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

人教版必修一第三章相互作用——力
一、单选题
1.将足球放在蹦床上，当足球与蹦床均静止时，下列说法正确的是( )
A. 足球对蹦床有向下的压力，是因为足球发生了弹性形变
B. 蹦床对足球有向上的支持力，是因为足球发生了弹性形变
C. 如果足球的气打得更足一点，足球可能不发生形变
D. 由于足球太轻，所以蹦床不会发生形变
2.如图所示，下列四种情景中，物体球或杆均处于静止状态，它与外界的接触面接触点均光滑，物体所受弹力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示，手机斜放在磁吸式手机架上处于静止状态，关于手机受力，下列说法正确的是( )
A. 手机受三个力作用
B. 手机受到的磁力小于手机对支架的压力
C. 磁力越大，手机受到支架的摩擦力越大
D. 手机面与水平面夹角变化，手机受到的磁力大小一定会变化
4.鸟类随季节迁移是它们的生存法则，如图是一只小鸟秋季返回南方过冬迁移过程中停在竹枝上休息而使得竹枝发生弯曲，若小鸟保持静止状态，下列说法正确的是( )
A. 竹枝对小鸟的支持力方向沿竹枝指向右上方
B. 竹枝对小鸟的支持力是由于竹枝发生形变产生的
C. 小鸟对竹枝的压力大于竹枝对小鸟的支持力
D. 竹枝弯曲是因为小鸟的重力大于竹枝对小鸟的作用力
5.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. A、整体可能受个或个力作用
6.如图所示，某同学将两根完全相同的轻质弹簧按甲图方式悬挂质量为的物块，测得静止时弹簧总长为，再将两根弹簧分别以乙和丙的方式悬挂两个物块，测得两种方式中的弹簧总长分别为、，则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，两块相互垂直的光滑挡板、，竖直放置，小球、固定在轻弹簧的两端，水平力作用于时，、紧靠挡板处于静止状态．现缓慢推动球向左移动一小段距离，则( )
A. 弹簧长度不变 B. 挡板的支持力变大
C. 力变小 D. 对挡板的压力增大
8.如图所示，质量为的小朋友坐在长木板上，长木板放在水平地面上，力传感器固定在墙上，小朋友与力传感器之间通过轻绳相连。现施加外力拉木板，图为力传感器记录的图像，重力加速度取。下列判断正确的是( )
A. 小朋友与木板间的动摩擦因数为
B. 由图知木板是匀速拉出的
C. 木板和小朋友之间的最大静摩擦力为
D. 若让小朋友抱一物体，图中的峰值不变
9.石墩路障在生活中很常见，对于保障行车安全和管制交通秩序发挥重要作用。如图甲所示，工人用叉车将一球形石墩路障运送至目的地，拉动装置的结构简易图如图乙所示，，两叉车臂相互平行且间距等于石墩半径。在水平匀速拉动叉车的过程中，叉车臂与水平方向夹角维持为。不计球形石墩表面摩擦，则单个叉车臂受到石墩的压力大小为石墩重力为( )
A. B. C. D.
10.如图所示，起重机用四根等长钢索将一块重吨的水平钢板吊起，匀速上升已知每根钢索与竖直方向的夹角为，，，重力加速度取则每根钢索受到的拉力为( )
A. B. C. D.
11.如图所示，某款手机支架由“”形挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其、部分相互垂直，可绕点的轴在竖直面内自由调节，不计手机与挡板间的摩擦。调整支架。稍微增大部分的倾角，下列说法正确的是( )
A. 手机对部分的压力增大 B. 手机对部分的压力增大
C. 手机对支架的作用力增大 D. 支架对手机的作用力减小
12.生活中有人坐凳子时习惯翘凳子，如图所示，人坐在放置于水平地面上的凳子上，用脚向左蹬地使凳子倾斜一定角度，当人与凳子整体静止时，下列说法正确的是( )
A. 脚对地面的摩擦力水平向右
B. 地面对凳子的摩擦力水平向左
C. 若凳子倾斜的角度缓慢变大，地面对人与凳子整体的支持力变大
D. 若凳子倾斜的角度缓慢变大，凳子受到的合力变大
13.某斧头砍木块，刃部进入木块的截面如图所示，刃部左侧面与右侧面的夹角为，右侧面与木块水平表面垂直，斧头对木块的作用力竖直向下。当斧头刃部右侧面对木块的推力大小为时，斧头刃部左侧面对木块的推力大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题
14.如图所示为两个大小不变、夹角变化的力的合力的大小与角之间的关系图像，下列说法中正确的是( )
A. 合力大小的变化范围是
B. 合力大小的变化范围是
C. 这两个分力的大小分别为和
D. 这两个分力的大小分别为和
15.如图所示，轻绳的一端与质量为的物块连接，另一端跨过光滑定滑轮与轻绳拴接于点，与水平方向成角的力作用在点，质量为的物块恰好与地面间没有作用力，已知，定滑轮右侧的轻绳与竖直方向的夹角也为、重力加速度为，当从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动的过程中，结点、的位置始终保持不变，则下列说法正确的是( )
A. B. 地面对物块的支持力变大
C. 力先减小后变大 D. 的最小值为
16.某同学用张相同的卡片玩游戏。如图所示，他将全部卡片整齐地叠放在水平桌面上，用一手指以竖直向下的恒力压第张卡片，并以一定速度向右移动手指，确保第张卡片与第张卡片之间有相对滑动。假设每张卡片的质量均为，卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为，手指对第张卡片的摩擦力大小为，第张卡片对第张卡片的摩擦力大小为，第张卡片对第张卡片的摩擦力大小为，以此类推。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。在手指匀速向右运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 一定等于 B.
C. 若增大和，则第张卡片可能会动 D. 若增大和，则第张卡片保持静止
17.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
18.如图，，两物体叠放在水平地面上，已知，的质量分别为、，，之间及与地面之间的动摩擦因数均为。一轻绳一端系住物体，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为。用外力将物体向右拉出，在这一过程中，取( )
A. 物体受到个力作用 B. 绳的拉力大于
C. 、间的摩擦力小于 D. 地面对的摩擦力大小为
19.如图所示，将一劲度系数为的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为的半球形容器的底部处为球心，竖直，弹簧另一端与质量为的小球相连，小球静止于点，与水平方向的夹角为。若换为与质量为的小球相连，小球将静止于点图中未画出，重力加速度为，下列说法正确的是 ( )
A. 容器对小球的作用力大小为
B. 弹簧对小球的作用力大于对小球的作用力
C. 弹簧的原长为
D. 的长度为
三、实验题
20.小李为了测定木块与木板间的动摩擦因数，他用如图甲所示的实验装置进行了实验，用水平力向右拉木板，使其水平向右运动。已知木块的质量为，重力加速度大小取。
弹簧测力计示数稳定后的放大情况如图乙所示，弹簧测力计的示数为 。
小李同学拉动木板时 填标号。
A.只能匀速拉动
B.只能加速拉动
C.匀速拉动或加速拉动都可以
木块与木板间的动摩擦因数为 保留位有效数字。
21.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的自然长度为，在图中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力、的共同作用，处于点，橡皮条伸长的长度为。撤去、，改用一个力单独拉住小圆环，如图所示，仍然使它处于点。力单独作用，与、共同作用的效果是一样的，都能使小圆环在点保持静止。
本实验采用的科学方法是 ；
A.理想实验法 控制变量法
C.等效替代法 建立物理模型法
关于此实验，下列说法中正确的是 ；
A.弹簧测力计的读数越大越好，且一定要取整数
B.两个分力、的方向要垂直，便于合力计算
C.两次拉橡皮筋时，只需保证橡皮筋伸长量相同即可
D.拉橡皮筋时，弹簧秤，橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
E. 拉橡皮筋时，只需记录弹簧测力计读数即可
甲同学在某次实验中，记录了拉力、的大小及方向，并将它们的图示作在如图所示的方格纸中，已知方格纸每个正方形小格的边长代表。请你在答题卡对应的图中利用作图法作出、的合力 ，并由图可得的大小为 ；
乙同学用力的图示法分别描述、、的大小及方向，以、为邻边，作平行四边形，得其对角线为，如图所示。则力、合力的理论值是 ，实际测量值是 。以上两空选填“”或“”
四、计算题
22.如图，物体所受重力为，用细绳悬于点，绳所能承受的最大拉力为。现用细绳绑住绳的点，再用缓慢增大的水平力牵引点，当段刚被拉断时，绳的拉力为多少？
23.如图所示，质量为的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角时，不论水平恒力多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：
物体与斜面间的动摩擦因数；
这一临界角的大小．
24.一个质量、倾角的斜面放置在水平面上，其右端有一个固定于水平面上的光滑竖直杆，一段长度不变的轻绳绕过固定于斜面顶端的轻质滑轮不计绳与滑轮之间摩擦，一端连接停放在斜面上的物体上面，另一端连接在穿过竖直杆的物块上，轻绳与斜面平行，与竖直杆之间的夹角，和斜面都处于静止状态，物体的质量为，物块的质量为，与斜面间动摩擦因数，设受到最大静摩擦力等于滑动摩擦力，正力加速度，。求：
受到的摩擦力；
斜面对地面的压力大小；
若将斜面向左缓慢移动，直到物体恰好相对斜面静止不动时停止移动，此时斜面仍然能够保持静止状态，求绳和竖直杆之间夹角的余弦值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】足球对蹦床有向下的压力，是施力物体形变引起的，即足球发生了弹性形变，故A正确；
B.蹦床对足球有向上的支持力，是施力物体蹦床发生了弹性形变，故B错误；
足球的气打得更足一点或者足球太轻，都会产生形变，只是发生的是不明显的形变，故C、D错误．
2.【答案】
【解析】A.如果存在，球将无法平衡，A错误；
B.物体受到两个力平衡，所以杆给物体的作用力竖直向上才能与重力平衡，B错误；
C.杆的左端点与曲面接触，根据弹力方向垂直接触面指向受力物体，所以应指向圆心，C错误；
D.物体只受到重力和拉力，才能保持平衡，如果斜面存在支持力，物体将无法保持平衡，D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】A.手机受重力、支持力、摩擦力及磁力四个力的作用，故A错误
B.根据力的平衡，即手机受到的磁力小于手机对支架的压力，故B正确
C.由于是静摩擦力，始终等于，故C错误
D.手机面与水平面夹角变化，但手机始终与支架保持静止，磁力大小不变，故 D错误。
4.【答案】
【解析】A.竹枝对小鸟的支持力方向垂直竹枝指向右上方，故A错误；
B.竹枝对小鸟的支持力是由于竹枝发生形变产生的，故B正确；
C.小鸟对竹枝的压力和竹枝对小鸟的支持力是相互作用力，大小相等，故C错误；
D.小鸟保持静止状态，由平衡条件可知，小鸟的重力等于竹枝对小鸟的作用力，故D错误。
5.【答案】
【解析】对木块，受力如图
水平方向受平衡力，因此一定有静摩擦力与水平力平衡，故错误；
对木块，受力如图
其中斜面对木块的摩擦力可能为，因此木块可能受个或个力作用，故错误；
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，故正确，错误．
故选。
6.【答案】
【解析】物块均静止，说明该状态下物体的受力平衡，
则甲图中弹簧拉力，
可以得到形变量满足
乙图中弹簧拉力，，
可以得到形变量满足
丙图中弹簧拉力，，
可以得到形变量满足
，，，
综上可得，故B正确。
7.【答案】
【解析】隔离分析受力，设此时弹簧弹力与水平方向的夹角为，如图甲所示，由力的平衡条件可得，，将小球稍微向左水平移动一小段距离，若小球保持静止，则将增大，则减小，减小，根据牛顿第三定律，对挡板的压力减小，根据胡克定律可知弹簧的形变量变小，所以弹簧长度变长，故 AD错误；
对、整体受力分析，如图乙所示，由共点力的平衡条件可知，将向左移动一小段距离后，挡板对的支持力大小始终和、的总重力大小相等，保持不变，力减小，故 B错误，C正确．
8.【答案】
【解析】
C.由图可知，小朋友和木板间的最大静摩擦力为，C正确；
A.滑动摩擦力约为，根据可得，A错误；
B.传感器固定不动，小朋友保持静止，传感器示数即为小朋友受到的摩擦力大小，与木板的运动状态无关，B错误；
D.让小朋友抱一物体，小朋友和木板间的弹力增大，则小朋友与木板间的最大静摩擦力增大，峰值增大，D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】从侧面观察运载中的石墩，其受力分析如图甲所示，由平衡条件有。从正面观察运载的石墩，黑色部分为两条叉车臂，石墩受力分析如图乙所示，为单个叉车壁对石墩的支持力，则有，由牛顿第三定律可知单个叉车壁受到石墩的压力为，故B正确。
10.【答案】
【解析】设一根钢索对钢板的拉力为，对钢板，根据平衡条件，解得，根据牛顿第三定律，每根钢索受到的拉力为故选A．
11.【答案】
【解析】设 与 分别是与对手机的支持力，与水平方向的夹角为 ，由平行四边形定则得
稍微增大部分的倾角 ，则 减小， 增大。由牛顿第三定律可知，手机对部分的压力减小，手机对部分的压力增大。故A错误，B正确；
稍微增大部分的倾角， 与 之间的夹角不变，两者的合力 不变，即支架对手机的作用力始终与手机的重力大小相等，方向相反。根据牛顿第三定律可知，手机对支架的作用力不变。故CD错误。
故选B。
12.【答案】
【解析】A、脚向左蹬地使凳子翘起来，所以地面对脚的摩擦力水平向右，脚对地面的摩擦力水平向左， A错误
、由整体平衡可知，地面对凳子的摩擦力水平向左，支持力始终等于整体重力，B正确、C错误
D、凳子始终是平衡状态，所以合力始终为， D错误。
13.【答案】
【解析】设木块对斧头刃部左侧面的作用力大小为，对斧头，由平衡条件：，解得，由牛顿第三定律知，斧头刃部左侧面对木块的推力大小为，故选B。
14.【答案】
【解析】、由题图可知，当两分力夹角为时，两分力的合力为，则有
而当两分力夹角为时，两分力的合力为，则有
联立解得这两个分力大小分别为、，故C正确，D错误。
、当两个分力方向相同时，合力最大，为；当两个分力方向相反时，合力最小，为，合力在最大值与最小值之间，即合力大小的变化范围是，故A错误，B正确。
15.【答案】
【解析】A、对受力分析，由平衡条件可知，可知，故A正确；
、受力分析如图
从图中所示的状态顾时针转动的过程中，力先减小后变大，轻绳的拉力变小，所以地面对物块支持力变大，故BC正确。由图可知的最小值为，故D错误。
故选ABC。
16.【答案】
【解析】A、如果第一张卡片与手指之间没有相对滑动，那么第一张卡片匀速向右运动，第一张卡片受到手指向前的摩擦力和第张卡片向后的摩擦力大小为，此时根据平衡条件可知，若手指与第一张卡片之间发生了相对滑动，第一张卡片没有做匀速运动，则不等于，故A错误；
B、第张卡片处于静止状态，根据平衡条件以及滑动摩擦力公式可知，，所以，故B正确；
C、第张卡片能给第张卡片向前的最大摩擦力为，而第张卡片对第张卡片的最大静摩擦力为，所以无论怎么增大和，则第张卡片都不可能会动，故C错误；
D、同理可知若增大和，则第张卡片保持静止，故D正确。
故选BD。
17.【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。
18.【答案】
【解析】分析受力：竖直向下的重力、对的支持力、绳的拉力、对的摩擦力，共个力，故A正确；
B.分析、的受力如图所示，建立直角坐标系：
由题意知，始终静止，故在轴方向上有
在轴方向上有
而
联立可得，，；
即绳的拉力大小为，故B错误；
C.、间的摩擦力为，小于，故C正确；
D.在轴方向上有
又，
联立以上式子代入数据求得，故D错误。
19.【答案】
【解析】C.对质量为的小球，受重力、支持力和弹簧的弹力而平衡，如图所示：
根据平衡条件，有：；故弹簧的原长为：，故C错误；
当改为质量为的球后，
根据三角形相似，，球与弹簧间的弹力变大，设与水平方向的夹角为，则：弹力，
长度，根据胡克定律，有：，联立解得：，，故AD正确，B错误。
20.【答案】
【解析】由图乙可知，弹簧测力计最小刻度为，估读一位，读数为。
该实验只需要木板相对木块向右运动即可，所以匀速或变速均可以。
故选C。
对木块受力分析，水平方向有，竖直方向有，根据，解得。
21.【答案】
【解析】用一个力 将小圆环拉到点，与两个力、的共同作用效果完全相同，属于等效替代法，故C正确，ABD错误。
弹簧测力计的读数适当大些，不是越大越好，故A错误；
B.两个分力、的方向不是必须垂直，分力夹角适当大些，便于作图，误差可以小些，故B错误；
C.两次拉橡皮条时，都要使橡皮条沿的方向从点伸长到点，故C错误；
D.为了作图的精确性，拉橡皮条时，弹簧秤，橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，故D正确。
E. 拉橡皮筋时，不仅记录弹簧测力计读数，还需记录拉力的方向，故E错误。
如图所示：
，
由图可知的大小为；
用一个力 单独拉住小圆环，所以 是实际的作用力，是合力的实际测量值，而是利用作图法作出的、的合力，是理论值。
22. 【解析】当物体缓慢运动时，可以认为物体处于平衡状态。选点作为研究对象，绳刚拉断时，受力分析如图所示：
由题知，、，
由平衡条件知，的拉力大小 。
23.【解析】斜面倾角为时，物体恰能匀速下滑，满足
解得
设斜面倾角为，由匀速直线运动的条件：
，
解得：
当，即时，，
即“不论水平恒力多大”，都不能使物体沿斜面向上滑行此时，临界角
24.【解析】隔离，受力分析如图所示
由平衡条件得，
隔离，受力分析如图所示
由于
根据平衡条件可判断，受到斜面的摩擦力方向沿斜面向上。
受到斜面的摩擦力大小为
将斜面、滑轮与看成一个整体，由平衡条件得，
由牛顿第三定律可得，斜面对地面压力大小
设绳的拉力大小为 ，则
解得
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