新教材2024-2025學(xué)年高中物理第4章力與平衡測評魯科版必修第一冊

第4章測評(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.已知某力的大小為10N,則不行能將此力分解為下列哪組力()A.3N3N B.6N6NC.100N100N D.400N400N2.每個(gè)工程設(shè)計(jì)都蘊(yùn)含肯定的科學(xué)道理。如圖甲所示的家用燃?xì)鉅t架有四個(gè)爪,若將總質(zhì)量為m的鍋放在該爐架上,忽視爪與鍋之間的摩擦力,設(shè)鍋是半徑為R的球面,如圖乙所示,則每個(gè)爪與鍋之間的彈力()A.等于14mg B.小于1C.R越大,彈力越大 D.R越大,彈力越小3.如圖所示,肯定質(zhì)量的物體通過兩輕繩懸掛,結(jié)點(diǎn)為O。人沿水平方向拉著OB繩,物體和人均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若OB繩中的拉力方向不變,人緩慢向左移動一小段距離,則下列說法正確的是()A.OA繩中的拉力先減小后增大B.OB繩中的拉力不變C.人對地面的壓力漸漸減小D.地面對人的摩擦力漸漸增大4.如圖所示,左側(cè)是傾角為60°的斜面、右側(cè)是14圓弧面的物體固定在水平地面上,圓弧面底端的切線水平,一根兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2小球的輕繩跨過其頂點(diǎn)上的小滑輪。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),連接m2小球的輕繩與水平線的夾角為60°,不計(jì)一切摩擦,兩個(gè)小球可視為質(zhì)點(diǎn)。兩個(gè)小球的質(zhì)量之比m1∶m2等于(A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶4二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題6分,共24分,每小題有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。5.如圖所示,用水平力F推靜止在斜面上的物塊,力F由零起先漸漸增大而物塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài),則物塊()A.所受合力漸漸增大 B.所受斜面摩擦力漸漸增大C.所受斜面摩擦力先減小后增大 D.所受斜面彈力漸漸增大6.下列關(guān)于力的合成和分解的說法,正確的是()A.3N、6N、7N三個(gè)共點(diǎn)力合力的最小值為0B.兩個(gè)力合力的大小不行能等于兩個(gè)分力中的任何一個(gè)C.以兩個(gè)分力為鄰邊的平行四邊形的兩條對角線都是它們的合力D.某個(gè)力的分力,不肯定比這個(gè)力小7.(2024吉林模擬)如圖所示,水平固定傾角為30°的光滑斜面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B,它們之間用細(xì)繩連接,現(xiàn)對B施加一水平向左的推力F,使A、B均靜止在斜面上,重力加速度大小為g,下列說法正確的是()A.小球A對小球B的作用力大小為12mg B.推力F大小為2C.斜面對小球A的作用力大小為mg D.斜面對小球B的作用力大小為58.如圖所示,放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài),所掛的砝碼和托盤的總質(zhì)量為0.6kg,彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為2N,若輕輕取走盤中的部分砝碼,使砝碼和托盤的總質(zhì)量減小到0.3kg時(shí),將會出現(xiàn)的狀況是(g取10N/kg,不計(jì)滑輪摩擦)()A.彈簧測力計(jì)的讀數(shù)將變小 B.A仍靜止不動C.A對桌面的摩擦力不變 D.A對桌面的摩擦力將變小三、非選擇題:共60分?？忌罁?jù)要求作答。9.(4分)用卡車運(yùn)輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件,為使工件保持固定,將其置于兩光滑斜面之間,如圖所示。兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車上,傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車沿平直馬路勻速行駛時(shí),圓筒對斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2,則F1=,F2=。

10.(4分)如圖所示,物體A重4N,物體B重1N,摩擦及繩子、滑輪的質(zhì)量均不計(jì),則地面對A的支持力的大小是N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N。

11.(5分)在“探究求合力的方法”的試驗(yàn)中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一只彈簧測力計(jì)。(1)為了完成試驗(yàn),某同學(xué)另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x/(×10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42則該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)某次試驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)的指針位置如圖甲所示,其讀數(shù)為N;同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N,請?jiān)趫D乙中畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合的圖示。

(3)由圖乙得到F合=N。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

12.(7分)某同學(xué)用圖甲所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù),跨過光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧測力計(jì)相連,滑輪和木塊間的細(xì)線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板,當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在接著滑動時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出,其中f4的值可從圖乙中彈簧測力計(jì)的示數(shù)讀出。砝碼的質(zhì)量m/kg0.050.100.150.200.25滑動摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列問題:(1)f4=N。

(2)在圖丙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出f-m圖線。(3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式為k=。

(4)g取9.80m/s2,由繪出的f-m圖線求得μ=。(保留兩位有效數(shù)字)

13.(10分)(2024河南南陽高一模擬)某同學(xué)為了探討三角形承重結(jié)構(gòu)各部分受力大小的規(guī)律,設(shè)計(jì)如圖所示的裝置:一長度AB=10cm的輕質(zhì)細(xì)桿,A端通過光滑鉸鏈連接于豎直墻上,B端系上輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩水平,另一端系于豎直墻上C點(diǎn),B點(diǎn)懸掛一質(zhì)量為3kg的重物,該系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知此時(shí)細(xì)繩長度為BC=8cm,重力加速度g取10m/s2。(1)求此時(shí)輕繩BC和輕桿AB受到的彈力大小;(2)若保持細(xì)桿AB位置不動,只變更輕繩BC的長度及C點(diǎn)位置,要使系統(tǒng)靜止且繩子承受的拉力最小,求此時(shí)輕繩BC的長度及所受拉力的大小。14.(12分)如圖所示,質(zhì)量為50kg的重物A靜止在固定斜面C上。質(zhì)量為12kg的重物B通過水平細(xì)繩與重物A相連于O點(diǎn),O點(diǎn)通過另一根細(xì)繩懸掛于天花板上,繩子與豎直方向夾角以及斜面傾角均為37°,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)連接重物A的水平細(xì)繩的拉力大小;(2)重物A對斜面C的壓力大小及重物A受到的摩擦力大小和方向。15.(18分)如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長桿上,兩根長度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上,另一端系在質(zhì)量為M的木塊上,兩個(gè)小環(huán)之間的距離也為l,小環(huán)保持靜止。求:(1)小環(huán)對桿的壓力大小;(2)小環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ至少為多大?

第4章測評1.A2.D如圖所示,設(shè)每個(gè)爪與鍋之間的彈力方向與豎直方向的夾角為θ,相對兩爪之間的距離為d由圖中幾何關(guān)系可得sinθ=d2R,由受力平衡可得4Ncosθ=mg,解得N=mg4cosθ,可知R越大,sinθ越小,cosθ越大,N越小,D正確,A、3.D對結(jié)點(diǎn)O受力分析,如圖所示,結(jié)點(diǎn)O受到方向始終豎直向下的拉力、OA繩中的拉力FA、OB繩中的拉力FB而處于靜止?fàn)顟B(tài),若OB繩中的拉力方向不變,人緩慢向左移動一小段距離,由于FA與FB的合力不變(大小等于重力mg,方向豎直向上),由矢量圖可以看出,拉力FA會增大,拉力FB也增大,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。由于人的拉力方向沿水平方向,所以拉力增大不影響人對地面的壓力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。對人受力分析,在水平方向,由平衡條件可知,地面對人的摩擦力隨OB繩中的拉力增大而漸漸增大,選項(xiàng)D正確。4.B5.CD6.AD7.AD對小球A受力分析,由平衡條件可知,在沿斜面方向小球B對小球A的拉力大小等于小球A的重力沿斜面對下的分力FB=mgsin30°=12mg,由牛頓第三定律可知,小球A對小球B的作用力大小為12mg,A正確;小球A、B在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),對小球B受力分析如圖所示,在沿斜面方向受力平衡,則有Fcos30°=mgsin30°+12mg,得F=mgcos30°=233mg,B錯(cuò)誤;在垂直斜面方向小球A受力平衡,因此斜面對小球A的作用力大小為NA=mgcos30°=32mg,C錯(cuò)誤;對小球B在垂直斜面方向受力平衡,可得斜面對小球B的作用力大小為NB=mgcos30°+Fsin308.BD9.解析對圓筒進(jìn)行受力分析知圓筒處于三力平衡狀態(tài),受力分析如圖所示,由幾何關(guān)系可知,F1'=mgcos30°,F2'=mgsin30°,解得F1'=32mg,F2'=12mg,由牛頓第三定律知,F1=32mg,F2=答案32mg110.解析向上拉A的力大小應(yīng)等于B的重力1N,這樣A受三個(gè)力的作用,向下的重力為4N,向上的繩子的拉力為1N,地面對A的支持力應(yīng)豎直向上,為3N;彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于兩繩子向下的拉力之和,故為2N。答案3211.解析(1)以水平方向?yàn)閤軸,豎直方向?yàn)镕軸,建立平面直角坐標(biāo)系,然后描點(diǎn),選盡可能多的點(diǎn)連成一條線,圖像如圖甲所示,其圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k,在直線上任取一點(diǎn),如(6×10-2,3.25),則k=3.25(2)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為2.10N,選標(biāo)度合力F合的圖示如圖乙所示。(3)經(jīng)測量,合力F合=3.3N。答案(1)54(說明:±2范圍內(nèi)都可)(2)2.10(說明:有效數(shù)字位數(shù)正確,±0.02范圍內(nèi)都可)見解析圖乙(3)3.3(說明:±0.2范圍內(nèi)都可)12.解析(1)彈簧測力計(jì)的最小刻度為0.1N,讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到0.01N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.75N。(2)(3)試驗(yàn)中木塊處于平衡狀態(tài),有f=μ(M+m)g=μMg+μmg,即f-m圖像的斜率k=μg。(4)由(3)知μ=kg,由繪出的圖像求得k值,代入數(shù)據(jù)得μ=0.40答案(1)2.75(2)見解析圖(3)μ(M+m)gμg(4)0.4013.解析(1)B點(diǎn)受力分析如圖所示,設(shè)∠BAC為θ水平方向FABsinθ=FBC豎直方向FABcosθ=mg又sinθ=BCAB=0.解得FAB=50N,FBC=40N。(2)當(dāng)輕繩BC與細(xì)桿AB垂直時(shí)受到的拉力最小,如圖所示此時(shí)細(xì)繩BC長度為L=ABtanθ解得L=403細(xì)繩拉力FBC'=mgsinθ解得FBC'=24N。答案(1)40N50N(2)403cm14.解析(1)對O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,可知O受到B的拉力、A的拉力以及左側(cè)繩子的拉力,受力如圖甲所示,可得F1=mBgtan37°=12×10×34N=90N(2)物體A受到重力、斜面的支持力、繩子的拉力以及斜面的摩擦力,設(shè)摩擦力的方向沿斜面對上,受力如圖乙所示,垂直于斜面的方向有F1'sin37°+N=mAgcos37°沿斜面的方向有mAgsin37°+