高中物理 第4章 力与平衡测评B 鲁科版必修1.doc

第4章测评b(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,15题只有一个符合题目要求,68题有多个选项符合题目要求)1.(2013重庆理综)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角。若此人所受重力为g,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()a.gb.gsin c.gcos d.gtan 解析:人只受重力和椅子对他的作用力而处于平衡状态,这两个力必然等大反向,所以椅子各部分对人的作用力大小等于重力。答案:a2.(2014上海单科)如图,光滑的四分之一圆弧轨道ab固定在竖直平面内,a端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力f作用下,缓慢地由a向b运动,f始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为n。在运动过程中()a.f增大,n减小b.f减小,n减小c.f增大,n增大d.f减小,n增大解析:对小球受力分析如图所示,设小球所在位置的半径与竖直方向夹角为,沿半径和切线方向对受力进行正交分解,小球缓慢运动,两个方向均受力平衡,所以半径方向n=gcos ,切线方向f=gsin ,随小球缓慢移动,逐渐变大,n变小,f增大。答案:a3.(2012广东理综)如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45,日光灯保持水平,所受重力为g,左右两绳的拉力大小分别为()a.g和gb.g和gc.g和gd.g和g解析:由对称性可知两绳的拉力大小应相等,所以排除c选项;由平衡条件可知竖直方向上2fcos 45=g,f=g,选项b正确。答案:b4.(2014山东理综)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,f1表示木板所受合力的大小,f2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()a.f1不变,f2变大b.f1不变,f2变小c.f1变大,f2变大d.f1变小,f2变小解析:因木板均处于静止状态,所以两次所受合力f1均为零,即合力f1不变。设绳与竖直方向成角,由平衡条件得2f2cos =mg,解得f2=,可知两绳各剪去一段后,角会变大,所以f2变大。选项a正确。答案:a5.(2015山东理综)如图,滑块a置于水平地面上,滑块b在一水平力作用下紧靠滑块a(a、b接触面竖直),此时a恰好不滑动,b刚好不下滑。已知a与b间的动摩擦因数为1,a与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。a与b的质量之比为()a.b.c.d.解析:对滑块a,f=2(ma+mb)g;对滑块b:mbg=1f,以上两式联立得:,故b项正确。答案:b6.(2015广东理综)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有()a.三条绳中的张力都相等b.杆对地面的压力大于自身重力c.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析:对杆受力分析,杆受重力、三根绳斜向下的拉力、地面的支持力,杆所受向上的支持力与重力和三拉力的合力是一对平衡力,所以选项d错误;支持力大于重力,由牛顿第三定律知,杆对地面的压力大于自身重力,故选项b正确;由于杆处于平衡状态,则杆在水平面内的合力也应为零,所以绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零,故选项c正确;三根绳与水平面的夹角不同,而三根绳拉力在水平面内分量的矢量和为零,所以三条绳中的张力不相等,故选项a错误。答案:bc7.(2013课标全国改编)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力f的作用,f平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,f的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为f1和f2(f20)。由此不能求出的是()a.物块的质量b.斜面的倾角c.物块与斜面间的最大静摩擦力d.物块对斜面的正压力解析:设物块与斜面间的最大静摩擦力为fm,斜面的倾角为。结合题意根据平衡条件得,f1=mgsin +fm,f2+fm=mgsin ,解得,fm=,mgsin =,则物块与斜面间的最大静摩擦力可求,无法求得斜面的倾角和物块的质量,也无法求得物块对斜面的正压力,选项a、b、d正确。答案:abd8.导学号93960076(2012山东理综)如图所示,两相同轻质硬杆oo1、oo2可绕其两端垂直纸面的水平轴o、o1、o2转动,在o点悬挂一重物m,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。f表示木块与挡板间摩擦力的大小,n表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且o1、o2始终等高,则()a.f变小b.f不变c.n变小d.n变大解析:将两木块与重物视为整体,竖直方向上受力平衡,则2f=(2m+m)g,故f不变,选项a错误,选项b正确;设oo1与竖直方向夹角为,对点o受力分析可知,竖直方向上:2n1cos =mg,对木块受力分析可知,水平方向上:n=n1sin ,两式联立解得n=mgtan ,当两板间距离增大时,增大,n增大,选项c错误,选项d正确。答案:bd二、实验题(本题共2小题,共18分。把答案填在题中的横线上)9.(8分)(2011江苏单科,改编)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点p,下端用细线挂一重物m。弹簧测力计b的一端用细线系于o点,手持另一端向左拉,使结点o静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录o点的位置和拉线的方向。(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为n,图中a的示数为 n。(2)某次实验中,该同学发现弹簧测力计a的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法。解析:(1)由测力计可读出数据为3.6 n。(2)减小重物m的质量,可使测力计的读数减小,更换量程更大的测力计也可。答案:(1)3.6(2)改变弹簧测力计b拉力的大小;减小重物m的质量。(或将a更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计b拉力的方向等)10.(10分)(2015安徽理综)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:(1)用铅笔描下结点位置,记为o;(2)记录两个弹簧测力计的示数f1和f2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;(3)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置o,记录测力计的示数f3,;(4)按照力的图示要求,作出拉力f1、f2、f3;(5)根据力的平行四边形定则作出f1和f2的合力f;(6)比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。解析:(3)确定力的方向时,不要用铅笔沿细绳方向画线,而应沿细绳(套)的方向描出几个点,再用刻度尺把这些点连成直线,即可确定力的方向;(6)根据题意,f3为合力的实际值,f为合力的理论值,比较f和f3,若误差较小,即可验证力的平行四边形定则;若有较大差异,应分析原因,再次进行实验。答案:(3)沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线(6)f和f3三、计算题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(10分)(2016河南郑州高一质检)如图所示,一轻质三角形框架b处悬挂一定滑轮(质量可忽略不计)。一体重为500 n的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为300 n的物体。(1)此时人对地面的压力是多大?(2)斜杆bc,横杆ab所受的力是多大?解析:(1)先以人为研究对象,人受三个力作用,重力g、地面对人的支持力n、绳子的拉力f1。由平衡方程可得n+f1=g,解得n=200 n。即人对地面的压力为200 n。(2)以b点为研究对象,其受力情况如图所示。将绳子的拉力f分解为两个力:一个分力是对ab杆的拉力、一个分力是对bc杆的压力。f=2g=600 n,由题意及受力分解图可知:fab=ftan 30=200 n,fbc=400 n。答案:(1)200 n(2)400 n12.(12分)(2014课标全国理综)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录。重力加速度的大小g取10 m/s2。(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图象如图所示。若该运动员和所带装备的总质量m=100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数。(结果保留1位有效数字)解析:(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5 km高度处的速度大小为v,根据运动学公式有v=gts=gt2根据题意有s=3.9104 m-1.5103 m联立式得t=87 sv=8.7102 m/s。(2)该运动员达到最大速度vmax时,加速度为零,由力的平衡有mg=k由所给的v-t图象可读出vmax=360 m/s由式得k=0.008 kg/m。答案:(1)87 s8.7102 m/s(2)0.008 kg/m13.导学号93960077(12分)(2012课标全国理综)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数。重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为。(1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为。已知存在一临界角0,若0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tan 0。解析:(1)设该同学沿拖杆方向用大小为f的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有fcos +mg=nfsin