2021年人教版（新教材）物理必修第一册 第三章 相互作用——力 章未测评验收卷（含答案）

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1、第三章第三章 相互作用相互作用力力 章末测评验收卷章末测评验收卷 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。18 题为单项选择题，912 题为多项 选择题。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选和不选的得 0 分) 1.人站在地面上， 先将两腿弯曲， 再用力蹬地， 就能跳离地面， 人能跳起离开地面的原因是( ) A.人除了受到地面的弹力外，还受到一个向上的力 B.地面对人的支持力大于人受到的重力 C.地面对人的支持力大于人对地面的压力 D.人对地面的压力大于地面对人的支持力 答案 B 解析 人站在地面上，先将两腿弯曲，再用

2、力蹬地，就能跳离地面，在这段时间内人从静止到 运动，分析人的受力情况，受到重力和地面对人的支持力，人向上运动，合力方向向上，地面 对人的支持力大于人的重力，A 错误，B 正确；地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对 作用力和反作用力，大小相等，故 C、D 错误。 2.关于重心及重力，下列说法中正确的是( ) A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数， 因 此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力 B.据 Gmg 可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大 C.物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂

3、 直于斜面向下 D.物体的形状改变后，其重心位置不会改变 答案 B 解析 由于物体放在水中时，受到向上的浮力，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不 改变， 选项 A 错误； 当两物体所处的地理位置相同时， g 值相同， 质量大的物体的重力必定大， 但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球 上，由于月球上 g 值较小，所以质量较大的物体的重力不一定较大，选项 B 正确；重力的方 向是竖直向下的，即垂直于水平面向下，而不一定是垂直于接触面向下的，选项 C 错误；物 体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心可能发生 改变

4、，故选项 D 错误。 3.如图所示，A、B、C、D 四个物体的质量相等，与传送带间的动摩擦因数也相同。A、B、C 随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示，将 D 轻轻地放在正在运动的传送带上。 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在 D 刚开始运动时，下列叙述正确的是( ) A.A、D 受到的摩擦力都不为零 B.D 受到的摩擦力最大 C.B 受到的摩擦力大于 C 受到的摩擦力 D.B、C 受到的摩擦力大小相等，方向相反 答案 B 解析 A 与传送带一起匀速运动，没有发生相对运动，也没有相对运动趋势，所以 A 不受摩擦 力，选项 A 错误；对 D 进行受力分析，D 与传送带发生相对运动，且对传送带

5、压力最大，所 以受到的摩擦力最大，选项 B 正确；对 B、C 进行受力分析，根据平衡条件可知 B、C 所受的 静摩擦力大小均为 mgsin ，方向均沿传送带向上，故选项 C、D 错误。 4.如图，用水平力 F 将重力等于 G 的木块压在竖直墙面上，使木块静止。下列判断正确的是 ( ) A.由于木块静止，所以 FG B.墙对木块的静摩擦力的方向竖直向下 C.增大压力 F，墙和木块间的静摩擦力也增大 D.增大压力 F，墙和木块间的静摩擦力不变 答案 D 解析 对物体受力分析，受推力 F、重力 G，由于物体保持静止，处于平衡状态，合力为零， 故受墙壁对其垂直向外的支持力 FN， 还有竖直向上的静摩擦

6、力 Ff， 故 B 错误； 根据平衡条件， 有 FFN，FfG；压力 F 与重力 G 的大小关系无法确定，故 A 错误；增大压力 F，木块仍静 止，静摩擦力与重力始终平衡，保持不变，故 C 错误，D 正确。 5.如图所示，两等高的竖直木桩 ab、cd 固定，一不可伸长的轻绳两端固定在 a、c 端，绳长为 L，一质量为 m 的物体 A 通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时两侧轻绳夹角为 120 。若把 轻绳换成自然长度为 L 的橡皮筋，物体 A 悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内。 若重力加速度大小为 g，关于上述两种情况，下列说法正确的是( ) A.轻绳的弹力大小为 2mg B.轻绳的

7、弹力大小为1 2mg C.橡皮筋的弹力等于 mg D.橡皮筋的弹力小于 mg 答案 D 解析 轻绳的弹力 F2mg cos 60 mg，A、B 错误；若把轻绳换成自然长度为 L 的橡皮筋， 物体 A 悬挂后仍处于静止状态，由于橡皮筋的伸长，两绳的夹角小于 120 ，根据平行四边形 定则作图，合力不变夹角减小时，分力减小，所以橡皮筋的弹力小于 mg，D 正确，C 错误。 6.如图所示，一台空调外挂机用两个三脚架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在支架横梁和 斜梁的连接点 O 的上方，重力大小为 G。横梁 AO 水平，斜梁 BO 跟横梁的夹角为 ，若斜梁 长度可调整，调整斜梁过程中横梁始终水平，连接

8、点 O 的位置保持不变，且认为斜梁对 O 点 的支持力 F1沿 BO 方向，横梁对 O 点的拉力 F2沿 OA 方向。下列说法正确的是( ) A.斜梁长度增加，则 F1、F2均增大 B.斜梁长度增加，则 F1、F2均减小 C.斜梁长度调整过程中，F2始终大于 G D.斜梁长度调整过程中，F2始终大于 F1 答案 B 解析 对 O 受力分析有 F1sin G，F1cos F2，即 F1 G sin ，F2 G tan ，因此调节过程中 取值范围 090 。根据三角函数可知，F2比 G 先大后小，且 F2始终小于 F1，斜梁增长， 增 大，F1、F2均减小，故 A、C、D 错误，B 正确。 7.如

9、图所示，质量为 m 的木块在质量为 M 的木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为 1， 木块与木板间的动摩擦因数为 2，木板一直静止，那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力 大小分别为( ) A.2mg 1Mg B.2mg 2mg C.2mg 1(mM)g D.2mg 1Mg2mg 答案 B 解析 物体 m 相对 M 向右滑动，受到向左的滑动摩擦力，大小为 Ff12FN2mg；力的作用 是相互的，m 对 M 有向右的滑动摩擦力，M 有向右滑动的趋势，受到地面对其向左的静摩擦 力，根据共点力平衡条件，有 Ff2Ff1，因而 Ff22mg，选项 B 正确。 8.(2020 合肥市九中月考)如图所示

10、为三种形式的吊车的示意图，OA 为杆，重力不计，AB 为缆 绳，当它们吊起相同重物时，杆 OA 受力的关系是( ) A.abc B.acb C.abc D.abc 答案 C 解析 分别对三种形式的结点进行受力分析，设杆的作用力分别为 F1、F2、F3，各图中 FT mg。 在图(a)中，F12mgcos 30 3mg。在图(b)中，F2mgtan 60 3mg。在图(c)中，F3mgcos 30 3 2 mg。可知 abc，故 C 正确，A、B、D 错误。 9.一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为 5 N，现将水平面内三个力同时作用 于物体的同一点，三个力的大小分别为 2 N、2

11、N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况 判断正确的是( ) A.物体所受静摩擦力可能为 2 N B.物体所受静摩擦力可能为 4 N C.物体可能仍保持静止 D.物体一定被拉动 答案 ABC 解析 2 N 和 2 N 的合力范围为 04 N，3 N 在此范围内，当两个 2 N 合力为 3 N 时，再与第 三个力大小相等方向相反，则三个力的合力为 0，即 2 N，2 N，3 N 三个力的合力范围为 07 N；2 N 在三个力的合力范围内，当三个力的合力为 2 N 时，物体所受静摩擦力为 2 N，故 A 正确；4 N 在三个力的合力范围内，当三个力的合力为 4 N 时，物体所受静摩擦力为 4

12、N，故 B 正确； 当三个力的合力小于最大静摩擦力 5 N 时， 物体仍保持静止状态， 故 C 正确， D 错误。 10.(2020 重庆西南大学附中月考)如图所示，一重力为 G 的木块在推力 F 作用下，始终静止在 水平地面上；已知推力 F 与水平面夹角为 ，木块与地面间的动摩擦因数为 ，则( ) A.木块与地面间摩擦力为 Fcos B.木块与地面间摩擦力为 G C.若 F 增大，木块对地面的压力增大 D.若 F 减小，木块的合力减小 答案 AC 解析 对木块受力分析如图所示，由于木块保持静止状态，由水平方向平衡可得 FfFcos ， A 正确，B 错误；由图可知，竖直方向平衡可得 FNGF

13、sin ，已知木块的重力以及推力 F 与水平面夹角为 不变，若 F 增大，地面对木块的支持力增大，则木块对地面的压力增大，C 正确；若 F 减小，木块仍保持静止，故合力仍为零，合力不变，D 错误。 11.如图所示， 一倾角为 45 的斜面固定于竖直墙上， 为使一光滑的铁球静止， 需加一水平力 F， 且 F 过球心，下列说法正确的是( ) A.球一定受墙的弹力且水平向左 B.球可能受墙的弹力且水平向左 C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上 D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上 答案 BC 解析 对球受力分析，可以确定的力是水平力 F 和重力 mg，根据平衡条件，斜面对球一定有 弹力的作用，墙对球

14、可能有弹力，也可能没有弹力。故 B、C 正确，A、D 错误。 12.(2020 辽源市五中高一期中)如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，A、 B 两物体通过细绳连接，并处于静止状态(不计绳的质量和滑轮轴的摩擦)。现用水平向右的力 F 作用于物体 B 上， 将物体 B 缓慢拉高一定的距离， 此过程中斜面体与物体 A 仍然保持静止。 在此过程中( ) A.地面对斜面体的摩擦力不变 B.斜面体所受地面的支持力不变 C.水平力 F 一定变大 D.物体 A 所受斜面体的摩擦力一定变大 答案 BC 解析 取物体 B 为研究对象受力分析，运用合成法如图，则有 Fmgtan ，FT mg co

15、s ，在物 体 B 缓慢拉高的过程中， 增大，则水平力 F 和绳子拉力 FT都随之变大，故 C 正确；选取物 体 A、B 和斜面体组成的系统为研究对象，该系统受到竖直向下的重力、地面的支持力、水平 向右的拉力和地面水平向左的摩擦力的作用，根据力的平衡条件，斜面体所受地面的支持力等 于系统的重力，是恒定不变的，地面对斜面体的摩擦力大小等于 F，一定变大，故 A 错误，B 正确；该过程中，FT逐渐变大，即绳中的弹力增大，物体 A 受到的沿斜面向上的拉力逐渐增 大，假如刚开始时，斜面体对物体 A 的摩擦力沿斜面向上，会随着 FT的变大而变小，故 D 错 误。 二、实验题(本题共 2 小题，共 16

16、分) 13.(8 分)(2020 江苏南京期中)小明在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，采用了如图甲 所示的装置。实验时弹簧始终未超过弹性限度。 (1)某次实验中小明记录了如下表所示的实验数据，当弹簧受到的拉力为 0.90 N 时，弹簧下端 指针指向刻度尺的位置如图乙所示，读出此时弹簧的长度并填入表格； 弹簧受到的拉力 F(N) 0 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 弹簧的长度 L(cm) 6.00 7.20 8.30 _ 10.60 11.80 (2)根据(1)问表格中记录的实验数据，在图丙所示的坐标纸中作出弹簧弹力 F 跟弹簧伸长量 x 关系的 Fx 图像； (3)根据

17、(2)问所作 Fx 图像，求得弹簧劲度系数 k_N/m(结果保留 2 位有效数字)； 丁 (4)若小明又用同样的方法作出了另一弹簧的 Fx 图像如图丁所示。小明发现他所作的图像虽 是直线但未过坐标原点，他猜想是由于弹簧原长的测量出现了误差。你认为，他测量的弹簧原 长与真实原长相比_(选填“偏小”“相同”或“偏大”)。 答案 (1)9.50 (2)见解析图 (3)26 (4)偏大 解析 (1)对乙图毫米刻度尺读数并估读，得拉力为 0.90 N 时，弹簧的长度为 9.50 cm。 (2)描点作图，如图所示。 (3)图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则 kF x 1.500 5.810 20 N/m26

18、 N/m。 (4)从丁图中看到，当弹簧形变量为 x0 时，弹簧弹力不为零，即此时弹簧已被拉长了，真实 形变量不为零，故可知测量的弹簧原长与真实原长相比偏大。 14.(8 分)(2020 四川省绵阳江油中学开学考)用如图所示的器材和方法可以验证 “力的平行四边 形定则” 。在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑 轮 P1固定在桌子边，滑轮 P2、P3可沿桌边移动。 第一次实验中，步骤如下： A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点 O 静止； B.在白纸上描下 O 点的位置和三根绳子的方向，以 O 点为起点，作出三拉力的图示； C.以绕过 P2、P3绳的两个

19、力为邻边作平行四边形，作出 O 点为起点的平行四边形的对角线， 量出对角线的长度； D.检验对角线的长度和绕过 P1绳拉力的图示的长度是否相等，方向是否在一条直线上。 (1)这次实验中，若一根绳挂的钩码质量为 m，另一根绳挂的钩码质量为 2m，则第三根绳挂的 质量一定大于_且小于_。 (2)第二次实验时，改变滑轮 P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点 _(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的 O 点重合。实验中，若桌面 不水平_(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。 答案 (1)m 3m (2)不必 不会 解析 (1)若一根绳挂的质量为 m， 另一根绳挂的

20、质量为 2m， 则两绳子的拉力分别为 mg、 2mg， 两绳子拉力的合力 F 的范围是|2mgmg|Fmg2mg，即 mgF3mg，三力的合力为零， 则第三根绳挂的质量范围在 m3m 之间，即第三根绳挂的质量一定大于 m 且小于 3m。 (2)本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用 效果相同，而是三根绳都直接拉 O 点，所以 O 点的位置可以改变，不必与第一次实验中白纸 上描下的 O 点重合。桌面不水平不影响作用效果的验证，故不会影响实验的结论。 三、计算题(本题共 4 小题，共 36 分) 15.(8分)大型风洞是研发飞行器不可或缺的重要设施， 我国的

21、风洞建设水平居于世界领先地位。 飞行器在风洞中进行各项测试时，必须测量出风速。某同学设计并制作了如图所示的风速测量 器模型，其质量 m10 kg。将测量器模型用轻质细线悬挂在天花板上，风水平吹来时，模型 会受到竖直向上的作用力 F1和水平向左的作用力 F2。实验表明，F1、F2与风速 v 满足的关系 为 F110v，F240 3 v。风速不同时，测量器模型最终静止的位置也不同。设风始终沿水平方 向吹来，g 10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8。 (1)若风速为 v1时，细线可以摆动至水平并保持静止，试求 v1； (2)若风速为 v2时，细线上拉力有最小值 Fmin，试求

22、v2及 Fmin。 答案 (1)10 m/s (2)3.6 m/s 80 N 解析 (1)细线摆动至水平并保持静止，则竖直方向上，F1和 mg 为一对平衡力，10v1mg，解 得 v110 m/s。 (2)对于风速测量器，由平衡条件可得 F2Fsin ，F1Fcos mg，化简可得 F22 500 9 v222 000v210 000，可得 v23.6 m/s 时，F 有最小值，Fmin80 N。 16.(10 分)(2020 重庆西南大学附中月考)如图所示，竖直平面内有半径为 R 的光滑半圆弧形轻 杆，圆心为 O，其直径 AB 位于水平桌面上，原长为 R 的轻弹簧一端固定在 A 点，另一端连

23、接 着质量为 m 的小球， 小球套在弧形杆上的 C 点处于静止状态。 已知 OC 与水平面间的夹角为 60 ，重力加速度为 g。 (1)画出小球的受力示意图； (2)求弧形杆对小球的弹力大小： (3)求弹簧的劲度系数。 答案 (1)见解析图 (2) 3mg (3)（ 31）mg 2R 解析 (1)根据题意小球受重力 mg、弧形杆对小球的弹力 FN和弹簧弹力 F弹三个力作用，受力 示意图如图。 (2)60 ，OAOC，所以 CAOACO30 对小球受力正交分解，由平衡条件可得，水平方向有 FNcos F弹cos 竖直方向有 FNsin mgF弹sin 联立解得 FN 3mg，F弹mg。 (3)由

24、几何关系得 AC 长为 L2Rcos 3R 由胡克定律得 F弹k(LR) 联立解得弹簧的劲度系数为 k（ 31）mg 2R 。 17.(8 分)如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为 10 kg 的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上， 已知绳子与竖直方向的夹角为 45 ， 斜面倾角为 30 ， 整个装置处于静止状态。 求： (g 取 10 m/s2， 所有结果均保留 3 位有效数字) (1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小； (2)若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小的拉力的大小。 答案 (1)51.8 N 73.2 N (2)70.7 N 解析 (1)如图，水平竖直建立直角坐标系

25、，对小球受力分析： 水平方向 FTsin 45 FNsin 30 竖直方向 FTcos 45 FNcos 30 mg 联立解得 FT51.8 N，FN73.2 N。 (2)对小球受力分析，利用三角形定则： 由图可知，当 F 与绳垂直时，拉力最小，拉力的最小值为 Fminmgsin 45 70.7 N。 18.(10 分)(2020 湖北高二开学考)小园想用以下两种方式提起重物。图甲是一用铰链固定于 O 点的杆，通过绳 PA 将挂于 P 端的重物提起；图乙是一固定于 O的杆(斜角恒定为 67 )，其另 一端 N 有一光滑轻质滑轮，绳 CD 绕过滑轮提起重物。当图甲中杆与水平面成 67 夹角时，绳 与水平方向夹角为 30 ；图乙中绳与水平方向夹角也为 30 ，已知重物的重力为 100 3 N，则 此两种情况下，杆的作用力分别为多少？(sin 37 0.6，cos 37 0.8) 答案 250 N 300 N 解析 甲图中，对 P 结点受力分析如图(a)所示，由正弦定理 FN1 sin 120 G sin 37 解得 FN1250 N 乙图中对滑轮 N 受力分析如图(b)所示， 其中 FN为绳 CD 对滑轮的作用力， 方向沿CND 的角 平分线方向，大小为 FN2Gcos 30 300 N， 则杆对滑轮的作用力大小为 FN2FN300 N。