第三章 相互作用-力單元測試-2024-2025學(xué)年高一物理同步課堂（人教版2019必修第一冊）解析版

第第頁第三章相互作用—力單元測試卷班級姓名學(xué)號分?jǐn)?shù)（考試時(shí)間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項(xiàng)：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的班級、姓名、學(xué)號填寫在試卷上。2．回答第I卷時(shí)，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時(shí)，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）1．雜技絕活《頂燈》是傳統(tǒng)藝術(shù)殿堂中的一件瑰寶，一位男演員頭頂著一盞油燈做出各種滑稽表演和雜技動(dòng)作，引人入勝。如圖所示，現(xiàn)在演員用一只腳站在一條板凳上，保持不動(dòng)。下列說法中正確的是（）

A．盛放油燈的碗及碗中油的重心與油的多少無關(guān)B．油燈對人頭頂?shù)膲毫κ且驗(yàn)橛蜔舭l(fā)生形變而產(chǎn)生的C．不管碗是傾斜的還是水平的，它都不受摩擦力D．演員伸出手臂和腿只是單純?yōu)榱俗藙莺每?，不會影響他的重心位置【答案】B【詳解】A．重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，盛放油燈的碗及碗中油的重心與油的多少有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．油燈對人頭頂?shù)膲毫κ且驗(yàn)橛蜔粝蛏习l(fā)生形變，向下恢復(fù)原狀而產(chǎn)生的，故B正確；C．碗是傾斜的情況下一定受摩擦力，故C錯(cuò)誤；D．物體的重心與物體的形狀有關(guān)，演員伸出手臂和腿不只是單純?yōu)榱俗藙莺每?，會影響他的重心位置，故D錯(cuò)誤。故選B。2．三個(gè)完全相同的球形容器盛有不同體積的同種液體，置于相同的凹形槽上，如圖所示。在圖（1）、圖（2）和圖（3）中，對應(yīng)凹形槽對球形容器兩個(gè)彈力之間的夾角分別為、和，則三個(gè)夾角關(guān)系為（

）A．B．C．D．無法確定【答案】B【詳解】圖中得小球與凹槽是相同的，根據(jù)彈力方向的特點(diǎn)：點(diǎn)與球面之間的彈力的方向過球面的球心，則三個(gè)圖中六個(gè)接觸點(diǎn)對球的支持力的方向都分別過對應(yīng)的球的球心，所以各對應(yīng)凹槽對小球兩個(gè)彈力之間的夾角分別為θ1、θ2和θ3都是相等的，與小球的重心的位置以及小球的質(zhì)量都無關(guān)。故選B。3．下列關(guān)于力的合成與分解的說法中正確的有（）A．若兩分力的大小不變，兩分力之間的夾角越大，合力F就越大B．合力F總比兩分力F1和F2中的任何一個(gè)力都大C．已知合力和兩個(gè)分力的方向，分解結(jié)果是唯一的D．兩個(gè)分力的夾角一定，只讓其中的某個(gè)分力增大，則合力一定增大【答案】C【詳解】A．令兩分力間的夾角為θ，如圖所示則有其中可知，若兩分力的大小不變，兩分力之間的夾角越大，合力F就越小，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)合力與分力的關(guān)系，將平行四邊形轉(zhuǎn)化為三角形，根據(jù)邊角關(guān)系，可知合力F可能比兩分力F1和F2中的任何一個(gè)力都大，可能比兩分力F1和F2中的任何一個(gè)力都小，也可能與兩分力F1和F2大小相等，B錯(cuò)誤；C．力的分解遵循平行四邊形定則，已知合力和兩個(gè)分力的方向，即已知平行四邊形的兩鄰邊與對角線方向，就能夠確定該平行四邊形，可知已知合力和兩個(gè)分力的方向，分解結(jié)果是唯一的，C正確；D．令兩分力間的夾角為θ，如圖所示若θ、F1一定，則有若圖中初始位置的夾角α為銳角，當(dāng)增大F2時(shí)，夾角α逐漸增大至，可知合力F先減小后增大，D錯(cuò)誤。故選C。4．如圖所示，老師握住一個(gè)裝滿水的圓柱形杯子，杯子始終靜止。下列說法正確的是（）A．握杯子用的力越大，杯子所受的摩擦力越大B．杯子表面越粗糙，所受的摩擦力越大C．隨著杯子內(nèi)的水量減少，杯子所受的摩擦力也減小D．杯子和水的總重力一定等于手與杯子間的最大靜摩擦力【答案】C【詳解】ABD．瓶子保持靜止，處于平衡狀態(tài)。瓶子受到的受重力和靜摩擦力是一對平衡力，但靜摩擦不一定等于最大靜摩擦力。當(dāng)杯子和水的總重力不變時(shí)，杯子受到的靜摩擦力不變，故ABD錯(cuò)誤；C．因?yàn)槟Σ亮εc重力平衡，隨著杯子內(nèi)的水量減少，杯子和水的總重力減小，杯子所受的摩擦力也減小。故C正確。故選C。5．如圖所示，被輕繩系住靜止在光滑斜面上的小球，若按力的實(shí)際作用效果來分解，小球受到的重力G的兩個(gè)分力方向分別是圖中的（）A．1和4 B．2和4 C．3和4 D．1和3【答案】C【詳解】圖中小球重力G的實(shí)際效果分別是拉緊輕繩和壓緊斜面，因此若按力的實(shí)際作用效果來分解，則兩個(gè)分力的方向分別是沿繩方向斜向下和垂直斜面向下，分別是圖中的3和4。故選A。6．如圖所示，一個(gè)與水平方向夾角為的傳送帶，現(xiàn)將一物塊輕輕地放在傳送帶最上端，各接觸面粗糙。關(guān)于物塊剛放上傳送帶的一小段時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．當(dāng)傳輸帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊輕放后受靜摩擦力B．當(dāng)傳輸帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊輕放后摩擦力方向沿斜面向上C．如果傳送帶不運(yùn)動(dòng)，物塊一定不受摩擦力作用D．傳送帶的速度越大，物塊輕放后受到的摩擦力越大【答案】B【詳解】A．當(dāng)傳輸帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊輕放后受沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．當(dāng)傳輸帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊輕放后受沿斜面向上的摩擦力，選項(xiàng)B正確；C．如果傳送帶不運(yùn)動(dòng)，物塊輕放后可能下滑，受沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力，也可能靜止，受沿斜面向上的靜摩擦力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．物塊輕放后受到的滑動(dòng)摩擦力等于μmgcosθ，與傳送帶的速度大小無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。7．桿秤是延續(xù)千年的華夏國粹，如圖所示，三根輕繩與秤盤的捆綁點(diǎn)E、F、G將秤盤三等分，捆綁點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)O的長度均為26cm，秤盤的直徑為20cm，質(zhì)量為80g，重力加速度g?。炒畏Q量藥材時(shí)，保持桿秤靜止，稱得盤中藥材的質(zhì)量為120g，則此時(shí)每根繩子的拉力大小為（

）

A． B． C． D．【答案】C【詳解】對結(jié)點(diǎn)O受力分析，如圖所示桿秤靜止，根據(jù)平衡條件可知結(jié)點(diǎn)O受到向上的力等于桿秤和盤中藥材的總重力，設(shè)繩子的拉力，與豎直方向的夾角為，根據(jù)平衡條件和力的合成可得即代入數(shù)據(jù)得解得故選C。8．如圖甲所示生活中拉旅行箱的方式可以簡化為如圖乙所示模型，一質(zhì)量為m的物塊在拉力F的作用下做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力F與水平方向的夾角為。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．物塊受到地面的摩擦力為B．物塊受到地面的作用力為C．若將從0°逐漸增大到90°，且仍使物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，則物塊受到地面的作用力先增大后減小D．若將從0°逐漸增大到90°，且仍使物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，則物塊受到的拉力F先減小后增大【答案】D【詳解】AB.物塊的受力分析圖如圖甲所示：由平衡條件可得可得則物塊受到地面的摩擦力為物塊受到地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，大于，故AB項(xiàng)錯(cuò)誤；CD.在拉力F的作用下物塊始終勻速運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖乙所示：物塊受到重力G、拉力F、地面的支持力和滑動(dòng)摩擦力作用，由可知，支持力和滑動(dòng)摩擦力的合力方向不變，可用替代，將G、F、三個(gè)力合成，如圖所示的三角形中，將從0°逐漸增大到90°，一直減小，故物塊受到地面的作用力一直減小，拉力F先減小后增大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。9．一物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用，下面4組組合可能使物體處于平衡狀態(tài)的是（）A．、、 B．、、C．、、 D．、、【答案】ACD【詳解】A．、，則、的合力范圍為可知、、三力的合力可以為零，可使物體處于平衡狀態(tài)，故A正確；B．、，則、的合力范圍為可知、、三力的合力不可以為零，不可使物體處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．、，則、的合力范圍為可知、、力的合力可以為零，可使物體處于平衡狀態(tài)，故C正確；D．、，則、的合力范圍為可知、、三力的合力可以為零，可使物體處于平衡狀態(tài)，故D正確。故選ACD。10．如圖所示，一根豎直的輕彈簧懸掛在天花板上，下端連接一個(gè)質(zhì)量為m的光滑，小球處于斜面和擋板之間，小球和斜面擋板均接觸，下列說法正確的是（）A．若小球和斜面之間有彈力，則小球和擋板之間一定有彈力B．若小球與斜面之間有彈力，則小球和彈簧之間不一定有彈力C．若小球與擋板之間有彈力，則小球與彈簧之間一定有彈力D．若小球與擋板之間有彈力，則小球與斜面之間不一定有彈力【答案】AB【詳解】AB．已知小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，即小球受力平衡。對小球受力分析，有重力，若小球和斜面之間有彈力，彈力方向斜向左上方與斜面垂直，將這個(gè)彈力分解到水平方向和豎直方向。要想使小球受力平衡：若小球與彈簧之間有彈力，則小球與擋板之間一定有彈力；若小球與彈簧之間沒有彈力，則小球與擋板之間一定有彈力。所以，小球與擋板之間一定有彈力，小球與彈簧之間不一定有彈力，故AB正確；CD．已知小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，即小球受力平衡。對小球受力分析，有重力，若小球與擋板之間有彈力，彈力方向水平向右。要想使小球受力平衡：若小球與彈簧之間有彈力，小球與斜面之間一定有彈力；若小球與彈簧之間沒有彈力，小球與斜面之間一定有彈力。所以若小球與擋板之間有彈力，小球與彈簧之間不一定有彈力，小球與斜面之間一定有彈力，故CD錯(cuò)誤。故選AB。11．如圖所示，晾曬衣服的繩子輕且光滑，懸掛衣服的衣架的掛鉤也是光滑的，輕繩兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點(diǎn)，衣服處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果保持繩子A端位置不變，將B端分別移動(dòng)到不同的位置時(shí)，下列判斷正確的是（）A．B端移到B1位置時(shí)，繩子張力不變B．B端移到B2位置時(shí)，繩子張力變小C．B端在桿上位置不動(dòng)，將桿移動(dòng)到虛線位置時(shí)，繩子張力變小D．B端在桿上位置不動(dòng)，繩長增加時(shí)（衣服沒有接觸地面），繩子張力變小【答案】ACD【詳解】設(shè)繩子間的夾角為2θ，繩子總長為L，兩桿間距離為d。根據(jù)幾何關(guān)系有得AB．當(dāng)B端移到B1位置或B2位置時(shí)，d、L都不變，則θ也不變。由平衡條件可知得可見，繩子張力F也不變，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；C．B端在桿上位置不動(dòng)，將桿移動(dòng)到虛線位置時(shí)，d減小，L不變，則θ減小，cosθ增大，所以F減小，選項(xiàng)C正確；D．B端在桿上位置不動(dòng)，繩長增加時(shí)，d不變，L增大，則θ減小，cosθ增大，所以F減小，選項(xiàng)D正確。故選ACD。12．如圖所示，重力的物體在沿斜面向上的力的作用下靜止于傾角的斜面上，當(dāng)F發(fā)生下列變化時(shí)，關(guān)于摩擦力的變化情況判斷正確的是（

）

A．當(dāng)F變?yōu)闀r(shí)，摩擦力為，方向沿斜面向上B．當(dāng)F變?yōu)闀r(shí)，摩擦力為0C．當(dāng)F變?yōu)闀r(shí)，摩擦力為，方向沿斜面向下D．當(dāng)F從逐漸變?yōu)榈倪^程中，摩擦力先減小后增大【答案】BD【詳解】A．當(dāng)F變?yōu)闀r(shí)方向沿斜面向上，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)F變?yōu)闀r(shí)故B正確；C．當(dāng)F變?yōu)闀r(shí)，如果物體相對斜面靜止，則方向沿斜面向下；如果物體已經(jīng)發(fā)生滑動(dòng)，摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，由于摩擦因數(shù)未知，故摩擦力未知，方向沿斜面向下，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)F從逐漸變?yōu)榈倪^程中，摩擦力先沿斜面向上逐漸減小，當(dāng)F=50N之后，摩擦力方向沿斜面向下逐漸增大，故D正確。故選BD。第II卷（非選擇題共52分）二、實(shí)驗(yàn)題（滿分14分）13．如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。（1）為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：（2）圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F-x圖像，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為N/m（3）圖像不過原點(diǎn)的原因是（4）為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，彈力為縱坐標(biāo)，描出各組（x，F(xiàn)）對應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；B．記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度l0；C．將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D．依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、……鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式，首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G.整理儀器。請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：【答案】刻度尺200彈簧自身存在重力CBDAEFG【詳解】（1）[1]此實(shí)驗(yàn)需要測量彈簧的伸長量，故還需要刻度尺。（2）[2]彈簧彈力F與彈簧伸長量l的F－l圖線的斜率為彈簧的勁度系數(shù)，如圖所示可得（3）[3]彈簧自身重力不可忽略，導(dǎo)致豎直放置的彈簧因自身重力而伸長，故圖線不過原點(diǎn)。（4）[4]實(shí)驗(yàn)中要先組裝器材，即CB，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即D，最后數(shù)據(jù)處理，分析解釋表達(dá)式，最后整理儀器；即AEFG，故先后順序?yàn)镃BDAEFG。14．在“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示，橡皮條的一端固定，另一端系一輕質(zhì)小圓環(huán)，自然長度為GE。圖乙中，用手通過兩個(gè)彈簧測力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)，小圓環(huán)在拉力F1、F2的作用下處于O點(diǎn)，橡皮條伸長的長度為EO。圖丙中，改用一個(gè)力F'單獨(dú)拉住小圓環(huán)，仍然使小圓環(huán)處于O點(diǎn)。（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是；A．理想實(shí)驗(yàn)法

B．控制變量法C．等效替代法

D．建立物理模型法（2）關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是；A．彈簧測力計(jì)的讀數(shù)越大越好，且一定要取整數(shù)B．力F1、F2的方向要垂直，便于合力計(jì)算C．兩次拉橡皮條時(shí)需保證橡皮條伸長量相同D．每次拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行（3）該同學(xué)用力的圖示法分別描述F'、F1、F2的大小及方向，并以F1、F2為鄰邊，作平行四邊形，得其對角線為F，如圖丁所示。則力F1、F2合力的理論值是，實(shí)際測量值是。（選填“F'”或“F”）【答案】CCD/DCFF'【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法。故選C。（2）[2]A．彈簧測力計(jì)的讀數(shù)適當(dāng)大些，但不一定要取整數(shù)，故A錯(cuò)誤；B．力F1、F2之間的夾角適當(dāng)大一些，不一定要垂直，故B錯(cuò)誤；C．兩次拉橡皮條時(shí)都要使小圓環(huán)從E點(diǎn)拉至O點(diǎn)，橡皮條伸長量相等，故C正確；D．為了作圖的精確性，每次拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行，故D正確。故選CD。（3）[3][4]力F1、F2合力的理論值是利用作圖法所得的F，F(xiàn)'是實(shí)際值。三、計(jì)算題（滿分38分）15．如圖，兩個(gè)豎直擋板之間，用輕繩和輕彈簧掛著一個(gè)小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），小球靜止時(shí)，輕繩與豎直方向的夾角為37°，彈簧恰好水平。已知小球的質(zhì)量為2kg，輕繩的繩長，輕彈簧的原長為12cm，豎直擋板間的水平距離為40cm，重力加速度g取，求：（1）此時(shí)輕繩的拉力大??；（2）輕彈簧的勁度系數(shù)k?！敬鸢浮浚?）；（2）150N/m【詳解】（1）對小球受力分析可得（2）彈簧彈力為彈簧形變量為由胡克定律得解得16．某同學(xué)為了研究三角形承重結(jié)構(gòu)各部分受力大小的規(guī)律，設(shè)計(jì)如圖所示的裝置：一長度的輕質(zhì)細(xì)桿，A端通過光滑鉸鏈連接于豎直墻上，B端系上輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩水平，另一端系于豎直墻上C點(diǎn)，B點(diǎn)懸掛一質(zhì)量為3kg的重物，該系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知此時(shí)細(xì)繩長度為，重力加速度，試求；（1）此時(shí)輕繩BC和輕桿AB受到的彈力大??？（2）若保持細(xì)桿AB位置不動(dòng)，只改變輕繩BC的長度及C點(diǎn)位置，要使系統(tǒng)靜止且繩子承受的拉力最小，求此時(shí)輕繩BC的長度及所受拉力大小？【答案】（1），；（2），【詳解