B与水平面间的

动摩擦因数〃2=0.3,现在用大小为8N的力E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）（）

AA

甲乙

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

【答案】D

【详解】AB.甲图中，B与地面间的最大静摩擦力为

fBmax-/U2（GA+GB）=9N

拉力

尸=8N<9N

所以AB静止不动，A不受摩擦力，B受到8N的静摩擦力，方向水平向左，故AB错误；

CD.乙图中，A与B间的最大静摩擦力为

fAmax=1.11GA=2N

拉力

F=8N>2N

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

行李箱山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根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.乙情形中行李箱根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Co

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钱链组合在一起，每根

杆均可绕钱链自由转动，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中央，三根杆与竖

直方向的夹角均为。=30。，吊锅和细铁链的总质量为相，支架与钱链之间的摩擦忽略不计，则（）

A.每根杆中的弹力大小为:〃吆

B.每根杆对地面的摩擦力大小为。咫

C.增大e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

3Tcos0=mg

解得

丁_2币mg

~~9~

A错误；

B.结合上述，对杆进行分析有

f=TsinO=^^-

B错误；

C.对便携式三脚架与吊锅整体进行分析有

mg=3N

解得

N=；mg

根据牛顿第三定律有

N'=N=；mg

即增大e时每根杆对地面压力不变，c正确；

D.根据上述有

f=Tsin0,3Tcos0=mg

解得

mg

3tan。

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（）

甲

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耳，盒壁对玻璃球的

弹力工，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，。角变大，利用图解法可知,

片和B均逐渐减小。

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a,现在保持a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a,现在保持a不变，若一个分力增大、另一个分力大小不变，当a小于

等于90。时，合力增大；当a大于90。时，合力可能减小，故A错误，B正确；

CD.两个分力的夹角为a,现在保持a不变，若两个分力都增大，当a小于等于90。时，合力增大；当a大

于90。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

管道轴线方向恒力厂的作用下，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

量为相，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《山8

B.地面对B的弹力大小为#/ng

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P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

mg=2NBCOS30°

解得

NB=­mg

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

N=mg+NBCOS30°

解得

z3

N=—mg

故B错误；

C.对A受力分析由平衡条件有

mg=2N；cos0

解得

mg

2cos6

若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止）,则6会增大，则cos。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所需的恒力产为

F=2〃N；

若B、C稍稍远离一些（B、C仍保持静止）,B对A的弹力变大，所需的恒力厂变大，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从，答题卡与答题卡之间的动摩擦

因数为〃2,答题卡与顶部摩擦片之间的动摩擦因数为〃3。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（）

摩擦片

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，〃2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，则需从>/；对最后一张答题卡而言，要想向左进入，则

只需要〃3>〃2；即三个动摩擦因数中，〃2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0C悬挂于。点，现用细绳绑住绳0C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.0A绳拉力逐渐变大

C.若0=60。时，OA绳的拉力为1206N,A8绳的拉力为60N

D.若6=60。时，。4绳的拉力为120N,48绳的拉力为60右N

【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

COS。

A5绳的拉力为

F=Gtan。

由于。逐渐增大，则OA绳拉力变大，绳的拉力增大，A错误，B正确;

CD.若6=60。时，。4绳的拉力为

N=120N

cos9cos60°

A8绳的拉力为

F=Gtan6»=60x0N=60^N

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贝/实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，。为橡皮筋与细线的结点,

0B和0C为细绳。图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。

单位：N

丙

(1)某次实验操作中，与细绳OC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.图乙中的尸是力B与B的合力的理论值，P是力B与尸2的合力的实际测量值

B.图乙的F是力B与&的合力的理论值，尸是力人与场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】⑴川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.实验中尸是由平行四边形定则得出的，是入与B的合力的理论值，而尸是一根弹簧拉橡皮条

得出的，是力B和仍合力的实际测量值，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仁—N/mo(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，小圆环受到拉力入、/2的共同作用，处于

。点，如图乙所示，橡皮条伸长的长度为E。，撤去入、F2,改用一个力厂单独拉住小圆环，如图丙所示，

使小圆环仍处于。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，人与尸2的方向必须相互垂直

B.重复实验再次进行探究时，圆环。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.记录乃与歹2方向时，记录点尽量要和。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乃和尸2,图中小正方形的边长表示2N,两力的合力用厂

表示，Fi、尬与尸的夹角分别为仇和仇，下列说法正确的是o（填正确答案标号）

A.B=4NB.尸=12NC.0/=45°D.6I<62

【答案】见解析45等效替代DBC/CB

r桂辄1，1\勤：描占田中湛的吉站迳垃右胡占加1回

（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，B与仍的方向适当就行，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。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B与仍方向时，为减小方向的误差，记录点尽量要和。点离得远一点。故D正确。

故选D。

③[5]A.由图可知

耳=40N

故A错误;

B.根据平行四边形定则作出尸的图示如图所示

F=6X2N=12N

故B正确；

C.由图可知，所以

八4,

tan0.=—=1

14

解得

4=45°

故C正确；

D.根据正弦定理可知

工K

sinOxsin9?

所以故D错误。

故选BCo

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质量机=3kg,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上的推力尸=6N,木块A与竖直填壁间的轻弹簧被压缩了

x=5cm,弹簧的劲度系数上=100N/m。(g=10m/s2)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B瞬间，木块A所受摩擦力。

7777777/7777/777777777

【答案】(1)1N,方向水平向左；(2)6N；(3)5N,方向水平向右

【详解】(1)弹簧的弹力

Fl=kx=5N

对木块A受力分析有

F=Fi+f

解得

/=1N

方向水平向左。

(2)因为最大静摩擦力与滑动摩擦力时，有

•Ajmax=

解得

/静皿X=6N

(3)由之前的分析可知，弹簧的弹力小于最大静摩擦力，所以撤去外力后，木块A依然保持静止，且根据

平衡条件可知

r=^=5N

方向水平向右。

16.如图所示是扩张机的原理示意图，A、B为活动钱链，C为固定较链，在A处作用一水平力凡B就以

比尸大得多的压力向上顶物体D,已知图中2/=1.0m,Z>=0,05m,尸=400N,B与左壁接触，接触面光滑，较

链和杆受到的重力不计，求:

(1)扩张机AB杆的弹力大小(用含a的三角函数表示);

2000

cosa

【详解】(1)将力尸按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，如图甲所示，则有

2Ficosa=F

则扩张机48杆的弹力大小为

F

耳=幽N

2cosacosa

(2)再将B按作用效果分解为N和如图乙所示，则有

N=Fisina

联立得

zFtana

N=--------

2

根据几何知识可知

tancr