第三章 相互作用力 单元练习过关卷（word版含答案）

第三章《相互作用力》单元同步练习过关卷-2021-2022学年人教版必修第一册九高一物理
一、单选题
1．CCTV-5有一档节目《棋牌乐》，如图铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子之间的相互作用力，每个棋子和棋牌之间共有几对相互作用力（　 　）
A．2对 B．3对 C．4对 D．5对
2．下列关于弹力的几种说法，其中正确的是（ ）
A．两接触的物体之间一定产生弹力
B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力
C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力，是因为水平面发生了形变
D．同一弹簧，在弹性限度范围内其弹力与弹簧长度成正比
3．若两个分力、夹角为，且保持不变，则下列说法正确的是（　　）
A．只有其中一个力增大，合力一定增大 B．两个力都增大，合力一定增大
C．两个力都减小，合力一定减小 D．两个力都增大，合力大小可能不变
4．如图所示，水平地面上有重力均为80N的A、B两木块，它们之间夹有被压缩了的轻质弹簧，已知弹簧的劲度系数，两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，系统处于静止状态。现用的水平力推木块B，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F作用后（　　）
A．木块A所受静摩擦力大小为20N
B．木块B所受静摩擦力大小为4.0N
C．木块A所受静摩擦力为0
D．弹簧的压缩量变为
5．如图所示，质量为的滑块置于粗糙水平面上，在与水平方向夹角为斜向上的恒力的作用下沿水平面向右做匀速直线运动。滑块和水平面之间的动摩擦因数，已知，，重力加速度为，关于滑块的受力，下列分析正确的是（　　）
A．滑块一定受到五个力的作用
B．滑块受到地面的摩擦力可能大于地面的支持力
C．恒力与滑块受到摩擦力的合力方向斜向右上方
D．当，恒力
6．汽车45°极限爬坡时的照片如图所示，汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，坡的倾角逐渐增大至45°。下列关于汽车在这一爬坡过程的说法正确的是（ ）
A．坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越大
B．汽车上坡时，汽车对坡面的压力大于坡面对汽车的支持力
C．汽车受到沿坡面向上、大小不断增大的静摩擦力作用
D．汽车受到沿坡面向下、大小不断减小的滑动摩擦力作用
7．如图所示，直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁，另一端固定一个小滑轮C，细绳下端挂一重物，细绳的AC段水平，不计直杆、滑轮及细绳的质量，忽略所有摩擦。若将细绳的端点A稍向下移至D点，使之重新平衡，则此时滑轮C的位置（　　）
A．在AB之间 B．与D点等高 C．在D点之下 D．在A点之上
8．6个质量均为m、截面圆的半径均相同的圆柱体如图所示叠放，静止在水平地面上两竖直挡板之间，相邻圆柱体相互接触，圆柱体表面光滑。重力加速度为g，则关于A、B、C三个圆柱体受到的作用力，下列说法错误的是（　　）
A．三个圆柱体对地面的作用力相同
B．B对地面的作用力小于2mg
C．A、C两个圆柱体对地面的作用力相同
D．挡板对A的压力大小为
9．一个“Y”形弹弓顶部跨度为，如图所示，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，原长分别为和、劲度系数分别为和的轻质弹簧竖直的悬挂在天花板下，两弹簧之间有一质量为的物体，最下端悬挂着质量为的另一物体，整个装置处于静止状态。现用一个平板把下面的物体竖直地缓缓向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，这时平板受到下面的物体的压力大小是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
11．关于重力、弹力和摩擦力，下列说法中正确的是（　　）
A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受的重力越来越大
B．放在水平桌面上的书受到的弹力是由书发生了弹性形变而产生的
C．静止的物体可以受到滑动摩檫力，摩擦力总是阻碍相对运动或相对运动的趋势
D．能把线织成布，把布缝成衣服，靠的是纱线之间静摩擦力的作用
12．物体A、B、C叠放在水平桌面上，用水平力F拉B，使三者一起匀速向右运动，则（　　）
A．物体B对物体C有向右的摩擦力作用
B．物体A对物体B有向左的摩擦力作用
C．桌面和物体A之间没有摩擦力的作用
D．桌面对物体A有向左的摩擦力作用
13．如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则（　　）
A．A受到4个力的作用
B．B受到的摩擦力方向沿斜面向上
C．C受到地面的摩擦力方向水平向右
D．A受到斜面的滑动摩擦力大小为
14．如图所示，挡板A与B中间有一个重为G的光滑球，开始时A竖直，B固定，AB间成α角，则在α角缓慢增大至90°的过程中（　　）
A．小球对A板的压力不断减小 B．小球对A板的压力先减小后增大
C．小球对B板的压力先减小后增大 D．小球对B板的压力不断减小
15．如图所示，质量的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量的小球B相连。今用与水平方向成角的力拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中木块、小球的相对位置保持不变，取，下列说法正确的是（　　）
A．运动过程中轻绳与水平方向的夹角
B．运动过程中轻绳与水平方向的夹角
C．轻绳对B的拉力大小
D．木块与水平杆间的动摩擦因数
三、实验题
16．某同学在“探究弹簧的弹力和伸长量之间的关系”实验时，实验装置如图甲所示。
（1）当向下拉力为零（不悬挂钩码）时，指针______；
A．必须指向0刻度处 B．可以指向直尺任意位置
（2）通过多组实验，得到如图乙所示的弹簧弹力F与伸长量x的五组数据，由图线求得该弹簧的劲度系数为______N/m；
（3）小张同学实验时，他先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长为，再把弹簧竖直悬挂起来，然后用竖直向下的力F拉弹簧下端，测出弹簧的长度L，把作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后作出的图象可能是图丙中的______；
（4）他认为图像的斜率大小即为弹簧的劲度系数。他的想法是否正确？______（填“正确”或“不正确”）。
17．某物理兴趣小组的同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，按如图（a）所示将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧秤分别勾住细绳套，并互成角度地拉橡皮条，如图（b）所示，其中OA为橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
（1）某次实验中一弹簧测力计的指针位置如图（c）所示，可知拉力的大小为______N。
（2）在操作过程中，对减小实验误差有益的说法有（______）
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
D．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
（3）本实验采用的科学方法是______。（选填“控制变量法”或“等效替代法”）
（4）图（d）所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中为只用一个弹簧测力计拉橡皮条时所受到的拉力，则其中_____（选填“甲”或“乙”）同学测得的实验结果比较符合实验事实。
四、解答题
18．如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=4kg的物体上，另一端施一水平拉力F。物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，弹簧的劲度系数k=4N/cm（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，g=10m/s2）
（1）若F拉物体匀速向右运动，求摩擦力大小；
（2）求上一问情景中弹簧的长度；
（3）若将弹簧压缩至6cm，物体受到的摩擦力大小；
（4）若将弹簧拉长至16cm，物体受到的摩擦力大小。
19．如图所示，已知物体A重120N，物体B重30N，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角，A与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取）求：
（1）绳CD中拉力的大小；
（2）物体A受到的摩擦力的大小。
20．如图所示，A物体被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B物体放在粗糙的水平桌面，小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点，是三根细线的结点，水平拉着B物体，沿竖直方向拉着弹簧。弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，弹簧的劲度系数为，物体A的质量为。整个装置处于静止状态时，弹簧的长度为，。（g取，，）求：
（1）桌面对B物体的摩擦力的大小；
（2）弹簧的原长；
（3）与水平方向的夹角θ。
21．如图所示质量M=3kg的木块套在固定的水平杆上，并用轻绳与小球相连，轻绳与杆的夹角为30°。今用与水平方向成60°角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g=10m/s2，。求：
（1）小球的质量m；
（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。
(
2
)
(
1
)
参考答案
1．B
【详解】
棋子共受到四个力的作用，重力、磁盘的磁吸引力、磁盘的支持力、磁盘的摩擦力，除重力外，其他三个力都是磁盘施加的，所以棋子和棋牌之间共有3对相互作用力，选项B正确。
2．C
【详解】
A．弹力的产生条件：①弹力的产生条件是两个物体直接接触，②并发生弹性形变，所以两个物体之间若相互接触，不一定会产生弹力作用，故A错误；
B．静止在水平面上的物体所受的重力是引力，而它对水平面的压力是弹力，二者是不同性质的力，不能说物体所受的重力就是它对水平面的压力，故B错误；
C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是水平面发生了形变，水平面对物体的弹力，故C正确；
D．根据胡克定律
F=kx
可知，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．如图所示
两分力夹角不变，大小不变，增大，合力可能减小，也可能增大，A错误；
BCD．如果两个力都增大，合力大小可能增大、减小或不变，比如、，夹角180°，合力为3N，当两个力分别增大为3N、7N时，合力为4N（增大），当两个力分别增大为3N、6N时，合力为3N（不变），当两个力分别增大为4N、6N时，合力为2N（减小），同理可知，当两个力都减小时，合力可能增大、减小或不变，BC错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
由胡克定律，得
木块A、B与地面间的最大静摩擦力为
故A、B均静止，摩擦力为16N
B．施加水平推力F=20N后，B水平方向受到弹簧的弹力向右16N，向左的推力20N，故摩擦力变为4.0N，仍静止，B正确；
ACD．施加水平推力F=20N后，B静止，A水平方向，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力平衡，因而
ACD错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．滑块匀速运动，合力为零，由于恒力F有水平向右的分力，根据平衡条件可知，滑块一定受到水平面的摩擦力，则一定受到水平面的支持力，所以滑块共受四个力作用：重力、水平面的支持力、摩擦力和恒力F，如图
故A错误。
B．由于，所以由
知
可知滑块受到地面的摩擦力小于地面的支持力，故B错误；
C．由于滑块匀速运动，所受合外力为零，重力和支持力的合力竖直向下，故恒力F与滑块受到摩擦力的合力方向竖直向上，故C错误；
D．由平衡条件可知
解得
故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
对汽车进行受力分析，汽车受到重力mg、坡面的支持FN力以及沿坡面向上的摩擦力f，因为汽车轮胎在滚动，滚动的过程中汽车轮胎上各点相对坡面具有相对运动的趋势，所以汽车受到的摩擦力为静摩擦力。由于汽车缓慢攀爬，所以汽车处于平衡状态。设坡的倾角为，则有
A．坡的倾角越大，坡面对汽车的支持力越小，根据牛顿第三定律，汽车对坡面的压力也越小，A错误；
B．根据牛顿第三定律，汽车对坡面的压力等于坡面对汽车的支持力，B错误；
CD．坡的倾角逐渐增大，汽车受到的沿坡面向上的静摩擦力大小不断增大，C正确，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
由于直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁上，因此C点两侧绳的作用力的合力一定沿杆斜向下。又由于同一根绳子的张力处处相等，而且两根细绳的拉力大小相等且等于物体的重力G，根据平行四边形定则，合力一定在角平分线上。若将细绳的端点A稍向下移至D点，若杆不动，则∠DCB＜∠BCG，则不能平衡，若要杆再次平衡，则两绳的合力一定还在角平分线上，所以BC杆的C端应逆时针转动一个小角度，此时C在A点之上，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．B
【详解】
ABC．根据力的分解及力的平衡可知，三个圆柱体对地面的压力相同，均为2mg，故AC正确，不符合题意；B错误，符合题意；
D．A、C分别受到挡板的压力，压力大小
故D正确，不符合题意。
故选B。
9．C
【详解】
每根橡皮条的伸长量均为L，所以每根橡皮条的弹力均为kL，根据题意，发射时两根橡皮条之间的夹角为60°，所以它们的合力为
选项C正确。
故选C。
10．B
【详解】
根据题意可知，用平板托起稳定后，上面的弹簧处于拉伸状态，下面的弹簧处于压缩状态，并且两弹簧的形变量相同，则有
，
联立解得
根据牛顿第三定律得，平板受到下面的物体的压力大小是。
故选B。
11．CD
【详解】
A．自由下落的石块速度越来越大，但是石块所受的重力是不变的，故A错误；
B．弹力的产生是施力物体发生形变，故放在水平桌面上的书受到的弹力是由桌面发生了弹性形变而产生的，故B错误；
C．滑动摩擦力阻碍相对运动，静摩擦力阻碍相对运动趋势，静止的物体可以受到滑动摩檫力或静摩擦力，故C正确；
D．把线织成布，把布缝成衣服，靠的是纱线之间静摩擦力的作用，故D正确；
故选CD。
12．BD
【详解】
A．对C受力分析可知，C水平方向不受外力，故C没有相对运动的趋势，故物体B对物体C没有摩擦力，A错误；
B．对BC分析可知，BC水平方向受向右的拉力而产生向右的运动趋势，故A对B有向左的静摩擦力，B正确；
CD．由于整体向右运动，故A相对于地面有向右的运动，故A受到地面向左的滑动摩擦力，C错误D正确。
故选BD。
13．BD
【详解】
A．A受到5个力的作用，自身重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、B物体的摩擦力、B物体的压力。故A错误；
B．对B物体受力分析，可得受竖直向下的重力，垂直于AB接触面斜向上的支持力，匀速运动受力平衡，则所受摩擦力方向沿斜面向上。故B正确；
C．对AB整体受力分析，可得斜面对AB整体的作用力竖直向上与AB整体的重力平衡。所以斜面所受AB整体的作用力为竖直向下，即斜面没有水平方向的运动趋势，不受摩擦力。故C错误；
D．对AB整体受力分析，可得
故D正确。
故选BD。
14．AD
【详解】
对小球进行受力分析，受到三个力，由于小球处于平衡状态，A板和B板对小球的支持力的合力与小球重力大小相等方向相反。当B板顺时针旋转时，A板和B板对小球的支持力的合力始终与小球重力大小相等，方向相反，平行四边形发生了如图所示的动态变化；在平行四边形中，边长的长短代表了力的大小；由图可知：FA与FB都变小；所以小球对A板和B板的压力都变小。BC错误，AD正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
ABC． 对小球，由平衡条件可得
Fcos30°=Tcosθ
Fsin30°+Tsinθ=mg
解得
T=10N
tanθ=
即
θ=30°
故A正确，BC错误；
D．木块M受力如下图所示：
由平衡条件得
FN=Tsinθ+Mg
f=Tcosθ
滑动摩擦力为
f=μFN
联立解得
μ=
故D正确。
故选AD。
16．B 75 C 正确
【详解】
（1）[1]因为研究的是弹簧的弹力和形变量的关系，所以只要能够计算出在不同的拉力下弹簧的形变量即可，故当向下拉力为零（不悬挂钩码）时，可以指向直尺任意位置。
故选B。
（2）[2] 弹簧弹力F与伸长量x的图线如图所示
根据图像
（3）[3] 因为受弹簧自身重力和影响，当把弹簧悬挂起来后，它的长度会比放在水平桌面上长一些，因此，图像中当纵轴上的拉力为0时，横轴上的长度应该有一定的数值才行。
故选C。
（4）[4] 根据胡克定律公式
即图像的斜率表示劲度系数
他的想法是正确的。
17．3.00 BC 等效替代 甲
【详解】
（1）[1]弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则拉力的大小为3.00N；
（2）[2]A．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故A错误；
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；
C．为了减小误差，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故C正确；
D．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数适当大一些，但是不需要示数之差尽可能
大，故D错误。
故选BC。
（3）[3]该实验采用了“等效替代”法即要求两次拉橡皮筋时，要使橡皮筋产生的形变相同，即拉到同一位置；
（4）[4]因为只用一个弹簧测力计拉橡皮筋时所受到的拉力的方向应该在橡皮筋的延长线上，而F应该是用两个弹簧秤拉橡皮条时用平行四边形法则做出的合力，则甲同学测得的实验结果比较符合实验事实。
18．（1）20N；（2）15cm；（3）16N；（4）20N
【详解】
（1）若F拉物体匀速向右运动，则物体受到是滑动摩擦力，则有
0.5×4×10N =20N
（2）因为物体匀速向右运动，受力平衡，则有
F=f滑=20N
根据胡克定律有
F=kx
解得
x=5cm
所以弹簧长度
L=10cm +5cm =15cm
（3）若将弹簧压缩至6cm，则压缩量为x2=4cm，根据胡克定律可知
F2=kx2=16N<20N
所以物体静止，受到静摩擦力作用，根据平衡条件，可得
f2=F2=16N
（4）若将弹簧拉长至16cm，则伸长量x3=6cm，根据胡克定律可知
F3=kx3=24N>20N
所以物体滑动，则物体受滑动摩擦力作用，则有
f3=f滑=20N
19．（1）50N；（2）40N
【详解】
（1）对结点c受力分析正交分解如图所示
在x轴上
在y轴上
B物体处于静止
由以上三式得
（2）A物体处于静止，在水平方向受到的摩擦力大小与绳AC拉力大小相等，即
20．（1）；（2）25cm；（3）
【详解】
（1）设细线的拉力为，细线的拉力为，细线的拉力为，以节点为研究对象，由平衡条件得
又
联立解得
以B物体为研究对象，由平衡条件得地面对B物体的摩擦力为
（2）弹簧的形变量为
则弹簧的原长
（3）因为同一根绳子间的张力相等，故OP延长线的方向沿绳子张角的角平分线，根据几何关系可知
则OP与水平方向的夹角为。
21．（1）1kg；（2）
【详解】
(1)m受力平衡，合力为零，如图
以小球为研究对象，水平方向
竖直方向
解得小球质量
(2)以M和m的整体为研究对象，受力平衡，合力为零，水平方向
竖直方向
解得
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