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第三单元 相互作用——力（2019 人教版）
选拔卷
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10个小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有
一项是符合题目要求，9~10小题有不少于一个选项符合题目要求）
1．如图所示，斜面固定在水平地面上，物体P，Q在力F作用下一起沿力F的方向做匀速运动，
则物体P受力个数为（ ）
A．4 B．5 C．6 D．7
学科网（北京）股份有限公司【答案】C
【详解】
对Q进行受力分析可知，Q受到重力、P对Q的支持力，由于Q沿斜面向下做匀速直线运动，可知
Q一定还受到P对Q的沿斜面向上的摩擦力；
对P进行受力分析，可知P受到重力、斜面的支持力、Q对P的压力、Q对P的向下的摩擦力以及
向下的拉力F的作用；其中斜面的支持力、Q对P的压力都与斜面垂直，重力有沿斜面向下的分力，
Q对P的摩擦力以及拉力F的都沿斜面向下，所以P必定受到斜面对它的沿斜面向上的摩擦力，才
能向下做匀速直线运动。所以P共受到6个力的作用；故选C。
2．（2021·全国高一课时练习）如图所示，一同学在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放
在一起，保持平衡，下列说法正确的是（ ）
学科网（北京）股份有限公司A．石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力
B．石块c对b的支持力一定等于b受到的重力
C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力
D．石块c对b的作用力一定竖直向上
【答案】D
【详解】
A．石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故A错误；
B．石块c对b的支持力与其对b的静摩擦力的合力大小等于a与b的重力的和，故B错误；
C．以三块石块作为整体研究，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；
学科网（北京）股份有限公司D．选取ab作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与其重力平衡，则块c对b的作
用力一定竖直向上，故D正确。
故选D。
3．如图所示，重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的。平衡时AO是水平的，BO
与水平面的夹角为 。AO的拉
力为 ，BO的拉力为 ，则（ ）
学科网（北京）股份有限公司A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】
对结点O受力分析可知：
学科网（北京）股份有限公司故选D。
4．（2021·全国高一课时练习）如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢的从底部经过
b点爬到a点。则下列说法正确的是（ ）
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司A．在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力
B．在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力
C．在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点的作用力
D．在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力
【答案】B
【详解】
AB．蚂蚁缓慢上爬，可以认为蚂蚁处于平衡状态，则合力始终为零，受力分析如下图所示
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司根据共点力平衡有
因为a点的 比b点的大，所以在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力，在a点碗对蚂蚁的
支持力小于在b点的支持力，故B正确， A错误；
C．在a点和b点，碗对蚂蚁的作用力大小都等于蚂蚁的重力，所以在a点碗对蚂蚁的作用力等于
在b点的作用力，故C错误；
D．在a点蚂蚁受到的合力与b点受到的合力均为零，故D错误。
故选B。
5．（2021·全国高一课时练习）如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，
一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°。则（
）
学科网（北京）股份有限公司A．滑块一定受到三个力作用
B．弹簧一定处于压缩状态
C．斜面对滑块的支持力大小可能为零
D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
【答案】D
【详解】
A．弹簧与竖直方向的夹角为30°，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以
斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用
学科网（北京）股份有限公司而平衡，也可能有弹簧的弹力，A错误；
B．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，B错误；
C．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于 ），不可能为零，所
以斜面对滑块的支持力不可能为零，C错误；
D．静摩擦力一定等于重力的下滑分力，故为 ，D正确。
故选D。
6．（2021·全国高一课时练习）如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环
上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则
学科网（北京）股份有限公司A．杆对A环的支持力变大 B．B环对杆的摩擦力变小
学科网（北京）股份有限公司C．杆对A环的力不变 D．与B环相连的细绳对书本的拉力变大
【答案】B
【详解】
A．对两环和书本的整体受力分析，竖直方向：2N=mg，可知将两环距离变小后杆对A环的支持力
不变，选项A错误；
BD．对圆环B受力分析可知，f=Tcosθ；对书本：2Tsinθ=mg，解得 （其中的θ是绳与
杆之间的夹角），则当两环距离变小后，θ变大，则f减小，与B环相连的细绳对书本的拉力T变
小，选项B正确，D错误；
C．同理，杆对A环的摩擦力减小，杆对A环的支持力不变，则杆对A环的力减小，选项C错误．
7．（2021·全国高一课时练习）如图所示，人站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，下列说法
中正确的是
学科网（北京）股份有限公司A．人受到三个力的作用，即重力、弹力、摩擦力
B．人所受的弹力与重力大小相等
C．人受沿斜面向上的摩擦力
D．人所受的合力沿扶梯向上
【答案】B
【详解】
人随扶梯斜向上匀速运动，处于平衡状态，合力为零，对人受力分析，受到重力mg、支持力N，
假设有静摩擦力f，设为向右，根据共点力平衡条件，有：N=mg，f=0，即人不受摩擦力，故B正
学科网（北京）股份有限公司确，ACD错误．
8．（2021·全国高一专题练习）如图所示，在粗糙的水平面上，固定一个半径为R的半圆柱体M，
挡板PQ固定在半圆柱体M上，PQ的延长线过半圆柱截面圆心O，且与水平面成30°角。在M和
PQ之间有一个质量为m的光滑均匀球体N，其半径也为R。整个装置处于静止状态，则下列说法
正确的是（ ）
A．N对PQ的压力大小为mg B．N对PQ的压力大小为
C．N对M的压力大小为mg D．N对M的压力大小为
【答案】D
【详解】
学科网（北京）股份有限公司对球N受力分析，如图
设N对M的压力为F，N对PQ的压力为F，由几何关系可知，F 和F 与G的夹角相等，均为
1 2 1 2
，则
故选D。
9．（2021·全国高一课时练习）如图所示，处于竖直平面内的正六边形金属框架ABCDEF、可绕过
C点且与平面垂直的水平轴自由转动，该金属框架的边长为L，中心记为O，用两根不可伸长、长
度均为L的轻质细线将质量为m的金属小球悬挂于框架的A、E两个顶点并处于静止状态，现令框
架绕转轴、沿顺时针方向缓慢转过90°角，已知重力加速度为g，在包括初、末状态的整个转动过
程中下列说法正确的是( )
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司A．细线OA中拉力最大值为mg
B．细线OE中拉力最大值为
C．细线OA中拉力逐渐增大
D．细线OE中拉力逐渐减小
【答案】BD
【详解】
AC．对小球进行受力分析，如图所示，
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司Mg的对角始终为120°，设F 的对角为 ，F 的对角为 ，缓慢转动
TA TE
过程中，小球始终受力平衡，由正弦定理得
角由150°减小到60°，F 先增大后减小，当90°时，F 最大，最大值
TA TA
为 ，故AC错误；
BD． 角由90°增加到180°，F 减小到0，当90°时，F 最大，最大值
TE TE
为 ，故BD正确。
10．（2021·全国高一课时练习）如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用
手拉住绳的另一端N．初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（ ）．
现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中( )
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司A．MN上的张力逐渐增大
B．MN上的张力先增大后减小
C．OM上的张力逐渐增大
D．OM上的张力先增大后减小
【答案】AD
【详解】
以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F，MN上拉力F，由题意知，三个力合力始终为零，
2 1
矢量三角形如图所示，
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司在F 转至水平的过程中，MN上的张力F 逐渐增大，OM上的张力F 先增大后减小，所以A、D正
2 1 2
确；B、C错误．
第 II 卷（非选择题 共 60 分）
二、实验题（每空2分，共10分）
11．（2021·全国高三专题练习）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨
过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放
置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧
秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中f 的值从图
4
（b）中弹簧秤的示数读出。
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f 2.93
4
回答下列问题
(1)f = ______N；
4
(2)在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f—m图线；
(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式f =
______，f—m图线（直线）的斜率的表达式k = ______；
(4)取g = 9.80m/s2，由绘出的f—m图线求得μ = ______。（保留2位有效数字）
【答案】2.75 见解析 μ(M + m)g μg 0.40
【详解】
(1)[1]从图b读出f = 2.75N。
4
(2)[2]根据数据描点连线有
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司(3)[3][4]木块受到的摩擦力可表达为
所以图像的斜率表示为 。
(4)[5]木块受到木板给的的滑动摩擦力的大小
从图表中可以观察当m每增加0.05kg，摩擦力f增加0.2N，故可见f与砝码的质量成正比，故本题
中木块的质量为近似0，图像与纵轴的截距为 ，图像近似过原点，
M近似为0，代入相关参数可得 。
三、计算题（本题共3道小题，50分，第12小题14分，13小题16分，14小题20分）
12．（2021·全国高一课时练习）如图，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳拴住悬挂在天
花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止状态。求绳对小球
拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。（ ）
学科网（北京）股份有限公司【答案】 ，
【详解】
小球受力分析如下图
由平衡条件可得
竖直方向有
学科网（北京）股份有限公司水平方向有
由上式解得
，
13．（2020·浙江高二月考）如图所示，有一质量为5kg的物体静置在水平面上，给物体施加水平
向右大小为10N的推力后物体向右匀速直线运动（取g=10m/s2）。求：
（1）物体所受摩擦力的大小和方向；
（2）物体与水平面间的动摩擦因数。
【答案】（1）10N，向左；（2）0.2
【详解】
（1）滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，物体相对地面向右匀速直线运动，所以滑动摩
学科网（北京）股份有限公司擦力的方向向左
由物体向右匀速直线运动，根据平衡条件有：
N
N，
（2）根据：
解得：
14．（2021·全国高一专题练习）如图所示，质量为m的物体A压在放于地面上的竖直的劲度系数
为k 轻弹簧上，上端与劲度系数为k 的轻弹簧相连，轻弹簧k 上端与质量也为m物体B相连，物
1 2 2
体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P相连，A、B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，
当弹簧k 恰好恢复原长时，（小桶一直未落地）求
1
（1）小桶P内所加人的细砂质量；
（2）小桶在此过程中下降的距离．
学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）2m （2）2mg( )
【详解】
（1）当k 恢复原长时，对AB整体分析，绳子的拉力为 F=2mg，即小桶中细砂的质量为2m．
1
（2）开始时，对AB分析，
kx=2mg
1 1
弹簧k 的压缩量为：
1
对B分析，kx=mg，弹簧k 的压缩量为：
2 2 2
学科网（北京）股份有限公司当k 恢复原长时，对A分析，kx′=mg，弹簧k 的伸长量为：
1 2 2 2
在此过程中，小桶下降的距离为：
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司
