北京市各地区2022-2023学年高一上学期期末物理试题知识点分类汇编-05牛顿第三定律、力的合成与分解
一、单选题
1．（2023秋·北京怀柔·高一统考期末）某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系。实验时他把两只力传感器同时连接在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，如图甲所示。如图乙是他记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线。根据图线可以得出的结论是（ ）
A．作用力大时反作用力小 B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力变化后反作用力才随之发生变化 D．图中的两个力是一对平衡力
2．（2023秋·北京石景山·高一统考期末）如图所示，物块在水平放置的台式弹簧秤上保持相对静止，弹簧秤的示数为15N。为了得出物块的重力为15N的结论，在下列4条依据中选出需要的依据（ ）
①胡克定律
②牛顿第三定律
③当地的重力加速度为
④物块处于平衡态，平衡态的物体所受合力为零
A．①② B．②④ C．②③ D．①④
3．（2023秋·北京西城·高一统考期末）如图所示，台秤放置在水平地面上，石块静止在水平台秤上。石块所受支持力的反作用力是（ ）
A．石块所受的重力
B．台秤所受的重力
C．石块对台秤的压力
D．地面对台秤的支持力
4．（2023秋·北京东城·高一统考期末）某同学在“用力传感器探究作用力和反作用力的关系”实验中，将一个力传感器A固定在一个滑块上，用手握住另一个传感器B，用B拉住A，使A和滑块由静止开始做变速直线运动。两个传感器的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，请结合实验操作过程和F-t图线综合分析，下列说法不正确的是（ ）
A．作用力与反作用力总是大小相等
B．作用力与反作用力总是同时产生，同时消失
C．作用力与反作用力总是同时变化
D．作用力与反作用力总是作用在同一物体上
5．（2023秋·北京朝阳·高一统考期末）鸡蛋与桌面相碰，蛋壳破裂。关于鸡蛋与桌面间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A．桌面对鸡蛋的力大于鸡蛋对桌面的力
B．桌面对鸡蛋的力小于鸡蛋对桌面的力
C．桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力方向相同
D．桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力方向相反
6．（2023秋·北京大兴·高一统考期末）一本书静止放置在水平桌面上，以下说法中正确的是（ ）
A．书和桌面相互挤压，桌面和书都发生了形变
B．桌面对书的作用力是弹力，书对桌面的作用力是重力
C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
D．书所受的重力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
7．（2023秋·北京通州·高一统考期末）某同学在水平桌面上做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE，在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，撤去、，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它达到O点，如图丙所示，力F单独作用，与、共同作用的效果甲乙丙是一样的，都能使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同且均与桌面平行，即橡皮条对小圆环的拉力相同，所以F等于、的合力，此实验中，所说的合力与分力的“作用的效果是一样”，是指（ ）（选填选项前字母）。
A．弹簧测力计的示数都相同
B．丙图中弹簧测力计的示数等于乙图中两个弹簧测力计的示数之和
C．橡皮条在同一方向的形变量是相同的
8．（2023秋·北京石景山·高一统考期末）作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是2N，另一个力的大小是4N，它们的合力的大小可能是（ ）
A．0 B．1N C．3N D．7N
9．（2023秋·北京朝阳·高一统考期末）作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是6N，它们合力的大小可能是（ ）
A．2N B．5N C．10N D．12N
二、多选题
10．（2023秋·北京密云·高一统考期末）如图，物块在水平放置的台式弹簧秤上保持相对静止，弹簧秤的示数为15N。要得出物块的重力为15N的结论，还需要的依据是
A．胡克定律
B．牛顿第三定律
C．当地的重力加速度为10m/s2
D．物块处于平衡态，平衡态的物体所受合力为零
三、填空题
11．（2023秋·北京顺义·高一统考期末）物体受到20N和30N两个力的作用，物体所受合力的最小值是 N，物体所受合力的最大值是 N。
四、实验题
12．（2023秋·北京顺义·高一统考期末）某同学做“验证力的平行四边形定则”的部分实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，OA为橡皮条，OB与OC为细线，O为橡皮条与细线的结点。图是在白纸上根据实验数据画出的力的图示。
（1）经过比较规范的操作，图中的F与F′两个力中，一定沿AO方向的力是 ；
（2）使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面 。（选填“垂直”或“平行”）
13．（2023秋·北京海淀·高一统考期末）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学将木板放在水平桌面上，在木板上铺上白纸，用以记录力的大小和方向，然后他所进行实验的主要步骤是∶
①如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一端固定，橡皮条的长度为GE；
②用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。记录O点位置以及、的大小和方向；
③撤去、，改用一个测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，此时测力计的示数为F，如图丙所示。记录F的大小和方向。
（1）步骤③中“改用一个测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点”，这样做的目的是 。
（2）实验中，下列操作正确的是 。
A．使用弹簧测力计时，应使弹簧测力计与木板平面平行
B．用两个弹簧测力计共同拉动小圆环时的拉力一定都小于只用一个弹簧测力计时的拉力
C．通过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些
（3）为了探究拉力F与、的关系，步骤②中记录了、的方向如图中虚线方向所示，和的大小分别为3.0N和2.0N，步骤③中记录了F的大小和方向，图中已经画出了F的大小和方向。请根据图中给出的力的标度，完成力、的图示 。
（4）某同学将（3）中所作、图示的箭头端分别与F箭头端用虚线连接，观察到所围成的形状近似为平行四边形，于是得出猜想；力的合成满足平行四边形定则。为检验这一猜想，还需进一步做什么工作 。
14．（2023秋·北京丰台·高一统考期末）某实验小组探究两个互成角度的力的合成规律。如图甲所示，橡皮条的一端固定，另一端挂有轻质小圆环，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用两个弹簧测力计共同拉动拴在小圆环上的两条细绳，小圆环受到拉力F1、F2共同作用，静止于O点。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，与F1、F2作用的效果是一样的。分别记录力F、F1、F2的大小和方向，利用图示法画出力F、F1、F2，探究三者的关系。
（1）请简述实验中如何保证“力F单独作用时，与F1、F2共同作用的效果是相同的”。
（2）下列操作有利于减小实验误差的是 （填字母代号）。
A．拴在小圆环上的两条细绳必须等长
B．在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些
C．用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两条细绳之间的夹角必须取90°
D．实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计
15．（2023秋·北京西城·高一统考期末）（1）利用如图实验装置，探究两个互成角度的力的合成规律，请将以下主要实验操作补充完整。
① 把橡皮条一端固定在木板上的A点，另一端挂一轻质小圆环，在小圆环上拴两根绳套。
② 用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉小圆环，使小圆环到达某一位置，记为O；同时记录两根细绳的方向和两个测力计的示数；
③ 用一个弹簧测力计钩住一个绳套，拉小圆环，使小圆环 ，记录此时细绳的方向和测力计的示数。
（2）某频闪仪的频闪周期为T，每隔T的时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮沿直线运动的小球，于是照相机胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置。如图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图，由图可以推测，小球在此运动过程中的速度 （选填“越来越大”或“越来越小”），受到的合力 （选填“越来越大”“越来越小”或“不变”）。为计算小球在A点时的瞬时速度，甲同学用计算，乙同学用计算,得到不同的计算结果，从理论上讲， （选填“甲”或“乙”）同学的计算结果更接近的真实值。
五、解答题
16．（2023秋·北京密云·高一统考期末）设某人站在电梯内的水平地板上静止不动。启动电梯后，他随电梯一起匀加速上升。已知人的质量为，电梯上升时的加速度大小，重力加速度取。求：
（1）静止时人对电梯的压力。
（2）加速上升时人对电梯的压力。
17．（2023秋·北京海淀·高一统考期末）如图所示，一茶杯静置于水平桌面。请在图中画出该茶杯的受力示意图，并证明其对桌面的压力大小等于其所受重力的大小。
18．（2023秋·北京丰台·高一统考期末）小明想测一下手机受到的重力。他拿出家里的台式弹簧秤放在水平桌面上，将手机轻轻地放在弹簧秤上。设手机的质量为m，重力加速度为g。
（1）画出手机的受力示意图；
（2）请你证明：弹簧秤的示数等于手机受到的重力。
参考答案：
1．B
【详解】ABC．根据图线可以得出的结论是作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，且同时变化，故AC错误，B正确；
D．图中的两个力作用在两个物体上，是一对作用力和反作用力，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】弹簧秤的示数为15N，则物体对弹簧秤的压力为15N，根据牛顿第三定律可知，弹簧秤对物体的支持力为15N，对物体由平衡知识可知，物体的重力与弹簧秤对物体的支持力等大反向，则物体的重力为15N。要得出物块的重力为15N的结论，还需要的依据是牛顿第三定律和二力平衡知识。
故选B。
3．C
【详解】物体间相互作用的一对力，通常叫做作用力和反作用力，若把其中一个力叫做作用力，另一个力就叫做反作用力。石块静止在水平台秤上，受到的台秤对它的支持力，反作用力为石块对台秤的压力。
故选C。
4．D
【详解】ABC．根据图乙可得，作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，同时产生，同时消失，同时变化，故ABC正确，不符合题意；
D．作用力与反作用力作用在不同的物体上，故D错误，符合题意。
故选D。
5．D
【详解】桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力是一对作用力与反作用力，二者大小相等、方向相反。
故选D。
6．A
【详解】A．书静止放在水平桌面上时，互相挤压，书和桌面都发生了微小的形变，A正确；
B．桌面对书的作用力是支持力，属于弹力，书对桌面的作用力是压力，也属于弹力，B错误；
C．书对桌面的压力作用在桌面上，桌面对书的支持力作用在书上，大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上，是一对相互作用力，C错误；
D．书只受到重力和桌面对它的支持力，并处于静止状态，则这两个力必是一对平衡力，D错误。
故选A。
7．C
【详解】作用效果指的是橡皮筋产生的形变大小和方向都相同，故选C。
【点睛】作用效果一致指的是使物体的形变效果是一致的。
8．C
【详解】当两个力的方向相同时，合力为
当两个力的方向相反时，合力为
合力的大小范围为
故C正确，ABD错误。
故选C。
9．B
【详解】两个分力分别为3N和6N，则合力的最小值为3N，最大值为9N，则合力可能为5N。
故选B。
10．BD
【详解】弹簧秤的示数为15N，则物体对弹簧秤的压力为15N，根据牛顿第三定律可知，弹簧秤对物体的支持力为15N，对物体由平衡知识可知，物体的重力与弹簧秤对物体的支持力等大反向，则物体的重力为15N。要得出物块的重力为15N的结论，还需要的依据是牛顿第三定律和二力平衡知识；
A．胡克定律，与结论不相符，故A错误；
B．牛顿第三定律，与结论相符，故B正确；
C．当地的重力加速度为10m/s2，与结论不相符，故C错误；
D．物块处于平衡态，平衡态的物体所受合力为零，与结论相符，故D正确；
故选BD.
11． 10 50
【详解】[1]当两个力的方向相反时，合力最小，且最小值为
[2]当两个力的方向相同时，合力最大，且最大值为
12． F′ 平行
【详解】（1）[1]由于F′是F1与F2实际的合力，方向一定在AO的沿长线上，而F是F1与F2理论上的合力，由于实验误差的影响，不一定沿AO方向。
（2）[2] 使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行，从而减小实验误差。
13． 保证两次拉动小圆环时产生的作用效果相同 AC/CA 见解析
【详解】（1）[1]步骤③中“改用一个测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点”，这样做的目的是保证两次拉动小圆环时产生的作用效果相同。
（2）[2]A．为了减少弹簧测力计的测量误差，使用弹簧测力计时，应使弹簧测力计与木板平面平行，故A正确；
B．用两个弹簧测力计共同拉动小圆环时的拉力不一定都小于只用一个弹簧测力计时的拉力，故B错误；
C．为了减小作图误差，通过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些，故C正确。
故选AC。
（3）[3]和的大小分别为3.0N和2.0N，根据图中给出的力的标度，完成力、的图示如图所示
（4）[4]某同学将（3）中所作、图示的箭头端分别与F箭头端用虚线连接，观察到所围成的形状近似为平行四边形，于是得出猜想；力的合成满足平行四边形定则。为检验这一猜想，还需改变、的大小和方向，重复上述实验，检验所围成的图形是不是平行四边形，从而得出两个互成角度的力的合成符合平行四边形定则。
14． 实验中力F单独作用时，与F1、F2共同作用时都使小圆环静止于O点 BD/DB
【详解】（1）[1]实验中力F单独作用时，与F1、F2共同作用时都使小圆环静止于O点，以此保证力F单独作用时，与F1、F2共同作用的效果是相同的。
（2）[2] A．拴在小圆环上的两条细绳不一定必须等长，但是尽量长一些，有利于减小在确定力的方向时的误差，故A错误；
B．在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些，有利于减小在确定力的方向时的误差，故B正确；
C．用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两条细绳之间的夹角不一定必须取90°，故C错误；
D．实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计，可减小实验误差，故D正确。
故选BD。
15． 仍处于O点 越来越大 越来越大 甲
【详解】（1）③ [1]为保证用一个弹簧测力计对小圆环的作用效果与原来两个弹簧测力计对小圆环的作用效果相同，用一个弹簧测力计钩住一个绳套，拉小圆环，使小圆环仍被拉到处于O点，记录此时细绳的方向和测力计的示数。
（2）[2] 如图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图，由图可以看出，相邻两位置间距越来越大，说明小球在此运动过程中的速度越来越大；
[3]由图知，从A点运动到B点，相邻两位置间距一次为2cm，4cm，7cm，11cm，16cm，22cm，连续相等时间内的位移差越来越大，则加速度越来越大，合力越来越大；
[4]时间越短，极短时间的平均速度越接近瞬时速度，则甲同学的计算结果更接近的真实值。
16．（1），方向竖直向下；（2），方向竖直向下
【详解】（1）静止时，以人为对象，根据受力平衡可得
根据牛顿第三定律可知，静止时人对电梯的压力大小为，方向竖直向下。
（2）加速上升时，以人为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，加速上升时人对电梯的压力大小为，方向竖直向下。
17．见解析
【详解】茶杯受力示意图见下图，茶杯静止，则受重力、支持力，二力平衡，则重力与支持力等大、反向；茶杯受到的支持力与茶杯对桌面的压力是一对相互作用力，所以支持力与压力等大、反向，所以茶杯对桌面的压力大小等于其所受重力的大小。
18．（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）手机受重力和台秤的支持力，如图所示
（2）由于手机处于静止状态，根据平衡条件有
弹簧秤的示数为手机对台秤的压力，根据牛顿第三定律有
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