2022版高中物理 第五章 力與平衡檢測試題 魯科版必修1【二維選題表】物理觀念科學思維科學探究科學態(tài)度與責任合力與分力的關系1(易)力的合成與分解2(易),3(易),7(易),9(中),15(易)2(易),3(易)靜態(tài)平衡問題4(中),8(中)動態(tài)平衡問題5(中),12(中)平衡問題的綜合應用6(中),11(中),16(中),18(難)16(中)整體法、隔離法的應用10(中),17(中)實驗:驗證力的平行四邊形定則13(易),14(中)一、選擇題(第16題為單項選擇題,第712題為多項選擇題,每小題4分,共48分)1.關于兩個大小不變的共點力與其合力的關系,下列說法正確的是(A)A.合力隨兩力間夾角的減小而增大B.合力隨兩力間夾角的增大而增大C.合力一定大于分力中的最大者D.合力不可能小于分力中的最小者解析: 力是矢量,有大小、有方向,因此求兩個力的合力遵循平行四邊形定則.兩個大小不變的力的合成,利用平行四邊形定則,如圖,則合力隨兩力間夾角的減小而增大,隨夾角的增大而減小;合力可能大于最大分力,也可能小于最小分力;合力最大值為兩分力大小之和,最小值為兩分力大小之差,故選項A正確,B,C,D錯誤.2. 在圖中兩個體重相同的小孩靜止坐在秋千上,兩秋千的繩子是一樣的.下面的敘述正確的是 (B)A.甲中繩子容易斷B.乙中繩子容易斷C.甲、乙中繩子一樣容易斷D.不確定解析:小孩的重力和兩根繩子拉力的合力等值反向,合力一定,兩分力夾角越大,分力越大,所以夾角越大,繩子拉力越大.則乙中繩子容易斷.故B正確,A,C,D錯誤.3. 帆船航行時,遇到側風需要調整帆面至合適的位置,保證船能有足夠的動力前進.如圖所示是帆船航行時的俯視圖,風向與船航行方向垂直,關于帆面的a,b,c,d四個位置,可能正確的是(B)A.aB.bC.cD.d解析:對c而言,帆面與風向平行,風力不起作用;對a而言,風力垂直于帆面,無法分解出沿航行方向的力;對d而言,風力沿航行方向的分力對船來說是阻力;只有b情況下,風力沿航行方向的分力提供船航行的動力,故A,C,D錯誤,B正確.4. 如圖所示,一輕繩的兩端分別固定在不等高的A,B兩點,現(xiàn)用另一輕繩將一物體系于O點,設輕繩AO,BO相互垂直,>,且兩繩中的拉力分別為FA,FB,物體受到的重力為G,下列表述正確的是(B)A.FA一定大于GB.FA一定大于FBC.FA一定小于FBD.FA與FB大小之和一定等于G解析: 以結點O為研究對象,分析受力,作出受力示意圖如圖,根據(jù)平衡條件得知,拉力FA和FB的合力與重力G大小相等、方向相反.由題知,>,兩個繩子垂直,根據(jù)幾何知識得到:G=F>FA>FB.故A,C錯誤,B正確;根據(jù)圖中幾何關系知,三角形兩邊之和大于第三邊,則FA與FB之和一定大于G.故D錯誤.5. 一鐵架臺放于水平地面上,其上有一輕質細繩懸掛一小球,開始時細繩豎直,現(xiàn)將水平力F作用于小球上,使其緩慢地由實線位置運動到虛線位置,鐵架臺始終保持靜止,則在這一過程中(C)A.鐵架臺對地面的壓力逐漸增大B.鐵架臺對地面的壓力逐漸減小 C.細線拉力逐漸增大D.鐵架臺所受地面的摩擦力方向向右,大小不變解析: 以整體為研究對象,根據(jù)平衡條件得:地面對鐵架臺的支持力FN=(M+m)g,FN保持不變,則鐵架臺對地面的壓力不變,故A,B錯誤.對小球受力分析,受繩的拉力、重力、水平力F,根據(jù)平衡條件,有:F=mgtan ,逐漸增大,則F逐漸增大,以整體為研究對象,根據(jù)平衡條件得:地面對鐵架臺的摩擦力Ff=F,則Ff逐漸增大,方向向右.細線的拉力T=,增大,T增大,故C正確,D錯誤.6. 如圖所示的裝置中,增加B的重力,A仍然保持靜止狀態(tài),則下列說法正確的是(A)A.懸掛滑輪的軸對滑輪的作用力一定增大B.繩子對A的拉力不變C.地面對A物體的摩擦力可能減小D.A物體對地面的壓力增大解析:繩子對A,B兩物體的拉力大小相等,增加B的重力,A,B仍靜止,繩子的拉力增大,所以懸掛滑輪的軸對滑輪的作用力一定增大,選項A正確,B錯誤;物體A始終靜止,繩子對A的拉力增大,拉力在水平、豎直兩方向的分力增大,由共點力的平衡可知,地面對A物體的摩擦力增大,地面對物體A的支持力變小,選項C,D錯誤.7. (2017·南京高一檢測)如圖所示,重力為G的物體靜止在傾角為的斜面上,將重力G分解為垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么(B)A.F1就是物體對斜面的壓力B.物體對斜面的壓力方向與F1方向相同,大小為Gcos C.F2就是物體受到的靜摩擦力D.物體共受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力、F1和F2共五個力的作用解析:重力G是物體受的力,其兩個分力F1和F2作用在物體上,選項A錯誤;F2是重力的分力,不是物體受到的靜摩擦力,選項C錯誤;F1,F2不能與物體的重力G同時作為物體受到的力,D錯誤;F1的作用使物體對斜面產(chǎn)生擠壓,因此物體對斜面的壓力的大小等于重力G的分力F1=Gcos ,方向與F1方向相同,選項B正確.8. 如圖所示,用兩根細線把A,B兩小球懸掛在天花板上的同一點O,并用第三根細線連接A,B兩小球,然后用某個力F作用在小球A上,使三根細線處于直線狀態(tài),且OB細線恰好沿豎直方向,兩小球處于靜止狀態(tài),則該力可能為圖中的(BC)A.F1 B.F2C.F3D.F4解析:首先對B球受力分析,合力為零,故B球受重力和OB繩子向上的拉力,由于B球保持靜止,受力平衡,故AB繩子的拉力為零;再對A球受力分析,受重力,OA繩子的拉力和一個題中需要求解的力,根據(jù)三力平衡條件,可以知道,任意兩個力的合力必定與第三個力等值、反向、共線,由于重力和OA繩子的拉力的合力必定在AO方向和豎直方向之間,故只有F2與F3符合,故選項B,C正確.9. 兩個共面共點力,F1=6 N,F2=3 N,F1的方向保持不變,當兩個力之間的夾角在0°180°變化時,關于兩個力的合力,下列說法正確的是(AB)A.兩個力的合力的最小值為3 NB.兩個力的合力可能為8 NC.當兩個力之間的夾角為90°時,合力為3 ND.兩個力的合力方向與F1方向之間的夾角的最大值為60°解析:根據(jù)力的合成,則兩個力的合力的最小值為3 N,最大值為9 N,因此合力可能為8 N,故選項A,B正確;當兩個力之間的夾角為90°時,根據(jù)力的合成法則,結合勾股定理,解得,合力大小為F=3 N,故選項C錯誤;運用三角形定則作出兩個力F1和F2的合力F,如圖,根據(jù)幾何知識得,當F2與合力F垂直時,最大,設的最大值為m,則有sin m=,則m=30°,所以不可能為60°,故選項D錯誤.10.如圖所示,A,B,C三個物塊重均為100 N,小球P重40 N,作用在物塊B的水平力F=20 N,整個系統(tǒng)靜止,則(BD)A.A和B之間的摩擦力是20 NB.B和C之間的摩擦力是20 NC.物塊C受4個力作用D.C與桌面間摩擦力為20 N解析:結點受P的拉力及兩繩子的拉力;由幾何關系可知,繩子對C的拉力F1=GP=40 N;對A,B,C三個物塊整體受力分析,整體受重力、支持力、兩拉力;根據(jù)平衡條件,在水平方向:F+f=F1,得f=20 N,方向向左,故C與桌面間的摩擦力為20 N,所以D正確;對A用隔離法受力分析,根據(jù)平衡條件知水平方向不受外力,即AB之間沒有摩擦力;所以A錯誤;對B用隔離法進行受力分析,根據(jù)平衡條件B受C對它的摩擦力f=F=20 N,根據(jù)牛頓第三定律:B對C的摩擦力也等于20 N.所以B正確.對C用隔離法受力分析,受重力、桌面的支持力、B對它的壓力、B對它的摩擦力、繩子拉力,桌面對它的摩擦力共6個力的作用,所以C錯誤.11. 如圖所示,將兩相同的木塊a,b置于粗糙的水平地面上,中間用一輕彈簧連接,兩側用細繩系于墻壁.開始時a,b均靜止,彈簧處于伸長狀態(tài),兩細繩均有拉力,a所受摩擦力Ffa0,b所受摩擦力Ffb=0.現(xiàn)將右側細繩剪斷,則剪斷瞬間(AD)A.Ffa大小不變B.Ffa方向改變C.Ffb仍然為零D.Ffb方向向右解析:初始狀態(tài),a在水平方向上受繩子拉力、彈簧的彈力還有摩擦力處于平衡,b受彈簧的彈力和繩子的拉力處于平衡.右側細繩剪斷的瞬間,彈簧的彈力不變,a仍然受三個力作用,摩擦力的大小和方向不變,而b受到向左的彈力,將受到向右的摩擦力.故A,D正確,B,C錯誤.12. 如圖所示,物體在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下處于靜止狀態(tài).當F逐漸增大到物體即將相對于斜面向上運動的過程中,斜面對物體的作用力可能(AD)A.逐漸增大B.逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大解析: 因為初始狀態(tài)拉力F的大小未知,所以斜面對物體的摩擦力大小和方向未知,故在F逐漸增大的過程中,斜面對物體的作用力的變化存在多種可能.斜面對物體的作用力是斜面對物體的支持力與摩擦力的合力.因為物體始終保持靜止狀態(tài),所以斜面對物體的作用力和物體重力G與拉力F的合力是平衡力.因此,判斷斜面對物體的作用力的變化就轉化為分析物體的重力G和拉力F的合力的變化.物體的重力G和拉力F的合力的變化如圖所示,由圖可知,F合可能先減小后增大,也可能逐漸增大.選項A,D正確.二、非選擇題(共52分)13. (5分)在“探究求合力的方法”的實驗中,實驗裝置如圖所示,關于實驗時應注意的事項,其中正確的是(選填字母符號). A.拉橡皮條時,彈簧測力計、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行B.與橡皮條相連的細繩越短,實驗效果越好C.拉力F1和F2夾角越大越好D.彈簧測力計的拉力要適當大一些解析:在拉彈簧測力計時必須要求彈簧測力計與木板平面平行,否則會影響力的大小,故A正確;與橡皮條相連的細繩要適當長些,這樣在確定力的方向時誤差較小,選項B錯誤;為了減小實驗的誤差,兩分力的夾角不能太大,也不能太小,故C錯誤;彈簧測力計的拉力要適當大一些,這樣在確定力的大小時誤差較小,選項D正確.答案:AD(5分)14.(12分)某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則.實驗步驟:將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上,使其軸線沿豎直方向.如圖(甲)所示,將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上,另一端用圓珠筆尖豎直向下拉,直到彈簧秤示數(shù)為某一設定值時,將橡皮筋兩端的位置標記為O1,O2,記錄彈簧秤的示數(shù)F,測量并記錄O1,O2間的距離(即橡皮筋的長度l).每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N,測出所對應的l,部分數(shù)據(jù)如下表所示:F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中F=2.50 N時橡皮筋兩端的位置,重新標記為O,O,橡皮筋的拉力記為FO O.在秤鉤上涂抹少許潤滑油,將橡皮筋搭在秤鉤上,如圖(乙)所示.用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端,使秤鉤的下端達到O點,將兩筆尖的位置標記為A,B,橡皮筋OA段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB.完成下列作圖和填空:(1)利用表中數(shù)據(jù)在圖(丙)中畫出F-l圖線,根據(jù)圖線求得l0= cm. (2)測得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,則FOA的大小為N. (3)根據(jù)給出的標度,在圖(丁)中作出FOA和FOB的合力F的圖示.(4)通過比較F與的大小和方向,即可得出實驗結論. 解析:(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點,作出F-l圖線,圖線的橫截距即表示橡皮筋原長,因此l0=10.0 cm.(2)橡皮筋總長l=OA+OB=13.60 cm,根據(jù)F-l圖線,可讀出彈簧長度l=13.6 cm時橡皮筋的拉力為1.80 N.(3)根據(jù)平行四邊形定則作圖,對角線表示合力F.(4)若F與FO O在誤差范圍內(nèi)大小相等、方向相同,就表明力的平行四邊形定則是正確的.答案:(1)如圖(甲)所示(2分)10.0(9.8,9.9,10.1均正確)(1分)(2)1.80(1.701.90均正確)(3分)(3)如圖(乙)所示(3分)(4)FO O(3分)15. (5分)如圖所示,一個重為100 N的小球被夾在豎直的墻壁和A點之間,已知球心O與A點的連線與豎直方向成角,且=60°,所有接觸點和面均不計摩擦.試求小球對墻面的壓力F1和對A點的壓力F2.解析: 小球所受的重力產(chǎn)生兩個作用效果:壓緊墻壁和A點,作出重力及它的兩個分力F1和F2構成的平行四邊形如圖所示.球對墻面的壓力F1=F1=G·tan 60°=100 N,方向垂直墻壁向右.(2分)球對A點的壓力F2=F2=200 N,方向沿OA方向.(3分)答案:100 N方向垂直墻壁向右200 N方向沿OA方向16. (10分)如圖所示,質量為mB=14 kg 的木板B放在水平地面上,質量為mA=10 kg的木箱A放在木板B上,一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,繩繃緊時與水平面的夾角=37°,已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)1=0.5,木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)2=0.4,重力加速度g取10 m/s2,現(xiàn)用水平力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).試求:(1)繩上張力T的大小;(2)拉力F的大小.解析: (1)隔離木箱A,對A進行受力分析,如圖(甲)所示,由平衡條件得f=Tcos (1分)Tsin +mAg=N1 (1分)f=1N1 (1分)聯(lián)立解得T=100 N. (2分)(2)木板B受力如圖(乙)所示,對木板B,由平衡條件得F=1N1+2N2 (1分)mBg+N1=N2 (1分)解得F=200 N. (3分)答案:(1)100 N(2)200 N17. (10分)如圖所示,質量M=1 kg的木塊套在水平固定桿上,并用輕繩與質量m=0.5 kg的小球相連,今用跟水平方向成60°角的力F=5 N拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運動,運動中木塊與小球的相對位置保持不變,g=10 m/s2.在運動過程中,求:(1)輕繩與水平方向的夾角;(2)木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù)解析:(1)小球處于平衡狀態(tài),其合力為零.以小球為研究對象,如圖(甲)所示,由平衡條件得水平方向:Fcos 60°-Tcos =0 (1分)豎直方向:Fsin 60°-Tsin -mg=0 (1分)解得=30°. (2分)(2)以木塊與小球整體為研究對象,如圖(乙)所示,由平衡條件得水平方向:Fcos 60°-FN=0 (2分)豎直方向:Fsin 60°+FN-(m+M)g=0 (2分)得=. (2分)答案:(1)30°(2)18. (10分)如圖所示,在傾角為的粗糙斜面上,有一個質量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上,已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為,且<tan ,若物體恰好不下滑,則推力F為多大?若物體恰好不上滑,則推力F為多大?(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)解析:因為<tan ,F=0時,物體不能靜止在斜面上.當物體恰好不下滑時,受力如圖(甲)所示,有mgsin =Fcos +f,f=N,N=mgcos +Fsin 解得F= mg; (5分)當物體恰好不上滑時,受力如圖(乙)所示,有mgsin +f=Fcos f=N,N=mgcos +Fsin 解得F= mg. (5分)答案: mg mg