第三章水平测试卷本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共48分)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，有选错的得0分)1．下列关于力的说法，正确的是()A．有力作用时一定有施力物体，可能没有受力物体B．力有时能脱离物体而独立存在C．有受力物体就一定有施力物体D．只有相互接触的物体才能有作用力答案 C解析有力作用时一定有施力物体和受力物体，有受力物体就一定有施力物体，A错误，C正确；力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在，B 错误；两个物体有力作用时不一定相互接触，如磁铁吸引小铁钉时，磁铁对小铁钉有力的作用但磁铁与小铁钉可以不相互接触，D错误。
2.如图所示，歼－20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机。
它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊。
关于飞行中的歼－20战机的受力，下列说法正确的是()A．战机受到的重力垂直向下B．战机受重力的同时，它也对地球产生引力C．战机向前运动的推力无施力物体D．战机匀速飞行，它不受重力作用答案 B解析重力的方向竖直向下，不一定垂直向下，A错误；由于地球对战机的引力而产生重力，同时战机对地球也产生向上的引力，B正确；任何力都有施力物体，战机向前的推力来自于发动机喷出的气流，C错误；地球附近的任何物体都受重力作用，D错误。
3．一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角为α＝30°的固定光滑斜面上。
在如图所示的甲、乙、丙三种情况下物体处于平衡状态的是(g＝10 m/s2)()A．仅甲图B．仅乙图C．仅丙图D．甲、乙、丙图答案 B解析物体在光滑斜面上受重力、支持力和沿斜面向上的拉力，斜面光滑，故物体不受摩擦力；将重力沿斜面和垂直于斜面进行分解，重力垂直于斜面的分力一定与支持力大小相等；要使物体处于平衡状态，拉力应等于重力沿斜面向下的分力，即F＝mg sinα＝3×10×12N＝15 N，故只有乙图情况下物体平衡，B正确。
4．某人手握一木棒，将木棒竖直静置于空中，如图所示，下列说法中正确的是()A．木棒受到的摩擦力方向竖直向上，大小等于木棒的重力B．手握棒的力越大，手与棒之间的摩擦力越大C．手对棒的作用力大于棒的重力D．棒对手的摩擦力与棒的重力是一对作用力和反作用力答案 A解析根据平衡条件可知，木棒受到的静摩擦力方向竖直向上，大小等于木棒的重力，A 正确；手握得越紧，木棒受到的最大静摩擦力越大，但棒受到的静摩擦力不变，B 错误；棒处于平衡状态，合力为0，对棒分析可知，棒受重力和手对棒的作用力，二者应大小相等，方向相反，C 错误；棒对手的摩擦力的施力物体是棒，受力物体是手，棒的重力的施力物体是地球，受力物体是棒，这两个力既不是平衡力，也不是作用力和反作用力，D 错误。
5．如图所示，舰载机保持牵引力F 大小不变，在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止，此时阻拦索夹角θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为( )A.F 2B ．F C.3FD ．2F答案 B解析 设阻拦索承受的张力大小为F T ，由平衡条件可知，牵引力F ＝2F T ′·cos θ2，又由牛顿第三定律知F T ＝F T ′，解得F T ＝F ，B 正确。
6．如图所示为体操男子吊环比赛中某个时刻的模拟图，此时运动员静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定的夹角，左、右两吊环对运动员的作用力大小分别为F 1、F 2。
则下列判断中正确的是( )A ．F 1、F 2是一对作用力和反作用力B ．两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上C ．每根吊带受到吊环的拉力大小都等于运动员重力的一半D ．在运动员将两吊带由图示状态再缓慢向两边撑开的过程中，吊带上的拉力缓慢增大答案 B解析 运动员受力如图所示，由共点力的平衡条件可知，在水平方向上：F 1sin θ＝F 2sin θ，则F 1＝F 2＝F ，在竖直方向上：F 1cos θ＋F 2cos θ＝G ，即2F cos θ＝G ，解得：F ＝G 2cos θ。
F 1、F 2都作用在运动员上，不是一对作用力和反作用力，A 错误；运动员受两个吊环的拉力和重力而处于平衡状态，三力为共点力，根据共点力平衡的特点可知，两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上，B 正确；由F ＝G 2cos θ可知，由于cos θ<1，每根吊带所受的拉力大小都大于运动员重力的一半，C 错误；在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中，角度θ减小，故两根吊带的拉力均减小，D 错误。
7．如图所示，一个金属小球静止在光滑斜面上，球上有两根细绳A 、B 悬于水平天花板上，B 绳处于竖直位置，则下列说法正确的是( )A．金属小球一定受到4个力的作用B．金属小球可能受到3个力的作用C．金属小球一定受到2个力的作用D．金属小球可能受到沿斜面向上的静摩擦力答案 C解析斜面光滑，小球不可能受摩擦力作用，D错误；假设细绳A或者斜面给小球指向左上方的弹力，小球在水平方向就不能平衡，故小球仅受重力和细绳B的拉力，A、B错误，C正确。
8.近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生。
近日研究发现，玩手机时，有可能让颈椎承受多达60磅(约270 N)的重量。
一系列健康问题与不当的姿势存在关联，如背痛、体重增加、胃痛、偏头疼和呼吸道疾病等。
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P A方向肌肉拉力的作用下静止。
假设低头时颈椎OP与竖直方向的夹角为45°，P A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压力的(6≈2.45)()A．4.2倍B．3.3倍C．2.8倍D．2.0倍答案 B解析由题意可知人的头部受力情况如图所示，设人的颈椎对头的支持力为F，肌肉对头的拉力为T，正交分解力F和T，在水平方向：T sin60°＝F sin45°，竖直方向F cos45°＝G＋T cos60°，联立解得F≈3.3G，由牛顿第三定律知，颈椎受到的压力F′等于颈椎对头的支持力，即F′≈3.3G，B正确。
9．小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F ，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G ，则下列说法中正确的是()A ．当θ为120°时，F ＝GB ．不管θ为何值，F ＝G 2C ．当θ＝0°时，F ＝G 2D ．θ越大，F 越小答案 AC解析 水桶受重力G 和两个拉力F 作用而平衡，根据平衡条件得：2F cos θ2＝G ，解得：F ＝G 2cos θ2，由公式可知，F 随着θ的变化而变化，且θ越大，F 越大，B 、D 错误；当θ＝0°时，F ＝G 2，C 正确；当θ为120°时，F ＝G ，A 正确。
10．科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G ，则下列说法正确的是( )A．手机受到的支持力大小为G cosθB．手机受到的支持力大于G cosθC．纳米材料对手机的作用力大小为G sinθD．纳米材料对手机的作用力竖直向上答案BD解析手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在垂直支架方向有：F N＝G cosθ＋F，大于G cosθ，A错误，B正确；手机处于静止状态，受力吸平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，C错误，D正确。
11.将一个F＝10 N的力分解为两个分力，如果已知其中一个不为零的分力F1方向与F成30°角，则关于另一个分力F2，下列说法正确的是()A．F2的方向不可能与F平行B．F1的大小不可能小于5 NC．F2的大小可能小于5 ND．F2的方向与F1垂直时，F2最小答案AD解析如果F2的方向与F平行，则F1的方向也与F平行，这显然不符合题意，所以F2的方向不可能与F平行，A正确；F1的大小可能小于5 N，与F2的方向、大小有关，B错误；当F2的方向与F1的方向垂直时，F2具有最小值5 N，所以F2的大小不可能小于5 N，C错误，D正确。
12．如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上。
现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动。
在这一过程中，环对杆的摩擦力F f和环对杆的压力F N的变化情况是()A．F f不变B．F f增大C．F N不变D．F N减小答案BC解析设F f′为杆对环的摩擦力，F N′为杆对环的支持力，以B为研究对象，小球受到重力、水平力F和轻绳的拉力T，如图1所示，由平衡条件得：F＝mg tanα，当小球B从实线位置缓慢上升到虚线位置时，α增大，则F增大，再以整体为研究对象，受力示意图如图2所示，根据平衡条件得：F f′＝F，F增大，则F f′逐渐增大；F N′＝(M＋m)g，则F N′保持不变。
由牛顿第三定律知，F f增大，F N 不变，B、C正确，A、D错误。
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题共2小题，共12分)13．(6分)某同学利用如图a装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。
(1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。
由此图线可得该弹簧的原长x0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m。
(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图c 所示时，该弹簧的长度x＝________ cm。
答案(1)450(2)10解析(1)弹簧处于原长时，弹力为零，由图b可看出，该弹簧的原长为4 cm；由图b可知，弹簧弹力为2 N时，弹簧的长度为8 cm，伸长量为4 cm，根据胡克定律F＝kΔx，有：k＝FΔx＝50 N/m。
(2)由图c得到弹簧的弹力为3.0 N，根据图b得到此时弹簧的长度为10 cm。
14．(6分)某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图a所示。