（新教材）魯科版 物理 必修第一冊(cè) 第4章 力與平衡 單元測(cè)試題


本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分


分卷I


一、單選題(共10小題,每小題4.0分,共40分)


1.一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為θ的斜面上．現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F，如圖所示．則物塊( )





A． 仍處于靜止?fàn)顟B(tài)


B． 沿斜面加速下滑


C． 受到的摩擦力不變


D． 受到的合外力增大


2.置于水平地面上的物體受到水平作用力F處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．保持作用力F大小不變，將其沿逆時(shí)針?lè)较蚓従忁D(zhuǎn)過(guò)180°，物體始終保持靜止，則在此過(guò)程中物體對(duì)地面的正壓力FN和地面給物體的摩擦力Ff的變化情況是( )





A．FN先變小后變大，F(xiàn)f不變


B．FN不變，F(xiàn)f先變小后變大


C．FN、Ff都是先變大后變小


D．FN、Ff都是先變小后變大


3.近日一張名為“史上最寂寞熊貓”的圖片走紅網(wǎng)絡(luò)，一只熊貓?zhí)稍趦A斜的樹(shù)干上一動(dòng)不動(dòng)，姿勢(shì)令人忍俊不禁，樹(shù)干給熊貓的力方向?yàn)?( )





A． 垂直于樹(shù)干向上


B． 沿樹(shù)干向上


C． 豎直向上


D． 樹(shù)干形變復(fù)雜，無(wú)法判斷力的方向


4.如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對(duì)氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為α，繩的拉力為T，則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為( )





A．


B．


C．Tsinα


D．Tcsα


5.有一個(gè)直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑．AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡(如圖所示)．現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力FN和細(xì)繩上的拉力FT的變化情況是( )





A．FN不變，F(xiàn)T變大


B．FN不變，F(xiàn)T變小


C．FN變大，F(xiàn)T變大


D．FN變大，F(xiàn)T變小


6.射箭是奧運(yùn)會(huì)上一個(gè)觀賞性很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，中國(guó)隊(duì)有較強(qiáng)的實(shí)力。如圖甲所示，射箭時(shí)，剛釋放的瞬間若弓弦的拉力為100 N，對(duì)箭產(chǎn)生的作用力為120 N，其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示，對(duì)箭產(chǎn)生的作用力如圖中F所示，則弓弦的夾角α應(yīng)為(cs 53°＝0.6)( )





A． 53°


B． 127°


C． 143°


D． 106°


7.如圖所示，質(zhì)量為m的物體A靜止在傾角為θ＝30°、質(zhì)量為M的斜面體B上．現(xiàn)用水平力F推物體A，在F由零增大至再逐漸減為零的過(guò)程中，A和B始終保持靜止．對(duì)此過(guò)程下列說(shuō)法正確的是( )





A． 地面對(duì)B的支持力大于(M＋m)g


B．A對(duì)B的壓力的最小值為，最大值為


C．A受到摩擦力的最小值為0，最大值為


D．A受到摩擦力的最小值為，最大值為


8.如圖所示，A、B為同一水平線上的兩個(gè)繞繩裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)A、B改變繩的長(zhǎng)度，使光滑掛鉤下的重物C緩慢下降。關(guān)于此過(guò)程繩上拉力大小的變化，下列說(shuō)法中正確的是( )





A． 不變


B． 逐漸減小


C． 逐漸增大


D． 不能確定


9.如圖所示，一固定的細(xì)直桿與水平面的夾角為α＝15°，一個(gè)質(zhì)量忽略不計(jì)的小輕環(huán)C套在直桿上，一根輕質(zhì)細(xì)線的兩端分別固定于直桿上的A、B兩點(diǎn)，細(xì)線依次穿過(guò)小環(huán)甲、小輕環(huán)C和小環(huán)乙，且小環(huán)甲和小環(huán)乙分居在小輕環(huán)C的兩側(cè)．調(diào)節(jié)A、B間細(xì)線的長(zhǎng)度，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)β＝45°.不計(jì)一切摩擦．設(shè)小環(huán)甲的質(zhì)量為m1，小環(huán)乙的質(zhì)量為m2，則m1：m2等于( )





A． tan 15°


B． tan 30°


C． tan 60°


D． tan 75°


10.如圖所示，三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊a、b、c在水平桌面上成功地疊放在一起，則石塊 ( )





A． c受到水平桌面向左的摩擦力


B． c對(duì)b的作用力一定豎直向上


C． b對(duì)a的支持力一定豎直向上


D． b對(duì)a的支持力一定等于a所受重力


二、多選題(共4小題,每小題5.0分,共20分)


11.(多選)城市路燈、無(wú)軌電車的供電線路等，經(jīng)常采用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛，如下圖所示為這類結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化模型．圖中硬桿BO可繞通過(guò)B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼索AO和桿BO的重力均忽略不計(jì)．已知BO始終水平，AO與BO的夾角為θ，被懸掛物體的質(zhì)量為m，則以下說(shuō)法中正確的是( )





A． 鋼索AO對(duì)O點(diǎn)的拉力為


B． 桿BO對(duì)O點(diǎn)的支持力為mgtanθ


C．A點(diǎn)距B點(diǎn)的距離越近時(shí)，桿BO對(duì)O點(diǎn)的支持力就越大


D． 不論增大還是減小A點(diǎn)與B點(diǎn)距離，AO對(duì)O點(diǎn)拉力與桿BO對(duì)O點(diǎn)支持力的合力始終保持不變


12.(多選)密繞在軸上的一卷地膜用輕繩一端拴在軸上，另一端懸掛在墻壁上A點(diǎn)，如圖所示，當(dāng)逆時(shí)針緩慢向下用力F抽出地膜時(shí)，整卷地膜受的各個(gè)力要發(fā)生變化，不計(jì)地膜離開(kāi)整卷時(shí)對(duì)地膜卷的粘扯拉力和地膜卷繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，但在D點(diǎn)地膜與墻壁間有摩擦力，隨著地膜的不斷抽出，下述分析正確的是( )





A． 懸掛地膜的輕繩上的拉力在增大


B． 地膜對(duì)墻的壓力在增大


C． 懸掛地膜的輕繩上的拉力在減小


D． 地膜對(duì)墻的壓力在減小


13.(多選)如圖所示，A、B為同一水平線上的兩個(gè)繞繩裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)A、B改變繩的長(zhǎng)度，使光滑掛鉤下的重物C緩慢上升過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是( )





A． 重物C所受的合外力不變


B． 重物C所受的合外力逐漸增大


C． 繩的拉力逐漸增大


D． 繩的拉力逐漸減少


14.(多選)如圖所示，甲、乙兩物體用壓縮的輕質(zhì)彈簧連接靜止于傾角為θ的粗糙斜面體上，斜面體始終保持靜止，則下列判斷正確的是 ( )





A． 物體甲一定受到4個(gè)力的作用


B． 物體甲所受的摩擦力方向一定沿斜面向下


C． 物體乙所受的摩擦力不可能為零


D． 水平面對(duì)斜面體無(wú)摩擦力作用


分卷II


三、實(shí)驗(yàn)題(共1小題,每小題10.0分,共10分)


15.某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m。如圖甲所示，用彈簧OC和彈簧測(cè)力計(jì)a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長(zhǎng)1.00 cm不變的條件下，





(1)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角為90°，彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)是_______N(圖乙中所示)，則彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)可能為_(kāi)______N。


(2)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角大于90°，保持彈簧測(cè)力計(jì)a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧測(cè)力計(jì)b與彈簧OC的夾角，則彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)_______，彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)_______。(均選填“變大”“變小”或“不變”)


四、計(jì)算題(共3小題,每小題10.0分,共30分)


16.把一個(gè)力分解為兩個(gè)力F1和F2，已知合力為F＝40 N，F(xiàn)1與合力的夾角為30°，如圖所示．若F2取某一數(shù)值，可使F1有兩個(gè)大小不同的數(shù)值，則F2大小的取值范圍是什么？





17.特種兵過(guò)山谷的一種方法可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：將一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的兩端固定在相距為d的A、B兩等髙處，細(xì)繩上有小滑輪P，戰(zhàn)士們相互配合，可沿著細(xì)繩滑到對(duì)面．開(kāi)始時(shí)，戰(zhàn)士甲拉住滑輪，質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，AP沿豎直方向，且大小等于d.(不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪的大小及摩擦，重力加速度為g)若甲對(duì)滑輪的拉力沿水平方向，求拉力的大?。?br/>




18.如圖所示，工人需要把質(zhì)量m=20 kg的貨箱沿斜放的木板推上卡車。木板與水平面夾角θ=37°，貨箱與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。假定工人推力的方向與板面平行，貨箱始終沿板面勻速運(yùn)動(dòng)(已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10 N/kg)。





(1)求貨箱對(duì)木板的壓力大小N。


(2)求木板對(duì)貨箱的摩擦力f。


(3)求工人對(duì)貨箱的推力大小F。





答案解析


1.【答案】A


【解析】物塊恰好靜止在斜面上，沿斜面方向有：mgsinθ＝μmgcsθ，得μ＝tanθ，摩擦力Ff＝mgsinθ.施加一個(gè)豎直向下的恒力F后，沿斜面向下的力(mg＋F)sinθ與沿斜面向上的力μ(mg＋F)csθ仍然相等，所以物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，合外力不變，仍為零，故A正確，B、D錯(cuò)誤．受到的摩擦力Ff′＝(mg＋F)sinθ，變大，故C錯(cuò)誤．


2.【答案】D


【解析】力F與水平方向的夾角θ先增大后減?。椒较蛏希現(xiàn)csθ－Ff＝0，F(xiàn)f＝Fcsθ；豎直方向上，F(xiàn)N＋Fsinθ－mg＝0，F(xiàn)N＝mg－Fsinθ.故隨θ變化，F(xiàn)f、FN都是先減小后增大．


3.【答案】C


【解析】熊貓靜止在樹(shù)干上，受重力和樹(shù)干對(duì)熊貓的作用力，根據(jù)二力平衡，樹(shù)干對(duì)熊貓的力與重力等大反向，故樹(shù)干給熊貓的力方向?yàn)樨Q直向上，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。


4.【答案】C


【解析】對(duì)氣球，受力分析如圖所示，將繩的拉力T分解，在水平方向：風(fēng)對(duì)氣球的作用力大小F＝Tsinα，選項(xiàng)C正確。





5.【答案】B


【解析】以兩環(huán)組成的整體，分析受力情況如圖甲所示．根據(jù)平衡條件得，F(xiàn)N＝2mg保持不變．再以Q環(huán)為研究對(duì)象，分析受力情況如圖乙所示．設(shè)細(xì)繩與OB桿間夾角為α，由平衡條件得，細(xì)繩的拉力FT＝，P環(huán)向左移一小段距離時(shí)，α減小，csα變大，F(xiàn)T變?。瓸正確．





6.【答案】D


【解析】弓弦拉力的合成如圖所示，





由于F1＝F2，由幾何知識(shí)得


2F1cs＝F合，有


cs＝＝＝＝0.6


所以＝53°


即α＝106°，故D正確。


7.【答案】B


【解析】對(duì)AB組成的整體受力分析，整體受力平衡，豎直方向受到重力和地面對(duì)B的支持力，所以地面對(duì)B的支持力等于(M＋m)g，故A錯(cuò)誤；對(duì)A受力分析，受到重力、支持力、推力和摩擦力作用，垂直于斜面方向有：FN＝mgcs 30°＋Fsin 30°，當(dāng)F＝0時(shí)，F(xiàn)N最小，最小為FNmin＝mgcs 30°＝mg，當(dāng)F＝mg時(shí)，F(xiàn)N最大，最大為FNmax＝mgcs 30°＋mg×＝mg，根據(jù)牛頓第三定律可知對(duì)B壓力的最小值為mg，最大值為mg，故B正確；沿著斜面方向，當(dāng)Fcs 30°＝mgsin 30°即F＝mg時(shí)，摩擦力為零，當(dāng)Fmg，靜摩擦力方向向下，則摩擦力Ff′＝Fcs 30°－mgsin 30°，當(dāng)F＝mg時(shí)，F(xiàn)f最大，F(xiàn)f′max＝mg×－mg＝mg，綜上可知，所受摩擦力的最小值為0，最大值為mg，故C、D錯(cuò)誤．


8.【答案】B


【解析】當(dāng)改變繩的長(zhǎng)度，使光滑掛鉤下的重物C緩慢下降時(shí)，兩繩間的夾角會(huì)逐漸變小，而它們的合力是不變的，故這兩個(gè)分力的大小將會(huì)變小，選項(xiàng)B正確。


9.【答案】C


【解析】小球C為輕環(huán)，重力不計(jì)，受兩邊細(xì)線的拉力的合力與桿垂直，C環(huán)與乙環(huán)的連線與豎直方向的夾角為60°，C環(huán)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，A點(diǎn)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，


乙環(huán)與B點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為60°，根據(jù)平衡條件，對(duì)甲環(huán)：2FTcs 30°＝m1g，對(duì)乙環(huán)有：2FTcs 60°＝m2g，得m1∶m2＝tan 60°，故選C.


10.【答案】B


【解析】。以三石塊作為整體研究，根據(jù)平衡條件可知，則石塊c不會(huì)受到水平桌面的摩擦力，故A錯(cuò)誤；選ab作為整體研究，根據(jù)平衡條件，則石塊c對(duì)ab整體的作用力與其總重力平衡，則石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上，故B正確；石塊b對(duì)a的支持力與其對(duì)a的靜摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，則b對(duì)a的支持力和靜摩擦力的合力方向豎直向上，支持力的方向不是豎直向上，也不等于a的重力，故C、D錯(cuò)誤。所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤。


11.【答案】ACD


【解析】BO可繞通過(guò)B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)O的支持力沿桿向外．由合力為0，對(duì)O有，豎直方向FTAOsinθ＝mg，得FTAO＝，A對(duì)．水平方向FTAOcsθ＝FTBO得FTBO＝，B錯(cuò)．A點(diǎn)距B點(diǎn)的距離越近時(shí)，θ越小，桿BO對(duì)O點(diǎn)的支持力就越大，C對(duì)．O點(diǎn)合力為0，不論增大還是減小A點(diǎn)與B點(diǎn)距離，AO對(duì)O點(diǎn)拉力與桿BO對(duì)O點(diǎn)支持力的合力始終與重力等大反向，D對(duì)．


12.【答案】CD


【解析】把地膜的重力分解為沿繩方向和壓緊墻壁的方向，如圖所示知兩個(gè)力都在減小，故C、D正確．





13.【答案】AC


【解析】重物緩慢上升，處于平衡狀態(tài)，故合外力為零，保持不變，所以A正確，B錯(cuò)誤；重物受三個(gè)力，重力和兩個(gè)拉力，三力平衡，兩個(gè)拉力的合力與重力平衡，兩個(gè)拉力合力一定，夾角不斷增大，故拉力不斷增大，所以C正確，D錯(cuò)誤．


14.【答案】C、D


【解析】若壓縮的彈簧對(duì)甲向上的彈力大小恰好等于甲的重力沿斜面向下的分力，則甲只受三個(gè)力作用，A、B錯(cuò)誤；因彈簧對(duì)乙有沿斜面向下的彈力，乙的重力也有沿斜面向下的分力，故乙一定具有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，乙一定受到沿斜面向上的摩擦力作用，C正確；取甲、乙和斜面為一整體分析受力，由水平方向合力為零可得，水平面對(duì)斜面體無(wú)摩擦力作用，D正確。


15.【答案】(1)3.00～3.02 3.9～4.1(有效數(shù)字不作要求)


(2)變大 變大


【解析】(1)由題圖可知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3.00 N，考慮到誤差范圍，3.00～


3.02 N均算對(duì)。彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m，彈簧伸長(zhǎng)1.00 cm，F(xiàn)OC=kx=


500×0.01 N=5.0 N。另一分力


(2)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角大于90°，彈簧OC的力的大小和方向不變，保持彈簧測(cè)力計(jì)a與彈簧OC的夾角不變，就是彈簧測(cè)力計(jì)a的方向不變，減小彈簧測(cè)力計(jì)b與彈簧OC的夾角時(shí)，三個(gè)力的關(guān)系如圖，則可知彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)變大，彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)變大。





16.【答案】20 N

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