2024-2025學(xué)年人教高中物理同步講義練習(xí)必修一第三章 相互作用-力 單元測試卷（解析版） （人教版2019必修第一冊）

第三章相互作用-力單元測試卷（總分100分時(shí)間75分鐘）第I卷（選擇題）單選題（本題共7小題，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求，共28分）1.2021年8月3日，東京奧運(yùn)會體操女子平衡木單項(xiàng)決賽結(jié)束，中國選手管晨辰、唐茜靖包攬金、銀牌。比賽中，體操運(yùn)動員站在水平的平衡木上處于靜態(tài)平衡狀態(tài)，如圖所示。則下列說法正確的是（）A．平衡木對人的支持力大小等于人對平衡木的壓力大小B．平衡木對人的支持力和人對平衡木的壓力是一對平衡力C．平衡木對人有摩擦力D．人受到支持力是因?yàn)槟_底發(fā)生了形變【答案】A【解析】AB．由牛頓第三定律可知平衡木對人的支持力和人對平衡木的壓力是一對相互作用力，平衡木對人的支持力大小等于人對平衡木的壓力大小，故A正確，B錯(cuò)誤；C．體操運(yùn)動員站在水平的平衡木上處于靜態(tài)平衡狀態(tài)，平衡木對人沒有摩擦力，故C錯(cuò)誤；D．人受到支持力是因?yàn)槠胶饽景l(fā)生了形變所產(chǎn)生的彈力，故D錯(cuò)誤。故選A。2.如圖所示，滑翔傘是一批熱愛跳傘、滑翔翼的飛行人員發(fā)明的一種飛行器，滑翔傘與傳統(tǒng)的降落傘不同，它是一種飛行器?，F(xiàn)有一滑翔傘沿直線朝斜向下方向勻速運(yùn)動。用表示滑翔傘和飛行人員的總重力，表示空氣對滑翔傘和飛行人員的作用力，下列四幅圖中能表示此過程中飛行員和滑翔傘組成的系統(tǒng)的受力情況的是（）A．B．C． D．【答案】B【解析】滑翔傘做勻速直線運(yùn)動，受力平衡。則空氣對滑翔傘和飛行人員的作用力F與滑翔傘和飛行人員的總重力G等大反向。故選B。3.如圖所示，幾根圓木堆放在水平面上，其中圓木P與地面和其他圓木的接觸點(diǎn)分別為M、N，下列說法正確的是（）A．圓木P在N處受到的支持力豎直向上B．圓木P在N處受到的支持力垂直于圓木P向上C．圓木P在M處受到的靜摩擦力垂直于MN斜向左上方D．圓木P在M處受到的支持力垂直于圓木P向上【答案】B【解析】AB．圓木P在N處受到的支持力垂直于圓木斜向上，故A錯(cuò)誤；B正確；C．圓木P在M處受到的靜摩擦力與地面平行，故C錯(cuò)誤；D．圓木P在M處受到的支持力垂直于地面豎直向上，故D錯(cuò)誤。故選B。4.（2023浙江1月高考卷）如圖所示，輕質(zhì)網(wǎng)兜兜住重力為G的足球，用輕繩掛于光滑豎直墻壁上的A點(diǎn)，輕繩的拉力為，墻壁對足球的支持力為，則（）A．B．C．D．【答案】C【解析】對網(wǎng)兜和足球受力分析，設(shè)輕繩與豎直墻面夾角為θ，由平衡條件可得，據(jù)此可知，，選項(xiàng)C正確。5.（2023山東卷）餐廳暖盤車的儲盤裝置示意圖如圖所示，三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上，下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子，取走一個(gè)盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平。已知單個(gè)盤子的質(zhì)量為300g，相鄰兩盤間距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，每根彈簧的勁度系數(shù)為（）A.10N/m B.100N/m C.200N/m D.300N/m【答案】B【解析】由題知，取走一個(gè)盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平，則說明一個(gè)盤子的重力可以使彈簧形變相鄰兩盤間距，則有mg=3?kx解得k=100N/m故選B。6.（2023江蘇卷）如圖所示，“嫦娥五號”探測器靜止在月球平坦表面處。已知探測器質(zhì)量為m，四條腿與豎直方向的夾角均為θ，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。每條腿對月球表面壓力的大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】對“嫦娥五號”探測器受力分析有FN=mg月則對一條腿有根據(jù)牛頓第三定律可知每條腿對月球表面壓力為。故選D。7．如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角°。一重為的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的（）A．作用力為 B．作用力為C．摩擦力為 D．摩擦力為【答案】B【解析】設(shè)斜桿的彈力大小為，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得解得以其中一斜桿為研究對象，其受力如圖所示可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與平衡，即大小為，每根斜桿受到地面的摩擦力為B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B。多選題（本題共3小題，每小題選全得6分，部分正確3分，有錯(cuò)誤選項(xiàng)0分，共18分）8．石磨是用人力或畜力把糧食去皮或研磨成粉末的石制工具。一般由兩塊尺寸相同的短圓柱形石塊和磨盤構(gòu)成。石制或木制的磨盤上摞著磨的下扇（不動盤）和上扇（轉(zhuǎn)動盤），如圖所示若有兩個(gè)人分別用大小為和的水平力來推動上扇轉(zhuǎn)動，則這兩個(gè)力的合力大小可能為（）A． B． C． D．【答案】BD【解析】兩個(gè)力的合力范圍為，即故BD可能，AC不可能。故選BD。9．如圖所示，用AO、BO兩根細(xì)線吊著一個(gè)重物P，AO與天花板的夾角θ保持不變，用手拉著BO線由水平逆時(shí)針的方向逐漸轉(zhuǎn)向豎直向上的方向，在此過程中，BO和AO中張力的大小變化情況是：A．都逐漸變大B．AO中張力逐漸減小到零C．BO中張力逐漸變大，AO中張力逐漸變小D．BO中張力先變小后變大【答案】BD【解析】對小球受力分析，受重力、兩個(gè)拉力，如圖所示將兩個(gè)拉力合成，合力與第三個(gè)力重力平衡，由圖象可以看出，OB繩所受的拉力先減小后增加，當(dāng)兩繩子垂直時(shí)取最小值；AO中張力一直減小，直到0．故應(yīng)選：BD．10.王同學(xué)用光滑的硬鋼絲彎折成“”形狀，將它豎直固定放置。OB是豎直方向，BC是水平方向，角AOB等于30°，一個(gè)光滑的輕環(huán)套在足夠長OA上，一根足夠長的輕繩一端固定在OB上的M點(diǎn)，輕繩穿過小環(huán)，另一端吊著一個(gè)質(zhì)量為m的物體，下列說法正確的是（）A．OA桿受到小環(huán)的壓力大小為mgB．OA桿受到小環(huán)的壓力大小為mgC．繩端從M點(diǎn)移到B點(diǎn)繩子張力變大D．繩端從B點(diǎn)水平向左移到N點(diǎn)繩子張力大小不變【答案】AD【解析】CD．對懸掛的重物受力分析可知，繩子中的拉力始終與重物重力平衡故，無論繩子左端點(diǎn)如何移動繩子中的張力大小都保持不變，C錯(cuò)誤，D正確；AB．小環(huán)受力情況如圖所示由幾何關(guān)系可知，兩繩子夾角為，故由牛頓第三定律可知，OA桿受到小環(huán)的壓力大小為mg，B錯(cuò)誤A正確。故選AD。第II卷（非選擇題）實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，11題6分，12題9分，共15分）11.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置探究力的合成與分解。木板上固定一張畫有角度刻度線的白紙，調(diào)節(jié)木板豎直且零刻度線水平，輕質(zhì)彈簧測力計(jì)a和b通過細(xì)線連接系于O點(diǎn)，其下端用細(xì)線掛一重物Q，使結(jié)點(diǎn)O靜止在角度刻度線的圓心位置。分別讀出彈簧測力計(jì)a和b的示數(shù)，并在白紙上記錄O點(diǎn)的位置和細(xì)線的方向。（1）圖中彈簧測力計(jì)a的示數(shù)為______N；（2）初始連接彈簧測力計(jì)a的細(xì)線與60°重合，連接彈簧測力計(jì)b的細(xì)線處于水平，現(xiàn)讓彈簧測力計(jì)a、b均繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動，保持結(jié)點(diǎn)在圓心O處、兩彈簧測力計(jì)間的夾角不變，直到連接彈簧測力計(jì)a的細(xì)線方向水平為止，此過程中彈簧測力計(jì)a的示數(shù)_____、彈簧測力計(jì)b的示數(shù)________。（均選填“變大”“不變”、“變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）【答案】

(5.78~5.82

)

變小

變大【解析】（1）彈簧測力計(jì)a的分度值為0.1N，需要估讀到0.01N，所以示數(shù)為5.80N；（2）由題意，根據(jù)幾何關(guān)系可知，彈簧測力計(jì)a、b對O點(diǎn)的拉力、以及重物Q對O點(diǎn)的拉力G組成的矢量三角形內(nèi)接于圓內(nèi)，如圖所示可知在彈簧測力計(jì)a、b均繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動直到彈簧測力計(jì)a方向水平的過程中，彈簧測力計(jì)a的示數(shù)變小，彈簧測力計(jì)b的示數(shù)會變大。12．在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí)，小華提出了“滑動摩擦力的大小可能與壓力大小有關(guān)”的猜想；小輝提出了“滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)”的猜想。圖是驗(yàn)證他們猜想的實(shí)驗(yàn)裝置圖。（1）小輝同學(xué)為了完成他自己的探究應(yīng)按___________兩圖進(jìn)行。（2）小華選用正確的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到圖表所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由此可以得出f與F成___________關(guān)系。F/N1.01.52.02.53.0f/N0.40.60.81.01.2（3）實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)很難做到讓木塊做勻速直線運(yùn)動，于是提出了改進(jìn)方案，如圖所示，得到了老師的高度肯定。你認(rèn)為這一方案的優(yōu)點(diǎn)是___________。（寫出一種合理的優(yōu)點(diǎn)即可）【答案】甲、丙

正比

不必拉著木板勻速運(yùn)動（或彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定）【解析】（1）[1]小輝要探究“滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)”，應(yīng)保證壓力相同，改變接觸面的粗糙程度，因此應(yīng)采用甲、丙兩圖進(jìn)行。[2]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，連線如圖：通過圖象可知擦力與壓力大小關(guān)系是一條上升的直線，所以可以得出接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力大小與壓力成正比。（3）[3]改進(jìn)后的方案因?yàn)槟Σ亮退俣葻o關(guān)，所以長木板無論是勻速還是加速、減速都不會影響摩擦力的大小，因此不必控制木板做勻速運(yùn)動；同時(shí)木塊靜止受到拉力和摩擦力的作用，摩擦力和拉力是平衡力，摩擦力等于拉力，拉動長木板測力計(jì)保持相對靜止，測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，測量更準(zhǔn)確。解答題（本題共3小題，共39分）13．（10分）科技的發(fā)展正在不斷地改變著我們的生活，如圖所示，是一款放在水平桌面上的手機(jī)支架，其與手機(jī)的接觸面采用了納米微吸材料，用手觸碰無粘感，接觸到平整的硬性物體時(shí)，會牢牢地吸附住物體。已知手機(jī)支架斜面與水平面的夾角θ=53°，手機(jī)重力為G，手機(jī)與接觸面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.8。若讓手機(jī)靜止于支架上，則手機(jī)與支架接觸面之間的吸引力至少為多大？（最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。sin53°=0.8，cos53°=0.6）【答案】0.4G【解析】對手機(jī)受力分析如圖由平衡條件得：沿斜面方向垂直斜面方向又聯(lián)立得所以手機(jī)與支架接觸面間的吸引力至少為0.4G。14.（14分）我國在川西山區(qū)建成了亞洲最大的風(fēng)洞群，目前擁有8座世界級風(fēng)洞設(shè)備，具備火箭助推和飛艇帶飛等飛行模擬試驗(yàn)?zāi)芰?。如圖所示，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可以產(chǎn)生水平向右、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力，現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放人其中，桿足夠長，小球孔徑略大于桿直徑，其質(zhì)量為1.1kg，與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5。當(dāng)桿與水平方向夾角為37°時(shí)，小球沿桿恰好做勻速直線運(yùn)動，sin37°=0.6，g取10m/s2，求此時(shí)風(fēng)力的大小?！敬鸢浮?2N或2N【解析】若小球沿細(xì)桿勻速向上運(yùn)動，垂直桿方向沿桿方向又解得若小球沿細(xì)桿