《第三章 相互作用》試卷及答案-高中物理必修1-人教版-2024-2025學年

《第三章相互作用》試卷(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、關于力的概念，下列說法正確的是：A.力可以脫離物體而獨立存在B.只有直接接觸的物體之間才有力的作用C.物體間發(fā)生相互作用時，總是先有作用力后有反作用力D.物體間的相互作用力總是同時產(chǎn)生，同時消失2、兩個質(zhì)量分別為m1和mA.vB.v1>C.v1<D.無法確定3、在以下關于力的說法中，正確的是（）A、力是改變物體運動狀態(tài)的原因，但不是維持物體運動狀態(tài)的原因B、力是維持物體靜止狀態(tài)的原因，但不是改變物體運動狀態(tài)的原因C、力的作用是相互的，但一個物體受到的力總是小于它對另一個物體施加的力D、力的作用效果只有改變物體的運動狀態(tài)，不能改變物體的形狀4、一個物體在水平方向上受到兩個力的作用，這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，下列說法正確的是（）A、物體一定處于平衡狀態(tài)B、物體可能處于平衡狀態(tài)，也可能處于非平衡狀態(tài)C、物體的運動狀態(tài)一定保持不變D、物體的運動狀態(tài)一定發(fā)生改變5、一個物體在水平面上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。以下哪個說法是正確的？A.這三個力一定都相等B.這三個力一定都垂直C.這三個力的方向必須相同D.這三個力的方向必須互成120°6、一個物體在粗糙水平面上受到一個水平推力，該推力與摩擦力大小相等但方向相反。以下哪個說法是正確的？A.物體將保持靜止B.物體將做勻速直線運動C.物體將做勻加速直線運動D.物體的加速度將隨著時間增加7、一個物體在水平地面上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。如果這三個力分別記為F1、F2、F3，則以下說法正確的是：A、F1、F2、F3三個力的大小相等B、F1、F2、F3三個力的方向相同C、F1、F2、F3中必有一個力的方向與另外兩個力的合力方向相反D、F1、F2、F3中必有一個力的方向與另外兩個力的合力方向相同二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、下列關于相互作用力的說法正確的是：A、相互作用力總是成對出現(xiàn)的，大小相等，方向相反，作用在同一直線上，但作用在不同物體上。B、相互作用力的大小與兩物體間的距離有關。C、相互作用力的大小與兩物體的質(zhì)量有關。D、相互作用力的作用效果相同。2、以下哪些情況中，兩個物體之間存在彈力作用？A、兩個物體接觸并相互擠壓。B、兩個物體接觸并相互摩擦。C、兩個物體接觸且一個物體對另一個物體施加了壓力。D、兩個物體接觸但沒有相互擠壓或壓力。3、關于力的合成與分解，下列說法正確的是（）A.合力一定大于任一分力B.合力可能小于任一分力C.力的分解是力的合成的逆過程D.在力的分解中，一個力可以分解為無數(shù)對大小和方向不同的分力三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題一、計算題已知兩物體質(zhì)量分別為m1=2kg和m2=3kg，它們通過一根輕質(zhì)不可伸長的繩子連接，繩子跨過一個光滑的定滑輪。物體m1受到一個水平向右的拉力F=10N，物體m2靜止在水平地面上。求：（1）繩子對物體m1的拉力T；（2）物體m2受到的摩擦力f；（3）物體m2的加速度a。第二題題目：一個質(zhì)量為2kg的物體，在水平地面上受到一個水平向右的拉力F，使得物體從靜止開始加速運動。已知物體受到的摩擦力為5N，加速度為2m/s2。求：（1）物體所受的拉力F；（2）如果拉力F突然減小到原來的1/2，物體的加速度將變?yōu)槎嗌?？第三題題目：一個物體在水平面上受到三個力的作用，這三個力分別是：F1=10N，方向向東；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。求：（1）物體所受合力的大小；（2）如果物體處于靜止狀態(tài)，這三個力如何調(diào)整才能使物體保持平衡？第四題一、計算題（共20分）一個物體質(zhì)量為2kg，從靜止開始在水平面上受到一個恒定的摩擦力作用，該摩擦力的大小為6N。物體在水平面上運動了10秒后，速度達到4m/s。求：（1）物體受到的加速度大小是多少？（2）物體運動了多遠？（1）根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，其中F為物體受到的合力，m為物體的質(zhì)量，a為物體的加速度。由于物體受到的合力為摩擦力，所以F=6N。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到a=F/m=6N/2kg=3m/s2。（2）物體的位移可以用公式s=ut+(1/2)at2計算，其中u為物體的初始速度，t為運動時間，a為加速度，s為位移。由于物體從靜止開始運動，所以u=0。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到s=0+(1/2)*3m/s2*(10s)2=150m。解析：本題主要考察了牛頓第二定律和勻加速直線運動的基本公式。首先根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度，然后利用勻加速直線運動的位移公式求出物體的位移。一物體從靜止開始沿水平面做勻加速直線運動，加速度為2m/s2。當物體運動了5秒后，求：（1）物體的末速度是多少？（2）物體在這段時間內(nèi)通過的位移是多少？（1）根據(jù)勻加速直線運動的公式v=u+at，其中v為物體的末速度，u為物體的初始速度，a為加速度，t為運動時間。由于物體從靜止開始運動，所以u=0。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到v=0+2m/s2*5s=10m/s。（2）物體在這段時間內(nèi)通過的位移可以用公式s=ut+(1/2)at2計算，其中u為物體的初始速度，a為加速度，t為運動時間，s為位移。由于物體從靜止開始運動，所以u=0。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到s=0+(1/2)*2m/s2*(5s)2=25m。解析：本題同樣考察了勻加速直線運動的基本公式。首先根據(jù)勻加速直線運動的公式求出物體的末速度，然后利用位移公式求出物體在這段時間內(nèi)通過的位移。第五題題目：一個質(zhì)量為m的物體，在水平面上受到兩個力F1和F2的作用，F(xiàn)1的方向向東，大小為10N；F2的方向向北，大小為8N。物體在水平方向和豎直方向的運動狀態(tài)分別是怎樣的？為什么？《第三章相互作用》試卷及答案一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、關于力的概念，下列說法正確的是：A.力可以脫離物體而獨立存在B.只有直接接觸的物體之間才有力的作用C.物體間發(fā)生相互作用時，總是先有作用力后有反作用力D.物體間的相互作用力總是同時產(chǎn)生，同時消失答案：D解析：力是物體之間的相互作用，不能脫離物體而獨立存在，故A錯誤；非接觸力如重力、電磁力等也屬于力的作用，因此B錯誤；根據(jù)牛頓第三定律，作用力與反作用力總是成對出現(xiàn)，并且同時產(chǎn)生，同時消失，所以C錯誤，D正確。2、兩個質(zhì)量分別為m1和mA.vB.v1>C.v1<D.無法確定答案：C解析：在這個系統(tǒng)中，因為沒有外力作用，所以系統(tǒng)的總動量守恒。設兩物體獲得的速度分別為v1和v2，則有m1v1+m2v2=0（假設3、在以下關于力的說法中，正確的是（）A、力是改變物體運動狀態(tài)的原因，但不是維持物體運動狀態(tài)的原因B、力是維持物體靜止狀態(tài)的原因，但不是改變物體運動狀態(tài)的原因C、力的作用是相互的，但一個物體受到的力總是小于它對另一個物體施加的力D、力的作用效果只有改變物體的運動狀態(tài)，不能改變物體的形狀答案：A解析：根據(jù)牛頓第一定律，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因。因此，選項A正確。選項B錯誤，因為力不是維持靜止狀態(tài)的原因。選項C錯誤，根據(jù)牛頓第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反。選項D錯誤，力不僅能改變物體的運動狀態(tài)，也能改變物體的形狀。4、一個物體在水平方向上受到兩個力的作用，這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，下列說法正確的是（）A、物體一定處于平衡狀態(tài)B、物體可能處于平衡狀態(tài)，也可能處于非平衡狀態(tài)C、物體的運動狀態(tài)一定保持不變D、物體的運動狀態(tài)一定發(fā)生改變答案：A解析：當兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上時，這兩個力是一對平衡力。根據(jù)平衡力的定義，物體在這種情況下一定處于平衡狀態(tài)，因此選項A正確。選項B錯誤，因為在這種情況下不可能處于非平衡狀態(tài)。選項C和D錯誤，因為物體可能靜止或勻速直線運動，其運動狀態(tài)不一定發(fā)生改變。5、一個物體在水平面上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。以下哪個說法是正確的？A.這三個力一定都相等B.這三個力一定都垂直C.這三個力的方向必須相同D.這三個力的方向必須互成120°答案：C解析：當物體受到的三個力的合力為零時，這三個力必須能夠相互平衡，即它們的方向和大小必須相互抵消。這意味著這三個力的方向必須相同，否則它們不可能相互平衡。因此，選項C是正確的。6、一個物體在粗糙水平面上受到一個水平推力，該推力與摩擦力大小相等但方向相反。以下哪個說法是正確的？A.物體將保持靜止B.物體將做勻速直線運動C.物體將做勻加速直線運動D.物體的加速度將隨著時間增加答案：B解析：當物體在粗糙水平面上受到一個與摩擦力大小相等但方向相反的推力時，這兩個力相互抵消，物體所受的合力為零。根據(jù)牛頓第一定律，一個物體如果受到的合力為零，它將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。因此，物體將做勻速直線運動，選項B是正確的。7、一個物體在水平地面上受到三個力的作用，這三個力的合力為零。如果這三個力分別記為F1、F2、F3，則以下說法正確的是：A、F1、F2、F3三個力的大小相等B、F1、F2、F3三個力的方向相同C、F1、F2、F3中必有一個力的方向與另外兩個力的合力方向相反D、F1、F2、F3中必有一個力的方向與另外兩個力的合力方向相同答案：C解析：根據(jù)力的平衡條件，當一個物體受到三個力的作用，且這三個力的合力為零時，這三個力必須能夠相互平衡。這意味著這三個力中必有一個力的方向與另外兩個力的合力方向相反，以保持整體的平衡狀態(tài)。因此，選項C是正確的。選項A和B不一定成立，因為力的大小和方向不一定相等或相同。選項D也不正確，因為三個力的合力為零，不可能有其中一個力的方向與合力方向相同。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、下列關于相互作用力的說法正確的是：A、相互作用力總是成對出現(xiàn)的，大小相等，方向相反，作用在同一直線上，但作用在不同物體上。B、相互作用力的大小與兩物體間的距離有關。C、相互作用力的大小與兩物體的質(zhì)量有關。D、相互作用力的作用效果相同。答案：A解析：根據(jù)牛頓第三定律，相互作用力總是成對出現(xiàn)的，大小相等，方向相反，作用在同一直線上，但作用在不同物體上，因此選項A正確。選項B和C錯誤，因為相互作用力的大小僅與兩物體間的相互作用有關，與距離和質(zhì)量無關。選項D錯誤，因為相互作用力的作用效果取決于各自的性質(zhì)和作用點。2、以下哪些情況中，兩個物體之間存在彈力作用？A、兩個物體接觸并相互擠壓。B、兩個物體接觸并相互摩擦。C、兩個物體接觸且一個物體對另一個物體施加了壓力。D、兩個物體接觸但沒有相互擠壓或壓力。答案：AC解析：彈力是物體由于形變而產(chǎn)生的力。在以下情況下，兩個物體之間存在彈力作用：A、兩個物體接觸并相互擠壓時，由于擠壓導致物體形變，產(chǎn)生彈力。C、一個物體對另一個物體施加了壓力，壓力使物體發(fā)生形變，從而產(chǎn)生彈力。選項B中，摩擦力是由于物體表面粗糙程度和相對運動而產(chǎn)生的，與彈力不同。選項D中，如果兩個物體接觸但沒有相互擠壓或壓力，那么它們之間不會產(chǎn)生彈力作用。3、關于力的合成與分解，下列說法正確的是（）A.合力一定大于任一分力B.合力可能小于任一分力C.力的分解是力的合成的逆過程D.在力的分解中，一個力可以分解為無數(shù)對大小和方向不同的分力【答案】B,C,D【解析】選項A：合力不一定大于任一分力。當兩個力的方向相反時，它們的合力實際上等于這兩個力的差值，此時合力會小于其中較大的那個力。因此，A選項錯誤。選項B：如上所述，當兩個力的方向相反或成一定角度時，合力有可能小于任一分力。故B選項正確。選項C：力的分解確實是力的合成的逆過程。在力的合成過程中，我們從幾個已知力得到一個合力；而在力的分解過程中，我們則是從一個已知的合力出發(fā)，找到能夠產(chǎn)生這個合力的幾個分力。所以C選項正確。選項D：根據(jù)平行四邊形法則，在力的分解過程中，對于同一個力，我們可以選擇不同的方向進行分解，從而得到不同大小和方向的分力組合。理論上講，確實可以將一個力分解為無數(shù)種不同的方式。因此D選項也是正確的。綜上所述，本題的正確答案是B、C、D。這道題目考察了學生對于力的合成與分解原理的理解以及應用能力。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題一、計算題已知兩物體質(zhì)量分別為m1=2kg和m2=3kg，它們通過一根輕質(zhì)不可伸長的繩子連接，繩子跨過一個光滑的定滑輪。物體m1受到一個水平向右的拉力F=10N，物體m2靜止在水平地面上。求：（1）繩子對物體m1的拉力T；（2）物體m2受到的摩擦力f；（3）物體m2的加速度a。答案：（1）繩子對物體m1的拉力T=10N，因為物體m1受到的拉力F等于繩子對m1的拉力T。（2）物體m2受到的摩擦力f=0N，因為物體m2靜止在地面上，且沒有其他水平力作用在它上面，所以摩擦力為0。（3）物體m2的加速度a可以通過牛頓第二定律計算得出：F=(m1+m2)*a將已知數(shù)值代入：10N=(2kg+3kg)*a10N=5kg*aa=10N/5kga=2m/s2解析：（1）根據(jù)力的平衡條件，物體m1受到的拉力F等于繩子對m1的拉力T。（2）由于物體m2靜止在地面上，且沒有水平力作用在它上面，根據(jù)牛頓第一定律，物體m2受到的摩擦力f為0。（3）根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度a等于作用在物體上的合力F除以物體的總質(zhì)量(m1+m2)。由于物體m1和m2通過不可伸長的繩子連接，它們將共同加速，因此合力F等于繩子對m1的拉力T。將已知數(shù)值代入公式計算得到加速度a。第二題題目：一個質(zhì)量為2kg的物體，在水平地面上受到一個水平向右的拉力F，使得物體從靜止開始加速運動。已知物體受到的摩擦力為5N，加速度為2m/s2。求：（1）物體所受的拉力F；（2）如果拉力F突然減小到原來的1/2，物體的加速度將變?yōu)槎嗌?？答案：?）物體所受的拉力F：根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma+f，其中m為物體質(zhì)量，a為加速度，f為摩擦力。代入已知數(shù)值：F=2kg×2m/s2+5N=4N+5N=9N。（2）如果拉力F突然減小到原來的1/2，物體的加速度將變?yōu)槎嗌伲啃碌睦’=F/2=9N/2=4.5N。根據(jù)牛頓第二定律，新的加速度a’=(F’-f)/m，代入已知數(shù)值：a’=(4.5N-5N)/2kg=-0.5N/2kg=-0.25m/s2。解析：（1）本題考查了牛頓第二定律的應用。根據(jù)牛頓第二定律，物體所受合力等于其質(zhì)量與加速度的乘積。由于物體在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，因此拉力F等于物體質(zhì)量與加速度的乘積加上摩擦力。（2）當拉力F減小到原來的1/2時，物體受到的合力也相應減小。由于摩擦力不變，新的加速度a’可以通過新的拉力F’減去摩擦力f，再除以物體質(zhì)量m計算得出。注意，加速度的方向與拉力的變化方向相反，因此這里加速度為負值，表示加速度的方向與原來的運動方向相反。第三題題目：一個物體在水平面上受到三個力的作用，這三個力分別是：F1=10N，方向向東；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。求：（1）物體所受合力的大??；（2）如果物體處于靜止狀態(tài)，這三個力如何調(diào)整才能使物體保持平衡？答案：（1）物體所受合力的大?。河捎贔1和F3方向相反，且在同一直線上，它們可以相互抵消。因此，合力F合等于F2的大小，但方向與F2相同。F合=F2=15N（2）為了使物體保持平衡，三個力的合力必須為零。由于F1和F3已經(jīng)相互抵消，我們只需調(diào)整F2的大小和方向，使其與F1和F3的合力方向相反且大小相等。設調(diào)整后的F2為F2’，則F2’的大小應等于F1和F3的合力大小，即F2’=F1+F3=10N+20N=30N。由于F2原來方向向北，調(diào)整后的F2’應方向向南，且與F1和F3的合力方向相反。解析：（1）根據(jù)力的合成原理，當兩個力在同一直線上且方向相反時，它們的合力等于兩個力的大小之差，方向與較大力的方向相同。因此，F(xiàn)1和F3相互抵消，物體所受合力的大小等于F2的大小，即15N。（2）根據(jù)平衡條件，物體處于靜止狀態(tài)時，所受合力必須為零。由于F1和F3已經(jīng)相互抵消，我們只需調(diào)整F2的大小和方向，使其與F1和F3的合力方向相反且大小相等。通過計算得出F2’的大小應為30N，方向向南，與F1和F3的合力方向相反，從而使得物體保持平衡。第四題一、計算題（共20分）一個物體質(zhì)量為2kg，從靜止開始在水平面上受到一個恒定的摩擦力作用，該摩擦力的大小為6N。物體在水平面上運動了10秒后，速度達到4m/s。求：（1）物體受到的加速度大小是多少？（2）物體運動了多遠？答案：（1）根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，其中F為物體受到的合力，m為物體的質(zhì)量，a為物體的加速度。由于物體受到的合力為摩擦力，所以F=6N。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到a=F/m=6N/2kg=3m/s2。（2）物體的位移可以用公式s=ut+(1/2)at2計算，其中u為物體的初始速度，t為運動時間，a為加速度，s為位移。由于物體從靜止開始運動，所以u=0。將已知數(shù)據(jù)代入公式，得到s=0+(1/2)*3m/s2*(10s)2=150m。解析：本題主要考察了牛頓第二定律和勻加速直線運動的基本公式。首先根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度，然后利用勻加速直線運動的位移公式求出物體的位移。一物體從靜止開始沿水平面做勻加速直