人教版高中物理必修一第三章《相互作用-力》测试题(含答案解析)

一、选择题1．如图所示，水平桌面上静止放置着一把茶壶，下列说法正确的是（）A．茶壶共受到重力、桌面的支持力和摩擦力三个力作用B．桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变产生的C．茶壶对桌面的压力与茶壶的重力是一对平衡力D．桌面对茶壶的支持力与茶壶的重力是一对相互作用力2．关于以下四幅图像，以下说法正确的是（）A．甲图表示物体做匀加速直线运动B．重锤自由下落时，乙图可表示其运动规律C．探究弹簧弹力实验中，丙图表示弹簧弹力与弹簧长度成正比D．研究摩擦力时，丁图表示静摩擦力与正压力成正比3．如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动。则下列说法正确的是（）A．施加力F前，B与墙面间的弹力一定为零B．施加力F后，B对A的摩擦力方向一定沿斜面向上C．施加力F后B与墙之间可能没有摩擦力D．施加力F后，弹簧弹力可能变化4．如图所示，斜面上有一与斜面垂直的固定挡板，挡板与圆柱体A之间夹有圆柱体B，A、B在沿斜面向上的力F作用下处于静止，现力F缓慢沿斜面向上推A，使A沿斜面向上移动一小段距离，则在此过程中圆柱体B对A的压力和对挡板的压力大小怎样变化（所有接触面均光滑）（）A．变小、变小 B．变大、变大C．变大、变小 D．变小、变大5．如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B均处于静止状态。若要使系统处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持37°不变，则外力F的大小不可能为（）A．mg B．mgC．mg D．2mg6．如图所示，用OA、OB、OC三根轻绳采用不同方式将同一重物悬挂在空中，保证OB与水平成60°，绳OA上的力最小的悬挂方式的是（）A． B．C． D．7．如图所示，用光滑小轮将三角形斜劈压在竖直的光滑墙壁上，保持静止状态，下列说法中正确的是（）A．斜劈的三个面均受到压力B．斜劈对墙壁可能没有压力C．斜劈对小轮的压力一定垂直于斜面D．斜劈对小轮的压力是由于小轮形变时要恢复原状而产生的8．如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O点，O1为光滑铰链，O2为光滑定滑轮，O2在O1正上方，一根轻绳一端系于O点，另一端跨过定滑轮O2，由水平外力F牵引，用FN表示铰链对细棒的作用，现在外力F作用下，细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中，下列说法正确的是（）A．F逐渐变小，FN大小不变 B．F逐渐变小，FN大小变大C．F先变小后变大，FN逐渐变小 D．F先变小后变大，FN逐渐变大9．力是矢量，它的合成与分解遵守平行四边形定则，以下关于大小分别为7N和9N的两个力的合力正确不可能是（）A．3N B．9N C．16N D．20N10．如图所示，小球a的质量为小球b的质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态。轻弹簧A与竖直方向的夹角为60°，轻弹簧A、B的伸长量刚好相同，则下列说法正确的是（）A．轻弹簧A、B的劲度系数之比为2：1B．轻弹簧A、B的劲度系数之比为1：2C．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为：2D．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2：111．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，关于斜面体P此时受力情况的说法中正确的是（）A．P一定受2个力 B．P一定受3个力C．P可能受3个力 D．P可能受2个弹力12．万二中高2023届A班与B班举行一场拔河比赛，比赛结果B班队胜出。如果认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力并忽略绳的质量，则关于这次拔河比赛说法正确的是（）A．拔河时，A班队员对绳的拉力与B班队员对绳的拉力是一对作用力与反作用力B．拔河时，A班队员对绳的拉力一定比B班队员对绳的拉力小C．拔河时，A班队员一定比B班队员的拉（收）绳速度小D．拔河时，地面能给A班队员提供的最大静摩擦力一定比绳的拉力小二、填空题13．如图所示，质量为m的物体悬挂在轻质支架上，轻杆OA、OB与墙，AO与BO之间都通过可自由转动的铰链连接。斜梁OB与竖直方向的夹角为θ，设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为FOA和FOB，重力加速度为g，则FOA=______，FOB=______。14．如图所示，斧头的纵截面是一个等腰三角形，侧面边长为l，背宽为d，自身重力为G。现用竖直向下的压力F将斧头压入木柴中，忽略斧头侧面与木柴间的摩擦，则斧头的侧面推压木柴的力的大小为___________。15．如图所示，物块A在倾斜的木板上匀速下滑，已知木板的倾角为α，则物块和木块间的动摩擦因数为______。16．如图所示，有三个物体A、B、C叠放在一起，C被一不可伸长的绳子与墙面相连，三个物体的质量均为m，A与地面的摩擦系数为，B与A的摩擦系数为，C与B的摩擦系数为，已知重力加速度为g。现有一外力F将物体B匀速拉出，若此时物体A与物体B保持相对静止，则拉力F=___________，发生这种情况、、所必须满足的条件是___________。17．如图所示，质量为的小球，用一根长为的细绳吊起来，放在半径为的光滑的球体表面上，由悬点到球面的最小距离为，则小球对球面的压力为_________，绳的张力为___________（小球半径可忽略不计）。18．某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过180°而保持其大小不变化，其余三个力的大小和方向不变，则此时物体所受到的合力大小为________。19．如图所示，F为共点力和的合力，且，保持、的大小不变，改变和间的夹角θ，若要使和F间夹角达到最大值，则θ角应为________，此时F和的夹角a为___________。20．质量为m的物体放在水平面上，与水平面间的滑动摩擦系数为在与水平方向成角斜向下的推力作用下沿水平面做匀速运动，则推力的大小为________。三、解答题21．如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在固定的光滑斜面上，设小球质量，斜面倾角，细绳与竖直方向夹角，g取，求：细绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。22．如图所示，一质量不计的弹簧原长为，一端固定于质量的物体上，另一端施一水平拉力F。（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，）(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.45，当弹簧拉长至时，物体恰好向右匀速运动，弹簧的劲度系数多大？(2)若将弹簧压缩至，物体受到的摩擦力？(3)若将弹簧拉长至，物体受到的摩擦力？23．如图所示，水平面上有一重为30N的木箱，同时受到F1=14N和F2=8N的水平力的作用而保持静止。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：(1)木箱所受摩擦力的大小和方向？(2)若只将F1撤去，木箱所受摩擦力的大小和方向？24．把质量为2kg的物体A放到倾角为θ=30°的斜面上，如图（a）所示。已知物体A与斜面间的动摩擦因数为0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（g=10m/s2，结果保留到小数点后两位）(1)请分析判断图（a）中物体A处于运动状态还是静止状态；(2)求图（a）中物体A受的支持力和斜面对A的摩擦力；(3)现用细线系住物体A，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体B，如图（b）所示。若要使A在斜面上保持静止，物体B质量的范围是多少？25．重150N的光滑球A悬空靠在墙和梯形木块B之间，梯形木块B的重力为1500N，且静止在水平地板上，如图所示，求：(1)墙对球A的弹力为多少？(2)水平地板所对梯形木块B的支持力和摩擦力各为多少？26．用两根长度均为l的细线系住小球A、B，小球质量mA=60g，mB=30g。若分别在A球上加水平向左的力F1，在b球上加水平向右的力F2，其中F1=1.6N，F2=0.4N，如图所示。再次达到平衡后，求：（g取10N/kg）（1）绳1与竖直方向的夹角及张力大小；（2）绳2与竖直方向的夹角及张力大小；（3）小球B到悬点O的距离。【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．B解析：BA．茶壶放在水平桌面上，首先受到重力作用，由于对桌面有压力，则会受到桌面竖直向上的支持力；茶壶和桌面之间没有相对运动趋势，故不受摩擦力A错误；B．桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变产生的，B正确；C．茶壶受到的重力和茶壶对桌面的压力方向相同，不是一对平衡力，C错误；D．茶壶受到的重力和桌面对茶壶的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，D错误。故选B。2．B解析：BA．甲图中是位移时间图象，斜率表示物体的速度，斜率不变，说明甲物体做匀速直线运动，故A错误；B．乙图是速度时间图象，斜率表示加速度，斜率不变，说明乙做匀加速直线运动，又因为初速度为零，所以可以表示重锤自由下落时的运动规律，故B正确；C．在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧长度的形变量成正比，而不是弹簧弹力与弹簧长度成正比，故C错误；D．静摩擦力的大小和正压力的大小无关，故D错误。故选B。3．A解析：AA．施加力F前，将A、B看作一个整体，水平方向上不受力，所以B与墙面间的弹力一定为零。A正确；B．施加力F前，B对A的摩擦力方向沿斜面向上，施加力F后，B对A的摩擦力可能为零，也可能向下，也可能向上。B错误；C．施加力F后，将A、B看作一个整体，系统与之前相比，多了一个左上方向的推力F，为了保持系统静止，墙壁会给B一个向右的弹力和向下的摩擦力。C错误；D．施加力F后，系统静止，弹簧的形变不变，所以弹簧的弹力不变。D错误。故选A。4．A解析：A对B受力分析，受到重力GB，A对B的支持力，挡板对B的弹力，受力分析如下图当A沿斜面向上移动一小段距离的过程中，、变化如图中所示，可知、均变小，由牛顿第三定律可知，B对A的压力和对挡板的压力均变小。故选A。5．A解析：A由作图可知，当F垂直于OA时F最小，其最小值为所以当时，均不能使系统处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持37°不变，A正确，BCD错误。故选A。6．B解析：B以结点为研究对象，受到三段轻绳的拉力而平衡，如图所示根据矢量三角形法则可知，当段轻绳与段轻绳垂直时，轻绳的拉力最小，根据图象可知绳上的力最小的悬挂方式的是B选项，故B正确，ACD错误。故选B。7．C解析：CA．斜劈的上表面没有压力作用，故A错误；B．斜劈受到竖直向下的重力、小轮对斜劈的压力以及墙壁对斜劈的弹力，保持静止状态，故斜劈对墙壁一定会产生一个反作用力，这个力就是斜劈对墙壁的压力，故B错误；C．斜劈对小轮的压力一定垂直于斜面向下，故C正确；D．斜劈对小轮的压力是由于斜劈形变时要恢复原状而产生的，故D错误。故选C。8．A解析：A画出细棒的受力分析，如下图所示。根据三角形定则及相似三角形可知因OO1和O1O2不变，则FN大小不变；随着OO2的减小，F逐渐减小。故选A。9．D解析：D两个力同向时合力最大，反向时合力最小，故7N和9N的两个力的合力的范围是故ABC可能，不符合题意；D不可能，符合题意。故选D。10．C解析：CAB．对小球进行受力分析，如下图由于b物体处于平衡，有由数学知识可得联立解得轻弹簧A、B的伸长量相等，由胡克定律可知，轻弹簧A、B的劲度系数之比为故AB错误；CD．由上面的受力分析，可知绳的拉力故轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为故C正确，D错误。故选C。11．D解析：D(1)如果弹簧对斜面体P的弹力对斜面体P受力分析如图，斜面体P受力可以平衡，故斜面体P可能受2个力的作用(2)如果弹簧对斜面体P的弹力斜面体P不可能平衡。(3)如果弹簧对斜面体P的弹力斜面体P有沿MN向上运动的趋势，会受到挡板MN的弹力和摩擦力，受力分析如图故斜面体P可能受4个力的作用。综上所述：P可能的受力个数是2个或4个。故选D。12．D解析：DA.拔河时，A班队员对绳的拉力与B班队员对绳的拉力作用在一个物体上，不是物体间的相互作用，不是作用力与反作用力，A错误；B.拔河时，A班队员对绳的拉力一定等于B班队员对绳的拉力，B错误；C.拔河时，同一根绳子，运动速度处处相等，C错误；D.拔河时，地面能给A班队员提供的最大静摩擦力一定比绳的拉力小，D正确。故选D。二、填空题13．[1]以O点为研究对象，受力如图所示由受力图结合几何关系可得[2]14．设斧头的侧面推压木柴的力的大小为F＇解得15．物块沿斜面匀速下滑，根据垂直斜面在有解得16．(1)取AB整体为研究对象，受力如下根据共点力的平衡条件有，水平方向竖直方向根据滑动摩擦力公式，得联立解得(2)取B为研究对象，根据共点力作用下的平衡有则AB之间的最大静摩擦力为因为AB之间无相对运动，故要求联立可得17．[1][2]小球在A点的受力如图所示，根据三力平衡的特点三个力可以构成一外首尾相连的矢量三角形如图所示，根据相似三角表形关系可得解得小球对球面的支持力为由牛顿第三定律可得，小球对球面的压力为。绳的张力为18．2F4解析：2F4[1]因物体在四个力作用下平衡，则其余三个力的合力与之前的F4等大反向，若再将F4转过180°，则合力为2F4。19．[1]设F2与F的夹角为β，则由正弦定理可知由于，所以，、为定值，则当sinβ最大时，此时a也最大，所以，即与F垂直时，α达到最大值，则[2]由可得20．对物体受力分析，可知物体受到重力、支持力、斜向下的推力和摩擦力，物体做匀速运动，水平方向合力为零可得解得三、解答题21．N；N对小球进行受力如下根据几何关系可知所以根据平衡条件得22．(1)；(2)16N、方向水平向右；(3)18N、方向水平向左(1)由物体恰好匀速运动根据胡克定律，可得联立，解得弹簧的劲度系数为400N/m。(2)根据胡克定律，可得代入数据，得此时，物体不动，由二力平衡，可得若将弹簧压缩至，物体受到的摩擦力大小16N，方向水平向右。(3)根据胡克定律，可得代入数据，得则，物体所受滑动摩擦力为若将弹簧拉长至，物体受到的摩擦力大小为18N，方向水平向左。23．(1)6N，方向水平向右；(2)7.5N，水平向左由题意得最大静摩擦力(1)由于物体未滑，物体处于静止状态，因此解得方向水平向右(2)撤后，因为物体已滑动，摩擦力为滑动摩擦，大小方向水平向左24．(1)沿斜面下滑；(2)17.32N，垂直斜面向上；6.93N，沿斜面向上；(3)(1)图（a）中物体A的重力沿斜面向下的分力为F1=mgsinθ=2×10×0.5N=10N物体A受到的最大静摩擦力为fm=μmgcosθ=0.4×2×10×N=6.93N由于fm＜F1，所以物体A处于运动状态；(2)图（a）中物体A受的支持力为FN=mgcosθ=2×10×N=10N=17.3N由于物体加速下滑，斜面对A的摩擦力为滑动摩擦力，即为f=f