(必考题)高中物理必修一第三章《相互作用——力》测试卷(有答案解析)(6)

一、选择题

1．如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时，汽车对千斤顶的压力为1.0105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120，则下列判断正确的是（ ）

A．此时两臂受到的压力大小均为5.0104N B．此时千斤顶对汽车的支持力大小为2.0105N C．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大 D．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小

2．如图所示，一质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上，物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（ ）

A．物块受到一个沿斜面向下的力，大小为mgsinθ B．物块所受摩擦力的大小为0 C．物块所受摩擦力的大小为μmgcosθ D．物块所受摩擦力的大小为mgsinθ

3．如图所示，竖直OB顶端有光滑轻质滑轮，轻质杆OA自重不计，可绕O点自由转动，OA＝OB。当绳缓慢放下，使∠AOB由0逐渐增大到180的过程中（不包括0和180）。下列说法正确的是（ ）

A．绳上的拉力先逐渐增大后逐渐减小 B．杆上的压力先逐渐减小后逐渐增大 C．绳上的拉力一直减小 D．杆上的压力大小始终等于G

4．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个质量为m=0.2kg的小球，小球处于静止状态，弹性杆对小球的弹力为（ ）

A．大小为2 N，方向平行于斜面向上 B．大小为1 N，方向平行于斜面向上 C．大小为2 N，方向垂直于斜面向上 D．大小为2 N，方向竖直向上

5．如图所示，放在地面上的木箱重为G1，重为G2的人站在木箱里，用力F向上推木箱，则有（ ）

A．人对木箱底的压力大小为G2 B．人对木箱底的压力大小为（G2-F） C．木箱对地面的压力大小为（G1＋G2-F） D．木箱对地面的压力大小为（G1＋G2）

6．如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细线悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与

F2的大小关系为（ ）

A．F1F2 C．F1F2

B．F1F2

D．因k1、k2大小关系未知，故无法确定

7．如图所示，斜面上有一与斜面垂直的固定挡板，挡板与

1圆柱体A之间夹有圆柱体B，4A、B在沿斜面向上的力F作用下处于静止，现力F缓慢沿斜面向上推A，使A沿斜面向上移动一小段距离，则在此过程中圆柱体B对A的压力N1和对挡板的压力N2大小怎样变化（所有接触面均光滑）（ ）

A．N1变小、N2变小 C．N1变大、N2变小

A．物体受到的重力方向一定是竖直向下

B．N1变大、N2变大 D．N1变小、N2变大

8．下列关于重力和重心的说法，错误的是（ ） B．由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力 C．形状规则的物体，其重心一定在几何中心 D．物体的重心可能不在物体上

9．当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量，但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化。现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型：重心在头部的P点，颈椎OP（轻杆）可绕O转动，人的头部在颈椎的支持力和沿PA方向肌肉拉力的作用下处于静止。假设低头时颈椎OP与竖直方向的夹角为45°，PA与竖直方向的夹角为60°此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到的压力的（2≈1.414，3≈1.732）（ ）

A．3.3倍 B．2.8倍 C．2.4倍 D．2.0倍

10．如图所示，用OA、OB、OC三根轻绳采用不同方式将同一重物悬挂在空中，保证OB与水平成60°，绳OA上的力最小的悬挂方式的是（ ）

A． B．

C． D．

11．如图所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳OA固定不动，绳OB在竖直面内转动，物块保持静止。则在绳OB由水平位置转至竖直位置的过程中，绳OB的张力大小将 （ ）

A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大

12．杂技演员有高超的技术，能轻松地单手撑在凳子上，如图所示，前臂是竖直的，下列说法正确的是（ ）

A．人对凳子的压力就是人的重力 B．人体重心一定在前臂所在直线方向上 C．人受到凳子面的支持力是手掌形变产生的

D．人对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对平衡力

二、填空题

13．如图所示，用轻质弹簧竖直悬挂一质量为0.5kg的重物，重物静止时，弹簧的伸长量为5.0×10﹣2m（在弹簧的弹性限度内），取重力加速度g＝10m/s2，则此时弹簧的弹力大小为______N，弹簧的劲度系数为______N/m。

14．如图所示，质量为m的小球，用一根长为L的细绳吊起来，放在半径为R的光滑的球体表面上，由悬点O到球面的最小距离为d，则小球对球面的压力为_________，绳的张力为___________（小球半径可忽略不计）。

15．如图所示，质量为m的物块在水平力F的作用下，静止在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数为μ，则物块受到的摩擦力的大小是__________．若物块在水平推力F作用下沿竖直墙面加速下滑，则物块受到的摩擦力的大小是________．

16．如图所示，固定气缸的活塞与轻质曲杆ABC相连，AC连线恰在气缸轴线上，A、B、C三处均由光滑铰链连接，现在B处施一大小为F，方向与AC垂直的力，则气缸活塞对气缸内物体的压力大小为______（设此时AB垂直于BC，且BC与AC成角）。

17．如图所示，当质量m为5kg的物体放在倾角为15的斜面上时。它正好匀速下滑，如果必须用最小的拉力F拉着物体沿斜面匀速上滑，则拉力与斜面所成的角的大小为_______度，最小的拉力大小等于_______N（重力加速度g取10m/s2）

18．某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过180°而保持其大小不变化，其余三个力的大小和方向不变，则此时物体所受到的合力大小为________。

19．水平桌面上放着一个重为100N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数0.25，则 （1）若施加的水平拉力F15N，则木块所受的摩擦力为________N； （2）使木块匀速前进时所施加的水平拉力F为________N。

20．如图所示，重为600N的人，站在重为400N的平台上用手竖直向下拉住绳子保持平衡，则人对平台的压力为_______N，若增加平台重力而仍保持平衡，则平台的最大重力为_______N.

三、解答题

21．如图所示，一轻弹簧一端固定在竖直放置光滑大圆环最高点，大圆环半径为R，另一端栓一轻质小圆环，小圆环套在大圆环上，开始时弹簧与竖直方向成60°，当在小圆环上

挂一质量为m的物体后使之缓慢下降，静止时弹簧与竖直方向成45°。求： 弹簧的劲度系数。

22．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角

37，物体甲、乙均处于静止状态。（已知

sin370.6,cos370.8,tan370.75，g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦

力）求：

(1)轻绳OA、OB上的拉力是多大； (2)物体乙对地面的摩擦力的大小和方向；

(3)若物体乙的质量m28kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为0.6，三段轻绳能承受的最大拉力均为70N，则欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，物体甲的质量

m1最大不能超过多少。

23．如图所示，在水平作用力F的作用下，木板B在水平地面上向左匀速运动，其水平表面上的木块A静止不动，与之相连的固定在竖直墙上的弹簧秤的示数为3.2N。已知木块A重8N，木板B重12N。

(1)木块A与木板B之间的动摩擦因数为多少？

(2)若已知木板与水平地面间的动摩擦因数为0.3，则水平力F为多大？

24．如图所示，为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，试由图线确定： (1)弹簧的原长和弹簧的劲度系数；

(2)当弹簧弹力为5N时，弹簧的长度为多少。

25．某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，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。假设当隐藏的小磁铁位于小球Q的左上方某一位置C（CQ与竖直方向的夹角为θ）时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是θ，如图所示。已知小球的质量为m，该同学（含磁铁）的质量为M，重力加速度为g。求此时：

(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？

(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？

26．一轻质弹簧劲度系数为k=20N/cm，用它竖直提着一个物体，当物体处于静止状态时，弹簧形变量是5cm；若用该弹簧拉着这个物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为2cm时，物体恰好能在水平面上做匀速直线运动，已知物体与水平面间的最大静摩擦力为50N（g=10m/s2）。 (1)求该物体的质量；

(2)求物体与水平面间的动摩擦因数；

(3)当弹簧的伸长量变为6cm时，物体受到的水平拉力有多大？这时物体受到的摩擦力有多大？

【参】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．D 解析：D

A．由于两臂间的夹角为120，根据力的分解可知此时两臂受到的压力大小均为

1.0105N，A错误；

B．根据牛顿第三定律，此时千斤顶对汽车的支持力大小为1.0105N，B错误； CD．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂间的夹角减小，合力不变，因此两臂受到的压力将减小，C错误，D正确。 故选D。

2．D

解析：D

对静止在斜面上的物体受力分析可知，受重力、支持力、静摩擦力，由平衡条件可知

fmgsin

即物体所受静摩擦力的大小为mgsinθ，方向沿斜面向上，重力的下滑分力为mgsinθ，物体并不会受到沿斜面向下的力，故选D。

3．D

解析：D

对A点受力分析，受AB绳子的拉力F、支持力N和重物的拉力，大小等于G，如图

根据平衡条件，有

GNF OBOAAB解得

N由于AB长度不断增加，故由FOAABG，FG2G OBOBABG2G可知，拉力不断变大，但不超过2G，由于OBOA、OB均不变，则杆上的压力不变 故选D。

4．D

解析：D

小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡可知，弹性杆对小球的弹力与重力等大、反向即大小为2N，方向竖直向上，故选D。

5．D

解析：D

AB.对人分析，人受到重力、箱子对人的支持力，箱顶对人的压力，根据平衡有

NG2F

故AB错误；

CD. 对整体分析，受总重力和支持力，有

NG1G2

根据牛顿第三定律，压力与支持力的大小相等，故C错误，D正确。 故选D。

6．C

解析：C

以小球B为研究对象，分析受力情况，由平衡条件可知，弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力F合与重力mg大小相等，方向相反，即F合mg，作出力的合成如图，由三角形相似得

F合F OAOB

又由题，OAOBL，得，

FF合mg

可见，绳子的拉力F只与小球B的重力有关，与弹簧的劲度系数K无关，所以得到

F1F2

故选C。

7．A

解析：A

对B受力分析，受到重力GB，A对B的支持力N1，挡板对B的弹力N2，受力分析如下图

当A沿斜面向上移动一小段距离的过程中，N1、N2变化如图中所示，可知N1、N2均变小，由牛顿第三定律可知，B对A的压力N1和对挡板的压力N2均变小。 故选A。

8．C

解析：C

A．重力的方向一定竖直向下，故A正确； B．重力是由于地球的吸引而受到的力，故B正确；

C．质量分布均匀，形状规则的物体重心在几何中心，故C错误；

D．重心可能在物体上，可能在物体外，比如圆环的重心在圆心，故D正确。 本题选错的，故选C。

9．A

解析：A

由题意可知，人的头部的受力情况如下图所示。

由几何关系可知

FG

sin(1804515)sin15解得

F故选A。

Gsin603.3G

sin1510．B

解析：B

以结点O为研究对象，受到三段轻绳的拉力而平衡，如图所示

根据矢量三角形法则可知，当OA段轻绳与OB段轻绳垂直时，轻绳OA的拉力最小，根据图象可知绳OA上的力最小的悬挂方式的是B选项，故B正确，ACD错误。 故选B。

11．D

解析：D

对O点受力分析，受重力和两个拉力，如图所示。

根据平衡条件，合力为零，将两个拉力合成，与重力平衡，从图中可以看出，OB绳子的拉力先变小后变大，OA绳子的拉力一直变小，故D正确，ACD错误。 故D正确。

12．B

解析：B

A．人处于平衡状态时，人受到的支持力与人受到的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反；根据牛顿第三定律人受到的支持力与人对凳子的压力大小相等，方向相反，所以人对凳子的压力和人的重力相等，但人对凳子的压力和人的重力是两种不同性质的力，不能说人对凳子的压力就是人的重力，故A错误；

B．人受到的支持力的方向是通过人的手掌与前臂的，人受到的支持力与人受到的重力是一对平衡力，可知人体重心一定在前臂所在直线方向上，故B正确；

C．根据弹力的产生可知，人受到凳子面的支持力是凳子面的形变产生的，故C错误； D．凳子也有重力，所以人对凳子的压力与凳子受到的重力的合力和地面对凳子的支持力是平衡力，故D错误。 故选B。

二、填空题 13．100

解析：100

[1]重物处于静止状态，弹力和重力相等，

F＝mg＝5N

[2]弹簧的伸长量为x＝5.0×10﹣2m，根据胡克定律

F＝kx

解得劲度系数

k＝14．

F＝100N/m xRLmg mg dRdR

[1][2]小球在A点的受力如图所示，根据三力平衡的特点三个力可以构成一外首尾相连的矢量三角形如图所示，根据相似三角表形关系可得

mgFN RdLR解得

小球对球面的支持力为

NRmg dR由牛顿第三定律可得，小球对球面的压力为绳的张力为

Rmg。 dRFLmg dR15．mg；μF

解析：mg；μF

[1][2]物体静止在竖直墙面上，则竖直方向受力平衡，则物块受到的摩擦力等于物体的重

力：f=mg；若物块在水平推力F作用下沿竖直墙面加速下滑，则物块受到的摩擦力是滑动摩擦力，其大小是μF.

16．Fsincos

所加的力起了两个效果，一是推杆AB，另一是推杆BC，所以可以将力F分解为沿AB和BC方向的两个分力F1和F2，而F2又起了两个效果，一是沿气缸方向推活塞，另一是平行于活塞方向推活塞，所以再把F2分解成沿气缸方向和垂直于气缸方向的两个分力F21和F22，如图所示

则

F2Fsin

F22F2cosFsincos

【点拨】

有时经常会要进行多次分解才能达到所要求的作用效果。

17．25

解析：25

[1][2]因为物体在斜面上恰能匀速下滑根据共点力平衡条件有

mgsin15mgcos15

解得tan15；当施加力F物体沿斜面匀速上滑，拉力与斜面所成的角为，如图所示

则根据平衡条件有

Fcosmgsin15f FsinNmgcos15

滑动摩擦力为

fN

联立解得

Fmgsin30mg

cos152cos15当15时拉力最小，最小值为

Fmin1mg25N 218．2F4

解析：2F4

[1]因物体在四个力作用下平衡，则其余三个力的合力与之前的F4等大反向，若再将F4转过180°，则合力为2F4。

19．25【分析】一个物体相对于另一物体刚要运动时静摩擦力恰好达到最大值物体静止时静摩擦力根据平衡条件求解物体匀速运动时可根据平衡条件求解滑动摩擦力

解析：25 【分析】

一个物体相对于另一物体刚要运动时，静摩擦力恰好达到最大值。物体静止时，静摩擦力根据平衡条件求解。物体匀速运动时，可根据平衡条件求解滑动摩擦力。 （1）最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，为

fmFNmg0.2510025N

若施加的水平拉力F15Nfm，木块没有被拉动，仍处于静止状态，由平衡条件得，木块所受的摩擦力f= F=15N。

(2)木块匀速前进时，根据平衡条件得，所施加的水平拉力

FFNmg25N

20．1800

解析：1800

[1]如图所示，以木板为研究对象，隔离开以后，发现木板受四个力作用，如图红线画出的四个力，根据受力平衡，向上的力的总和与向下的力的总和为零。

T2T3G木F压力；

而

T3则有

1T2，F压力=G人T3； 23T3G木+G人T3；

得出

T3250N，F压力=G人T3=600-250N=350N；

[2]人的最太拉力F为人重力.吊起平台的是3F，故平台重力：

G3F3G人3?600N=1800N

三、解答题

21．k(22)mg

R(1)静止时弹簧与竖直方向成45°，对圆环进行受力分析，如图所示

根据平衡条件，弹簧的弹力

F根据几何关系，弹簧的伸长量

mg2mg

cos45Δx(21)R

根据胡克定律

Fkx

联立解得

k(22)mg R533m1g ，FBm1g ；(2) m1g ，方向水平向右；(3)5.6kg

444(1)对结点O受力分析，由平衡条件有

22．(1)FAFA=

m1g5=m1g cos43FB=m1gtanθ=m1g

4(2)对乙物体受力分析，根据共点力的平衡条件可知乙物体所受摩擦力为：

3

Ff=FB=m1g

4

方向水平向左；）

根据牛顿第三定律，乙物体对地面的摩擦力大小为

Ff'方向水平向右

3m1g 4(3)当乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值为：

Fm=μm2g=0.6×80N=48N=FB′

此时OA绳的拉力大小为：

TB'48FA′=N=80N＞70N

sin0.6所以此时OA绳子已经拉断；

因此欲使物体乙在水平面上不滑动同时绳子不断，则OA不断即可，由此得到物体甲的最大重力为

m1′g=FAmcosθ=70×0.8N=56N

所以物体甲的质量m1最大不能超过23．(1)0.4；(2)9.2N 【分析】

(1)A保持静止，A水平方向受到弹簧的拉力和B对A的滑动摩擦力，由平衡条件得到

fAB = 3.2N

由滑动摩擦力公式

fAB = μ1GA

解得

56kg=5.6kg。 101fAB0.4 GA(2)对B进行受力分析可知，B受到重力、A对B的压力、地面的支持力、A对B的摩擦力、地面对B的摩擦力以及水平力F 竖直方向

NB = GB+ GA = 12N + 8N = 20N

水平方向

F - fB- fAB = 0

由滑动摩擦力公式

fB = μ2NB = 0.3×20N = 6N

联立解得

F = 9.2N

则水平力F为9.2N。 【点睛】 抓

24．(1) 10cm，200N/m；(2)7.5cm或12.5cm

(1)当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，所以L0=10cm 根据图象，由胡克定律F=kx得弹簧的劲度系数

kF10N/m=200N/m x0.05(2)当弹簧的弹力大小为5N时，弹簧可能被压缩也可能伸长， 弹簧被压缩的长度

x'F5m=0.025m2.5cm k200因此当弹簧弹力为5N时，弹簧被压缩时的长度为

LL0x'10cm2.5cm7.5cm

弹簧被伸长的长度

x'F5m=0.025m2.5cm k200因此当弹簧弹力为5N时，弹簧被伸长时的长度为

LL0x'10cm2.5cm12.5cm

因此当弹簧弹力为5N时，弹簧的长度为7.5cm或12.5cm。 25．(1)

1mg1；(2)NMgmg，fmgtan 2cos22(1)对小球受力分析有：重力mg、细线的拉力F1和磁铁的引力F2，根据平衡条件得

F1sinF2sinF1cosF2cosmg解得

F1F2件得

mg 2cos(2)对人受力分析有：重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F2′根据平衡条

fF2sinNF2cosMg又

F2F2联立解得

mg 2cos1NMgmg

21fmgtan

226．(1)10kg；(2)0.4；(3)120N；40N

(1)k=20N/cm=2000N/m；竖直提着一个物体处于静止状态时，形变量是5cm=0.05m，根据胡克定律和二力平衡可知

kx1=mg

解得

m=10kg

(2)当弹簧的伸长量为2cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，受力平衡，则有

kx2=μmg

联立解得动摩擦因数为

μ=0.4

(3)当弹簧的伸长量为6cm=0.06m时，大于物体刚开始运动时（恰好要运动）弹簧伸长量为3cm，可知物体受到的水平拉力大于最大静摩擦力，此时物体受到滑动摩擦力作用，有

物体受到的水平拉力

f=μmg=0.4×10×10N=40N

F=k△x=2000×0.06N=120N