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专题三 《相互作用》信息优化卷（基础A）
（原卷版）
（考试时间90 分钟 试卷满分100 分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．测试范围：人教版（2019）必修第一册 第三章《相互作用》
第 Ⅰ 卷（选择题）
一、选择题：本题共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1~8 题只有一项符
合题目要求，第9~12 题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，有选错或不
答的得0 分。
1．小明在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻放
在倾斜轨道的低端，就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动说法正确的是（ ）
A．双圆锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上
B．在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动
C．双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移
的
D．当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处：当双锥体在轨道最高处时，它的重心在最高处。
2．走进开封山陕甘会馆，除了各式各样的雕刻外，那些曲折向上的屋顶也是山陕甘会馆中一道靓丽的风
景线。站在地面上看四角翘起的屋顶像是建筑长出了翅膀，在蓝天中翱翔，充分诠释了“如鸟斯革，如翚
斯飞”的中国古代屋顶的浪漫美学形象。如图为会馆大殿剖面图，屋脊不是一条直线，而是一条曲线。一
只鸟沿着屋脊从A 点缓慢运动到B 点，下列说法正确的是（ ）
A．屋脊给鸟的摩擦力逐渐增大
B．屋脊给鸟的作用力逐渐减小
1
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C．屋脊给鸟的支持力逐渐增大
D．鸟受到的合力逐渐减小
3．如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球
的受力情况，下列说法正确的是( )
A．若小车静止，则绳对小球的拉力可能为零
B．若小车静止，则斜面对小球的支持力一定为零
C．若小车向右运动，则小球一定受两个力的作用
D．若小车向右运动，则小球一定受三个力的作用
4．如图所示，质量为
的物体A 和质量为m 的物体B 可视为质点，两者用两段足够长的细绳与轻质弹簧
连接后跨过定滑轮，A 置于薄木板上，此时A 与弹簧之间的细绳与木板平行，木板与水平面间的夹角为
。现将木板缓慢放平，物体A 与木板始终保持相对静止，不计滑轮处的摩擦。下列说法正确的是（
）
A．弹簧的伸长量逐渐变大
B．物体A 受到的摩擦力大小不变
C．物体A 受到的摩擦力先变小后变大
D．连接弹簧和物体B 的细绳对滑轮的作用力不变
5．如图，光滑球A 与粗糙半球B 放在倾角为30°的斜面C 上，C 放在水平地面上，均处于静止状态。若A
与B 的半径相等，A 的质量为2m，B 的质量为m，重力加速度大小为g，则（ ）
A．C 对A 的支持力大小为
mg
B．C 对B 的摩擦力大小为
mg
C．B 对A 的支持力大小为
mg
D．地面对C 的摩擦力大小为
mg
2
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6.挂灯笼的习俗起源于 1 800 多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征。如图所示，由五根等长的轻
质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平面所成的角分别θ1和θ2。
关于θ1和θ2，下列关系式中正确的是（ ）
A.θ1＝θ2 B.θ1＝2θ2
C.sin θ1＝2sin θ2 D.tan θ1＝2tan θ2
7．如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成α=30°角，轻质环a 套在杆上，置于凹槽内质量为m
的小球b 通过一条细绳跨过固定定滑轮与环a 连接。a、b 静止时，细绳与杆间的夹角为30°，重力加速度
为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．a 受到3 个力的作用
B．b 受到4 个力的作用
C．细杆对b 的作用力大小为
D．细线对a 的拉力大小为
8．打印机在正常工作的情况下，进纸系统每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，若图中有
10 张相同的纸，每张纸的质量为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1 张纸向右运动，搓纸轮与
纸张之间的动摩擦因数为
，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为
，工作时搓纸
轮对第1 张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．第2 张纸与第3 张纸之间的摩擦力为滑动摩擦力
B．第5 张纸与第6 张纸之间的摩擦力大小为
C．第10 张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为
3
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D．若
，进纸系统仍能正常进纸
9．两个中间有孔的质量为M 的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上．两个小球下面分别连一轻
弹簧．两轻弹簧下端系在同一质量为m 的小球上，如图所示．已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻
弹簧刚好构成一等边三角形．则下列判断正确的是( )
A．水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg＋mg
B．连接质量为m 小球的轻弹簧的弹力为
C．连接质量为m 小球的轻弹簧的伸长量为mg
D．套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为mg
10．如图甲、乙所示，倾角为
的斜面上放置一滑块
，在滑块
上放置一个质量为
的物块，
和
相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中物块
受到摩擦力
B．图乙中物块
受到摩擦力
C．图甲中物块
受到水平向左的摩擦力
D．图乙中物块
受到与斜面平行向上的摩擦力
11．如图所示，一光滑半圆环竖直固定于粗糙的木板上，圆心为O1，小球A 套在半圆环左侧最低点，并由
轻绳通过光滑的小滑轮O 与小球B 相连，B 右侧细线水平，O 点在环心O1的正上方，OA 与竖直方向成θ
＝30°，OA⊥OB，两球均处于静止状态，且小球A 恰好对木板没有力的作用。若对B 施加一外力F，使小
球A 缓慢运动到O 点正下方的过程中，木板始终静止，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B 两球的质量之比为
：1
B．轻绳OA 的拉力逐渐增大
C．地面对木板的摩擦力逐渐减小
4
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D．地面对木板的摩擦力逐渐增大
12．如图所示，A、B 两气球被轻绳拴在水平地面一块空心砖块上，两气球之间用轻绳
相连，在水平风
力作用下，气球处于斜拉状态，此时轻绳与竖直线成
角，当水平风力缓慢增大时，下列说法中正确的
是（ ）
A．地面对砖块的摩擦力变大
B．地面对砖块的弹力变小
C．砖块有可能脱离地面
D．
角增大，轻绳拉力变大
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题
13．（6 分）某同学通过学习人教版必修一57 页的平面镜观察桌面的微小形变的实验后，受此启发，设计
一个测量弹性轻杆的形变量与其劲度系数的实验，如图所示，图中B 为待测量的弹性轻杆，C 为底部带有
小孔且装满细砂的小桶．A 为一长度为L 的轻质刚性杆，一端与弹性杆B 连接，另一端与轻质平面镜M 的
中心
相连，且与平面镜M 垂直．轻质平面镜竖直放在水平实验台上，
为一带有弧长刻度的透明圆
弧，
为
的中心，圆弧
的半径为r，不挂砂桶时，一束细光束经
的O 点射到平面镜的
点后原
路返回，挂上砂桶后，使平面镜发生倾斜，入射光束在M 上入射点可以近似认为仍在
点，通过读取反
射光在圆弧上的位置，测得光点在透明读数条上移动的弧长为S，可以测得弹性轻杆的形变量，根据胡克
定律就可以确定弹性杆的劲度系数．已知
，L 远大于弹性杆的形变量．重力加速度为g。
（1）随着砂桶中细砂的不断流出，反射光线的光点在
圆弧上___________移动（填“向上”或“向
下”）
（2）弹性杆的形变量
__________（用光点移动的弧长s、r、L 表示）
（3）弹性杆的劲度系数
___________（砂桶的总质量用m 表示）
14．（6 分）某兴趣小组的同学为了验证“两个互成角度的力的合成规律”，设计了一个实验方案，在圆
形桌子桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮（滑轮上侧所在平面与桌面平行），滑轮
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固定，滑轮
可沿桌边移动，如图所示。可供选择的实验器材有：刻度尺、三角板、铅笔、白纸、一
根橡皮筋、三根细线、质量相同的钩码若干。
部分实验操作步骤如下：
①将橡皮筋中央处和两端点分别与三根细线相连；
②将连在橡皮筋中央的细线跨过固定滑轮
，连接橡皮筋两端点的细线跨过可动滑轮
；
②在三根细线的下端分别挂上一定数量的钩码，使连在橡皮筋中央的细线与橡皮筋的结点O 静止。
（1）为完成本实验，下列物理量必须测量或记录的是___________。（填选项前字母）
A．橡皮筋的原长 B．两端橡皮筋伸长后的长度
C．钩码的质量 D．三根细线所挂钩码的个数
（2）在完成本实验的过程中，下列操作或描述正确的是___________。（填选项前字母）
A．连接橡皮筋两端点的细线长度必须相同
B．细线
必须在
与
夹角的角平分线上
C．记录图中O 点的莅置和
、
、
的方问
D．不改变
所挂钩码的个数和
的方向，改变
与
的夹角重复实验，O 点不用在桌面上同一位
置
（3）实验中，若桌面不水平___________（填“会”或“不会”）影响实验的结论。
三、解答题
15．（8 分）电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但不能到绳的自由端去直接测量．某
公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为L 的两根固定支柱A、B(图中的小
圆圈表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置，在A、B 的中点用一可动支柱C 向上推动金属绳，使绳在
垂直于A、B 的方向竖直向上发生一个偏移量d(d≪L)，这时仪器测得金属绳对支柱C 竖直向下的作用力为
F.
(1)试用L、d、F 表示这时金属绳中的张力FT；
(2)如果偏移量d＝10 mm，作用力F＝400 N，L＝250 mm，计算金属绳中张力的大小．
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16．（10 分）在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个质量为M 的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放
置一个质量为m 的光滑球，正方体和球均保持静止，球的球心为O，此时OB 与竖直方向的夹角为
，如
图所示。正方体与水平地面间的动摩擦因数为
，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。
求：
（1）正方体和墙壁对球的支持力
、
分别是多大？
（2）保持球的半径和
角不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球质量的最大值为多少？
17．（10 分）如图所示，质量M=2kg 的木块P 套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量m=1kg 的小球Q 相
连。今用与水平方向成α=60°角的恒力F=
N，拉着小球带动木块一起向右匀速运动，运动中P、Q 相
对位置保持不变，g 取10m/s2。求：
（1）木块对水平杆的压力大小；
（2）运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ；
（3）若α 调整到某个值时，使小球和木块一起向右匀速运动的拉力F 最小，求该最小拉力。
18．（12 分）如图所示，两个半圆柱A、B 紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均
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为R。C 的质量为m，A、B 的质量都为
，与地面间的动摩擦因数均为
。现用水平向右的力拉A，使A
缓慢移动，直至C 恰好降到地面。整个过程中B 保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度
为g。求：
(1)未拉A 时，A 对地面的压力的大小N；
(2)未拉A 时，C 受到B 作用力的大小F；
(3)动摩擦因数的最小值
。
8
