第三章《相互作用-力》测试卷—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(Word版含答案)

第三章《相互作用-力》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.跳高运动员在如图所示的四种过杆姿势中，重心最能接近甚至低于横杆的是(　　)
A．
答案A
B．
答案B
C．
答案C
D．
答案D
2.两个大小相等且同时作用于一个物体上的力，当它们之间夹角为90°时，其合力大小为F；则当两力夹角为120°时，合力大小为(　　)
A．
2F　　
B．F　　　　
C．F　　
D．F
3.如图所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动．其中说法正确的是(　　)
A．
绳拉牛的力小于牛拉绳的力
B．
绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
C．
绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
D．
绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是相互作用力
4.如图甲所示，小孩用50
N的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为F1；如图乙所示，小孩用60
N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2；如图丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为F3.若木箱对地面的压力大小为100
N，木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝0.55，则F1、F2、F3的大小分别为(　　)
A．
0
N、60
N、55
N
B．
50
N、60
N、55
N
C．
50
N、55
N、60
N
D．
50
N、55
N、55
N
5.某人在投飞镖，飞镖在飞行途中受到的力有(　　)
A．
推力
B．
重力、空气阻力
C．
重力、推力
D．
重力、推力、空气阻力
6.两个小球A和B，中间用弹簧连结，并用细绳悬挂于天花板下，如图所示，下面四对力中属于作用力和反作用力的是(　　)
A．
绳对A的拉力和弹簧对A的拉力
B．
弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力
C．
弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力
D．B的重力和弹簧对B的拉力
7.已知两个共点力的合力大小为50
N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30
N，则(　　)
A．F1的大小是唯一的
B．F2的方向是唯一的
C．F2有两个可能的方向
D．F2可取任意方向
8.物体A被一根轻弹簧悬于天花板下，画出重物和弹簧的受力图如图所示．关于F1、F2、F3、F4这四个力，下列说法正确的是(　　)
A．F1的反作用力是F4
B．F2的反作用力是F3
C．F1与F2是一对作用力与反作用力
D．F3的施力者是物体A
9.半径为R的球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，滑轮到球面B的距离为h，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图所示，现缓慢地拉绳，在使小球由A到B的过程中，半球对小球的支持力FN和绳对小球的拉力FT的大小变化的情况是(　　)
A．FN不变，FT变小
B．FN不变，FT先变大后变小
C．FN变小，FT先变小后变大
D．FN变大，FT变小
10.如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为(　　)
A．
(M＋m)g
B．
(M＋m)g－F
C．
(M＋m)g＋Fsinθ
D．
(M＋m)g－Fsinθ
11.如下图所示，一物块在拉力FT作用下沿水平方向做匀速运动．则拉力FT与摩擦力Ff的合力的方向为(　　)
A．
可能向上偏右
B．
可能向上偏左
C．
一定竖直向上
D．
无法判定
12.如图所示，四根完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上；②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四根弹簧的伸长量，则有(　　)
A．l2>l1
B．l4>l1
C．l1>l3
D．l2＝l4
二、填空题(共3小题)
13.如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个未知质量但质量相等的钩码探究弹簧弹力与形变量的关系．
(1)为完成实验，除了图甲中提供的实验器材，你还需要的实验器材有：____________、____________.
(2)实验中你需要测量的物理量有：__________________________________________、
________________________________________________________________________.
(3)为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0，测量出一个钩码的重力；
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；
F．解释函数表达式中常数的物理意义；
G．整理仪器．
请你将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：__________________.
(4)若实验开始时你将图甲中的红色指针从P位置往下挪到Q，其余实验步骤不变且操作正确，则测量得到弹簧的劲度系数将____________(选填“变大”、“不变”、“变小”)．
(5)图乙是另一位同学实验得到弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留3位有效数字)，图线不过原点的原因是由于________________．
14.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一样，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．
15.某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
(1)如果没有操作失误，图乙中的力F与F′
中，方向一定沿AO方向的是________．
(2)下面关于此实验的说法，不正确的一项是________．
A．如图甲，用两支弹簧测力计把橡皮条的一端拉到O点时，两支弹簧测力计之间的夹角必须取90°，以便算出合力的大小
B．再用一支弹簧测力计拉橡皮条时(如图乙)，必须保证仍把橡皮条的一端拉到O点
C．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正视弹簧测力计的刻度
D．拉橡皮条的细线要稍长一些，用以标记细线方向的两点距离要远些
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为________N.
三、计算题(共4小题)
16.在水平地面上放一木板B，重力为G2＝100
N，再在木板上放一货箱A，重力为G1＝500
N，设货箱与木板、木板与地面间的动摩擦因数μ均为0.5，先用绳子把货箱与墙拉紧，如图所示，已知sinθ＝，cosθ＝，然后在木板B上施一水平力F，想把木板从货箱下抽出来，F至少应为多大？
17.如图甲所示，由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩，将它放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图乙所示．当钢绳向上提起时，两杆对罐壁压紧，摩擦力足够大，就能将重物提升起来；罐越重，短杆提供的压力越大，称为“自锁定机构”．若罐重力为G，短杆与竖直方向夹角为θ＝60°，求吊起该重物时，短杆对罐壁的压力(短杆质量不计)．
18.出门旅行时，在车站、机场等地有时会看见一些旅客推着行李箱，也有一些旅客拉着行李箱在地面上行走．为了了解两种方式哪种省力，我们作以下假设：行李箱的质量为m＝10
kg，拉力F1、推力F2与水平方向的夹角均为θ＝37°(如图所示)，行李箱与地面间为滑动摩擦力，动摩擦因数为μ＝0.2，行李箱都做匀速直线运动．试通过计算说明拉箱子省力还是推箱子省力．(sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g取10
m/s2)
19.如图所示为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，总质量为60
kg.此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°.则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10
N/kg，sin
53°＝0.8，cos
53°＝0.6)(　　)
A．360
N,480
N
B．480
N,360
N
C．450
N,800
N
D．800
N,450
N
答案解析
1.【答案】D
【解析】四种过杆姿势中，前三种过杆时重心均在横杆之上，而背越式过杆时，头、躯干、腿依次过杆，身体的大部分与杆接近，甚至低于杆．
2.【答案】B
【解析】当两个力的夹角为90°时，合力为F，由勾股定理可知每个分力为F；故当两个力的夹角为120°时，可知合力的大小等于分力的大小．
3.【答案】C
【解析】绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故A、B、D错误；由于没有拉动牛，可知绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力，故C正确．
4.【答案】B
【解析】　题图甲中，推木箱不动，静摩擦力与推力平衡，故F1＝50
N；题图乙中，用60
N的水平力恰能推动木箱，故静摩擦力达到最大值，即F2＝60
N；题图丙中，小孩把木箱推动了，受滑动摩擦力，大小为F3＝μFN＝0.55×100
N＝55
N．选项B正确．
5.【答案】B
【解析】飞镖飞行途中受到重力和空气阻力的作用，B正确．
6.【答案】C
【解析】作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体之间的力，绳对A的拉力与A对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，A；弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力，B错误，C正确；B受到的重力，施力物体是地球，与B对地球的吸引力是一对作用力和反作用力，D错误．
7.【答案】C
【解析】如图所示，以F的“箭头”为圆心，以F2的大小30
N为半径画一个圆弧，与F1所在直线有两个交点，因此F2有两个可能的方向，F1的大小有两个可能的值，C正确．
8.【答案】D
【解析】F1是指弹簧对重物A的拉力，F3是指重物A对弹簧的拉力，F4是指天花板对弹簧的拉力，F2为重物A的重力．则F1的反作用力是F3，F2的反作用力是物体对地球的引力，F3的施力者是物体A，D正确．
9.【答案】A
【解析】以小球为研究对象，分析小球受力情况：重力G，细线的拉力FT和半球面的支持力FN，作出FN、FT的合力F，
由平衡条件得知F＝G.
由相似三角形得＝＝得：FN＝G　FT＝G
缓慢地将小球从A点拉到B点过程中，O1O、AO不变，O1A变小，得FT变小、FN不变，A正确．
10.【答案】D
【解析】以物块和楔形物块整体为研究对象，受到重力(M＋m)g，拉力F，地面的支持力FN和摩擦力Ff.根据平衡条件得，地面对楔形物块的支持力FN＝(M＋m)g－Fsinθ，D正确．
11.【答案】C
【解析】物体做匀速运动，则拉力FT与摩擦力Ff的合力和重力与支持力的合力大小相等、方向相反，所以拉力FT与摩擦力Ff的合力方向一定竖直向上．
12.【答案】D
【解析】分析可知题图中弹簧拉力大小相同，均为F，因为F＝kx，且弹簧完全相同即k相同，所以x相同，即l1＝l2＝l3＝l4.
13.【答案】(1)刻度尺　测力计　(2)弹簧原长　弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或之对应的弹簧长度)　(3)CBDAEFG　(4)不变　(5)200　弹簧自身存在重力
【解析】(1)实验需要测弹簧的长度、形变量，因为钩码的质量未知，所以要测量钩码的重力，故还需要的实验器材有：刻度尺，测力计．
(2)为了测量弹簧的形变量；由胡克定律可知，实验中还应测量弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或与之对应的长度)．
(3)实验中要先组装器材，即CB，然后进行实验，即D，最后数据处理，分析解释表达式，最后整理仪器；即AEFG.所以先后顺序为CBDAEFG.
(4)红色指针从P位置往下挪到Q，只是在测量弹簧的原长时，原长偏大，挂上钩码后，弹簧的伸长量依然没有改变，故没有影响，所以测量得到弹簧的劲度系数不变．
(5)图像中的斜率表示形变量，则k＝＝200
N/m；图线不过原点说明没有力时有了形变量，故说明弹簧有自身的重力存在．
14.【答案】m　3m　不必　不会
【解析】(1)若一根绳挂的质量为m，另一根绳挂的质量为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：|2mg－mg|＜F＜mg＋2mg，即：mg＜F＜3mg，三力的合力为零，则第三根绳挂的质量范围在m～3m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．
15.【答案】(1)F′　(2)A　(3)9.0
N
【解析】(1)F是用两支弹簧测力计拉橡皮条以后进行作图法合成的力，因实验误差的存在不沿AO方向，F′是用一根弹簧测力计拉橡皮条做的实验，因此一定沿AO方向．
(2)验证力的合成的平行四边形实验中，对用两根弹簧测力计拉橡皮条时两个测力计的角度不做度数要求，适中就行，此实验是对力的效果的合成的验证，因此要求每一次拉橡皮条都要拉到同一点O，故A错误，B正确；弹簧测力计必须与木板平行以减小误差并正视读数保证读数的准确，故C正确；细线稍长且标记两点的距离远些保证直线不弯曲，减小误差，因此D正确．
(3)该弹簧测力计最小刻度为1
N，因此根据读数规则应估读到下一位，为9.0
N.
16.【答案】850
N
【解析】物体A、B的受力图如图所示，由受力平衡知：
对A：FTcosθ－Ff1＝0①
FN1－G1－FTsinθ＝0②
又由题Ff1＝μFN1③
联立得到：FTcosθ＝μ(G1＋FTsinθ)
得到FT＝
Ff1＝FTcosθ
FN1＝G1＋FTsinθ
对B：F－Ff1′－Ff2＝0④
FN2－FN1′－G2＝0⑤
又Ff2＝μFN2⑥
联立得到F＝Ff1＋μ(FN1＋G2)
代入解得：F＝850
N.
17.【答案】G
【解析】由题意杆罐之间的摩擦力Ff＝，
所以短杆对罐壁的压力FN＝Ff·tanθ＝×tan
60°＝G.
18.【答案】拉箱子省力
【解析】拉行李箱时，对行李箱受力分析，如图甲所示．
行李箱做匀速直线运动，可得
F1cosθ＝Ff1，F1sinθ＋FN1＝mg，Ff1＝μFN1
解得F1＝≈21.7
N
推行李箱时，对行李箱受力分析，如图乙所示．
行李箱做匀速直线运动，可得
F2cosθ＝Ff2，FN2＝F2sinθ＋mg，Ff2＝μFN2
解得F2＝≈29.4
N
F119.【答案】A
【解析】如图所示，对人受重力沿手臂和腿方向分解得：F1＝Gcos
53°＝600×0.6
N＝360
N，F2＝Gsin
53°＝480
N.