階段綜合評價（四） 力與平衡

PAGE第1頁共8頁階段綜合評價（四）力與平衡一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．若一個物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定是()A．靜止B．做勻速直線運動C．速度均勻變化D．所受共點力的合力為零解析：選D平衡狀態(tài)包括靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運動狀態(tài)，A、B錯誤；若物體處于平衡狀態(tài)，則物體所受共點力的合力為零，D正確；處于平衡狀態(tài)的物體加速度等于零，而C項中速度均勻變化，說明有恒定的加速度，故C錯誤。2．一個物體受到三個力的作用，三力構(gòu)成的矢量圖如圖所示，則能夠使物體處于平衡狀態(tài)的情形是()解析：選A處于平衡狀態(tài)的物體，所受合外力為零，題中的四個選項中只有選項A合力為零。3．同時作用在物體上的兩個方向相反的共點力，大小分別為8N和10N，其中10N的力在逐漸減小到零的過程中，兩個力的合力的大小()A．先減小后增大 B．先增大后減小C．一直減小 D．一直增大解析：選A當(dāng)10N的力減小到8N時，這兩力的合力為零，故在10N的力逐步減小到零的過程中，合力的大小應(yīng)先減小后增大，A正確。4．臺燈的燈頭與燈座通過一根能彎曲的白色塑料細(xì)桿相連，甲、乙、丙三個圖中白色塑料細(xì)桿的彎曲程度各不相同，以下說法正確的是()A．甲圖中細(xì)桿對燈頭的作用力最小B．丙圖中細(xì)桿對燈頭的作用力最大C．乙圖中燈座對桌面的壓力最大D．三圖中燈座對桌面的壓力一樣大解析：選D對三個圖中的燈頭受力分析可知，雖然形變不同，但燈頭都受二力平衡，則細(xì)桿對燈頭的彈力大小等于重力，方向豎直向上，故A、B均錯誤。對三個圖中的整個燈座受力分析，桌面的支持力和重力二力平衡，可知燈座對桌面的壓力一樣大，故C錯誤，D正確。5.如圖所示，兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45°，日光燈保持水平，所受重力為G。則()A．兩繩對日光燈拉力的合力大小為GB．兩繩的拉力和日光燈重力不是共點力C．兩繩的拉力大小分別為eq\r(2)G和eq\r(2)GD．兩繩的拉力大小分別為eq\f(G,2)和eq\f(G,2)解析：選A如圖，兩繩拉力的作用線與日光燈重力作用線的延長線交于一點，這三個力為共點力，選項B錯誤；由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于平衡狀態(tài)，所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向，選項A正確；由于兩個拉力的夾角成直角，且都與豎直方向成45°角，則由力的平行四邊形定則可知G＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))，F(xiàn)1＝F2，故F1＝F2＝eq\f(\r(2),2)G，選項C、D錯誤。6．如圖，甲、乙兩人分別乘坐兩種電動扶梯，此時兩電梯均勻速向上運轉(zhuǎn)，則()A．甲受到三個力的作用B．甲對扶梯沒有摩擦力的作用C．乙受到四個力的作用D．乙對扶梯作用力的方向垂直扶梯向下解析：選B題圖甲中，人處于勻速直線運動狀態(tài)，受力平衡，受到重力和支持力，不受摩擦力，重力G＝mg，支持力N＝G＝mg，A錯誤，B正確；題圖乙中，人處于勻速直線運動狀態(tài)，受力平衡，受到重力G＝mg、斜面的支持力N′以及沿斜面向上的摩擦力三個力作用，C錯誤；扶梯對人的作用力豎直向上，則人對扶梯的作用力豎直向下，D錯誤。7.如圖所示，物體P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平。現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則()A．P向下滑動B．P靜止不動C．P所受的合外力增大D．P與斜面間的靜摩擦力不變解析：選B設(shè)斜面傾角為θ，P、Q的質(zhì)量分別為M、m，因物體P靜止于固定的斜面上，則動摩擦因數(shù)μ≥tanθ，所受合外力F1＝0，靜摩擦力f1＝Mgsinθ，把物體Q輕輕地疊放在P上，選整體為研究對象，則(M＋m)gsinθ≤μ(M＋m)gcosθ，故P、Q仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。P所受的合外力F2＝0，即F1＝F2，P與斜面間的靜摩擦力f2＝(M＋m)gsinθ>f1，故選項B正確，選項A、C、D錯誤。如果將P、Q兩物體視為一個整體，則更容易得正確的選項為B。8.如圖所示，墻上有兩個釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45°，兩者的高度差為l。一條不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物。在繩子距a端eq\f(l,2)的c點有一固定繩圈。若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比eq\f(m1,m2)為()A.eq\r(5) B．2C.eq\f(\r(5),2) D.eq\r(2)解析：選C如圖所示，平衡后設(shè)繩的bc段與水平方向成α角，則：tanα＝2，sinα＝eq\f(2,\r(5))，對c點分析，三力平衡，在豎直方向上有：m2g＝m1gsinα，得：eq\f(m1,m2)＝eq\f(1,sinα)＝eq\f(\r(5),2)，C正確。二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)9．如圖所示，水平細(xì)桿上套一環(huán)A，環(huán)A與B球間用一輕質(zhì)繩相連，其質(zhì)量分別為mA、mB，由于B球受到風(fēng)力作用，環(huán)A與B球一起向右勻速運動。已知細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ，則下列說法正確的是()A．B球受到的風(fēng)力F為mBgtanθB．風(fēng)力增大時，輕質(zhì)繩對B球的拉力保持不變C．風(fēng)力增大時，桿對環(huán)A的支持力保持不變D．環(huán)A與水平細(xì)桿間的動摩擦因數(shù)為eq\f(mB,mA＋mB)解析：選AC對B受力分析可知，A正確；當(dāng)風(fēng)力增大時θ增大，由F拉＝eq\f(mBg,cosθ)可知，B錯誤；以整體為研究對象，豎直方向桿對環(huán)A的支持力與環(huán)A和B球受到的重力平衡，C正確；水平方向上，mBgtanθ＝μ(mA＋mB)g，得μ＝eq\f(mBtanθ,mA＋mB)，D錯誤。10．如圖甲，在挪威的兩座山峰間夾著一塊巖石，吸引了大量游客前往觀賞。該景觀可簡化成如圖乙所示的模型，右壁豎直，左壁稍微傾斜。設(shè)左壁與豎直方向的夾角為θ，由于長期的風(fēng)化，θ將會減小。石頭與山崖間的摩擦很小，可以忽略不計。若石頭質(zhì)量一定，θ減小，石頭始終保持靜止，下列說法正確的是()A．山崖左壁對石頭的作用力將增大B．山崖右壁對石頭的作用力不變C．山崖對石頭的作用力不變D．石頭受到的合力將增大解析：選AC對石頭受力分析如圖所示：根據(jù)平衡可知N2cosθ＝N1，N2sinθ＝mg，隨著θ減小，根據(jù)公式可知N1、N2都在增大，故A對、B錯；根據(jù)共點力平衡可知，山崖對石頭的作用力始終不變大小等于石頭的重力，所以作用力不變，故C對；由于石頭處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以石頭所受合力一直為零，故D錯。11．如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面，m2在空中)，力F與水平方向成θ角。則m1所受的支持力N和摩擦力f的大小是()A．N＝m1g＋m2g－FB．N＝m1g＋m2g－FC．f＝FcosθD．f＝Fsinθ解析：選AC把質(zhì)量為m1、m2的兩個物體看成一個整體進(jìn)行研究，對整體受力分析，水平方向上：f＝Fcosθ，C正確；豎直方向上：N＋Fsinθ＝m1g＋m2g，所以N＝m1g＋m2g－F12.如圖所示，質(zhì)量為m、頂角為α的直角劈和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和一水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài)。若不計一切摩擦，則()A．水平面對正方體的彈力大小為(M＋m)gB．墻面對正方體的彈力大小為eq\f(mg,tanα)C．正方體對直角劈的彈力大小為mgcosαD．直角劈對墻面的彈力大小為mgsinα解析：選AB把兩個物體看成一個整體，分析受力，水平方向有兩個彈力，豎直方向有重力和支持力，在豎直方向上由二力平衡可得，水平面對正方體的彈力大小為(M＋m)g，選項A正確；以直角劈為研究對象，其受豎直向下的重力mg，右面墻的彈力F2，方向水平向左，正方體對直角劈的支持力F，方向過兩物體的接觸點垂直于直角劈的斜面，即與水平方向的夾角為α，由力的合成和二力平衡可知，F(xiàn)2與F的合力與重力等大反向，故F＝eq\f(mg,sinα)，F(xiàn)2＝Fcosα＝eq\f(mg,tanα)，所以選項C錯誤；由力的相互性知直角劈對墻面的彈力大小為eq\f(mg,tanα)，所以選項D錯誤；再以整體為研究對象得墻面對正方體的彈力大小與F2相等，即為eq\f(mg,tanα)，所以選項B正確。三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(6分)在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗中，需要將橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖所示)。實驗中需用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O。(1)某同學(xué)在做該實驗時認(rèn)為：A．拉橡皮筋的繩細(xì)一些且長一些，實驗效果較好B．拉橡皮筋時，彈簧測力計、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行C．橡皮筋彈性要好，拉結(jié)點到達(dá)某一位置O時，拉力要適當(dāng)大些D．拉力F1和F2的夾角越大越好其中正確的是________(填入相應(yīng)的字母)。(2)若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直，則________(填“能”或“不能”)用一個量程為5N的彈簧測力計測量出它們的合力，理由是________________。解析：(1)為便于確定拉力的方向，細(xì)繩宜長一些且較細(xì)，實驗時橡皮筋、細(xì)繩、彈簧測力計應(yīng)與木板平行，F(xiàn)1與F2可適當(dāng)大些，但不能太大，拉力F1和F2的夾角越大，合力反而越小，作圖時相對誤差較大，A、B、C正確。(2)若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直，則其合力為4eq\r(2)N，故不能用一個量程為5N的彈簧測力計測量出它們的合力。答案：(1)ABC(2)不能該彈簧測力計的量程太小14．(8分)某同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上固定白紙，三根細(xì)線打一個結(jié)點O，其中兩根繞過定滑輪A和B，三根細(xì)線掛上鉤碼，每個鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)可知三根細(xì)線的拉力TOA、TOB、TOC，回答下列問題：(1)[多選]改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖莀_______。A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝1，N3＝2B．鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3，N2＝5C．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4D．鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在實驗過程中，下面步驟正確且必要的是______。A．量出OA、OB、OC三段細(xì)線的長度B．用量角器量出三段細(xì)線之間的夾角C．結(jié)點O的位置不能變D．標(biāo)記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段細(xì)線的方向(3)在作圖時，你認(rèn)為________圖是正確的(填“甲”或“乙”)。解析：(1)因為三個力平衡的條件是：任意兩力之和大于等于第三力，任意兩力之差小于等于第三力，所以此題中的四個選項都能平衡，但是由于實驗裝置中的三個力不能共線，故選項A不能完成實驗。(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是：標(biāo)記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段細(xì)線的方向，以便畫出平行四邊形。(3)由題圖可知TOC應(yīng)該在豎直方向，所以乙圖正確。答案：(1)BCD(2)D(3)乙15．(8分)在傾角為30°的光滑斜面上放著一個質(zhì)量M＝2kg的物體A，通過輕繩與質(zhì)量為m的物體B相連，如圖所示，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求B物體的質(zhì)量。(g取10N/kg)解析：分析B的受力可知，繩的拉力等于B所受重力，即FT＝mg①以A為研究對象，它受三個力，將重力分解后，在平行斜面方向上，A所受的合力為零，即Mgsin30°＝FT②由①②得mg＝Mgsin30°解得m＝Msin30°＝1kg。答案：1kg16．(8分)如圖1所示，一幅質(zhì)量為m的“十字繡”用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛在豎直墻面的鐵釘上，左右兩邊繩子的夾角為120°。若鐵釘垂直于墻面并位于繩子的中點，“十字繡”與墻面沒有接觸，重力加速度為g。(1)求細(xì)繩所受拉力的大??；(2)求細(xì)繩對鐵釘作用力的大?。?3)若采用如圖2所示的懸掛方式，繩子所受的拉力是變大還是變小，請具體分析之。解析：(1)“十字繡”受到繩子左右兩端的拉力F和重力作用而平衡，設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ，則θ＝60°；根據(jù)平衡條件可得：2Fcos60°＝mg，解得：F＝mg。(2)細(xì)繩對鐵釘作用力的大小即為兩端繩子拉力的合力，則F合＝2Fcos60°＝mg。(3)根據(jù)平衡條件可得：2Fcosθ＝mg，解得F＝eq\f(mg,2cosθ)，由于θ變小，繩子拉力F將變小。答案：(1)mg(2)mg(3)見解析17．(14分)如圖所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求A與B的質(zhì)量之比。解析：對A、B整體分析，受重力、支持力、推力和最大靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，有：F＝μ2(m1＋m2)g①再對物體B分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，有：水平方向：F＝N豎直方向：m2g＝其中：f＝μ1N聯(lián)立有：m2g＝μ1聯(lián)立①②解得：eq\f(m1,m2)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)。答案：eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)18.(16分)如圖所示，一根水平的粗糙直橫桿上套有兩個