教科版 高中物理 必修一 第四章 物体的平衡寒假复习题解析版.docx

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教科版高中物理必修一第四章物体的平衡寒假复习题解析版

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教科版高中物理必修一第四章物体的平衡寒假复习题

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

分卷I

一、单选题（共10小题,每小题4.0分,共40分）

1.如图所示，物体A置于水平地面上，力F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A的受力个数为（　　）

A．3

B．4

C．5

D．6

【答案】B

【解析】利用隔离法对A受力分析，如图所示．

A受到重力GA、地面对A的支持力FN地、B对A的压力FNB→A、B对A的摩擦力FfB→A，则A、C、D错误，B正确．

2.如图，质量为m的木块在与水平方向成α角斜向上的拉力F作用下沿水平地面匀速滑动．木块与水平地面间的动摩擦因数为μ.以下说法中正确的是（　　）

A．木块受到地面摩擦力大小为μFsinα

B．木块受到地面摩擦力大小为Fsinθ

C．木块受到地面摩擦力大小为μ（mg－Fsinα）

D．木块受到地面摩擦力大小为μmg

【答案】C

【解析】在竖直方向上Fsinα＋FN＝mg，在水平方向上Fcosα＝Ff＝μFN，由此可知木块受到地面的摩擦力为μ（mg－Fsinα）或Fcosα，A、B、D错，C对．

3.用质量为M的吸铁石，将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上．某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉白纸，白纸未移动，则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为（　　）

A．F

B．mg

C．

D．

【答案】D

【解析】对吸铁石和白纸整体，在垂直于黑板平面内受磁引力、黑板面的支持力，在平行于黑板平面内受竖直向下的重力（M＋m）g、水平拉力F和黑板面的摩擦力Ff作用，由于纸未被拉动，所以摩擦力为静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，摩擦力Ff与（M＋m）g和F的合力等值反向，因此有Ff＝

，故选项D正确．

4.如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．两台秤的读数之和为2mg

B．台秤P的读数等于mg－F

C．台秤Q的读数为mg－2F

D．甲受到的拉力大于F，乙受到的拉力小于F

【答案】A

【解析】将两人做为整体分析，整体受重力、支持力，故两台秤的示数之和为2mg，故A正确；对甲受力分析，甲受重力、支持力及弹簧秤向下的拉力，则有：

甲受到支持力为mg＋F，即台秤P的读数等于mg＋F，故B错误；对乙分析，乙受到的拉力向上，故台秤Q的示数为mg－F，故C错误；稳定后弹簧秤的示数为F，所以甲受到的拉力等于F，乙受到的拉力也等于F，故D错误．

5.如图所示，小球C用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于绷紧状态，当小球上升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是

（　　）

A．FN保持不变，FT不断增大

B．FN不断增大，FT不断减小

C．FN保持不变，FT先增大后减小

D．FN不断增大，FT先减小后增大

【答案】D

【解析】据题意，当斜面体向左缓慢运动时，小球将逐渐上升，此过程对小球受力分析，受到重力G、支持力FN和拉力FT，据上图，在此过程中OC绳以O点为圆心逆时针转动，在力的平行四边形定则中力FT的对应边先减小后增大，而FN的对应边一直变大，而力的大小变化与对应边长度变化一致，则D选项正确．

6.如图所示，AB、BD为两段轻绳，其中BD段水平，BC为处于伸长状态的轻质弹簧，且AB和CB与竖直方向的夹角均为45°，现将BD绳绕B点缓慢向上转动，保持B点不动，则在转动过程中作用于BD绳的拉力F的变化情况是（　　）

A．变大

B．变小

C．先变大后变小

D．先变小后变大

【答案】B

【解析】要保持B点的位置不变，BD绳向上转动的角度最大为45°，由于B点的位置不变，因此弹簧的弹力不变，由图解可知，AB绳的拉力减小，BD绳的拉力也减小，B正确．

7.如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2则F1与F2大小之间的关系为（　　）

A．F1＜F2

B．F1＞F2

C．F1＝F2

D．无法确定

【答案】C

【解析】以小球B为研究对象，分析受力情况，由平衡条件可知，弹簧的弹力F弹和绳子的拉力F的合力F合与重力mg大小相等，方向相反，即F合＝mg，作出力的合成如图，由三角形相似得：

＝

；又由题，OA＝OB＝L，得，F＝F合＝mg，可见，绳子的拉力F只与小球B的重力有关，与弹簧的劲度系数k无关，所以得到F1＝F2.故选C.

8.如图所示，a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的（　　）

A．

B．

C．

D．

【答案】B

【解析】对b球受力分析，受重力、斜面对其垂直向上的支持力和细线的拉力，由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，故A图错误；

再对ab两个球整体受力分析，受总重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力，再次根据共点力平衡条件判断上面的细线的拉力方向斜向右上方，故C、D图均错误，故选B.

9.一只蜗牛沿着葡萄枝从左向右缓慢爬行，如图所示．下列说法中正确的是（　　）

A．葡萄枝对蜗牛的弹力一定不变

B．葡萄枝对蜗牛的摩擦力可能先减小后变大

C．葡萄枝对蜗牛的作用力可能先减小后变大

D．葡萄枝对蜗牛的摩擦力可能一直减小

【答案】B

【解析】设坡角为α，蜗牛受重力、支持力、静摩擦力，三力平衡；根据平衡条件可得：

FN＝mgcosα，f＝mgsinα；由于坡角α先变小后变大，故支持力FN先变大后变小，静摩擦力先变小后变大；故A错误，B正确，D错误；葡萄枝对蜗牛的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，故大小和方向一直不变，故C错误；故选B.

10.如图7所示，两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端．水平力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现保持b球不动，使挡板OP向右缓慢平移一小段距离，则（　　）

A．弹簧变长

B．弹簧变短

C．力F变大

D．b对地面的压力变大

【答案】A

【解析】选a球为研究对象，受力分析如图所示，由画出的平行四边形可知，挡板的弹力FN变小，弹力F弹逐渐减小，即弹簧的压缩量变短，弹簧变长，选项A正确，B错误；选a球、b球整体为研究对象，由平衡条件可知，F变小，b对地面的压力不变，选项C、D均错．

二、多选题（共4小题,每小题5.0分,共20分）

11.（多选）如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的（　　）

A．F1

B．F2

C．F3

D．F4

【答案】BC

【解析】首先对B球受力分析，合力为零．故B球受重力和OB绳子的向上的拉力，由于B球保持静止，受力平衡，故AB绳子的拉力为零；再对A球受力分析，受重力，OA绳子的拉力和一个题中需要求解的力，根据三力平衡条件，可以知道，任意两个力的合力必定与第三个力等值、反向、共线，由于重力和OA绳子的拉力的合力必定在AO方向和竖直方向之间，故只有F2与F3符合．

12.（多选）如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则（　　）

A．P向下滑动

B．P静止不动

C．P所受的合外力增大

D．P与斜面间的静摩擦力增大

【答案】BD

【解析】对P受力分析，受重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，有：

FN＝Mgcosθ，Ff＝Mgsinθ，

Ff≤μFN，故μ≥tanθ，由于物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P的重力，P静止不动，A错误，B正确；物体P保持静止，合力为零，C错误；由于物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P的重力，故P与斜面间的静摩擦力增大，D正确．

13.（多选）如下图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下，处于静止状态，则下列判断正确的是（　　）

A．木块一定受到4个力的作用

B．木块可能受到2个力的作用

C．逐渐增大推力F，木块将继续保持静止状态

D．木块受天花板的滑动摩擦力随推力F的增大而增大

【答案】AC

【解析】木块在重力作用下，有沿天花板下滑的趋势，一定受到静摩擦力，则天花板对木块一定有弹力．木块受力如图：

故A正确，B错误．根据平衡条件得：

F＝FN＋Gcosα，Ff＝Gsinα；逐渐增大F的过程，FN增大，最大静摩擦力增大，而木块受到的静摩擦力Ff不变，木块将始终保持静止，故C正确、D错误．

14.（多选）半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN.在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止．则在此过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．MN对Q的弹力逐渐减小

B．P对Q的弹力逐渐增大

C．地面对P的摩擦力逐渐增大

D．Q所受的合力逐渐增大

【答案】BC

【解析】对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力，如图

重力的大小和方向都不变，杆MN的支持力方向不变、大小变，半球P对Q的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件，得到FN1＝mgtanθ，FN2＝

，由于θ不断增大，故FN1不断增大，FN2也不断增大；故A错误，B正确；对PQ整体受力分析，受到总重力、MN杆的支持力FN1′，地面的支持力FN3，地面的静摩擦力Ff，如图

根据共点力平衡条件，有Ff＝FN1′＝mgtanθ，由于θ不断增大，故Ff不断增大，故C正确；物体Q一直保持静止，则合力为零，故D错误．

分卷II

三、计算题（共3小题,共40分）

15.如图所示，物体A重100N，物体B重20N，A与水平桌面间的最大静摩擦力是30N，整个系统处于静止状态，这时A受到的静摩擦力是多少？

如果逐渐加大B的重力，而仍保持系统静止，则B物体重力的最大值是多少？

【答案】20N　30N

【解析】以结点O为研究对象，建立直角坐标系．设倾斜绳的张力为FT.x轴上：

FTA＝FTcos45°①

y轴上：

FTB＝GB＝FTsin45°②

①②联立，得FTA＝GB

代入其值得FTA＝20N，以A为研究对象，受力分析，可得FfA＝FTA＝20N，方向水平向右．当逐渐增大B的重力时，要使系统处于平衡状态，当A达到最大静摩擦力时，B物体的重力达到最大．由上述表达式可知：

GBm＝30N.

故A受到的静摩擦力为20N，B物体的重力最大值为30N.

16.如图所示，木板A的质量为m，滑块B的质量为M，木板A用绳拴住，绳与斜面平行，B沿倾角为θ的斜面在A木板下匀速下滑．若M＝2m，A，B间以及B与斜面间的动摩擦因数相同，试求此动摩擦因数μ.

【答案】tanθ

【解析】先对A受力分析，如图甲所示，根据平衡条件可得，FN1＝mgcosθ，所以Ff1＝μFN1＝μmgcosθ；再对B受力分析，如图乙所示，根据平衡条件可得，FN3＝FN2＋Mgcosθ，Ff3＝Ff2＋Mgsinθ，又Ff2＝Ff1＝μmgcosθ，FN2＝FN1＝mgcosθ，Ff3＝μFN3，M＝2m，联立以上各式，可得μ＝tanθ.

17.如图所示，三根轻线结于O点，并分别与套环A、B和重物C连接，A、B环重均为50N，套在水平横杆上，C重为120N，AO与BO两线等长并与横杆的夹角均为37°，整个系统处于静止状态，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）AO与BO两线中的张力大小；

（2）A环所受杆的弹力与摩擦力的大小；

（3）若将B点向左移一点后系统仍处于静止状态，与原来相比，A环所受线的拉力、杆的支持力和摩擦力大小分别如何变化？

【答案】

（1）100N　

（2）110N　80N　（3）线的拉力减小，支持力不变，摩擦力减小

【解析】

（1）由O点得：

FT＝

＝100N

（2）由A环得：

FN＝GA＋FTsin37°＝（50＋100×0.6）N＝110N，Ff＝FTcos37°＝80N

（3）线的拉力减小，支持力不变，摩擦力减小．