2023-2024学年高中物理必修一 第三章　相互作用-力 章末检测试卷 含解析

第第页2023-2024学年高中物理必修一第三章相互作用——力章末检测试卷（含解析）第三章相互作用——力章末检测试卷

(满分：100分)

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1．(2023·扬州市江都区丁沟中学高一期中)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是()

A．物体对桌面的压力是物体发生形变而产生的

B．地球对物体的重力作用在重心，重心就是物体的几何中心

C．由μ＝可知，动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与压力成反比

D．人推自行车在水平路面上前进，自行车前轮受到的摩擦力方向向后，后轮受到的摩擦力方向向前

2.(2023·盐城市响水中学高一校考期中)如图所示，放在水平地面上的质量为m的物体，与地面间的动摩擦因数为μ，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，则()

A．弹簧的伸长量为

B．弹簧的伸长量为

C．物体受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力

D．弹簧对物体的拉力与物体对弹簧的拉力是一对平衡力

3.(2022·淮安市高一期末)人们出行常用打车软件呼叫快车，快车司机为方便操作手机，用支架将手机固定在汽车中控台上方，如图所示。某次司机接单后去目的地接乘客，在汽车匀速直线行驶阶段，手机支架对手机的作用力为F，则下列说法正确的是()

A．F方向竖直向上

B．F方向与汽车运动方向相同

C．F大小小于手机重力

D．F大小大于手机重力

4.(2022·黔东南州高一期末)一字马挑战赛爆红网络，如图为一女士在走廊里用腿支撑墙，使自己静止于两墙之间的一字马表演。下列说法正确的是()

A．人总共受到3个力作用

B．人蹬墙壁的弹力越大，墙壁对人的摩擦力也越大

C．墙壁对人的摩擦力大小等于人的重力大小

D．若换一双鞋底更粗糙的运动鞋，墙壁对人的摩擦力也变大

5.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，木板一直静止，那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为()

A．μ2mgμ1Mg

B．μ2mgμ2mg

C．μ2mgμ1(m＋M)g

D．μ2mgμ1Mg＋μ2mg

6.(2023·江苏高一统考期中)水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一重力为G＝100N的重物，∠CBA＝30°，如图所示，则滑轮受到轻绳的作用力的大小为()

A．50NB．50NC．100ND．100N

7．(2023·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°，重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则()

A．F1＝mg，F2＝mg

B．F1＝mg，F2＝mg

C．F1＝mg，F2＝mg

D．F1＝mg，F2＝mg

8.(2022·绵阳市一模)校园大扫除中，某同学用方向沿杆向下、大小为50N的力推拖把，拖把恰好沿水平地面匀速运动，拖把杆与水平面的夹角始终为60°，拖把(含杆)总重约10N。则地面()

A．对拖把的支持力大小为30N

B．对拖把的支持力大小为25N

C．与拖把之间的摩擦力大小为25N

D．与拖把之间的摩擦力大小为35N

9.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个表面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，则把A向右缓慢移动少许的过程中，下列判断正确的是()

A．球B对墙的压力增大

B．球B对柱状物体A的压力增大

C．地面对柱状物体A的摩擦力不变

D．地面对柱状物体A的支持力不变

10.(2022·重庆市高一期末)如图所示，质量为2M的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则()

A．绳PO的拉力大小为mg

B．C受到的摩擦力大小为mg

C．A受到的摩擦力大小为mg

D．地面对C的摩擦力大小为μ(M＋m)g

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11．(15分)(2023·南通市高一统考期末)如图甲为轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的原长为GE。某同学利用如图乙、丙所示的实验装置完成了“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。

(1)下列关于“替代”说法正确的是________；

A．GE间的橡皮条可以用细绳替代

B．小圆环与弹簧测力计间相连的细绳可以用橡皮条替代

C．两个弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用替代

(2)下列操作正确的是________；

A．乙图中实验时两细绳必须垂直

B．应在细绳下用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向

C．橡皮条的反向延长线必须在F1、F2的角平分线上

D．在读取弹簧测力计的示数时必须正视弹簧测力计刻度板

(3)某同学在实验的乙图中读得弹簧测力计F1、F2的读数分别为2.00N、2.40N，丙图弹簧测力计的示数如丙右侧放大图所示，读数为________N，请在图丁中，根据弹簧测力计F1、F2的数据，选好标度作图完成该同学未完成的实验处理。

(4)若两个弹簧测力计的读数分别为3.00N、4.00N，且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测出它们的合力。

12．(8分)木块A、B质量分别为mA＝2kg，mB＝3kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.3；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为200N/m，A、B在水平地面上静止，如图所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2。求：

(1)木块A受地面摩擦力的大小和方向；

(2)突然给B施加一个水平向右、大小为10N的拉力的瞬间，木块B所受摩擦力的大小和方向。

13．(8分)(2022·宿迁中学高二校考期中)如图所示，重物A被绕过滑轮P的细线所悬挂，滑轮P被一根细线系于天花板上的O点，O点处安装一力传感器(未画出)。质量为10kg的物块B放在粗糙的水平桌面上，O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物块，aO′、bO′与cO′夹角如图所示。细线、滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态。若O点处安装的力传感器显示受到的拉力是F0＝20N，物块B与水平桌面之间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。求：

(1)重物A的质量；

(2)重物C的质量和桌面对物块B的摩擦力大小。

14.(13分)居民楼改造需要把建材吊运到楼顶。如图所示，建材的质量m＝10kg，缓慢吊运过程中，静止站在地面上的工人将建材拉离墙面一定距离，某时刻轻绳OA、OB与竖直方向的夹角分别为α＝30°、β＝60°，g取10m/s2。求该时刻：

(1)轻绳OA、OB的拉力大小；

(2)站在地面上的工人受到地面的摩擦力。

15．(16分)(2023·南京航空航天大学苏州附属中学高一期中)如图所示，倾角为θ＝30°、质量为20kg的斜面体C置于水平地面上，质量为8kg的小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与质量也为8kg的物块A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，物块B与斜面间的动摩擦因数为0.8，重力加速度g＝10m/s2，A、B、C都处于静止状态。求：

(1)斜面体对B的支持力；

(2)斜面体对B的摩擦力；

(3)斜面体对地面的压力和摩擦力。

章末检测试卷(第三章)

(满分：100分)

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1．(2023·扬州市江都区丁沟中学高一期中)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是()

A．物体对桌面的压力是物体发生形变而产生的

B．地球对物体的重力作用在重心，重心就是物体的几何中心

C．由μ＝可知，动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与压力成反比

D．人推自行车在水平路面上前进，自行车前轮受到的摩擦力方向向后，后轮受到的摩擦力方向向前

答案A

解析物体对桌面的压力是物体发生形变而产生的，故A正确；物体各部分均受重力，重心只是各部分所受重力的等效作用点，它不一定在物体的几何中心上，故B错误；动摩擦因数与物质材料及接触面粗糙程度有关，与滑动摩擦力及压力均无关，故C错误；人推自行车在水平路面上前进时，前后轮均相对地面向前运动，故前轮受的摩擦力向后，后轮受的摩擦力向后，故D错误。

2.(2023·盐城市响水中学高一校考期中)如图所示，放在水平地面上的质量为m的物体，与地面间的动摩擦因数为μ，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，则()

A．弹簧的伸长量为

B．弹簧的伸长量为

C．物体受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力

D．弹簧对物体的拉力与物体对弹簧的拉力是一对平衡力

答案B

解析物体在水平方向做匀速直线运动，由平衡条件得μmg＝kx，解得弹簧的伸长量x＝，故A错误，B正确；物体受到的支持力与它对地面的压力分别作用在物体和地面上，所以这两个力不是一对平衡力，故C错误；弹簧对物体的拉力与物体对弹簧的拉力是一对相互作用力，故D错误。

3.(2022·淮安市高一期末)人们出行常用打车软件呼叫快车，快车司机为方便操作手机，用支架将手机固定在汽车中控台上方，如图所示。某次司机接单后去目的地接乘客，在汽车匀速直线行驶阶段，手机支架对手机的作用力为F，则下列说法正确的是()

A．F方向竖直向上

B．F方向与汽车运动方向相同

C．F大小小于手机重力

D．F大小大于手机重力

答案A

解析根据平衡条件，手机支架对手机的作用力F与重力等大反向，故A正确。

4．(2022·黔东南州高一期末)一字马挑战赛爆红网络，如图为一女士在走廊里用腿支撑墙，使自己静止于两墙之间的一字马表演。下列说法正确的是()

A．人总共受到3个力作用

B．人蹬墙壁的弹力越大，墙壁对人的摩擦力也越大

C．墙壁对人的摩擦力大小等于人的重力大小

D．若换一双鞋底更粗糙的运动鞋，墙壁对人的摩擦力也变大

答案C

解析人受到重力、左右两边墙壁对人的弹力和摩擦力，总共受到5个作用力，选项A错误；由平衡条件可知，两边墙壁对人的摩擦力大小等于人的重力，则当人蹬墙壁的弹力越大时，墙壁对人的摩擦力不变，选项B错误，C正确；若换一双鞋底更粗糙的运动鞋，墙壁对人的摩擦力大小仍等于人的重力，不变，选项D错误。

5.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，木板一直静止，那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为()

A．μ2mgμ1Mg

B．μ2mgμ2mg

C．μ2mgμ1(m＋M)g

D．μ2mgμ1Mg＋μ2mg

答案B

解析因为木板一直静止，在水平方向上，木板所受地面的静摩擦力与木块对它的滑动摩擦力大小相等、方向相反，木块对木板的压力大小等于mg，故Ff＝μ2FN＝μ2mg，选项B正确。

6.(2023·江苏高一统考期中)水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一重力为G＝100N的重物，∠CBA＝30°，如图所示，则滑轮受到轻绳的作用力的大小为()

A．50NB．50N

C．100ND．100N

答案C

解析由题意，对B受力分析如图

滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，同一根绳张力处处相等，大小都等于物体的重力，即F1＝F2＝G＝100N

由于拉力F1和F2的夹角为120°，则由几何知识得F＝100N

即滑轮受绳的作用力为100N，故选C。

7．(2023·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°，重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则()

A．F1＝mg，F2＝mg

B．F1＝mg，F2＝mg

C．F1＝mg，F2＝mg

D．F1＝mg，F2＝mg

答案D

解析分析可知工件受力平衡，对工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解，如图所示，结合几何关系可知工件对斜面Ⅰ的压力大小为F1＝mgcos30°＝mg，对斜面Ⅱ的压力大小为F2＝mgsin30°＝mg，选项D正确，A、B、C错误。

8.(2022·绵阳市一模)校园大扫除中，某同学用方向沿杆向下、大小为50N的力推拖把，拖把恰好沿水平地面匀速运动，拖把杆与水平面的夹角始终为60°，拖把(含杆)总重约10N。则地面()

A．对拖把的支持力大小为30N

B．对拖把的支持力大小为25N

C．与拖把之间的摩擦力大小为25N

D．与拖把之间的摩擦力大小为35N

答案C

解析拖把匀速运动，受力平衡，则地面对拖把的支持力大小为FN＝mg＋Fsin60°＝(10＋25)N，选项A、B错误；地面与拖把之间的摩擦力大小Ff＝Fcos60°＝25N，选项C正确，D错误。

9.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个表面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，则把A向右缓慢移动少许的过程中，下列判断正确的是()

A．球B对墙的压力增大

B．球B对柱状物体A的压力增大

C．地面对柱状物体A的摩擦力不变

D．地面对柱状物体A的支持力不变

答案D

解析球B受重力、A的支持力F1和墙壁的弹力F2，受力分析如图甲所示，设F1与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可知，F1＝，F2＝Gtanθ。当A向右缓慢移动时，根据几何关系可知，θ减小，所以cosθ增大，tanθ减小，即墙壁对球B的弹力F2减小，A对球B的支持力F1减小，根据牛顿第三定律可知，球B对墙的压力减小，球B对A的压力也减小，选项A、B错误；对A、B整体进行受力分析，如图乙所示，由平衡条件可知A受到地面的摩擦力大小Ff＝F2，则Ff减小，地面对A的支持力F等于A、B的重力之和，大小不变，选项C错误，选项D正确。

10.(2022·重庆市高一期末)如图所示，质量为2M的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则()

A．绳PO的拉力大小为mg

B．C受到的摩擦力大小为mg

C．A受到的摩擦力大小为mg

D．地面对C的摩擦力大小为μ(M＋m)g

答案B

解析对小球B受力分析，可得绳BP的拉力大小为FBP＝mgcos30°＝mg，对P点受力分析，可得绳PO的拉力大小为FPO＝FBPcos30°＝mg，A错误；对物块A受力分析，可得A受到的摩擦力大小为FfA＝FAP，FAP＝FBPsin30°，解得FfA＝mg，C错误；对绳OP、PB和小球B、半球体C整体受力分析，地面对C的摩擦力大小为FfC＝FAP＝mg，B正确，D错误。

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11．(15分)(2023·南通市高一统考期末)如图甲为轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的原长为GE。某同学利用如图乙、丙所示的实验装置完成了“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。

(1)下列关于“替代”说法正确的是________；

A．GE间的橡皮条可以用细绳替代

B．小圆环与弹簧测力计间相连的细绳可以用橡皮条替代

C．两个弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用替代

(2)下列操作正确的是________；

A．乙图中实验时两细绳必须垂直

B．应在细绳下用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向

C．橡皮条的反向延长线必须在F1、F2的角平分线上

D．在读取弹簧测力计的示数时必须正视弹簧测力计刻度板

(3)某同学在实验的乙图中读得弹簧测力计F1、F2的读数分别为2.00N、2.40N，丙图弹簧测力计的示数如丙右侧放大图所示，读数为________N，请在图丁中，根据弹簧测力计F1、F2的数据，选好标度作图完成该同学未完成的实验处理。

(4)若两个弹簧测力计的读数分别为3.00N、4.00N，且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测出它们的合力。

答案(1)BC(3分)(2)D(3分)(3)3.70(3.69或3.71)(3分)见解析图(3分)(4)不能(3分)

解析(1)GE间的橡皮条一端需要拉到O点，从而确定用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计拉时的作用效果相同，所以不能用细绳替代，故A错误；小圆环与弹簧测力计间相连的细绳的作用是确定弹簧测力计作用力的方向，用橡皮条替代也可以确定作用力的方向，故B正确；两个弹簧测力计作用时与一个弹簧测力计作用时都是把橡皮条的一端拉到O点，作用效果相同，故C正确。

(2)乙图中实验时两细绳夹角不要太大或太小，不是必须要垂直，故A错误；应在细绳下用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，这样记录的方向误差较小，故B错误；橡皮条的反向延长线不需要在F1、F2的角平分线上，故C错误；在读取弹簧测力计的示数时必须正视弹簧测力计刻度板，这样读数误差较小，故D正确。

(3)图丙中弹簧测力计的分度值为0.1N，则读数为3.70N(3.69N或3.71N)；

选好标度作图，如图所示

(4)两个弹簧测力计的读数分别为3.00N、4.00N，若两弹簧测力计拉力方向的夹角为直角，由几何知识可知合力等于5N，由于两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则合力大于5N，所以不能用一个量程为5N的弹簧测力计测出它们的合力。

12．(8分)木块A、B质量分别为mA＝2kg，mB＝3kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.3；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为200N/m，A、B在水平地面上静止，如图所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2。求：

(1)木块A受地面摩擦力的大小和方向；

(2)突然给B施加一个水平向右、大小为10N的拉力的瞬间，木块B所受摩擦力的大小和方向。

答案(1)4N，方向水平向右

(2)9N，方向水平向左

解析(1)对A受力分析，由二力平衡有

F弹＝FfA(1分)

F弹＝kΔx(1分)

解得FfA＝4N(1分)

木块A受地面摩擦力的大小为4N，方向水平向右(1分)

(2)最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木块B所受到的最大静摩擦力为FfBmax，则

FfBmax＝μmBg＝9N(2分)

因为F拉＋F弹>FfBmax，所以木块B会向右滑动，(1分)

受到滑动摩擦力FfB，则有

FfB＝μmBg＝9N，方向水平向左。(1分)

13．(8分)(2022·宿迁中学高二校考期中)如图所示，重物A被绕过滑轮P的细线所悬挂，滑轮P被一根细线系于天花板上的O点，O点处安装一力传感器(未画出)。质量为10kg的物块B放在粗糙的水平桌面上，O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物块，aO′、bO′与cO′夹角如图所示。细线、滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态。若O点处安装的力传感器显示受到的拉力是F0＝20N，物块B与水平桌面之间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。求：

(1)重物A的质量；

(2)重物C的质量和桌面对物块B的摩擦力大小。

答案(1)kg(2)kg10N

解析(1)设滑轮两侧细绳中拉力为F，重物A静止，由平衡条件得F＝mAg(1分)

对滑轮P，由平衡条件得2Fcos30°＝F0，F0＝20N(1分)

可得F＝N，mA＝kg(1分)

(2)对结点O′受力分析，由平衡条件，在竖直方向，有Fsin30°＝FTc(1分)

在水平方向有Fcos30°＝FTb(1分)

对B，由平衡条件，有Ff＝FTb(1分)

对重物C，由平衡条件mCg＝FTc(1分)

联立解得mC＝kg，Ff＝10N(1分)

14.(13分)居民楼改造需要把建材吊运到楼顶。如图所示，建材的质量m＝10kg，缓慢吊运过程中，静止站在地面上的工人将建材拉离墙面一定距离，某时刻轻绳OA、OB与竖直方向的夹角分别