高考物理一輪復(fù)習(xí)-章末檢測(cè)卷(二)-力-物體的平衡

章末檢測(cè)卷(二)力物體的平衡(滿分：100分時(shí)間：60分鐘)一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分。1～5題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，6～8題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分)1．圖甲是某同學(xué)寫(xiě)字時(shí)的握筆姿勢(shì)，圖乙是他在握筆時(shí)把拇指和食指松開(kāi)時(shí)的狀態(tài)，筆尖仍然斜向下且筆保持靜止?fàn)顟B(tài)。關(guān)于兩幅圖中筆的受力，下列說(shuō)法正確的是()A．圖甲中筆可能不受摩擦力B．圖乙中筆可能不受摩擦力C．圖甲和圖乙中手對(duì)筆的作用力方向都為豎直向上D．圖甲中手的握力越大，筆所受的摩擦力越大解析：對(duì)圖甲中的筆受力分析，其受到重力、手指的壓力和摩擦力，如果沒(méi)有受到摩擦力，筆就會(huì)順著手指滑下來(lái)，故A錯(cuò)誤；對(duì)圖乙中的筆受力分析，其受到重力、手的支持力和摩擦力，如果沒(méi)有受到摩擦力，筆就會(huì)順著手指滑下來(lái)，故B錯(cuò)誤；因?yàn)閳D甲和圖乙中的筆都是靜止?fàn)顟B(tài)，所以手對(duì)筆的作用力方向應(yīng)與重力大小相等，方向相反，故C正確；圖甲中的筆受到的是靜摩擦力，和握力無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。答案：C2．如圖所示，三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊a、b、c在水平桌面上成功地疊放在一起，則石塊()A．c受到水平桌面向左的摩擦力B．c對(duì)b的作用力一定豎直向上C．b對(duì)a的支持力一定豎直向上D．b對(duì)a的支持力一定等于a所受重力解析：以三個(gè)石塊作為整體研究，根據(jù)平衡條件可知，石塊c不會(huì)受到水平桌面的摩擦力，故A錯(cuò)誤；選a、b作為整體研究，根據(jù)平衡條件可知，石塊c對(duì)a、b整體的作用力與其總重力平衡，則石塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上，故B正確；石塊b對(duì)a的支持力與其對(duì)a的靜摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，則b對(duì)a的支持力和靜摩擦力的合力方向豎直向上，支持力的方向不是豎直向上的，也不等于a的重力，故C、D錯(cuò)誤。答案：B3.(2021·四川省仁壽高三上學(xué)期第一次調(diào)研)如圖所示，兩長(zhǎng)度不同的桿垂直固定在水平面上，兩桿相距6m，一長(zhǎng)為10m的輕繩的兩端分別固定在兩桿的頂端，用光滑的掛鉤將一重為80N的物體掛在繩上A．50N B．66.7NC．55.6N D．80N解析：物體受力如圖所示，由平衡條件有2Fcosθ＝G，其中cosθ＝eq\f(4,5)，則F＝50N，故選A。答案：A4．(2020·高考浙江卷)如圖是“中國(guó)天眼”500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移動(dòng)時(shí)，氦氣球?qū)ζ溆写笮閑q\f(5,6)mg、方向豎直向上的拉力作用，使其有“人類(lèi)在月球上行走”的感覺(jué)。若將人視為質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)工作人員()A．受到的重力大小為eq\f(1,6)mgB．受到的合力大小為eq\f(1,6)mgC．對(duì)球面的壓力大小為eq\f(1,6)mgD．對(duì)球面的作用力大小為eq\f(1,6)mg解析：對(duì)人受力分析，如圖所示，人受自身重力mg、氦氣球向上的拉力F拉＝eq\f(5,6)mg和望遠(yuǎn)鏡球面對(duì)人的作用力F，人在球面上緩慢移動(dòng)時(shí)，人處于平衡狀態(tài)，所受合力為0，所以望遠(yuǎn)鏡球面對(duì)人有向上的作用力，大小為F＝eq\f(1,6)mg，根據(jù)牛頓第三定律，人對(duì)球面的作用力大小為eq\f(1,6)mg，方向豎直向下。綜上分析可知D正確。答案：D5．如圖所示，質(zhì)量為M的斜面體A放在粗糙水平面上，用輕繩拴住質(zhì)量為m的小球B，小球B置于斜面上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知斜面傾角及輕繩與豎直方向的夾角均為θ＝30°。不計(jì)小球與斜面間的摩擦，則()A．輕繩對(duì)小球的作用力大小為eq\r(3)mgB．斜面對(duì)小球的作用力大小為eq\r(2)mgC．斜面體與水平面間的摩擦力大小為eq\f(\r(3),6)mgD．斜面體對(duì)水平面的壓力大小為(M＋m)g解析：以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析其受力情況，如圖甲所示，根據(jù)平衡條件，在水平方向上有Tsinθ＝N1sinθ，在豎直方向上有Tcosθ＋N1cosθ＝mg，解得輕繩對(duì)小球的作用力大小T＝eq\f(\r(3),3)mg，斜面對(duì)小球的作用力大小N1＝eq\f(\r(3),3)mg，A、B錯(cuò)誤；以B球和斜面體整體為研究對(duì)象，其受力情況如圖乙所示，在豎直方向有N2＋Tcosθ＝(M＋m)g，解得N2＝Mg＋eq\f(1,2)mg，根據(jù)牛頓第三定律可知，斜面體對(duì)水平面的壓力大小是Mg＋eq\f(1,2)mg，在水平方向上有f＝Tsinθ，解得f＝eq\f(\r(3),6)mg，C正確，D錯(cuò)誤。答案：C6．(2021·北京海淀人大附中高三模擬)在教室門(mén)與地面間縫隙處塞緊一個(gè)木楔(側(cè)面如圖所示)，能把門(mén)卡住不易被風(fēng)吹動(dòng)。下列分析正確的是()A．門(mén)不易被風(fēng)吹動(dòng)是因?yàn)轱L(fēng)力太小B．門(mén)被卡住時(shí)，將門(mén)對(duì)木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面給木楔的摩擦力大小C．門(mén)被卡住時(shí)，將門(mén)對(duì)木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小D．塞在門(mén)下縫隙處的木楔，其頂角θ滿足μ≥tanθ才能將門(mén)卡住解析：對(duì)木楔受力分析，其受重力、地面的支持力、門(mén)的壓力和地面的摩擦力，如圖所示，在豎直方向有N＝Fcosθ＋mg，水平方向有f＝Fsinθ，即門(mén)被卡住時(shí)，不是因?yàn)轱L(fēng)太小，而是門(mén)對(duì)木楔的力的水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小，故A、B錯(cuò)誤，C正確；最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力，為eq\a\vs4\al(fmax)＝μN(yùn)＝μ(Fcosθ＋mg)，考慮摩擦自鎖情況，不管多大的力F均滿足fmax≥f，即μ(Fcosθ＋mg)≥Fsinθ，由于m很小，故只要滿足μ≥tanθ即可，題中由于θ很小，故很容易滿足自鎖條件，即頂角θ滿足μ≥tanθ才能將門(mén)卡住，故D正確。答案：CD7．(2021·貴州安順高三調(diào)研)如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ、動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的斜面上恰好靜止。現(xiàn)對(duì)滑塊施加一豎直向下的力F，則下列說(shuō)法正確的是()A．滑塊仍然保持靜止B．斜面對(duì)滑塊的摩擦力變大C．斜面體對(duì)地面的壓力變大D．地面對(duì)斜面體的摩擦力變大解析：對(duì)小滑塊受力分析，其受重力mg、斜面的支持力N和靜摩擦力f，由題目可得，未對(duì)滑塊施加F時(shí)，μmgcosθ＝mgsinθ，現(xiàn)對(duì)滑塊施加豎直向下的F，可等效看為增加滑塊的質(zhì)量，仍然滿足μm′gcosθ＝m′gsinθ，故滑塊仍然保持靜止，故A正確；施加F后，相當(dāng)于增大滑塊的質(zhì)量，故斜面對(duì)滑塊的摩擦力變大，故B正確；施加F后，把滑塊及斜面看作一個(gè)整體，相當(dāng)于整體質(zhì)量變大，故斜面對(duì)地面的壓力變大，故C正確；整體在水平方向上不受力的作用，故施加F前后，地面對(duì)斜面均無(wú)摩擦力作用，故D錯(cuò)誤。答案：ABC8．(2021·四川瀘縣二中模擬)如圖甲所示，筆記本電腦散熱底座一般設(shè)置有四個(gè)卡位用來(lái)調(diào)節(jié)角度。某同學(xué)將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位1調(diào)至卡位4(如圖乙)，電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．電腦受到的支持力變大B．電腦受到的摩擦力變大C．散熱底座對(duì)電腦的作用力的合力不變D．電腦受到的支持力與摩擦力兩力大小之和等于其重力解析：電腦在散熱底座上受到重力、散熱底座的支持力和摩擦力的作用保持平衡狀態(tài)，受力分析如圖，根據(jù)平衡條件可得摩擦力大小f＝mgsinθ，支持力大小N＝mgcosθ，當(dāng)由卡位1調(diào)至卡位4時(shí)，傾角θ變小，則電腦受到的摩擦力變小，支持力變大，故A正確，B錯(cuò)誤；支持力與摩擦力的合力始終不變，與電腦的重力等大反向，電腦受到的支持力與摩擦力的大小之和大于其重力，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：AC二、非選擇題(共4小題，52分)9．(6分)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：方木板一塊、白紙、量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、橡皮條(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套)、刻度尺、圖釘(若干個(gè))。(1)具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，其中正確的是________。A．橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些B．再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置必須保持相同C．使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線；讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度D．拉橡皮條的細(xì)線要稍長(zhǎng)一些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)距離要遠(yuǎn)一些(2)實(shí)驗(yàn)小組用圖甲裝置得到了如圖乙所示的兩個(gè)分力F1、F2及合力F的圖示。關(guān)于合力與分力的關(guān)系，某同學(xué)用虛線連接F1和F的末端A、C，構(gòu)成如圖丙所示的一個(gè)三角形AOC，若滿足________________________________________________________________，則說(shuō)明合力與分力之間的關(guān)系滿足平行四邊形定則。解析：(1)合力與分力的關(guān)系為等效替代的關(guān)系，效果是相同的，所以在同一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讓兩個(gè)力拉橡皮條和一個(gè)力拉橡皮條產(chǎn)生的作用效果相同，則必定結(jié)點(diǎn)O的位置要相同，同時(shí)拉力的大小要適當(dāng)大一些，可以有效減小誤差，故A正確；在重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同，故B錯(cuò)誤；使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線，可以減小因摩擦產(chǎn)生的誤差，讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度，可以減小偶然誤差，故C正確；拉橡皮條的細(xì)線要長(zhǎng)一些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)一些，可以減小作圖誤差，故D正確。(2)根據(jù)平行四邊形定則可知，若AC與表示分力F2的OB長(zhǎng)度相等，方向平行，則說(shuō)明合力與分力之間的關(guān)系滿足平行四邊形定則。答案：(1)ACD(2)AC與表示分力F2的OB長(zhǎng)度相等，方向平行10．(10分)把兩根輕質(zhì)彈簧串聯(lián)起來(lái)測(cè)量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示。(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，其示數(shù)為_(kāi)_______cm；(2)將質(zhì)量為50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧Ⅰ的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長(zhǎng)量；所掛鉤碼的質(zhì)量m與每根彈簧的伸長(zhǎng)量x可描繪出如圖丙所示的圖像，由圖像可計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)kⅡ＝________N/m；(取重力加速度g＝9.8m/s(3)圖丙中，當(dāng)彈簧Ⅰ的伸長(zhǎng)量超過(guò)17cm時(shí)其圖線為曲線，由此可知，掛上第________個(gè)鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過(guò)它的彈性限度，這對(duì)測(cè)量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)________(選填“有”或“沒(méi)有”)影響(彈簧Ⅱ解析：(1)毫米刻度尺讀數(shù)需估讀到最小分度的下一位，指針B示數(shù)為11.50cm(2)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，彈簧Ⅱ的形變量為Δx＝7.00cm時(shí)，拉力F＝mg＝4×50×10－3×9.8N＝1.96N，根據(jù)胡克定律可知kⅡ＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(1.96N,7.00×10－2m)＝28N/m。(3)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)彈簧Ⅰ的伸長(zhǎng)量為14cm時(shí)，對(duì)應(yīng)的拉力F′是1.96N，所以其勁度系數(shù)kⅠ＝eq\f(F′,Δx′)＝eq\f(1.96N,14.00×10－2m)＝14N/m；彈簧Ⅰ的伸長(zhǎng)量為17cm時(shí)，對(duì)應(yīng)的拉力F″＝kⅠΔx″＝14×0.17N＝2.38N，n＝eq\f(2.38,0.05×9.8)≈4.86。由此可知，掛上第5個(gè)鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過(guò)彈簧Ⅰ的彈性限度，這時(shí)彈簧Ⅱ的圖線仍然是直線，說(shuō)明對(duì)測(cè)量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)沒(méi)有影響。答案：(1)11.50(2)28(3)5沒(méi)有11．(16分)(2021·河南洛陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，eq\f(1,4)圓弧面AB與傾角為θ的斜面BC固定在水平面上，質(zhì)量為m的物塊與大球O通過(guò)繞過(guò)定滑輪的輕繩和與斜面平行的輕彈簧連接，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，滑輪左側(cè)的輕繩恰好沿水平方向，OO′與水平面夾角為α，彈簧伸長(zhǎng)了x。重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦。求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)大球O的質(zhì)量M。解析：大球及物塊的受力如圖所示。(1)對(duì)物塊，根據(jù)平衡條件得，彈簧彈力F1＝mgsinθ，根據(jù)胡克定律得F1＝kx，聯(lián)立解得k＝eq\f(mgsinθ,x)。(2)由題意知F2＝F1，Mg＝F2tanα，聯(lián)立解得M＝msinθtanα。答案：(1)eq\f(mgsinθ,x)(2)msinθtanα12．(20分)如圖所示，在質(zhì)量為m＝1kg的重物上系著一條長(zhǎng)為30cm的細(xì)繩，細(xì)繩的另一端連著一個(gè)輕質(zhì)圓環(huán)，圓環(huán)套在水平的棒上可以滑動(dòng)，環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。另有一條細(xì)繩一端固定在重物上，另一端跨過(guò)定滑輪，定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm處。當(dāng)細(xì)繩的端點(diǎn)掛上重力為G的重物，而圓環(huán)將要開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，(g取(1)φ角的大?。?2)長(zhǎng)為30cm(3)重物G的質(zhì)量。解析：(1)因?yàn)閳A環(huán)將要開(kāi)始滑動(dòng)，所