高中物理人教版（2022）必修一第三章相互作用-力單元測試卷

高中物理人教版（2022）必修一第三章相互作用——力單元測試卷一、單選題1.如圖所示，一攀巖者單手抓住巖石靜止懸在空中，此時該攀巖者受到的作用力有（

）A.

重力

B.

重力、空氣阻力

C.

重力、人對巖石的作用力

D.

重力、巖石對人的作用力2.如圖是“中國天眼”500m口徑球面射電望遠鏡維護時的照片。為不損傷望遠鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當他在離底部有一定高度的望遠鏡球面上緩慢移動時，氦氣球?qū)ζ溆写笮?6A.

受到的重力大小為16mg

B.

受到的合力大小為16mg

C.

對球面的壓力大小為3.如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B，通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當木板與水平面的夾角為45°時，物塊A、B剛好要滑動，則μ的值為（

）A.

13

B.

14

C.

14.如圖所示，在固定的鋼制圓環(huán)上用輕質(zhì)彈簧和細線懸掛一質(zhì)量為m的小球，平衡時小球恰好位于圓心O處，此時OA水平，彈簧軸線OB與水平方向的夾角為30°A.

1:2

B.

3:1

C.

2:3

5.如圖所示，物體在水平力F作用下靜止在斜面上。若稍許增大水平力F，而使物體仍靜止在斜面上時，斜面對物體的靜摩擦力f、支持力N、以及物體的合力變化情況是（

）A.

f不一定增大，N一定增大，物體的合力一定不變

B.

f一定增大，N一定增大，合力一定增大

C.

f、N、及物體的合力一定均減小

D.

f、N不一定增大，物體的合力一定不變6.如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用兩根不可伸長的輕繩連接后懸掛于O點，在外力F的作用下，小球A、B處于靜止狀態(tài)。若要使兩小球處于靜止狀態(tài)且懸線OA與豎直方向的夾角θ保持30°不變，則外力F的大小不可能為（

）A.

33mg

B.

52mg

C.

27.某種自動扶梯，無人乘行時運轉(zhuǎn)很慢，當有人站上去后會先慢慢加速。如下圖所示，有一顧客乘這種扶梯下樓。在電梯加速向下運行的過程中，她所受力的示意圖是（

）A.

B.

C.

D.

8.如圖所示，在半徑為R的光滑半球形容器內(nèi)部，靜止放著兩個半徑均為R3、質(zhì)量均為mA.

32mg

B.

33mg

C.

9.如圖所示，輕繩一端系在物體A上，另一端與套在粗糙豎直桿MN上的輕圓環(huán)B相連接。用水平力F拉住繩子上的一點O，使物體A及輕圓環(huán)B靜止在實線所示的位置?，F(xiàn)保持力F的方向不變，使物體A緩慢移到虛線所示的位置，這一過程中圓環(huán)B保持靜止。若桿對環(huán)的彈力為FN，桿對環(huán)的摩檫力為Ff，OB段繩子的張力為FT，則在上述過程中（

）A.

F不變，F(xiàn)N減小

B.

Ff不變，F(xiàn)T增大

C.

Ff減小，F(xiàn)N不變

D.

FN減小，F(xiàn)T減小二、多選題10.小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行，如圖所示，已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F，兩人手臂間的夾角為θ，水和水桶的總重力為G，則下列說法正確的是（

）A.

當θ為120°時，F(xiàn)=G

B.

不管θ為何值，F(xiàn)=G2

C.

當θ=0°時，F(xiàn)=G2

D.

11.如圖，一物體在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用做直線運動，以下說法正確的是（

）A.

物體可能只受兩個力B.

物體可能只受三個力C.

物體可能只受四個力D.

物體可能不受摩擦力12.如圖所示，長方體物塊a靜止在水平地面上，長方體物塊b疊放在物塊a上，現(xiàn)對物塊a施加一個水平向左的恒定拉力F，結(jié)果ab仍然都處于靜止狀態(tài).以下說法正確的是（

）A.

a與b之間不存在摩擦力

B.

a與地面之間的摩擦力大小為F

C.

若僅減小a、b接觸面間的動摩擦因數(shù)，則a與b可能會發(fā)生相對滑動

D.

若僅將作用在a上的恒力F撤去，并對物塊b施加同樣大小的水平向左的恒定拉力F，則a不可能相對地面滑動13.如圖所示，M與N靜止，現(xiàn)當N緩慢下降一小段距離后重新保持靜止，下述說法正確的是(

)A.

地面對M的摩擦力減小

B.

地面對M的摩擦力增大

C.

M對地面的壓力增大

D.

M對地面的壓力減小14.如圖所示，一小球在斜面上處于靜止狀態(tài)，不考慮一切摩擦，如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點轉(zhuǎn)至水平位置，則此過程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是（

）A.

F1先增大后減小

B.

F1先減小后增大

C.

F2一直減小

D.

F2一直增大15.如圖所示兩個半圓柱A、B緊靠著靜置于粗糙水平地面上，其上有一光滑圓柱C，三者半徑均為R，A、B半圓柱與水平地面間動摩擦因數(shù)保持不變?，F(xiàn)用水平向左的力拉B，使B緩慢移動，直至C恰好與地面接觸前瞬間，整個過程中A保持靜止，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，則（

）A.

整個過程中A，C間相互作用力先增大后減小

B.

整個過程中A，C間相互作用力一直增大

C.

A與地面間摩擦力大小不變

D.

B與地面間摩擦力大小不變?nèi)⑻羁疹}16.已知三個共點力大小分別為F1=5N，F(xiàn)2=6N，F(xiàn)317.如下圖所示用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點，在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q，如圖所示．P、Q均處于靜止狀態(tài)，則下列相關(guān)說法正確的是P受________個力作用，Q受________個力作用.18.如圖所示，光滑斜面的傾角為θ，有兩個相同的小球1和2，分別用光滑擋板A、B擋住，擋板A沿豎直方向，擋板B垂直于斜面，則A、B兩擋板受到小球的壓力大小之比為________，斜面受到1、2兩個小球的壓力大小之比為________。19.如圖所示，物體A重40N，物體B重20N，A與B、A與地面間的動摩擦因數(shù)相同，物體B用細繩系住，當水平力F=32N時，恰能將A勻速拉出，則接觸面間的動摩擦因數(shù)為________．20.如圖所示，小車在水平地面上以5m/s速度作勻速直線運動，質(zhì)量1kg的小球置于車內(nèi)傾角θ為37°的光滑斜面上并靠著車廂豎直左壁，則斜面對小球的彈力大小為________N，車廂豎直左壁對小球的彈力大小為________N．（sin37°=，cos37°=，tan37°=）

四、計算題21.重力為G的小球,用一根長為L的輕繩吊起來,置于一個半徑為R的光滑球面上,小球的懸點在球心的正上方,跟球面的最小距離為h,小球可視為質(zhì)點.如圖所示,則輕繩對小球的拉力和半球體對小球的支持力分別為多大?22.如圖，水平細桿上套一質(zhì)量為的小環(huán)A，用輕繩將質(zhì)量為的小球B與A相連．B受到始終與水平成53°角的風力作用，與A一起向右勻速運動，此時輕繩與水平方向夾角為37°，運動過程中B球始終在水平細桿的下方，求：（取g=10m/s2，sin37°=，cos37°=）（1）B對繩子的拉力；（2）A與桿間的動摩擦因數(shù)．五、實驗探究題23.某同學(xué)先在“探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系”的實驗中，測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為100N/m。如圖所示，再用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實驗。在保持彈簧OC伸長不變的條件下，（1）彈簧秤a的示數(shù)如圖Ⅱ所示，彈簧秤a的讀數(shù)為________N；（2）若彈簧秤a、b間夾角為90°，則當彈簧秤b的讀數(shù)為，請通過力的圖示法作圖驗證力合成的平行四邊形定則成立________；（3）從彈簧秤a、b間夾角90°開始，保持O點位置和a彈簧秤拉力方向不變，順時針緩慢轉(zhuǎn)動彈簧秤b，直至水平狀態(tài)。則彈簧秤a的讀數(shù)________、彈簧秤b的讀數(shù)________（填“逐漸變大”、“逐漸變小”或“不變”）；24.某高一同學(xué)寒假時，在教材中查到木質(zhì)材料與金屬材料間的動摩擦因數(shù)為，為了準確驗證這個數(shù)據(jù)，他設(shè)計了一個實驗方案，如圖甲所示，圖中長鋁合金板水平固定。（1）下列哪些操作是必要的

A.調(diào)整定滑輪高度，使細繩與水平鋁合金板平行B.將鋁合金板墊起一個角度

C.選盡量光滑的滑輪D.砝碼的質(zhì)量遠小于木塊的質(zhì)量（2）如圖乙所示為木塊在水平鋁合金板上帶動紙帶運動時打出的一條紙帶，測量數(shù)據(jù)如圖乙所示，則木塊加速度大小a＝________m/s2（電火花計時器接在頻率為50Hz的交流電源，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（3）該同學(xué)在實驗報告中，將測量原理寫為：根據(jù)mg﹣μMg＝Ma，得μ＝mg-MaMg（4）若m＝70g，M＝100g，則可測得μ＝________（g取s2，保留2位有效數(shù)字）。六、綜合題25.如圖所示，A物體mA=4kg，B物體mB=2kg，A與B、A與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=，物體B用細繩系住，現(xiàn)用水平力F將A向右勻速拉出。（g=10m/s2）求：（1）物體B受到摩擦力的大小和方向；（2）水平力F的大小。26.如圖所示，在光滑的水平桿上穿兩個重力均為2N的球A、B，在兩球之間夾一彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為10N/m，用兩條等長的線將C與A、B相連，此時彈簧被壓縮了10cm，兩條線的夾角為60°，求：（1）桿對A球的支持力的大小；（2）C球的重力大小．27.如圖所示，質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點為O，輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°，物體甲及人均處于靜止狀態(tài)。（已知sin37°=，cos37°=，g取10m/s2．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（1）輕繩OA、OB受到的拉力分別是多大？（2）若人的質(zhì)量m2=60kg，人與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=，欲使人在水平面上不滑動，則物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少？答案解析部分一、單選題解:該攀巖者受到的作用力有豎直向下的重力、巖石對人的豎直向上的作用力。故答案為：D。【分析】對人進行受力分析，在外力的作用下，人處于平衡狀態(tài)，合力為零，利用此條件求解外力大小，如果力的大小不為零，那么該力就不存在。解:A．工作人員的質(zhì)量為m，則工作人員受到的重力G=mgA不符合題意；B．工作人員在球面上緩慢行走，處于平衡狀態(tài)，合力為0，B不符合題意；C．工作人員站在的球面位置不水平，對球面的壓力不等于16D．由平衡條件可得球面對工作人員的作用力F滿足F=mg再由牛頓第三定律可得，工作人員對球面的作用力大小為F'故答案為：D?！痉治觥繉θ诉M行受力分析，在重力、支持力和繩子拉力的作用下，物體處于平衡狀態(tài)，合力為零，根據(jù)該條件列方程分析求解即可。解:當木板與水平面的夾角為45°沿斜面方向，A、B之間的滑動摩擦力f根據(jù)平衡條件可知T=mg對B物塊受力分析如圖沿斜面方向，B與斜面之間的滑動摩擦力f根據(jù)平衡條件可知2mg兩式相加，可得2mg解得μ=ABD不符合題意，C符合題意。故答案為：C?！痉治觥糠謩e對兩個物體進行受力分析，在重力、拉力、支持力和摩擦力的作用下，兩個物體處于平衡狀態(tài)，合力為零，根據(jù)該條件列方程分析求解即可。解:對小球受力分析如圖，由平衡可知cos則F故答案為：C?！痉治觥坷眯∏虻钠胶鈼l件可以求出彈力與拉力大小之比。解:物體在水平力F的作用下靜止在斜面上，由平衡條件得斜面對物體的支持力為N=mgcos當F增大時，N增大；若Fcosα>mg當F增大時，f增大；若Fcosα<mg當F增大時，f減?。蝗鬎cosα=mgsinα，不受靜摩擦力，當物體處于靜止，物體的合力為零，當F增大時，物體仍靜止在斜面上，物體的合力仍為零，A符合題意，B、C、D不符合題意；故答案為：A。【分析】對物體進行受力分析，在重力、拉力、支持力和摩擦力的作用下，物體處于平衡狀態(tài)，合力為零，結(jié)合拉力方向的變化分析其他力的變化。6.A解:對A、B兩球整體受力分析可知，受重力G=2mgOA繩子的拉力T以及拉力F，三力平衡，將繩子的拉力T與拉力F合成，其合力與重力平衡如圖所示當拉力F與繩子的拉力T垂直時，拉力F最小，最小值為2mg由于拉力F的方向具有不確定性，因此從理論上來說，拉力F最大值可以取任意一值，即拉力F可以大于等于mg，不可以小于mg，A符合題意，BCD不符合題意。故答案為：A。【分析】對物體進行受力分析，在重力和按個拉力的作用下，物體處于平衡狀態(tài)，合力為零，結(jié)合拉力方向的變化分析其他力的變化。解:電梯加速向下運行，根據(jù)F合=ma可知人所受合外力與電梯運行方向相同，所以人在豎直方向重力大于支持力，合力F豎直向下，在水平方向靜摩擦力平行于接觸面水平向右，則F與f合力才能與故答案為：D。【分析】對人進行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面兩個方向上分解，結(jié)合人的加速度，利用牛頓第二定律分析受力情況即可。解:對一個球進行受力分析重力、大球的支持力、兩個小球之間的彈力，由幾何關(guān)系可知tan分解大球?qū)π∏虻闹С至=mg故答案為：B。【分析】利用幾何關(guān)系結(jié)合平衡條件可以求出大球?qū)π∏虻淖饔昧Υ笮?。?先以O(shè)點為研究對象，進行受力分析，有A物體的重力GA，外力F和繩子的拉力FT，設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ，則F=GAtan由題可知θ減小，所以F減小，F(xiàn)T減小；再以物體B為研究對象，進行受力分析，有B物體的重力GB，繩子的拉力FT，豎直桿對B的支持力FN和摩擦力Ff，則FF所以當θ減小時，F(xiàn)N減小，F(xiàn)f不變，所以D符合題意，ABC不符合題意。故答案為：D?！痉治觥坷肙點的平衡方程可以判別拉力和F的大小變化；利用B的平衡方程可以判別FN的大小變化。二、多選題,C,D解:設(shè)小娟、小明的手臂對水桶的拉力大小為F，由題小娟、小明的手臂夾角成θ角，根據(jù)對稱性可知，兩人對水桶的拉力大小相等，則根據(jù)平衡條件得2Fcos解得F=當θ=0°時，則F=G2；當θ為120°時，F(xiàn)=G；當ACD符合題意，B不符合題意；故答案為：ACD?！痉治觥坷闷胶鈼l件可以求出F拉力和角度的關(guān)系。11.A,C,D解:AD．物體可能受到拉力和重力兩個力的作用，水平向右加速運動，AD符合題意；BC．物體若和地面產(chǎn)生摩擦力，必定在接觸面上產(chǎn)生彈力，所以物體可能受到重力、拉力、來自地面的支持力和摩擦力四個力的作用向右運動，B不符合題意，C符合題意。故答案為：ACD．【分析】對物體進行受力分析，可能在重力、摩擦力、拉力和支持力的作用下，物體處于平衡狀態(tài)，合力為零，利用此條件求解外力大小，如果力的大小不為零，那么該力就不存在。,B,D解:A．a(chǎn)、b相對靜止且相對地面也靜止，以b為研究對象，由平衡條件知，a對b的摩擦力為0，則a與b之間摩擦力為0．A符合題意。B．對a受力分析：由平衡條件知F=f，即a與地面之間的摩擦力大小為F，B符合題意。C．a(chǎn)、b之間無摩擦力，與動摩擦因數(shù)無關(guān)，所以僅減小a、b接觸面間的動摩擦因數(shù)，則a與b不會發(fā)生相對滑動，C不符合題意。D．由題知，a與地間的最大靜摩擦力至少等于F．僅將作用在a上的恒力F撤去，并對物體b施加同樣大小的水平向左的恒定拉力F，若b相對于a向左運動，a對b的滑動摩擦力小于F，則b對a的滑動摩擦力小于F，必定小于地對a的最大靜摩擦力，a不可能相對地面滑動。若b相對a不動，此時將a、b當整體受力分析，此時仍滿足F=f，a相對于地面靜止，D符合題意。故答案為：ABD。【分析】對物體進行受力分析，在外力的作用下，物體處于平衡狀態(tài)，合力為零，利用此條件求解外力大小，如果力的大小不為零，那么該力就不存在。13.A,D解:當N緩慢下降一小段距離后，與M連接的細線與水平方向的夾角θ變大，細繩的拉力T不變；AB．對M受力分析，水平方向：f=Tcosθ則隨CD．對M受力分析，豎直方向：N=Mg-Tsin故答案為：AD.【分析】利用N的平衡可以判別繩子的拉力保持不變；利用M的平衡方程可以判別地面的支持力和摩擦力大小變化。,C解:以球為研究對象，分析受力情況，如圖小球受到重力G、斜面的支持力F2和擋板的支持力F1，由平衡條件得知，F(xiàn)1和F2的合力與G大小相等、方向相反，作出三個位置力的合成圖如圖，由圖看出，F(xiàn)1先減小后增大，F(xiàn)2逐漸減小，當F1和F2垂直時，F(xiàn)1最小，BC符合題意，AD不符合題意。

故答案為：BC。【分析】利用小球的平衡條件可以判別F1和F2的大小變化。,D解:AB．設(shè)圓柱C的質(zhì)量為m，則A、B的質(zhì)量為12由于B緩慢移動，可認為A、B、C處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可知F當B向左運動時，F(xiàn)A、FB之間夾角θ逐漸變大，則cosθ值變小，可得FC．對圓柱A受力分析，如下圖由AB項分析可知，當B向左運動時，F(xiàn)A的值逐漸變大，根據(jù)牛頓第三定律可知，F(xiàn)A由于θ逐漸變大，所以Ff1D．對圓柱B受力分析，如下圖由于B緩慢移動，所以處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可知，地面對B的支持力為F由AB項分析可知F可得F由于B與地面之間是滑動摩擦力，根據(jù)公式Ff=μ所以B與地面間的摩擦力大小不變，D符合題意。故答案為：BD?！痉治觥坷肅的平衡條件結(jié)合角度的變化可以判別AC之間的作用力大小變化；利用圓柱A和B的平衡條件可以判別地面摩擦力的大小變化。三、填空題16.18；0解:F1=5N、F2=6N、F3=7N，三個力最大值等于三個力之和．即18N．F1、F2兩個力的合力最大為11N，最小為1N，F(xiàn)3=7N，在這兩個力的范圍內(nèi)，所以三個力最小值是0N．【分析】當三個力的方向相同時，合力最大，三個力的合力不一定為零，當?shù)谌齻€力不在剩余兩個力的合力范圍內(nèi)，合力不能為零．解決本題的關(guān)鍵掌握兩個力的合力范圍，從而會通過兩個力的合力范圍求三個力的合力范圍．17.4；4解:[1]由受力平衡可知，P受重力、繩的拉力、Q的支持力和Q的靜摩擦力，因此P受4個力；[2]Q受重力、P的壓力、P給的摩擦力和墻壁給的支持力，因此Q也受4個力。【分析】由題中“如下圖所示用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點”可知，本題考查受力分析，根據(jù)力的平衡可解答本題。18.1cosθ；解:如圖1所示，球的重力作用效果，是同時擠壓斜面和擋板，則重力的兩個分力方向分別垂直斜面和擋板。GG如圖2所示，斜面受到的壓力大小為：GG故：GG即兩擋板受到小球的壓力大小之比為1cosθ，斜面受到兩小球的壓力大小之比【分析】分別對兩個小球進行受力分析，在重力、支持力的作用下，兩個小球處于平衡狀態(tài)，合力為零，根據(jù)該條件列方程分析求解即可。解：以A物體為研究對象，其受力情況如圖所示：

則物體B對其壓力FN2=GB=20N，

地面對A的支持力FN1=GA+GB=40N+20N=60N，

因此A受B的滑動摩擦力Ff2=μFN2=20μ，

A受地面的摩擦力：Ff1=μFN1=60μ，

又由題意得：F=Ff1+Ff2=60μ+20μ=80μ，F(xiàn)=32（N），

代入即可得到：μ=．

故答案為：

【分析】當水平力F=32N可以將B勻速拉出可知：在B被拉出過程中，物體A和B均處于平衡狀態(tài)．對A受力分析可知外力F等于B對A的摩擦力和地面對A的摩擦力之和，地面對A的摩擦力μ（GA+GB）代入有關(guān)數(shù)據(jù)可求得μ．；解：物體做勻速運動，球體受力如圖所示：

由共點力的平衡條件可得：

斜面對小球的彈力為：F=mgcos37°=100.8=；

車廂豎直左壁對小球的彈力為：N=mgtan37°=10×34=；

故答案為：，四、計算題21.解：分析小球的受力情況：重力G，繩中張力T和大球?qū)π∏虻闹С至，作出力圖，如圖．根據(jù)平衡條件得知，T與N的合力與重力大小相等，方向相反，即有F=G．根據(jù)△FNB∽△ABO得NOB又OB=R，AB=L，AO=R+h，F(xiàn)=G，代入解得：T=LGR+h【分析】利用平衡條件結(jié)合相似三角形知識可以求出拉力和支持力的大小。22.（1）小球B向右勻速運動，那么小球受力平衡，所以，繩子拉力T=mBgsin37°=×10×=3N；那么，由牛頓第三定律可知：B對繩子的拉力為3N；答：B對繩子的拉力為3N；（2）對A進行受力分析可知：摩擦力f=Tcos37°=，A對桿的正壓力FN=mAg+Tsin37°=×10+3×（N）=；所以，A與桿間的動摩擦因數(shù)μ=fFN答：A與桿間的動摩擦因數(shù)為13【分析】（1）由B受力平衡得到繩子對B的拉力，再根據(jù)牛頓第三定律得到B對繩子的拉力；（2）根據(jù)A的受力平衡得到A受到的支持力和摩擦力，進而得到動摩擦因數(shù)．五、實驗探究題23.（1）

（2）

（3）逐漸變大；逐漸變大解:（1）彈簧秤a的讀數(shù)為；（2）彈簧OC的彈力為F=kx=100×=5N作出力的圖示法如圖，合力大小為5N，從而驗證了平行四邊形定則；；（3）若彈簧秤a、b間夾角從等于90°開始，保持O點位置和a彈簧秤拉力方向不變，則Fa和Fb的合力不變，順時針緩慢轉(zhuǎn)動彈簧秤b，直至水平狀態(tài)，如圖所示；則可知兩彈簧秤的示數(shù)均逐漸變大；

【分析】（1）利用彈簧測力計的分度值可以讀出對應(yīng)的讀數(shù)；

（2）利用平行四邊形定則可以判別合力和實驗值基本相等；

（3）利用三角形定則可以判別矢量的大小變化。24.（1）A,C

（2）

（3）μ＝mg-