第三章《相互作用的—力》2026—2027年人教版高一物理必修一暑假单元自测卷含答案

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1.本次考试是物理，75分钟完成。物理满分100分。
2.考试范围第三章
第一部分 选择题(共46分)
一、选择题(本题共10 个小题。1~7题每小题4分，只有一个选项最符合题目要求；8~10题每小题6分，有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错误得0分。共46分)
1．在今年东京奥运会女子单人10米跳台决赛中，14岁中国小女孩全红婵完美夺冠，全程教科书级别发挥几乎没有扣分点，第一次参加奥运会就开启全红婵的跳水时代。当全红婵踩压跳板使跳板弯曲时，下列关于弹力和形变说法正确的是（ ）
A．全红婵对跳板的压力就是她的重力
B．全红婵对跳板施加压力之后跳板才对全红婵施加支持力
C．全红婵受到的支持力，是由于跳板发生形变而产生的
D．跳板对全红婵的支持力的小于全红婵对跳板的压力
【答案】C
【详解】A．全红婵对跳板的压力和她的重力，受力物体不同，它们不是一个力，而是两个不同的力，所以不能说全红婵对跳板的压力就是她的重力，A错误；
BD．全红婵对跳板的压力与跳板对全红婵的支持力是一对相互作用力，它们大小相等、方向相反、同时产生、同时消失，BD错误；
C．全红婵受到的支持力，是由于跳板发生形变而产生的，C正确。
故选C。
2．某同学用条形磁铁将金属小球从图示位置开始缓慢牵引至悬线处于水平位置，此过程中手与球的连线与竖直方向夹角一直为30°，人始终保持静止。则（ ）
A．磁铁对小球的作用力大小不变
B．悬线对小球的作用力先增大再减小
C．地面对人的摩擦力一直变大
D．地面对人的支持力先增大后减小
【答案】C
【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，如图所示
根据题意可知，小球一直处于平衡状态，则磁铁对小球的作用力与悬线对小球的作用力的合力一直与小球的重力等大反向，由矢量三角形原理可得，磁铁对小球的作用力大小增大，悬线对小球的作用力先减小再增大，故AB错误；
CD．根据题意，对人受力分析，如图所示
由平衡条件有
结合AB分析，由牛顿第三定律可知增大，则地面对人的摩擦力一直变大，地面对人的支持力一直变大，故D错误，C正确。
故选C。
3．如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为、，它们一端固定在质量为的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换成大小相同、质量为的物体（弹簧不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，上面的弹簧产生的弹力大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】固定质量为的物体时，有
固定质量为的物体时，有
根据几何关系有
上面的弹簧产生的弹力大小为
联立解得
故选D。
4．半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板，延长线总是过半圆柱体的轴心，但挡板与半圆柱不接触，在P和之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图是这个装置的截面图，若用外力使绕点缓慢地顺时针转动，在到达水平位置前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．对Q的弹力逐渐增大
B．P、Q间的弹力先减小后增大
C．P对Q的弹力逐渐增大
D．Q所受的合力逐渐增大
【答案】A
【详解】ABC．以小圆柱体Q为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示
由平衡条件得
根据几何关系可知：α+β不变，分析可知，α减小，β增大，MN对Q的弹力F1增大，P对Q的弹力F2减小，故A正确，BC错误；
D．Q缓慢移动，所受的合力保持为零，不变，故D错误。
故选A。
5．2022年4月份上海市爆发了新一轮的新冠疫情，广大市民积极响应市政府号召在家隔离。市民居家隔离期间锻炼了厨艺的同时还产生了很多的奇思妙想。其中一位隔离者通过如图所示的装置在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口，图中轻绳的一端栓在轻杆上，另一端绕过定滑轮（不计一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）
A．此人手上所受的拉力F始终不变
B．此人手上所受的拉力F先减小，后增大
C．轻杆所受压力一直增大
D．轻杆所受压力大小始终不变
【答案】D
【详解】由题意进行受力分析如图所示
由几何关系可知
由题意可知，mg、h和L杆不变，L绳变小，则F变小，FN不变。
故选D。
6．如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F（ ）
A．先增大后减小B．先减小后增大C．一直减小D．一直增大
【答案】D
【详解】在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动，设细绳与水平方向的夹角为，则有
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小，则从 逐渐减小时，逐渐增大，则拉力F越来越大
当后
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小，则从逐渐减小时，逐渐增大，则拉力F还是越来越大
所以D正确；ABC错误；
故选D。
7．如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角为，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一个质量为m的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过角，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．轻绳与竖直方向间的夹角逐渐减小
B．图示位置时，轻绳的张力大小为
C．直径MN水平时，轻绳的张力大小为
D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中，轻绳的张力先增大再减小
【答案】D
【详解】如图所示
B．设轻绳与竖直方向夹角为α，MB、NB间夹角为2α，如图，则根据几何关系可得
联立可得
根据平衡条件可得
可得
故B错误；
C．直径MN水平时，轻绳的张力大小为
故C错误；
A．由可知，圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角的过程中，轻绳与竖直方向的夹角先增大后减小，故A错误；
D．由可知，圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角的过程中，轻绳的张力先增大再减小，故D正确。
故选D。
8．如图所示，用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一正方体物块Q，P、Q均处于静止状态，现有一铅笔紧贴墙壁压在轻绳上从O点开始缓慢下移（该过程中，绳中张力处处相等），P、Q始终处于静止状态，则在铅笔缓慢下移的过程中（ ）
A．P所受的合力增大B．Q受到墙壁的摩擦力增大
C．P对Q的压力逐渐增大D．绳的拉力逐渐增大
【答案】CD
【详解】A．P始终处于静止状态，所受合力始终为零，故A错误；
B．小球P光滑，所以PQ间没有摩擦力，因此Q受到的墙壁的摩擦力与Q受到的重力是平衡力，保持不变，故B错误；
CD．对P进行受力分析如下图
根据平衡条件有
解得
随铅笔向下移动，变大，则变大，即Q对P的支持力变大，根据作用力和反作用力，P对Q的压力增大。而减小，因此绳子的拉力变大，故CD正确。
故选CD。
9．质量为M的凹槽静止在粗糙水平地面上，内壁为光滑半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽内有一质量为m的小滑块，用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，下列说法正确的是（ ）

A．推力F先增大后减小
B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C．水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小
D．水平地面对凹槽的支持力一直减小
【答案】CD
【详解】AB．小滑块由A点向B点缓慢移动，对其受力分析，合力是零，并将各力首尾相接，如图所示，由图中几何关系可知
则有该过程中θ逐渐增大，推力F逐渐增大，凹槽对滑块的支持力N逐渐减小，选项AB错误；
C．凹槽始终静止不动，对其受力分析，受重力Mg、小滑块的压力N＇、地面的支持力N〞和地面的摩擦力f，由平衡条件可知，受合力是零，在水平方向受力平衡，由上图可知
N=mgcs θ
由牛顿第三定律可知
由平衡条件可得
f=N′sin θ=Nsin θ
代入得
f=mgsin θcs θ=mgsin 2θ
当θ＝45°时，f有最大值，则有水平地面对凹槽的摩擦力f先增大后减小，选项C正确；
D．在竖直方向受力平衡，则有
N″＝Mg＋N′cs θ=Mg＋mgcs2θ
当θ增大时，N″减小，选项D正确。
故选CD。
10．如图所示，一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在水平地面上，斜面倾角为30°，A、B两物体通过细绳相连，质量分别为4m和3m并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦），现用水平向右的力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。下列说法正确的是（ ）
A．在缓慢拉开B的过程中，水平力F变大
B．斜面体所受地面的支持力一定变大
C．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
D．斜面对物体A作用力的合力变大
【答案】ACD
【详解】A. 对木块B受力分析，如图
根据共点力平衡条件，有
，
在缓慢拉开B的过程中，变大，故水平力变大，绳子变大，A正确；
B. 对斜面体和木块A、B整体受力分析，由于一直处于平衡状态，故地面支持力等于系统的总重力，保持不变，B错误；
C D. 开始时物体A受的静摩擦力为
方向沿斜面向下，故拉力变大后，根据
可知静摩擦力变大，斜面对A的支持力不变，故斜面对物体A作用力的合力变大，C D正确。
故选ACD。
第二部分 非选择题 (共54分)
二、实验探究题(本题共2个小题。每空2分。共16分)
11．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向；
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为至，数据如下表表：
表中有一个数值记录不规范，代表符号为___________；
（3）如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与___________的差值（填“或”）；

（4）由图可知弹簧的劲度系数为___________N/m（结果保留两位有效数字，重力加速度取）。
【答案】 4.9
【详解】（2）[1]由表中数据可知，实验所用刻度尺最小刻度为，记录数据应估读到，故记录不规范的数据，代表符号为。
（3）[2]图象过原点，根据
可知纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值。
（4）[3]根据
由图可知弹簧的劲度系数为
12．某学习小组“探究两个互成角度的力的合成规律”。图甲中，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环处于Ｏ点，橡皮条伸长的长度为。图丙中，用一个力Ｆ单独拉住小圆环，仍使它处于O点。

（1）关于该实验，下列说法正确的有___________。
A．不需要记录甲图中E点的位置
B．乙图中，实验时两细绳必须垂直
C．应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向
D．在读取弹簧测力计的示数时必须正视弹簧测力计
（2）丙图和乙图中小圆环都处于O点的目的是___________。
（3）丙图中，弹簧测力计的示数如右侧放大图所示，读数F=___________。
（4）该实验中，小圆环与弹簧测力计间相连的细绳___________（选填“可用”或“不可用”）橡皮条替代。
（5）若乙图中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00N、F2=4.00N，且F1、F2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F1、F2的合力。
【答案】 AD/DA 两个分力的作用效果与一个力的作用效果相同 3.70N 可用 不能
【详解】（1）[1]A．橡皮条的长度为GE，实验要的是橡皮条伸长的长度，因此不需要记录甲图中E点的位置，A正确；
B．乙图中，实验时两细绳的夹角表示两个分力的夹角，因此两细绳不一定必须垂直，B错误；
C．应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，以减小实验误差，C错误；
D．在读取弹簧测力计的示数时必须正视弹簧测力计，使读数更准确，D正确。
故选AD。
（2）[2]丙图和乙图中小圆环都处于O点的目的是：保证两个分力的作用效果与一个力的作用效果相同。
（3）[3]丙图中，弹簧测力计的精确度是0.1N，因此弹簧测力计的示数如右侧放大图所示，读数为
F=3.70N
（4）[4]该实验中，小圆环与弹簧测力计间相连的细绳用橡皮条替代时，橡皮条的弹力大小即为弹簧测力计的读数，因此细绳可用橡皮条替代。
（5）[5]若乙图中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00N、F2=4.00N，若两个力的夹角为90°，则有这两个力的合力大小为
若F1、F2的夹角为锐角，可知F1、F2的合力 大小要大于5.00N，因此不能用一个量程为5Ｎ的弹簧测力计测出F1、F2的合力。
三、计算题(本题共3个小题。13 题10分，14 题12分，15题16分，共38分；要求写出必要的步骤、相关公式和文字说明)
13．如图所示，质量为的物体A放在倾角为37°的斜面上，恰好能静止在斜面上。若施加与斜面夹角为37°斜向上的力F时，物体恰能沿斜面匀速上滑，已知重力加速度，，。求：
（1）物体与斜面间的动摩擦因数；
（2）拉力F的大小。
【答案】（1）0.75；（2）
【详解】（1）物体恰好静止在斜面上时，根据共点力的平衡条件
又
解得
（2）物体能沿斜面匀速上滑，根据共点力的平衡条件
又
解得
14．如图所示，质量为m的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧B上，现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接，当弹簧C处于水平位置且右端位于a点时，弹簧C刚好没有发生变形，已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦，问：
(1)弹簧B的形变量Δx1的大小；
(2)若将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时，弹簧B刚好没有变形，求此时弹簧C的形变量Δx2的大小；
(3)接第(2)问，求a，b两点间的距离d。
【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】(1)当弹簧C的右端位于a点时，弹簧C的弹力为零，对物体A，根据平衡有
解得弹簧B的形变量
(2)将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时，弹簧B刚好没有变形，可知弹簧C的弹力等于物体A的重力，有
解得
(3)弹簧右端移动的距离为弹簧B和C的形变量之和，可知a、b的距离
15．如图，一倾角的粗糙斜面静置在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，一端悬挂质量m = 1kg的物体P，另一端与轻质弹簧相连，轻质弹簧另一端连接质量为M的物体Q，系统处于静止状态，Q与斜面间恰好没有摩擦力，此时弹簧的伸长量。现用水平向左的拉力缓慢拉动P，直至悬挂P的细绳与竖直方向成角时，Q刚好发生滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知斜面体始终保持静止，重力加速度g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cs37°= 0.8。
（1）求Q的质量M；
（2）Q与斜面体间的动摩擦因数；
（3）Q刚要滑动时，求：
①弹簧的伸长量；
②地面受到的摩擦力Ff。
【答案】（1）；（2）；（3）①4cm，②，方向水平向右
【详解】（1）未施加力F时，对Q受力分析
对P
整理得
（2）施加外力后对物体P受力分析有
对Q
整理得
（3）①由胡克定律有
，
整理得
②对斜面体及P、Q组成的整体有
，
解得
由牛顿第三定律有，地面受到的摩擦力大小为，方向水平向右。
代表符号
数值（cm）