2012高中物理 第一章力与物体的平衡单元测试1 新人教版必修1

用心 爱心 专心1 力与物体的平衡专题检测力与物体的平衡专题检测 时间 时间 9090 分钟 满分 分钟 满分 100100 分分 一 选择题一 选择题 每小题 4 分 共 48 分 1 某班级同学要调换座位 一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动 则下列 说 法正确的是 A 拉力的水平分力等于桌子所受的合力 B 拉力的竖直分力小于桌子所受重力的大小 C 拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小 D 拉力与重力的合力方向一定沿水平方向 答案答案 B 解析解析 取桌子受力分析如图所示 由平衡条件知 桌子受F合 0 采用 正交分解法 得知 B 项正确 2 物块静止在固定的斜面上 分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F A 中F垂直于 斜面向上 B 中F垂直于斜面向下 C 中F竖直向上 D 中F竖直向下 施力后物块仍然 静止 则物块所受的静摩擦力不变的是 答案答案 AB 解析解析 由平衡条件和正交分解法分析受力情况 知 A B 项中F静 mgsin 为斜面 倾角 C D 项F沿斜面方向分力变化 故F静变化 所以只有 A B 项正确 3 如图 1 所示 在青海玉树抗震救灾中 一运送救灾物资的直升飞机沿水平 方 向匀速飞行 已知物资的总质量为m 吊运物资的悬索与竖直方向成 角 设物资所受的 空气阻力为Ff 悬索对物资的拉力为FT 重力加速度为g 则 A Ff mgsin B Ff mgtan C FT D FT mg cos mg tan 答案答案 BC 解析解析 取物资受力分析如图所示 由合成法解得FT Ff mgtan mg cos 图 1 用心 爱心 专心2 故 B C 项正确 4 如图 2 所示 轻绳上端固定在天花板上的O点 下端悬挂一个重为 10 N 的 物体A B是固定的表面光滑的小圆柱体 当A静止时 轻绳与天花板的夹角为 30 B 受到绳的压力是 A 5 N B 10 N C 5 N D 10 N 33 答案答案 B 解析解析 B受到绳的压力为FTOB与FTBA两段绳拉力的合力 由于FTOB FTBA mg 且两段绳 夹角为 120 故其合力F合 mg 10 N B 项正确 5 如图 3 所示 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体 A A的左端紧靠竖直墙 A与竖直墙之间放一光滑圆球B 整个装置处于静止 状态 若把A向右移动少许后 它们仍处于静止状态 则 A 球B对墙的压力增大 B 物体A与球B之间的作用力增大 C 地面对物体A的摩擦力减小 D 物体A对地面的压力减小 答案答案 C 解析解析 取B球分析 当A向右移动时 变小 由矢量三角形法则知 FAB F墙均减小 故 A B 项错误 取AB整体分析知 F地 GA GB 不变 F摩 F墙 变小 故只有 C 项正确 6 如图 4 所示 三根不可伸长的相同的轻绳 一端系在甲环上 彼此间距相 等 绳穿过与甲环半径相同的乙环 另一端用同样的方式系在半径较大的丙环 上 甲环固定在天花板上 整个系统处于平衡 忽略绳与乙环之间的摩擦 下列说法中正 确的是 A 每根绳对乙环的作用力均竖直向上 B 每根绳对乙环的作用力均背向环心 C 乙环对三根绳的总作用力指向环心 D 三根绳对乙环的总作用力竖直向上 答案答案 D 解析解析 对乙环受力分析知 乙环处于平衡状态 其所受重力应与三根绳对环作用力的合 力等大反向 D 正确 7 如图 5 所示 在倾角为 53 的斜面上 用沿斜面向上 5 N 的力拉着重 4 N 的 木块向上做匀速运动 则斜面对木块的总作用力的方向是 A 垂直斜面向上 B 水平向左 图 2 图 3 图 4 用心 爱心 专心3 C 沿斜面向下 D 竖直向上 答案答案 B 解析解析 取木块受力分析如右图 将F沿水平竖直方向分解 F水平 Fcos 53 F竖直 Fsin 53 4 N 由此知F与G合力水平向右 则由平衡条 件得斜面对木块的作用力方向水平向左 8 如图 6 所示 在绳下端挂一物体 用力F拉物体使悬线偏离竖直方向 的夹角 且保持其平衡 保持 角不变 当拉力F有极小值时 F与水 平方向的夹角 应是 A 0 B 2 C D 2 答案答案 C 解析解析 取绳结点O分析 作受力分析图 由矢量三角形法则知 当 F方向垂直于悬线方向时最小 故得 C 项正确 9 如图 7 所示 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动 小物块 相 对小车静止 小物块某时刻正处于图示状态 设斜面对物块的支持力 为FN 斜面对物块的摩擦力为Ff 关于此时刻物块的受力情况 下列说法正确的是 A 若小车向左运动 FN可能为零 B 若小车向左运动 Ff可能为零 C 若小车向右运动 FN不可能为零 D 若小车向右运动 Ff不可能为零 答案答案 BC 解析解析 物块和车具有相同的加速度a 无论小车向左或向右运动 若加速度a 0 则一定 FN 0 Ff 0 若a 0 且方向向左 则一定FN 0 Ff可能为 0 也可能不等于 0 若 a 0 且方向向右 则一定FN 0 Ff 0 故 B C 项正确 10 如图 8 所示 质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行 木块 同时受到向右的拉力F的作用 长木板处于静止状态 已知木块与木 板间的动摩擦因数为 1 木板与地面间的动摩擦因数为 2 则 A 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 1mg B 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 2 m M g C 当F 2 m M g时 木板便会开始运动 D 无论怎样改变F的大小 木板都不可能运动 答案答案 AD 解析解析 取木板受力分析 由平衡条件得Ff 地 Ff 1mg 故 A 项正确 木板开始运动的条件是 1mg 2 M m g 与F无关 故 D 项正确 11 如图 9 所示 放在水平地面上的物体M上叠放物体m 两者间有一条 图 5 图 6 图 7 图 8 图 9 用心 爱心 专心4 处于压缩状态的弹簧 整个装置相对地面静止 则M m的受力情况是 m受到向右的摩擦力 M受到m对它向左的摩擦力 地面对M的摩擦力向右 地面对M无摩擦力作用 A B C D 答案答案 C 解析解析 取m受力分析 如右图所示 由此知 m受到向右的摩擦力Ff 由力作用的相互性 则M会受到m的向左的摩擦力 取整体系统分析 水平方向不受外力 故也不受地面摩擦力 C 项正确 12 如图 10 甲中abcd为导体做成的框架 其平面与水平面成 角 质量为m的导体棒PQ 与 ab cd垂直且接触良好 回路的电阻为R 整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中 磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示 棒PQ始终静止 在时间 0 t0内 棒PQ受 到的静摩擦力的大小变化是 图 10 A 一直增大 B 一直减小 C 先减小后增大 D 先增大后减小 答案答案 A 解析解析 作出棒PQ的侧视受力分析图 由楞次定律知其F安方向沿斜面向 下 大小F安 BIL 其中I 不变 B在变大 所以F安逐渐变大 B S tR 由受力平衡条件得F安 mgsin F静 因此F静一直增大 故 A 项正确 二 实验题二 实验题 第 13 题 4 分 14 题 12 分 共 16 分 13 4 分 探究求合力的方法 实验装置如图 11 甲所示 其中A为固定橡皮筋的图钉 O 为橡皮筋与细绳的结点 OB和OC为细绳 图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示 F 与F 中 方向一定沿AO方向的是 甲 乙 图 11 答案答案 用一只弹簧秤拉时 拉力沿AO方向 故填F 用心 爱心 专心5 14 12 分 李泳探究小组在实验室探究弹簧的弹力和弹簧伸长关系的过程如 下 猜想与假设 弹簧的弹力和弹簧伸长成正比关系 设计与实验步骤 a 设计的实验装置如图 12 所示 b 先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 然后在弹簧下端分别 悬挂 100 g 200 g 的钩码 记下指针所指的标尺刻度 c 将实验数据记录在表格中 d 整理器材 分析实验数据并得出结论 钩码质量m g 0100200 标尺刻度L cm 15 020 1024 96 交流与评估 根据实验数据在坐标纸上描点画出L m图象 如图 13 所示 李泳探究小组根据图象分析 否定了原来的猜想 得出 弹簧弹力和弹簧长度成正比 的结论 图 13 你认为该小组所得结论对吗 填 对 或 错 你的理由是 李泳小组在 设计与实验步骤 中存在的一项严重不足是 答案答案 错 L m图象纵坐标的起点不是从 0 开始 或弹簧弹力和弹簧长度是线性函数 关系 但不成正比 只测量三组数据不足以探究得出物理规律或测量数据太少 三 解答题三 解答题 每小题 18 分 共 36 分 15 18 分 在建筑装修中 工人用质量为 5 0 kg 的磨石A对地面和斜壁进 行 打磨 已知A与地面 A与斜壁之间的动摩擦因数 均相同 g取 10 m s2 1 当A受到水平方向的推力F1 25 N 打磨地面时 A恰好在水平地面 上做匀速直线运动 求A与地面间的动摩擦因数 2 若用A对倾角 37 的斜壁进行打磨 如图 14 所示 当对A施加 竖直向上的推力F2 60 N 时 则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动 2 m 斜壁长 2 m 所 需时间为多少 sin 37 0 6 cos 37 0 8 答案答案 1 0 5 2 2 s 解析解析 1 当A做匀速直线运动 F1 Ff1 2 分 图 13 图 12 用心 爱心 专心6 FN1 mg 2 分 Ff1 FN1 2 分 代入数据得 0 5 2 分 2 当A在斜壁上运动过程中 有 F2 mg cos Ff ma 2 分 F2 mg sin FN 0 2 分 Ff FN 1 分 得 F2 mg cos F2 mg sin ma 代入数据得a 1 m s2 3 分 又根据x at2得 2 1 t2 1 2 1 2 即t 2 s 2 分 16 18 分 如图 15 甲所示 质量m 6 0 10 3 kg 边长L 0 20 m 电阻R 1 0 的 正方形 单匝金属线框abcd 置于倾角 30 的绝缘斜面上 ab边沿水平方向 线框的上半 部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中 磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性 变化 若线框在斜面上始终保持静止 取g 10 m s2 试求 1 在 0 2 0 10 2 s 时间内线框中产生的感应电流大小 2 在t 1 0 10 2 s 时线框受到斜面的摩擦力 3 一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率 甲 乙 图 15 答案答案 1 0 20 A 2 3 4 10 2 N 3 6 0 10 2 W 解析解析 1 线框中产生的感应电动势为E1 感应电流为I1 则 E1 2 分 1 t L2 B1 2 t I1 1 分 E1 R 代入数据解得E1 0 20 V 1 分 I1 0 20 A 1 分 2 此时受到的安培力F1 B1I1L 1 分 代入数据得F1 4 0 10 3 N 1