2019年教科版物理必修1《第四章物体的平衡》章末检测试卷（含答案解析）

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1、章末检测一、选择题(本题共 12 小题，其中 18 为单选题，912 为多选题，每小题 4 分，共 48 分)1如图 1 所示，在斜面上，木块 A 与 B 的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止则关于木块 A 和木块 B 的受力个数不可能的是( )图 1A2 个和 4 个B3 个和 4 个C4 个和 4 个D4 个和 5 个答案 B2.如图 2 所示，一重为 10 N 的球固定在支杆 AB 的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为 7.5 N，则 AB 杆对球的作用力( )图 2A大小为 7.5 NB大小为 10 NC方向与水平方向成 53角斜向右下方D方向与水平

2、方向成 53角斜向左上方答案 D解析 小球受力如图所示，则 F2sin G ，F 2cos F 1，tan ，53，GF1 43F2 N12.5 N.Gsin 100.83.如图 3 所示，截面为三角形的木块 a 上放置一铁块 b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的墙面上，现用竖直向上的作用力 F，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下列说法正确的是( )图 3A木块 a 与铁块 b 间一定存在摩擦力B木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D竖直向上的作用力 F 大小一定大于铁块与木块的重力之和答案 A解析 铁块 b 处于平衡状态，故

3、铁块 b 受重力、斜面对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，选项 A 正确；将 a、b 看做一个整体，竖直方向：FG aG b，选项 D 错误；整体水平方向不受力，故木块与竖直墙面间不存在水平弹力，没有弹力也就没有摩擦力，选项 B、C 均错4如图 4 所示，用完全相同的轻弹簧 A、B、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30，弹簧 C 水平，则弹簧 A、C 的伸长量之比为( )图 4A. 4 B43 3C12 D21答案 D解析 将两球和弹簧 B 看成一个整体，整体受到总重力 G、弹簧 A 和 C 的拉力，如图，设弹簧 A、C 的拉力分别

4、为 F1和 F2.由平衡条件得知，F 2和 G 的合力与 F1大小相等、方向相反，则得：F2F 1sin 300.5F 1.根据胡克定律得：Fkx，k 相同，则弹簧 A、C 的伸长量之比等于两弹簧拉力之比，即有xAx CF 1F 221.5如图 5 所示，一轻绳一端固定在竖直墙上的 O 点，另一端与轻滑轮 M 相连，另一轻绳绕过滑轮悬挂一重力为 G 的物体，绳与滑轮间的摩擦不计，其另一端固定于另一竖直墙上的 Q 点，且此绳的 QM 段与竖直方向夹角为 60，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是( )图 5A绳 OM 上的拉力大小为 G3B绳 OM 上的拉力大小为 GC图中 角的大小为 60D

5、图中 角的大小为 45答案 A6用细绳 OA、OB 悬挂一重物，BO 水平，O 为半圆形支架的圆心，悬点 A 和 B 在支架上悬点 A 固定不动，将悬点 B 从图 6 所示位置逐渐移到 C 点的过程中，OA 绳和 OB 绳中的拉力变化情况为( )图 6AOA 绳中的拉力始终不变BOA 绳中的拉力逐渐增大COB 绳中的拉力逐渐减小DOB 绳中的拉力先减小后增大答案 D解析 如图所示，在支架上选取三个点 B1、B 2、B 3，当悬点 B 分别移动到 B1、B 2、B 3各点时，OA、OB 中的拉力分别为 TA1、T A2、T A3和 TB1、T B2、T B3，从图中可以直观地看出，T A逐渐变小

6、，且方向不变；而 TB先变小后变大，且方向不断改变；当 TB与 TA垂直时，T B最小故 D 正确7.置于水平地面上的物体受到水平作用力 F 处于静止状态，如图 7 所示保持作用力 F 大小不变，将其沿逆时针方向缓缓转过 180，物体始终保持静止，则在此过程中物体对地面的正压力 N 和地面给物体的摩擦力 f 的变化是( )图 7AN 先变小后变大，f 不变BN 不变，f 先变小后变大CN、f 都是先变大后变小DN、f 都是先变小后变大答案 D解析 力 F 与水平方向的夹角 先增大后减小水平方向上， Fcos f 0，fFcos ；竖直方向上，NFsin mg 0，Nmg Fsin .故随 变化

7、， f、N 都是先变小后变大8如图 8 所示，左侧是倾角为 60的斜面，右侧是 圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧14面底端的切线水平，一根两端分别系有质量为 m1、m 2 小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮当它们处于平衡状态时，连接 m2 小球的轻绳与水平线的夹角为 60，不计一切摩擦，两小球可视为质点两小球的质量之比 m1m 2 等于( )图 8A. 11 B. 23 C. 32 D. 34答案 B解析 设轻绳的张力为 F，圆弧面对 m2的弹力为 FN，由对称性可知，F NF，由于 m1、m 2均静止，由平衡条件可得：Fm 1gsin 60，Fcos 30F Ncos 30m 2g.联立解得

8、m1m2 23，B 正确9.如图 9 所示，质量为 m 的物体在恒力 F 作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为 ，则物体受到的摩擦力的大小为( )图 9AFsin BFcos C(Fsin mg) D( mgFsin )答案 BC解析 先对物体进行受力分析，如图所示，然后把力 F 进行正交分解，F 产生两个效果：使物体水平向前 F1Fcos ，同时使物体压紧水平地面 F2Fsin .由力的平衡可得 F1f，F2GN，又滑动摩擦力 fN，则 fFcos ( Fsin mg) ，故选 B、C.10.如图 10 所示，物体 P 静止于固定的斜面上，P 的上表面水平，现把物体 Q

9、 轻轻地叠放在P 上，则( )图 10AP 向下滑动BP 静止不动CP 所受的合外力增大DP 与斜面间的静摩擦力增大答案 BD解析 物体 P 静止于斜面上，则 mgsin mgcos ，把物体 Q 轻轻地叠放在 P 上时，P、Q 整体质量增加，相对斜面仍然满足 mgsin mgcos ，故 P 静止不动，所受的合外力为零，A、C 错误，B 正确； P 所受的合外力为零，P 与斜面间的静摩擦力增大为mgsin ，D 正确，故正确答案为 B、D.11.如图 8 所示，重力为 G 的物体 A 在大小为 F 的水平向左的恒力作用下静止在倾角为 的固定光滑斜面上下列关于斜面对物体的支持力 N 大小的表达

10、式，正确的是( )图 11AN G2 F2BNGcos CNGsin Fcos DNFsin 答案 AD解析 对物体 A 受力分析，受推力 F、重力 G、支持力 N，如图甲由图可得：N ，故 A 正确；F2 G2由图知：tan ，sin 所以：FGtan ，N ，故 B 错误，D 正确FG FN Fsin Gcos 若采用正交分解法，如图乙所示则 NGcos Fsin ，故 C 错误12斜面放置在水平地面上始终处于静止状态，物体在沿斜面向上的拉力作用下正沿斜面向上运动，某时刻撤去拉力 F，那么物体在撤去拉力后的瞬间与撤去拉力前相比较，以下说法正确的是( )图 12A斜面对地面的静摩擦力一定不变

11、B斜面对地面的静摩擦力一定减小C斜面对地面的压力一定增大了D斜面对地面的压力一定不变答案 AD二、计算题(本题共 4 小题，共 52 分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(10 分) 如图 13 所示，质量 M2 kg 的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量 m kg3 3的小球相连今用跟水平方向成 30角的力 F10 N 拉着球带动木块一起向右匀速运3动，运动中 M、m 相对位置保持不变，取 g10 m/s 2，求木块与水平杆间的动摩擦因数 .图 13答案 35解析 以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图由平衡条件得Fcos 30fNFsin 30(Mm)g

12、又 fN得到 Fcos 30M mg Fsin 30代入数据解得 .3514(13 分) 如图 14 所示，轻杆 BC 的 C 点用光滑铰链与墙壁固定，杆的 B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持 30的夹角若在 B 点悬挂一个定滑轮 (不计重力)，某人用它匀速地提起重物已知重物的质量 m30 kg，人的质量 M50 kg，g 取 10 m/s2.试求：图 14(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆 BC 和绳 AB 所受力的大小答案 (1)200 N(2)400 N 200 N3 3解析 (1)对人进行受力分析，根据平衡条件有：NMg mg200 N(2)滑轮对结点 B 的拉力为：

13、T2mg600 N以结点 B 为研究对象，进行受力分析，如图，根据共点力平衡得：FABTtan 30200 N3FBC 400 N.Tcos 30 315(14 分) 如图 15 所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为 m 的小圆环 A，用一细线悬吊一个质量为 m 的球 B.现用一水平拉力缓慢地拉起球 B，使细线与竖直方向成 37角，此时环 A仍保持静止已知 sin 370.6，cos 370.8，求：图 15(1)此时水平拉力 F 的大小；(2)环对横杆的压力及环受到的摩擦力答案 (1) mg (2)2mg，方向竖直向下 mg，方向水平向左34 34解析 (1)取球 B 为研究对象进行受力分析，

14、由球 B 受力平衡得：Tsin 37F Tcos 37mg 联立解得 F mg.34(2)取 A、 B 组成的系统为研究对象N2mg fF 由牛顿第三定律知，环对横杆的压力大小为 2mg，方向竖直向下由知环受到的摩擦力大小为 mg，方向水平向左3416(15 分) 如图 16 所示，某人用轻绳牵住一只质量 m0.6 kg 的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成 37角已知空气对气球的浮力为 15 N，人的质量M50 kg，且人受的浮力忽略不计 (sin 370.6，cos 370.8)图 16(1)求水平风力的大小；(2)求人对地面的压力大小；(3)若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？并说明理由答案 (1)12 N (2)491 N (3)见解析解析 (1)对氢气球进行受力分析，如图甲所示由平衡条件可知，竖直方向，F 浮 mgT sin 37；水平方向，F 风 Tcos 37，解得 F 风 12 N，T 15 N.(2)对人进行受力分析，如图乙所示由平衡条件可知，竖直方向，NMgTsin 37500 N15 N 0.6491 N ；根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小为 491 N.(3)若水平风力增强，只改变了水平方向的力，视氢气球及人为一整体，所以竖直方向上的受力情况没改变，人对地面的压力不变