高中物理 第一章力物体的平衡（B卷）练习

用心 爱心 专心1 第一章力物体的平衡 第一章力物体的平衡 B B 卷 卷 一 选择题 本题共 9 小题 每小题 6 分 共 54 分 在每小题 给出的四个选项中 有的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选 项正确 全部选对的得 6 分 选对但不全的得 3 分 有选错或不答的 得 0 分 1 关于重力和重心 下列说法中正确的是 A 重力就是地球对物体的吸引力 B 重力的方向总是竖直向下的 C 形状规则的物体的重心一定在几何中心 D 物体的重心可能在物体上 也可能在物体外 解析解析 重力是地球对物体的吸引力 万有引力 的一个分力 A 选项错误 重力的方向总是竖直向下 B 选项正确 形状规则且质 量分布均匀的物体的重心一定在几何中心 C 选项错误 质量分布 均匀的圆环重心不在环上 而在其圆心上 D 选项正确 答案答案 BD 2 半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上 紧靠其右侧有竖直挡板 MN 在 P 和 MN 之间放有一个质量均匀的光滑小圆柱体 Q 整个装置 处于静止状态 如图所示是这个装置的截面图 若用外力使 MN 保持 竖直且缓慢地向右移动一段距离 在此过程中 Q 未落地且 P 一直保 持静止 下列说法中正确的是 用心 爱心 专心2 A MN 对 Q 的弹力逐渐减小 B 地面对 P 的摩擦力逐渐增 大 C P Q 间的弹力先减小后增大 D P 对地面的压力不变 解析解析 对 Q 进行受力分析 设 P 对 Q 的支持力的方向与水平面 夹角为 由平衡条件得 P 对 Q 的支持力 N1 而挡板对它的 mg sin 作用力 N2 mgcot 当 MN 保持竖直且缓慢地向右移动一段距离 变小 N1变大 C 选项错 N2也变大 A 选项错 由整体法可知 地面对 P 的摩擦力等于挡板对整体的作用力逐渐增大 故 B 选项正 确 而 P 对地面的压力始终等于两物体的重力 D 选项正确 故本题 答案答案为 BD 答案答案 BD 3 如图所示 水平面上一物体在与水平面成 角斜向右上方的 拉力 F 作用下处于静止状态 以 f N 分别表示物体受到的水平面摩 擦力 支持力 G 表示物体受到的重力 A F 和 G 的合力的方向可能水平向右 用心 爱心 专心3 B F 和 f 的合力方向竖直向上 C N 可能为零 D F 和 f 的合力可能大于 G 解析解析 由水平方向受力平衡可知 物体一定受到水平向左的静 摩擦力 f 的作用 故 N 一定不为零 C 选项错误 物体受四个力的 作用处于平衡 则 F 和 G 的合力的方向与 N f 的合力方向相反 一 定是斜向右下方 A 选项错 由于 N G 的合力方向竖直向下 故 F 和 f 的合力与 N G 的合力方向相反 一定竖直向上 且一定小于 G B 选项正确 D 选项错误 故本题答案答案为 B 答案答案 B 4 如右图所示 a b 是两个位于固定斜面上的正方体物块 它 们的质量相等 F 是沿水平方向作用于 a 上的外力 已知 a b 的接触 面 a b 与斜面的接触面都是光滑的 下面正确的说法是 A a b 一定沿斜面向上运动 用心 爱心 专心4 B a 对 b 的作用力沿水平方向 C a b 对斜面的正压力相等 D a 受到的合力沿水平方向的分力等于 b 受到的合力沿水平方 向的分力 解析解析 对 a b 整体受力分析如右图所示 令斜面与水平方向的 夹角为 由于不知 Fcos 与 mgsin 的大小关系 所以 a b 两 物体可能静止 可能沿斜面加速向上运动 也可能沿斜面加速向下 运动 选项 A 错 a 对 b 的作用力为弹力 应沿斜面向上 选项 B 错 分 别对 a b 进行受力分析可知 a 对斜面的正压力大于 b 对斜面的正 压力 选项 C 错 对 a b 来说 无论它们是沿斜面向上运动还是沿 斜面向下运动 二者的加速度都是相等的 又由于 a b 两物体的质 量相等 所以 a 受到的合力沿水平方向的分力等于 b 受到的合力沿 水平方向的分力 故选项 D 正确 答案答案 D 5 把一重为 G 的物体 用一个水平推力 F kt k 为恒量 t 为时 间 压在竖直的足够高的平整的墙上 如图所示 从 t 0 开始 物 体所受到的摩擦力 Ff 随时间 t 的变化关系图象是下图中所示的 用心 爱心 专心5 解析解析 开始时由于推力 F 为零 物体与墙面间没有挤压 则摩 擦力为零 物体在重力作用下开始沿竖直墙面下滑 所以开始时物体 与墙之间为滑动摩擦 由 Ff FN 又 FN F kt 所以 Ff kt 即 Ff随 时间 t 成正比增加 当 Ff增大到等于 G 时 物体具有一定的速度 由于惯性仍然滑行 随着滑行的继续 Ff已大于物体的重力 G 最后 静止在墙上 变为静摩擦力 竖直方向根据二力平衡 得此时 Ff G 答案答案 B 6 如图所示 硬杆 BC 一端固定在墙上的 B 点 另一端装有滑轮 C 重物 D 用绳拴住通过滑轮固定于墙上的 A 点 若杆 滑轮及绳的 质量和摩擦不计 将绳的固定端从 A 点稍向下移 则在移动过程中 用心 爱心 专心6 A 绳的拉力 滑轮对绳的作用力都增大 B 绳的拉力减小 滑轮对绳的作用力增大 C 绳的拉力不变 滑轮对绳的作用力增大 D 绳的拉力 滑轮对绳的作用力都不变 解析解析 跨过定滑轮的绳子张力各处大小相等且等于重物的重力 的大小 将固定点稍下移 两边的绳子的夹角必减小 其合力增大 可知只有 C 选项正确 答案答案 C 7 宇航员在探测某星球时 发现该星球均匀带电 且电性为负 电量为 Q 表面无大气 在一次实验中 宇航员将一带电 q q Q 的 粉尘置于离该星球表面 h 高处 该粉尘恰处于悬浮状态 宇航员又 将此粉尘带到距该星球表面 2h 高处 无初速释放 则此带电粉尘将 A 背向星球球心方向飞向太空 用心 爱心 专心7 B 仍处于悬浮状态 C 沿星球自转的线速度方向飞向太空 D 向星球球心方向下落 解析解析 粉尘恰悬浮于 h 高处 说明它受到星球的引力大小等于 它们之间的静电力的大小 即 M m 分别为星球和 22 MmQq G k rhrh 粉尘的质量 r 为星球的半径 可见当 GMm kQq 时 粉尘就可以停 在距星球任意远的地方 与它到星球的距离无关 注意 没有说明 时 不考虑粉尘带电量对星球带电分布的影响 答案答案 B 8 如图所示 表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮 两物块 P Q 用轻绳连接并跨过滑轮 不计滑轮的质量和摩擦 P 悬于空中 Q 放在斜面上 均处于静止状态 当用水平向左的恒力推 Q 时 P Q 仍静止不动 则 A Q 受到的摩擦力一定变小 B Q 受到的摩擦力一定变大 C 轻绳上拉力一定变小 D 轻绳上拉力一定不变 解析解析 Q 受到的静摩擦力方向可能沿斜面向上 也可能沿斜面 向下 当又受到一个水平向左的力推它时 它受到的静摩擦力可能 用心 爱心 专心8 增大也可能减小 由于 P Q 仍静止不动 所以绳的拉力仍等于 P 的 重力 答案答案 D 9 在验证力的平行四边形定则的实验中 某同学先用两个弹簧 测力计拉橡皮筋到 O 点 两弹簧测力计读数分别为 F1和 F2 用一个 弹簧测力计拉橡皮筋到 O 点时读数为 F 通过作图法验证平行四边 形定则时 下图中符合实际情况的是 解析解析 实验不论精确与否 将橡皮筋直接拉到 O 点时的拉力 F 一定与橡皮筋在同一条直线上 该力却不一定在 F1 F2的合力的 方向上 故只有 C 图是符合事实的 答案答案 C 二 非选择题 本题共 4 小题 共 46 分 按题目要求作答 解答 题应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案答案 的不能得分 有数值计算的题 答案答案中必须明确写出数值和单位 10 10 分 一游标尺为 10 分度的游标卡尺的读数为 5 7 mm 则游标尺上 条刻度线与主尺上 mm 刻度对齐 解析解析 据 10 分度游标尺的原理可知 游标的零刻度线在主尺 5 用心 爱心 专心9 mm 再向后 0 7 mm 0 7 mm 的读数是游标尺的第 7 刻度线与主尺上 面某一刻度对齐 游标尺上的 7 个刻度的实际长度为 7 0 9 6 3 mm 所以游标尺上第 7 条刻度线与主尺上 12 mm 刻度对齐 答案答案 7 12 11 12 分 人们受飞鸟在空中飞翔的启发发明了飞机 飞鸟 扇动翅膀获得向上的举力用公式表示为 F kSv2 式中 S 为翅膀的面 积 v 为飞鸟的飞行速度 k 为比例常量 一个质量为 0 1 kg 翅 膀面积为 S 的燕子 其最小的飞行速度为 10 m s 假设飞机飞行时 获得向上的举力与飞鸟飞行时获得的举力有同样的规律 一架质量 为 3 600 kg 的飞机 机翼的面积为燕子翅膀面积的 1 000 倍 那么 此飞机起飞离地时的最小速度为多大 解析解析 对于飞鸟来说 由平衡条件可知 飞鸟获得的向上举力 应等于自身的重力 即 F kSv2 mg 同理 对于飞机来说 设起飞 时的最小速度为 v 则 F kS v 2 Mg 则得代入数 2 2 Sv mM S v 据可求得 v 60 m s 答案答案 60 m s 12 12 分 如图所示 小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止 的光滑斜面上 设小球质量 m 1 kg 斜面倾角 30 悬线与竖 直方向夹角 30 光滑斜面的质量为 3 kg 置于粗糙水平面上 g 10 m s2 求 用心 爱心 专心10 1 悬线对小球拉力的大小 2 地面对斜面的摩擦力的大小和方向 解析解析 1 以小球为研究对象受力分析如图 1 所示 F mg Tcos30 F 1 2 得 T mg cos30 1 10 N N 1 2 1 2 3 2 10 3 3 图 1 图 2 2 设小球和斜面整体为研究对象 受力分析如图 2 所示 由于系统静止 故 f Tsin30 12N N 方向水平向左 10 3 3 5 3 3 用心 爱心 专心11 答案答案 1 N 2 N 方向水平向左 10 3 3 5 3 3 13 12 分 如图甲所示 一根轻绳上端固定在 O 点 下端拴一 个重为 G 的钢球 A 球处于静止状态 现对球施加一个方向向右的外 力 F 使球缓慢偏移 在移动中的每一刻 都可以认为球处于平衡 状态 如果外力 F 方向始终水平 最大值为 2G 且绳与竖直方向夹 角为 试分析 1 轻绳张力 FT 的大小取值范围 2 在