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专题三 《相互作用》信息优化卷（能力B）
(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．如图所示，浙江某中学学生做化学实验时，水平放置的圆形铁环上放入分液漏斗，两者均处于静止状
态，则（ ）
A．分液漏斗受到的重力方向一定指向地心
B．圆形铁环对分液漏斗的作用力与底角θ 无关
C．圆形铁环对分液漏斗的弹力是由分液漏斗形变产生的
D．若分液漏斗中溶液不断流出，分液漏斗的重心不断下降
2．如图所示，某同学用一双筷子夹起质量为m 的圆柱形重物，已知圆柱竖直、半径为r，筷子水平，交叉
点到圆柱接触点的距离均为L= 4 r，每根筷子对圆柱的压力大小为2mg，重力加速度大小为g，下列说法
正确的是（ ）
A．每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为1
2 mg
B．每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为√2
2 mg
C．每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为√3
2 mg
1
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D．若增大筷子与圆柱间的压力，摩擦力大小不变
3．一些巧妙的工业设计能极大地为人们的生活提供便利。如图是竖直放置的某款可调角度的简便磨刀器，
该磨刀器左右两侧对称，通过调整磨刀角度可以使该磨刀器的两侧面与刀片尖端的两侧面紧密贴合，就可
以轻松满足家庭日常的各种磨刀需求。关于在使用磨刀器的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．向后轻拉刀具，磨刀器受到的摩擦力向前
B．若水平匀速向后拉动刀具，则磨刀器对刀具的作用力竖直向上
C．加速后拉刀具，刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力
D．对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时，磨刀器的夹角越小，越难被拉动
4．如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α 角的细绳拴接一小球．当小车和小球
相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是( )
A．细绳一定对小球有拉力的作用
B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力
D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力
5．如图甲所示，在一些山区和机械无法到达的地区还沿用着用牛拉耙来耙地的农耕方式，牛通过两根耙
索拉耙沿水平方向匀速耙地，两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO1B=60°，拉力大小均为
F，平面AO1B 与水平面的夹角为30°（O2为AB 的中点），如图乙所示，忽略耙索质量，则地对耙的水平
阻力大小为（ ）
2
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A．
B．
C．
D．
6．某工人使用双轮手推车运送短钢管时，手推车装入钢管后处于静止时的侧面示意图如图所示。推车侧
面ON 与底面OM 垂直，当侧面ON 与水平方向夹角
时，6 号钢管对侧面ON 的压力等于其重力G
，忽略一切摩擦，则（ ）
A．其他钢管对6 号钢管的作用力大小等于G
B．底面OM 受到的压力小于侧面ON 受到的压力
C．若减小
角，钢管仍保持静止，则钢管对推车的总作用力将增大
D．若减小
角，钢管仍保持静止，则底面OM 受到的压力增大
7．“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢。”纸鸢即风筝，如图所示，一张四边形平面风筝悬停在空中，
风筝平面与水平面夹角为
。空气对风筝的作用力F 始终垂直于风筝平面，风筝线的拉力
与水平面夹角
为
。某时刻风力增大导致F 增大，通过拉线调整，风筝再次恢复平衡状态时，风筝平面与水平面夹角仍
为
。则再次平衡后较之初态悬停时，下列说法正确的是（ ）
A．风筝所受合力增大
B．风筝线与水平面夹角
变小
C．风筝线对风筝的拉力
减小
D．若风筝线长度不变，风筝距离地面的高度增大
8．如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数
，
书与书间的动摩擦因数
，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为0.2kg，
该同学对书的水平正压力为100N，每本书均呈竖直静止状态，重力加速度
，则下列说法正确的
是（ ）
3
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A．每本书受到的摩擦力的合力大小不等
B．书与书之间的摩擦力大小均相等
C．他最多能夹住22 本书
D．他最多能夹住30 本书
9．一个用于晾晒的工具其简化模型如图所示。质量为
、边长为
的正方形竹网
水平放置，用长
均为L 的AE、DE、BF、CF 和长均为
的OE、OF 六条轻绳静止悬挂于O 点，OE、OF 的延长线分别
交于AD、BC 的中点。下列说法不正确的是（ ）
A．六条轻绳的张力大小相等
B．轻绳
的张力大小为
C．轻绳
的张力大小为
D．OE、OF 绳增长相同长度，AE 绳张力大小不变
10．社会主义核心价值观基本内容为富强、民主、文明、和谐、自由、平等、公正、法治、爱国、敬业、
诚信、友善。某公司为了宣传社会主义核心价值观基本内容，用一根轻质细绳将12 盏灯笼按如图所示的形
式依次悬挂起来，为了追求美感，平衡时左、右两侧细绳与竖直方向的夹角均力
，相邻两灯笼间的水
平距离均为
，“富强”与“友善”两盏灯笼结点的高度均为h，每盏灯笼的质量均为M，重力加速度大
小为g，下列说法正确的是（ ）
4
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A．“平等”与“公正”两灯笼间细绳中的张力大小为
B．“爱国”与“敬业”两灯笼间细绳中的张力大小为
C．“和谐”灯笼的结点距地面的高度为
D．“公正”灯笼的结点距地面的高度为
11．一条两端固定的粗细和质量分布均匀、柔软、不可伸长的链条，在重力的作用下所具有的曲线形状，
称之为悬链线。为探究其特点，现搭建如图所示的一条悬链线，经测量知两悬点A、B 处切线与竖直方向
夹角分别为30°和60°，两切线的交点为C，E 是C 点正上方链条上的点，F 为悬链线的最低点，则
（ ）
A．A、B 两悬点对墙面的拉力大小之比为3：1
B．链条
和链条
长度之比为3：1
C．整个链条上拉力最小的点为最低点F
D．此时链条的重心在链条上的E 点
12．如图所示，固定在地面的OAB 为半径为3d 的四分之一圆环，圆心O 的正上方4d 处有一定滑轮C，定
滑轮C 右侧有另一个定滑轮D，小球1 套在圆环上并通过轻绳绕过两个定滑轮连接物体2，物体2 又与一
轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上。现有两种情况，情况1：小球1 可在AB 圆弧任意位
置保持静止；情况2：小球1 在A 点时，轻绳刚好伸直但无张力，此时弹簧压缩量为2d，现给小球1 轻微
的扰动，小球1 沿AB 圆弧运动到B 点时速度为零，物体2 不会碰到滑轮。已知小球1 质量为
，物体2
质量为
，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计滑轮质量、大小和一切摩擦。下列说法中正确的是
（ ）
A．情况1 中
B．情况1 中
5
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C．情况2 中
D．情况2 中
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题
13．（8 分）某实验小组利用图（a）所示装置探究弹簧的弹力与形变量的关系。实验中使用J2110 螺旋弹
簧，该弹簧在自然状态下有一定的收缩力。实验时把弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自然下
垂时下端的示数（L）。在弹簧的下端悬挂不同质量（m）的钩码，记录弹簧在不同弹力下弹簧下端的示数
并填入表格中，计算对应的弹簧伸长量x 的值。
0
10
20
30
40
50
60
70
10.50
10.50
10.50
10.50
10.75
11.40
12.20
13.25
0
0
0
0
0.25
0.90
1.70
2.75
80
90
100
110
120
130
140
150
14.30
15.35
16.4
17.50
18.65
19.65
20.75
21.85
3.80
4.85
5.90
7.00
8.15
9.15
10.25
11.35
（1）图（b）是根据上表数据绘制的“
”图线，其中
段为曲线、
段为直线，则该弹簧在
_________段满足胡克定律（选填“
”“
”或“
”）；
（2）由图（b）可得直线
的函数表达式为
（单位：g），弹簧的劲度系数
_________
，弹簧在自然状态下的收缩力
_________N（已知重力加速度大小
，结果均保留2 位小
数）；
（3）由于弹簧的质量不能忽略，它对弹簧劲度系数的测量_________（选填“有”或“没有”）影响。
14．（6 分）某同学用平板
和
制作了一个直角架．该同学想通过该装置，利用压力传感器和量角器来
验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下：
6
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（1）平板
置于水平面上，压力传感器固定在平板
上，将木块
置于压力传感器正上方，木块
紧靠平
板
，如图甲所示，记录此时传感器的示数
，此时平板
对木块
的弹力为________；
（2）以直角架连接边为转轴，抬高平板
的另一端，使平板
绕转轴逆时针旋转，平板
转过的角度为
时，记录传感器的示数
，如图乙所示；
（3）在误差允许的范围内，比较
和
的大小，若
与
的关系为________，即可初步验证平行四边形
定则；
（4）重复步骤（2），多次调整平板
转动的角度，比较
和
的大小，多次验证；
（5）在步骤（2）中，若不考虑平板
与木块
间的摩擦，通过平行四边形定则可以推出平板
对木块
的弹力________（填“一直变大”或“先变大后变小”）．
四、解答题
15．（8 分）如图所示，两根直木棍AB 和CD 相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、
质量m=20kg 的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距d=8cm，与水平面的夹角α=37°。
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取10m/s2）。
（1）两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力的大小；
（2）每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数；
（3）将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，所需最小拉力?（sin74°=0.96）
7
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16.（10 分）如图，在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个边长为a、质量为M=4kg 的正方体ABCD，在墙
壁和正方体之间放置半径R=0.5m、质量为m 的光滑球，正方体和球均保持静止。球的球心为O，OC 与竖
直方向的夹角为θ，正方体的边长a>R，正方体与水平地面的动摩擦因数μ=0.5.已知重力加速度g=
10m/s2，sin37°=0.6， cos37°=0.8， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若θ=37°、m=2kg，求正方体M 受到地面的摩擦力大小；
（2）若θ=37°，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求光滑球质量的最大值；
（3）改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体的右侧面BC 到墙壁的距离小于某个值L 时，无论球的质量
是多少，球和正方体始终处于静止状态，且球没有落到地面，求L 的值。
17．（10 分）如图所示，用三根轻绳将质量均为m 的A、B 两小球以及水平天花板上的固定点O 之间两两
连接，然后用一水平方向的力F 作用于A 球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB 绳恰好处于竖直方
向，两球均处于静止状态，轻绳OA 与AB 垂直且长度之比为3:4．试计算：
（1）OA 绳拉力及F 的大小？
（2）保持力F 大小方向不变，剪断绳OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB 及绳AB 拉力的大小和方向．
（绳OB、AB 拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达）
（3）欲使绳OB 重新竖直，需在球B 上施加一个力，求这个力的最小值和方向．
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18．（10 分）如图所示，半圆柱体A、光滑圆柱体B 及长方体木块C 放在水平地面上，B 与A、C 刚好接
触并处于静止状态。现用水平向左的推力推C，使其缓慢移动，直到B 恰好运动到A 的顶端，在此过程中
A 始终保持静止，已知A、B、C 的质量分别为2m、m、3m，A、B 的半径均为R，C 与地面间的动摩擦因
数为
，重力加速度为g，求：
（1）B 刚离开地面时，C 对B 的弹力大小；
（2）当A、B 圆心的连线与地面的夹角为45°时，A 对地面的压力大小；
（3）C 移动的整个过程中水平推力的最大值。
9
