2025-2026学年教科版物理必修第一册单元测试：第三章　相互作用（含解析）

第三章　相互作用
(时间：90分钟　分值：100分)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．自行车是人类的一项伟大发明，一百多年来，经过技术人员的不断改进，现在的自行车骑起来已十分方便。自行车上需要减小摩擦力的部位是(　　)
A．轴承 B．车闸
C．轮胎 D．脚蹬
2．火箭是卫星发射的唯一工具，火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示为火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后着陆在地面上，不计火箭质量的变化。火箭着地时，火箭对地的作用力(　　)
A．大于地对火箭的作用力
B．小于地对火箭的作用力
C．大于火箭自身的重力
D．等于火箭自身的重力
3．汽车里有一水平放置的硅胶魔力贴，魔力贴上放置一质量为m的小花瓶。若汽车在水平公路上向前做匀加速直线运动，则以下说法正确的是(　　)
A．小花瓶受到的静摩擦力水平向前
B．小花瓶受到的静摩擦力不断增大
C．小花瓶所受的合力为零
D．魔力贴对小花瓶的作用力为mg
4．下列各物体均处于静止状态。图中画出的小球A所受弹力的情况，正确的是(　　)
A　　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　　D
5．(2024·吉林卷)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时(　　)
A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
6．孔明灯相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。有一盏质量为m的孔明灯升空后沿着东偏北方向匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是(重力加速度为g)(　　)
A．零
B．mg，竖直向上
C．mg，东偏北方向
D．mg，东偏北方向
7．如图所示，一个铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一个小球，开始时细线竖直。现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止。则在这一过程中(　　)
A．水平拉力F先变小后变大
B．细线的拉力不变
C．铁架台对地面的压力变大
D．铁架台所受地面的摩擦力变大
8．如图所示，物体A在竖直向上的拉力F作用下静止在斜面上。对物体A受到作用力个数的判断，不正确的是(　　)
A．物体A可能受到2个力作用
B．物体A可能受到4个力作用
C．物体A可能受到3个力作用
D．物体A不可能受到5个力作用
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．以下是生活中常见的几种现象，物体因为受力而改变运动状态的是(　　)
A．用力揉面团，面团形状发生变化
B．篮球撞在篮板上被弹回
C．用力握小皮球，小皮球瘪了
D．一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞
10．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态。若弹簧的弹力F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是(　　)
A．1 N和6 N B．5 N和6 N
C．1 N和2 N D．5 N和2 N
11．如图所示，两个完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上，下列关于小球受力的说法正确的是(　　)
A．小球的重力在乙种情况下不产生对斜面的作用效果
B．小球均受重力、斜面的弹力、挡板的弹力
C．小球受到挡板的作用力的大小、方向均相同
D．撤去挡板，小球所受的合力方向将沿斜面向下
12．如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为圆弧的柱状物体A，物体A的左端紧靠竖直墙壁，物体A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态。若把物体A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则(　　)
A．球B对墙壁的压力减小
B．物体A与球B之间的作用力增大
C．地面对物体A的摩擦力减小
D．物体A对地面的压力不变
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(10分)(1)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，以下说法正确的是________(填字母序号，下同)。
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用刻度尺测量的弹簧长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长l0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l，把(l－l0)作为弹簧的伸长量x，这样操作，最后画出的图线可能是如图所示的________。
A　　　　　　　　　 　　B
C　　　　　　　　　　 　D
14．(10分)在“探究弹簧弹力与伸长量之间关系”的实验中，所用装置如图甲所示，将轻弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，其总长度通过刻度尺测得，某同学将实验数据列于下表中。
总长度x/cm 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
弹力F/N 2.00 3.99 6.00 8.01 10.00
(1)以x为横坐标，F为纵坐标，在图乙的坐标纸上描绘出弹簧的弹力大小与弹簧总长度间的关系图线。
(2)由图线求得弹簧的原长为____cm，劲度系数为________N/m。
15．(12分)如图所示，杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面叠合梁斜拉桥。挺拔高耸的208 m主塔似一把利剑直刺苍穹，塔的两侧由32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力都是3×104 N，那么它们这对钢索对塔柱形成的合力有多大？方向如何？
16．(12分)如图所示，当水平拉力F＝40 N时，质量为m＝10 kg的木板可以在水平面上匀速前进。若在木板上再放一个质量为M的铁块，为使它们匀速前进，需施加的水平拉力为60 N。求木板与地面间的动摩擦因数和铁块的质量M。(取g＝10 m/s2)
17．(16分)某同学表演魔术时，将一小型条形磁体藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球“指手画脚”，结果小球在他“神奇的功力”下飘动起来。假设当隐藏的磁体位于小球Q的左上方某一位置C(CS竖直，∠QCS＝30°)时，金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°，此时小球静止，如图所示。已知小球的质量为m，该同学(含磁体)的质量为M，重力加速度为g，则此时：
(1)悬挂小球的细线上拉力大小为多少？
(2)该同学受到的地面支持力和摩擦力的大小各为多少？
第三章　相互作用
(时间：90分钟　分值：100分)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．自行车是人类的一项伟大发明，一百多年来，经过技术人员的不断改进，现在的自行车骑起来已十分方便。自行车上需要减小摩擦力的部位是(　A　)
A．轴承 B．车闸
C．轮胎 D．脚蹬
2．火箭是卫星发射的唯一工具，火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示为火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后着陆在地面上，不计火箭质量的变化。火箭着地时，火箭对地的作用力(　C　)
A．大于地对火箭的作用力
B．小于地对火箭的作用力
C．大于火箭自身的重力
D．等于火箭自身的重力
3．汽车里有一水平放置的硅胶魔力贴，魔力贴上放置一质量为m的小花瓶。若汽车在水平公路上向前做匀加速直线运动，则以下说法正确的是(　A　)
A．小花瓶受到的静摩擦力水平向前
B．小花瓶受到的静摩擦力不断增大
C．小花瓶所受的合力为零
D．魔力贴对小花瓶的作用力为mg
4．下列各物体均处于静止状态。图中画出的小球A所受弹力的情况，正确的是(　C　)
A　　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　　D
5．(2024·吉林卷)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时(　C　)
A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
6．孔明灯相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。有一盏质量为m的孔明灯升空后沿着东偏北方向匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是(重力加速度为g)(　B　)
A．零
B．mg，竖直向上
C．mg，东偏北方向
D．mg，东偏北方向
7．如图所示，一个铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一个小球，开始时细线竖直。现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止。则在这一过程中(　D　)
A．水平拉力F先变小后变大
B．细线的拉力不变
C．铁架台对地面的压力变大
D．铁架台所受地面的摩擦力变大
8．如图所示，物体A在竖直向上的拉力F作用下静止在斜面上。对物体A受到作用力个数的判断，不正确的是(　　)
A．物体A可能受到2个力作用
B．物体A可能受到4个力作用
C．物体A可能受到3个力作用
D．物体A不可能受到5个力作用
C　解析：若F＝mg，则物体受到重力和拉力F两个力作用；若F二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．以下是生活中常见的几种现象，物体因为受力而改变运动状态的是(　　)
A．用力揉面团，面团形状发生变化
B．篮球撞在篮板上被弹回
C．用力握小皮球，小皮球瘪了
D．一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞
BD　解析：“面团形状发生变化”和“小皮球瘪了”都说明物体因受力改变了形状，“篮球撞在篮板上被弹回”，说明力改变了篮球的运动方向，“一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞”，灰尘由静止到运动，说明力改变了物体的运动速度，运动方向和运动速度大小的改变都属于运动状态的改变，故选B、D。
10．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态。若弹簧的弹力F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是(　　)
A．1 N和6 N B．5 N和6 N
C．1 N和2 N D．5 N和2 N
AD　解析：若弹簧处于压缩状态，由平衡条件分别对两个物体有T＋F＝GA，N＝F＋GB，解得T＝1 N，N＝6 N，A正确；若弹簧处于拉伸状态，由平衡条件得T＝F＋GA，N＋F＝GB解得T＝5 N，N＝2 N，D正确。
11．如图所示，两个完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上，下列关于小球受力的说法正确的是(　　)
A．小球的重力在乙种情况下不产生对斜面的作用效果
B．小球均受重力、斜面的弹力、挡板的弹力
C．小球受到挡板的作用力的大小、方向均相同
D．撤去挡板，小球所受的合力方向将沿斜面向下
BD　解析：小球均受重力、斜面的弹力、挡板的弹力，故B正确；撤去挡板后，小球受力的大小、方向也随之发生变化，甲、乙两种情况下，若撤去挡板，小球所受的合力大小均为mg sin θ，方向沿斜面向下，故D正确；根据物体处于平衡状态的受力特点知，甲、乙两种情况下，小球受挡板作用力的方向分别为水平向右和沿斜面向上，故C错误；乙种情况下，小球的重力按实际作用效果可分解为使小球挤压斜面的力和使小球挤压挡板的力，故A错误。
12．如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为圆弧的柱状物体A，物体A的左端紧靠竖直墙壁，物体A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态。若把物体A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则(　　)
A．球B对墙壁的压力减小
B．物体A与球B之间的作用力增大
C．地面对物体A的摩擦力减小
D．物体A对地面的压力不变
ACD　解析：设物体A对球B的支持力为F1，竖直墙壁对球B的弹力为F2，F1与竖直方向的夹角θ因物体A右移而减小，对球B受力分析如图所示。由共点力平衡条件得F1cos θ＝mBg，F1sin θ＝F2，解得F1＝，F2＝mBgtan θ，θ减小，F1减小，F2减小，由牛顿第三定律可知，选项A正确，B错误；对A、B整体受力分析可知，水平方向上地面对物体A的摩擦力f＝F2，因F2减小，故f减小，选项C正确；竖直方向上地面对整体的支持力N＝(mA＋mB)g，与θ无关，即物体A对地面的压力不变，选项D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(10分)(1)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，以下说法正确的是________(填字母序号，下同)。
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用刻度尺测量的弹簧长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长l0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l，把(l－l0)作为弹簧的伸长量x，这样操作，最后画出的图线可能是如图所示的________。
A　　　　　　　　　 　　B
C　　　　　　　　　　 　D
解析：(1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，来改变对弹簧的拉力，以探究弹力和弹簧伸长量的关系。弹簧不能超出弹性限度；测量长度时，弹簧应处于平衡状态；用刻度尺测量的长度为原长加伸长量；在进行数据处理时，应用图像法。故A、B正确。
(2)由于未考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以选C。
答案：(1)AB　(2)C
14．(10分)在“探究弹簧弹力与伸长量之间关系”的实验中，所用装置如图甲所示，将轻弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，其总长度通过刻度尺测得，某同学将实验数据列于下表中。
总长度x/cm 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
弹力F/N 2.00 3.99 6.00 8.01 10.00
(1)以x为横坐标，F为纵坐标，在图乙的坐标纸上描绘出弹簧的弹力大小与弹簧总长度间的关系图线。
(2)由图线求得弹簧的原长为____cm，劲度系数为________N/m。
解析：(1)描点作图，如图所示：
(2)由胡克定律推论ΔF＝kΔx可得k＝＝ N/cm＝200 N/m，
再由胡克定律得F＝k(x－L0)，
解得L0＝x－＝0.05 m－ m＝0.04 m＝4 cm。
答案：(1)见解析图　(2)4　200
15．(12分)如图所示，杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面叠合梁斜拉桥。挺拔高耸的208 m主塔似一把利剑直刺苍穹，塔的两侧由32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力都是3×104 N，那么它们这对钢索对塔柱形成的合力有多大？方向如何？
解析：把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们的合力，如图所示。由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下。
根据这个平行四边形是一个菱形的特点，可知合力F＝2F1cos 30°＝2×3×104× N＝5.2×104 N。
答案：5.2×104 N　方向竖直向下
16．(12分)如图所示，当水平拉力F＝40 N时，质量为m＝10 kg的木板可以在水平面上匀速前进。若在木板上再放一个质量为M的铁块，为使它们匀速前进，需施加的水平拉力为60 N。求木板与地面间的动摩擦因数和铁块的质量M。(取g＝10 m/s2)
解析：当拉力F＝40 N时，滑动摩擦力f＝40 N，
木板对水平地面的压力N＝mg＝100 N，
由f＝μN得动摩擦因数μ＝＝0.4，
当拉力F′＝60 N时，木板对水平面的压力N′＝(m＋M)g，摩擦力f′＝60 N，
再由f′＝μN′解得M＝5 kg。
答案：0.4　5 kg
17．(16分)某同学表演魔术时，将一小型条形磁体藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球“指手画脚”，结果小球在他“神奇的功力”下飘动起来。假设当隐藏的磁体位于小球Q的左上方某一位置C(CS竖直，∠QCS＝30°)时，金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°，此时小球静止，如图所示。已知小球的质量为m，该同学(含磁体)的质量为M，重力加速度为g，则此时：
(1)悬挂小球的细线上拉力大小为多少？
(2)该同学受到的地面支持力和摩擦力的大小各为多少？
解析：(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，则由平衡条件得
T sin 30°＝FC sin 30°，FC cos 30°＋T cos 30°＝mg，
甲
乙
解得T＝FC＝mg。
(2)以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，有f＝T sin 30°，
N＋T cos 30°＝(M＋m)g，
将T值代入解得f＝mg，N＝Mg＋mg。
答案：(1)mg　(2)Mg＋mg　mg
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