2019-2020学年教科版高中物理必修1《第4章物体的平衡》章末检测试卷（含答案解析）

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1、章末检测试卷(四)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分其中17题为单项选择题，812题为多项选择题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选和不选的得0分)1在下图中，能表示物体处于平衡状态的是()答案C解析平衡条件是F合0，a0，故只有C正确2(2019黄陵中学高一上学期期末)三个共点力作用在同一物体上，处于平衡状态其中一个力为4 N，向北；另一个力为3 N，向东；那么第三个力为()A5 N，向东北 B5 N，向西南C7 N，向东北 D7 N，向西南答案B3如图1所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进，则下列说法

2、正确的是()图1A拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小C拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D小孩和车所受的合力方向向前答案C解析小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，因小车匀速前进，所以所受合力为零，利用正交分解法分析易知，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故选项A、D错误；根据力的合成和二力平衡易知，拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡，重力、支持力的合力方向竖直向下，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，故选项B错误，C正确4如图2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

3、水平，则弹簧A、C的伸长量之比为()图2A.4 B4C12 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的拉力分别为F1和F2.由平衡条件得知，F2和G的合力与F1大小相等、方向相反，则得：F2F1sin 300.5F1.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xAxCF1F221.5如图3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

4、列说法正确的是()图3A绳OM上的拉力大小为GB绳OM上的拉力大小为GC图中角的大小为60D图中角的大小为45答案A6如图4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，圆弧面底端的切线水平，一根两端分别系有质量为m1、m2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m1m2等于()图4A11 B23 C32 D34答案B解析设轻绳的张力为F，圆弧面对m2的弹力为N，由对称性可知，NF，由于m1、m2均静止，由平衡条件可得：Fm1gsin 60，Fcos 30Ncos 30m2g.

5、联立解得 ，B正确7.(2019河北师大附中期中)一跨过光滑轻质动滑轮的轻绳AB与杆的两端连接，滑轮下端连接一物体，现将轻杆从如图5所示的位置开始，绕过其中点的水平轴O在竖直平面内转动一个小角度，当再次平衡后下列说法正确的是()图5A若将杆逆时针转动，绳AB上拉力不变B若将杆逆时针转动，绳AB上拉力变大C若将杆顺时针转动，绳AB上拉力不变D若将杆顺时针转动，绳AB上拉力变大答案B解析滑轮左侧绳与右侧绳为同一根绳的两部分，绳上的拉力大小相等设两侧绳的夹角为，两绳的拉力大小均为F则有：2Fcos mg即F当杆逆时针转过一个较小的角度时，滑轮向中间移动，两侧绳的夹角变大，故F变大；同理可知，杆顺时针

6、转动时，F变小8.如图6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轻轻地叠放在P上，则()图6AP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解析设斜面倾角为，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与斜面间的静摩擦力增大为mgsin ，D正确9如图7甲、乙、丙所示，三个物块质量相同且均处于静止状态若弹簧测力计、绳和滑轮的重力均不计，绳与滑轮、物块与半球面间的摩擦均不计，在图甲、乙、丙三种情况下，弹

7、簧测力计的读数分别是F1、F2、F3，则()图7AF1F2 BF1F3CF1F3 DF2F3答案AC解析甲图中物块静止，弹簧测力计的拉力F1mg；乙图中以物块为研究对象，受力如图甲由平衡条件得：F2Gsin 60mg0.866mg丙图中以动滑轮为研究对象，受力如图乙由几何知识得F3mg.故F3F1F2，故选A、C.10.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大小的表达式，正确的是()图8AN BNGcos CNGsin Fcos DN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

8、确；由图知：tan ，sin ，所以：FGtan ，N，故B错误，D正确若采用正交分解法，如图乙所示则NGcos Fsin ，故C错误11.如图9所示，铁板AB与水平地面之间的夹角为，一块磁铁吸附在铁板下方在缓慢抬起铁板的B端使角增大(始终小于90)的过程中，磁铁始终相对于铁板静止下列说法正确的是()图9A磁铁所受合外力不变B磁铁始终受到三个力的作用C磁铁受到的摩擦力逐渐减小D铁板对磁铁的弹力逐渐增大答案AD解析以磁铁为研究对象进行受力分析可知，在缓慢抬起铁板的B端的过程中磁铁相对铁板静止，因此磁铁所受合外力始终为零，A正确；磁铁受重力、铁板对它的吸引力、弹力以及摩擦力四个力作用，B错误；由受

9、力平衡可得，磁铁受到的摩擦力逐渐增大，铁板对磁铁的弹力逐渐增大，C错误，D正确12如图10，光滑水平面上放有横截面为圆周的柱状物体A，A与竖直墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止，若将A的位置向右移动少许，整个装置仍保持平衡，则()图10A水平外力F增大B墙对B的作用力减小C地面对A的支持力减小DB对A的作用力增大答案AD解析对物体B受力分析，受到重力mg、物体A对物体B的支持力N和墙面对B的支持力N，如图：当物体A向右移动后，物体A对物体B的支持力N的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可以知道物体A对物体B的支持力N和墙面对物体B的支持力N都在不断增大

10、，故B错误，D正确；再对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面支持力N1、推力F和墙面的弹力N，如图：根据平衡条件，有：FN，N1G，故地面对A的支持力不变，推力F随着墙面对物体B的支持力N的不断增大而增大，故A正确，C错误二、计算题(本题共4小题，共52分)13.(10分)如图11所示，质量均为1 kg的小球a、b在轻弹簧A、B及拉力F的作用下处于平衡状态，其中A、B两个弹簧的劲度系数均为5 N/cm，B弹簧上端与天花板固定连接，轴线与竖直方向的夹角为60，A弹簧竖直，g取10 m/s2.图11求两弹簧的伸长量和拉力F的大小答案2 cm8 cm20 N解析由b球处于静止得FAmbg10 N(

11、2分)由Fkx得xA2 cm(2分)a、b作为一个整体，受力如图，由平衡条件得FB40 N，(2分)xB8 cm，(2分)F2mgtan 6020 N(2分)14(12分)如图12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仍保持静止重力加速度为g，已知sin 370.6，cos 370.8，求：图12(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，方向水平向左解析(1)取球B为研究对象进行受力分析，由球B受力平衡得：Tsin 37F

12、(2分)Tcos 37mg(2分)联立解得Fmg.(2分)(2)取A、B组成的系统为研究对象N2mg(2分)fF(2分)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(1分)由知环受到的摩擦力大小为mg，方向水平向左(1分)15(14分)如图13所示，某人用轻绳系住一个质量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(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)图13(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

13、？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mgTsin 37；(2分)水平方向，F风Tcos 37，(2分)解得F风12 N，T15 N(2分)(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 37(1分)又TT(1分)代入数据解得N491 N；(1分)根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小为491 N(1分)(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(4分)16.(16分)如图14所示，放在粗糙斜面上的物块A

14、和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳OC与竖直方向的夹角60，轻绳CA与斜面平行，斜面倾角30，物块A和B的质量分别为mA5 kg，mB1.5 kg，弹簧的劲度系数为k500 N/m，重力加速度g取10 m/s2.求：图14(1)弹簧的伸长量x；(2)物块A受到的摩擦力f的大小和方向答案(1)3 cm(2)5 N方向沿斜面向下解析(1)以结点O为研究对象，受力分析并进行正交分解，如图甲所示：根据平衡条件有x轴方向：kxFsin 600(3分)y轴方向：Fcos 60mBg0(2分)由解得F30 N，(2分)代入解得x m3 cm.(2分)(2)以物块A为研究对象，A的重力沿斜面向下的分力GxmAgsin 30F，所以A所受摩擦力f沿斜面向下，对A受力分析并正交分解，如图乙所示：根据平衡条件有x轴方向：FmAgsin 30f0(3分)解得fFmAgsin 3030 N510 N5 N(2分)方向沿斜面向下(2分)