粤教版（2019） 必修 第一册 第三章 相互作用 本章复习与测试（含解析）

粤教版（2019）必修第一册《第3章相互作用》 2025年单元测试卷
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A. 重力的方向总是竖直下的，所以地球上所有物体的重力方向彼此平行
B. 挂在绳上处于静止的物体，受到绳的拉力是由于物体的形变引起的
C. 静摩擦力不仅能产生于两个静止的物体之间，也以产生于两个运动的物体之间
D. 当接触面粗糙的两个物体间相对滑动停止后，则两物体之间的动摩擦因数变为零
2.下列情景中，物体所受摩擦力的示意图正确的是( )
A. 物体静止在粗糙的水平面上 B. 汽车停在斜坡上
C. 物体贴着竖直墙面自由下落 D. 瓶子被握在手中处于静止状态
3.如图所示，每个钩码重，弹簧测力计自身重量、绳子质量和摩擦不计，弹簧伸长了在弹簧的弹性限度内下列说法正确的是( )
A. 该弹簧测力计的示数为
B. 该弹簧测力计的示数为
C. 该弹簧的劲度系数为
D. 不挂重物时，该弹簧的劲度系数为
4.如图所示，一质量为的金属球，固定在一轻质细钢丝下端，能绕悬挂点在竖直平面内转动整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球无风时钢丝自然下垂，有风时钢丝将偏离竖直方向一定角度，角的大小与风力的大小有关下列关于风力与角的关系式，正确的是( )
A. B. C. D.
5.如下图甲为某品牌家用燃气灶炉架，它用同一水平面对称分布的四个爪支撑炒菜锅。若将总质量为的锅放在燃气灶炉架上，锅是半径为的球面，简化为如图乙所示，忽略爪与锅之间的摩擦力，则每个爪与锅之间的弹力( )
A. 等于 B. 小于 C. 越大，弹力越大 D. 越大，弹力越小
6.如图，一倾斜轻杆的一端固定于天花板上的点，另一端固定一小球，小球通过细线与另一小球相连，两小球均有一定质量，整个装置在竖直面内处于静止状态。现对小球施加一水平向右的外力，使它缓慢移动到细线与杆在一条直线上的位置。对此过程下列说法正确的是( )
A. 细线的拉力逐渐减小
B. 水平外力逐渐减小
C. 轻杆的弹力逐渐增大
D. 轻杆的弹力不变
7.物体处于平衡状态，则( )
A. 速度均匀增大 B. 速度均匀减小
C. 合力为零 D. 加速度恒定且不为零
8.试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，工作时搓纸轮给第张纸压力大小为，每张答题卡的质量为，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向右运动，下列是说法正确的是( )
A. 后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左
B. 第张纸与第张纸之间的摩擦力大小为
C. 最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力为零
D.
9.两个大小相等的共点力和，当它们的夹角为时，合力大小为，它们的夹角变为时，合力的大小为( )
A. B. C. D.
10.如图示，固定的斜面上叠放着、两木块，木块与的接触面是水平的，水平力作用于木块，使木块、保持静止，且。则下列描述正确的是( )
A. 可能受到个或个力作用
B. 斜面对木块的摩擦力方向可能沿斜面向上
C. 对的摩擦力可能为
D. 、整体可能受个或个力作用
11.如图所示，用三根相同细线、、将重力为的灯笼和重力为的灯笼悬挂起来。两灯笼静止时，细线与竖直方向的夹角为，细线水平。则( )
A. 中的拉力大小为 B. 中的拉力大小为
C. 中的拉力大小大于中的拉力大小 D. 中的拉力大小为
12.如图所示，光滑定滑轮固定在天花板上，轻绳绕过定滑轮，一端竖直悬挂质量为 的小球，另一端连接质量为的圆环，圆环套在粗糙水平杆上。一水平向左的力作用在圆环上，使轻绳和杆之间夹角为，整个系统保持静止状态。已知重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 杆对圆环摩擦力的方向一定向右 B. 杆对圆环摩擦力的方向可能向左
C. 定滑轮对轻绳作用力的方向竖直向上 D. 定滑轮对轻绳作用力的大小为
13.毛主席在沁园春雪一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是
A. “弯弓”发生的非弹性形变
B. “弯弓”说明力可以改变物体的运动状态
C. 人在“弯弓”的过程中对地面的压力是由于人的形变
D. 人在“弯弓”的过程中重力方向指向地心
二、多选题
14.如图所示，将质量为的物理书对称放在轨道上，将的一端缓慢抬高至刚要滑动，此时与水平面的夹角为。已知重力加速度大小为，则关于此时的受力情况，下列说法正确的是( )
A. 对的作用力与的侧面垂直
B. 的两个侧面对的弹力的合力大小为
C. 对的最大静摩擦力的合力大小为
D. 受到五个力的作用
15.如图所示，光滑圆圈竖直固定，为最高点，橡皮条上端固定在点，下端连接一套在圆圈上的轻质小环，小环位于点，与竖直方向夹角为，用光滑钩拉橡皮条中点，将橡皮条中点拉至点时，钩的拉力大小为为保持小环静止于点，需给小环施加一作用力，下列说法正确的是( )
A. 若沿水平方向，则 B. 若沿竖直方向，则
C. 的最大值为 D. 的最小值为
16.一横截面为直角三角形的木块如图所示放置，质量均为的、两物体用轻质弹簧相连放在倾角为的斜面上，物体放在倾角为的斜面上，与之间用轻质细线连接，、质量的比值为，整个装置处于静止状态，已知物体、与斜面间的动摩擦因数相同且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为，与斜面间无摩擦，则( )
A. 物体、均受到摩擦力作用且等大反向
B. 物体受摩擦力作用且大小为，物体不受摩擦力作用
C. 弹簧处于拉伸状态，、两物体所受摩擦力大小均为，方向均沿斜面向下
D. 剪断弹簧瞬间，物体仍处于静止状态
17.如图所示，截面半径均为的均匀半铁球、静止放在粗糙水平面上，、截面圆心间的距离。在、上放一个表面光滑、截面半径为，质量为的同材质均匀铁球，、、始终都处于静止状态，则下列说法正确的是( )
A. 对的没有压力 B. 对地面的压力大小为
C. 与所受静摩擦力方向相同 D. 越大，地面对、的摩擦力越大
18.新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出棉田都是通过机械自动化采收，自动采棉机将棉花打包成圆柱形棉包，然后平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为的棉包放在“”型挡板上，两板间夹角为固定不变，“”型挡板可绕轴在竖直面内转动，使板由水平位置逆时针缓慢转动，忽略“”型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 棉包对板的压力先增大后减小
B. 棉包对板的压力先减小后增大
C. 棉包对板的压力一直减小
D. 当板转过时，棉包对板的压力大小为
19.建筑工地上，工人用滑轮来提升物体，如图所示，工人的质量为，物体的质量为，且，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物体仍保持静止，则下列说法正确的是( )
A. 人对绳的拉力增大 B. 人对地面的作用力增大
C. 地面对人的支持力不变 D. 地面对人的摩擦力增大
三、实验题
20.某同学做”探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。
实验装置如图甲，下列操作规范的有______。
A.实验前，必须先把弹簧水平放置测量其原长
B.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
C.用直尺测得弹簧的总长度记录为弹簧的伸长量
该同学根据记录的数据进行处理，描绘出弹簧的伸长量与弹力相关的点如图乙所示：请你根据所学知识用线来拟合这些点，并根据拟合的线，回答以下问题：
根据所测得的数据和关系曲线可以判断，弹簧形变长度在范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。这种规格弹簧的劲度系数 ______；结果保留位有效数字
图线中后半部分明显偏离直线，你认为造成这种现象的主要原因是______。
用此弹簧制作成一把弹簧秤，某次测力时弹簧秤的指针位置如图丙所示，则弹力大小为 ______。
21.网课期间，小明想在家里通过实验验证“力的平行四边形定则”。他找了一重物、两根完全相同的橡皮筋、刻度尺，按如下步骤进行实验。
A.用刻度尺测出橡皮筋的原长；
B.在竖直木板上贴一张白纸，将两根橡皮筋的一端分别固定在白纸上的、两点，另一端通过一绳套连接重物，如图甲所示，记下、的方向以及两橡皮筋的长度，；
C.然后再用一根橡皮筋将重物提起，静止时测出橡皮筋的长度，记下橡皮筋的方向。
本实验涉及的物理思想方法是______。
A.等效替代法 B.控制变量法
C.理想模型法 D.微积分思想
数据处理中应该把橡皮筋的______选填“长度”或“伸长量”作为等效力的大小。
如果操作没有失误，图乙中的与两力中，方向一定沿图甲中方向的是______。
如图甲所示，保持橡皮筋方向不变，将橡皮筋绕结点逐渐沿顺时针方向转至竖直方向。此过程中，关于橡皮筋、的拉力大小的变化，下列结论正确的是______。
A.的拉力先减小后增大，的拉力逐渐增大
B.的拉力先增大后减小，的拉力逐渐减小
C.的拉力先减小后增大，的拉力逐渐减小
D.的拉力先增大后减小，的拉力逐渐增大
四、计算题
22.如图所示，将轻弹簧和轻绳的一端分别固定在半径为的竖直圆弧形框架上、两点，另一端固定在小球上，小球静止时恰好处于圆心处，此时绳与水平方向夹角为，弹簧也恰好水平，弹簧的原长为，劲度系数为。求：
弹簧的弹力大小
小球的重力大小
轻绳的拉力大小
23.一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳、骨架、弹簧劲度系数为、锁舌倾角，不计重力、锁槽以及锁头等部件组成，如图甲所示。设锁舌的表面与外壳、锁槽之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力由为压力求得。有一次放学后，当某同学用力关门时，无法将门关上，此时暗锁所处的状态如图乙所示，为锁舌与锁槽之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了。
求此时锁舌的下表面所受摩擦力的方向；
若此时门恰好处于关不上的状态，求此时锁舌与锁槽之间的压力的大小。
24.粗细均匀的直杆水平放置，球套在杆上球孔径比杆的直径略大，球用一轻绳与球相连，开始时两球处于静止状态。如图甲所示。球的质量为，球的质量为，球与杆间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。
由于球受到水平风力的作用，球与球连接的轻绳与竖直方向成一定的夹角，且球刚好要滑动，如图乙所示，求夹角和风力的大小；
若没有风力，只给球施加一个始终垂直于绳的拉力，使球缓慢地在竖直面内移动，求当球刚好要滑动时如图丙所示，绳与竖直方向的夹角和拉力的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、力的方向总是竖直向下的，从整体上看是不平行的，故A错误；
B、挂在绳上处于静止的物体，受到绳的拉力是由于绳的形变引起的，故B错误；
C、静摩擦力不仅能存在于两静止物体之间，也可以存在于两运动物体之间，比如叠放在一起，共同加速运动的木块之间，故C正确；
D、动摩擦因数与接触面的材料、粗糙程度有关，与物体运动与否无关，故D错误；
故选：。
2.【答案】
【解析】、物体静止在粗糙水平面上，但没有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误；
B、汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜坡上的静摩擦力，故B正确；
C、物体虽贴着竖直墙面，但由于自由下落，因此与竖直墙面没有压力，则没有摩擦力，故C错误；
D、瓶子被握在手中处于静止状态，依据平衡条件，则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】、弹簧一端受到的拉力大小为，则该弹簧测力计的示数为，故AB错误。
、由胡克定律得，劲度系数由弹簧本身的性质决定，与弹力无关，当不挂重物时，该弹簧的劲度系数不变，故C正确，D错误。
故选：。
弹簧的两端各受拉力，弹簧测力计的示数显示拉力的大小。弹簧比平衡时伸长了，根据胡克定律求解弹簧的劲度系数。弹簧的弹力与形变量之间的关系遵守胡克定律。公式中，是弹簧伸长的长度或压缩的长度，即是弹簧的形变量。
本题考查胡克定律，解题关键掌握胡克定律的应用，注意代表弹簧的劲度系数，与挂重物与否无关。
4.【答案】
【解析】以金属球为研究对象，分析受力情况：金属球受到重力、水平向左的风力和金属丝的拉力，作出力图如图，根据平衡条件得到：
故选：。
5.【答案】
【解析】设每个爪与锅之间的弹力为，根据对称性可知，正对的一对爪对锅的弹力的合力方向是竖直向上的，
所以四个爪对锅的弹力在竖直方向的分力大小之和等于锅的重力，设正对的一对爪之间的距离为，
根据几何关系可知，弹力与竖直方向之间的夹角的正弦值为，
在竖直方向上，根据平衡的条件可得，解得，
因为，则，所以，故A、均错误；
根据可知，越大，则越小，即越小，所以越大，则弹力越小，故C错误，D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】、对小球受力分析，如图所示：
则随着增大，细线张力逐渐增大，水平外力逐渐增大，故AB错误；
、对的整体受力分析，则轻杆的弹力为
可知，随着的增大，轻杆的弹力逐渐增大，故C正确，D错误；
故选：。
7.【答案】
【解析】根据平衡条件可知，物体处于平衡状态时合力为，速度不变，加速度为。
故ABD错误，C正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】A.后一张答题卡有相对前一张答题卡向左运动或向左运动的趋势，因此后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右，故 A错误；
B.根据公式，可得第张纸与第张纸之间的摩擦力大小为，故B正确；
C.最后一张答题卡相对摩擦片有向右运动的趋势，受到摩擦片的摩擦力向左，故 C错误；
D.对第一张答题卡，能向右运动，第一张答题卡上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力，方向向右，第一张答题卡下表面受到后一张答题卡施加的滑动摩擦力，方向向左，即有：
，为搓纸轮对前一张答题卡的压力，因为，所以，最后一张答题卡，其他答题卡整体分析可知，则，故D错误。
9.【答案】
【解析】因为，，所以，当和和2，所以B选项正确，
故选B.
10.【答案】
【解析】对木块，受力如图
水平方向，根据平衡条件，一定有静摩擦力与水平力平衡，故C错误；
A.对木块，受力如图
斜面对木块的摩擦力可能为当对向左的静摩擦力的平行斜面方向分力与重力的下滑分力平衡时为零，木块可能受个或个力作用，故A错误；
对、整体，一定受到重力、斜面支持力、水平力，如图所示
这三个力可能使整体平衡，因此斜面对、整体的静摩擦力可能为，可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，、整体可能受个或个力作用，故B正确，D错误．
故选：。
11.【答案】
【解析】将两灯笼看作一个整体，对整体受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
，
解得
，
故A正确，B错误；
对灯笼隔离分析，利用平衡条件可得
故CD错误；
故选A。
12.【答案】
【解析】小球静止，由平衡条件知，绳子拉力大小为，由于，则圆环不受杆的支持力作用，可见杆对圆环没有摩擦力，由力的合成知，轻绳对动滑轮的作用力大小，方向与竖直方向成角，斜向左下方，由牛顿第三定律知，定滑轮对轻绳作用力的方向与竖直方向成角斜向右上方，大小为。故D正确，ABC错误。
13.【答案】
【解析】A.塑性变形是一种不可自行恢复的形变，“弯弓”发生的是弹性形变，故A错误；
B.“弯弓”说明力可以改变物体的形状，故B错误；
C.人在“弯弓”的过程中对地面的压力是由于人的形变，故C正确；
D.人在“弯弓”的过程中重力方向竖直向下，故D错误。
故选C。
14.【答案】
【解析】、对的作用力大小等于的重力，方向竖直向上，故A错误；
B、的两个侧面对的弹力的合力大小为，故B错误；
C、对受力分析，根据平衡条件得，最大静摩擦力的合力大小等于，故C正确；
D、对受力分析，受到重力、的两个侧面对的两个支持力、的两个侧面对的两个摩擦力，共五个力，故D正确。
故选：。
15.【答案】
【解析】、设橡皮条的拉力大小为则有：，得：
若沿水平方向，小环只受橡皮条的拉力和，由平衡条件知：，故A正确。
B、若沿竖直方向，则有：，故B错误。
、作出小环的受力图，由三角形定则知，当时，有最小值，且最小值为：，故C错误，D正确。
故选：。
16.【答案】
【解析】、由题意可知物体、质量的比值为，则物体的质量为，其重力沿斜面的分量为，则绳子拉力大小为；
对物体、整体沿斜面方向根据平衡条件可得：，解得，因为，所以物体、均受静摩擦力，方向向下，故AB错误；
C、由于物体受到的摩擦力方向沿斜面向下，所以弹簧处于拉伸状态；
物体受到的摩擦力大小为，所以物体所受摩擦力大小为，方向沿斜面向下，故C正确；
D、根据选项可知，物体与斜面之间的最大静摩擦力，剪断弹簧瞬间，物体的重力沿斜面向下的分力为
，所以物体仍然处于静止状态，故D正确。
故选：。
17.【答案】
【解析】对球和球受力分析，如图所示：
A、球静止，、对弹力的合力和球的重力平衡，根据牛顿第三定律知：对也有弹力，即压力，故A错误；
B、由于球的质量为，则半球体和的质量应为，对于整体，根据平衡条件得：，解得：，
根据牛顿第三定律知球对地面的压力为，故B正确；
C、对于球，受力分析可知其所受摩擦力水平向右，对球同样受力分析可知其所受摩擦力水平向左，故C错误；
D、对球，根据平衡条件得：，
根据牛顿第三定律可知：球对球的弹力，
对球，根据平衡条件得：地面对的摩擦力，
联立解得：，
若增加，则增大，地面对的摩擦力也增大，故D正确。
18.【答案】
【解析】对棉包受力分析，如图所示
，
设板转动的角度为，根据正弦定理可得，当从增大到的过程中，板对棉包的支持力一直增大，根据牛顿第三定律可得棉包对板的压力一直增大，板对棉包的支持力一直减小，则棉包对板的压力一直减小，故AB错误，C正确
D.当板转过时，则，，根据牛顿第三定律可得，棉包对板的压力大小为，故 D正确。
19.【答案】
【解析】A.物体受重力和拉力而平衡，故绳子的拉力不变，故人对绳的拉力不变，故A错误；
人受重力、支持力、拉力和静摩擦力处于平衡，受力如图：
设拉力与水平方向的夹角为，根据共点力平衡得，，当人拉着绳向右跨出一步后人和物保持静止，减小，不变，则静摩擦力增大，支持力增大，而支持力与静摩擦力垂直，故静摩擦力与支持力的合力也变大，根据牛顿第三定律，人对地面作用力也就变大，故C错误，BD正确。
故选BD。
20.【答案】 超过弹簧的弹性限度
【解析】实验前，为了防止因弹簧本身的重力造成的误差，则必须先把弹簧竖直放置测量其原长，故A错误；
B.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重，但不能随意增减砝码，故B正确；
C.用直尺测得弹簧的总长度不是弹簧的伸长量，故C错误。
故选：。
根据胡克定律
变形得
图像的斜率
结合斜率的含义，图像斜率
解得弹簧的劲度系数为
图线中后半部分明显偏离直线，造成这种现象的主要原因是超过弹簧的弹性限度。
弹簧测力计的分度值为，弹力大小为。
故答案为：；；超过弹簧的弹性限度；。
21.【答案】 伸长量
【解析】该实验使两个力的作用效果和一个力产生的效果相同，涉及的物理思想是等效替代法，故A正确，BCD错误；
故选：。
橡皮筋等效为弹簧，根据胡克定律可知只有伸长量才能等效为力的大小，故数据处理中应该把橡皮筋的伸长量作为等效力的大小；
是通过作图得到的力，是用一根橡皮筋将重物提起时重物受到的拉力，和重力方向相反，故沿图甲中方向的是；
以结点为研究对象，受到重物对点的拉力等于重力、、的拉力，点处于静止状态，三个力构成矢量三角形，如图：
由图可知，保持橡皮筋方向不变，将橡皮筋绕结点逐渐沿顺时针方向转至竖直方向。此过程中，的拉力先减小后增大，的拉力逐渐减小，故C正确，ACD错误。
故选：。
故答案为：；伸长量；；。
22.【解析】弹簧的伸长量为：，
根据胡克定律可得弹簧的弹力大小为：；
以小球为研究对象，受到重力、绳子拉力和弹簧的弹力，如图所示；
根据图中几何关系可得小球的重力大小为：
轻绳的拉力大小为：。
答：弹簧的弹力大小为；
小球的重力大小为；
轻绳的拉力大小。
23.【解析】锁舌有向左运动的趋势，则锁舌的下表面所受摩擦力为静摩擦力，其方向向右；
此时门恰好处于关不上的状态，锁舌的下表面所受到的最大静摩擦力为，锁舌受到锁槽的最大静摩擦力为，正压力为，下表面的正压力为，弹簧弹力为，由平衡条件得：
又
联立解得：

24.【解析】以整体为研究对象，球受到杆的支持力等于总重，则对杆的压力为，
由于球刚好要滑动，所以风力等于杆对球的摩擦力，即；
以图乙中的球为研究对象，受到重力、风的吹力和绳子的拉力，如图所示：
根据几何关系可得：
解得：；
对球分析，受到重力、拉力和绳子拉力，如图所示，
根据平衡条件可得：，
球刚好滑动时，以整体为研究对象，受力情况如图所示上右图
根据平衡条件可得：
水平方向：，
竖直方向：
又：，
联立解得：，。
答：夹角和风力的大小分别为、；
绳与竖直方向的夹角和拉力的大小分别为、。
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