2022年高中物理 第一章力物體的平衡（B卷）練習(xí)

2022年高中物理 第一章力物體的平衡（B卷）練習(xí)一、選擇題（本題共9小題，每小題6分，共54分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分）1.關(guān)于重力和重心，下列說(shuō)法中正確的是()A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B.重力的方向總是豎直向下的C.形狀規(guī)則的物體的重心一定在幾何中心D.物體的重心可能在物體上，也可能在物體外解析：重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力（萬(wàn)有引力）的一個(gè)分力，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；重力的方向總是豎直向下，B選項(xiàng)正確；形狀規(guī)則且質(zhì)量分布均勻的物體的重心一定在幾何中心，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)重心不在環(huán)上，而在其圓心上，D選項(xiàng)正確.答案：BD2.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，緊靠其右側(cè)有豎直擋板MN，在P和MN之間放有一個(gè)質(zhì)量均勻的光滑小圓柱體Q，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示是這個(gè)裝置的截面圖.若用外力使MN保持豎直且緩慢地向右移動(dòng)一段距離，在此過(guò)程中Q未落地且P一直保持靜止.下列說(shuō)法中正確的是()A.MN對(duì)Q的彈力逐漸減小 B.地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大C.P、Q間的彈力先減小后增大 D.P對(duì)地面的壓力不變解析：對(duì)Q進(jìn)行受力分析，設(shè)P對(duì)Q的支持力的方向與水平面夾角為，由平衡條件得P對(duì)Q的支持力N1=，而擋板對(duì)它的作用力N2mgcot，當(dāng)MN保持豎直且緩慢地向右移動(dòng)一段距離，變小，N1變大，C選項(xiàng)錯(cuò)；N2也變大，A選項(xiàng)錯(cuò);由整體法可知，地面對(duì)P的摩擦力等于擋板對(duì)整體的作用力逐漸增大，故B選項(xiàng)正確；而P對(duì)地面的壓力始終等于兩物體的重力，D選項(xiàng)正確.故本題答案為BD.答案：BD3.如圖所示，水平面上一物體在與水平面成角斜向右上方的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài).以f、N分別表示物體受到的水平面摩擦力、支持力，G表示物體受到的重力()A.F和G的合力的方向可能水平向右B.F和f的合力方向豎直向上C.N可能為零D.F和f的合力可能大于G解析：由水平方向受力平衡可知，物體一定受到水平向左的靜摩擦力f的作用，故N一定不為零，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，物體受四個(gè)力的作用處于平衡，則F和G的合力的方向與N、f的合力方向相反，一定是斜向右下方，A選項(xiàng)錯(cuò)；由于N、G的合力方向豎直向下，故F和f的合力與N、G的合力方向相反，一定豎直向上，且一定小于G，B選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.故本題答案為B. 答案：B4.如右圖所示，a、b是兩個(gè)位于固定斜面上的正方體物塊，它們的質(zhì)量相等.F是沿水平方向作用于a上的外力.已知a、b的接觸面，a、b與斜面的接觸面都是光滑的.下面正確的說(shuō)法是()A.a、b一定沿斜面向上運(yùn)動(dòng)B.a對(duì)b的作用力沿水平方向C.a、b對(duì)斜面的正壓力相等D.a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力解析：對(duì)a、b整體受力分析如右圖所示，令斜面與水平方向的夾角為.由于不知Fcos與mgsin的大小關(guān)系，所以a、b兩物體可能靜止，可能沿斜面加速向上運(yùn)動(dòng)，也可能沿斜面加速向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò).a對(duì)b的作用力為彈力，應(yīng)沿斜面向上，選項(xiàng)B錯(cuò).分別對(duì)a、b進(jìn)行受力分析可知，a對(duì)斜面的正壓力大于b對(duì)斜面的正壓力，選項(xiàng)C錯(cuò).對(duì)a、b來(lái)說(shuō)，無(wú)論它們是沿斜面向上運(yùn)動(dòng)還是沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，二者的加速度都是相等的，又由于a、b兩物體的質(zhì)量相等，所以a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力，故選項(xiàng)D正確. 答案：D5.把一重為G的物體，用一個(gè)水平推力F=kt(k為恒量，t為時(shí)間）壓在豎直的足夠高的平整的墻上（如圖所示），從t=0開(kāi)始，物體所受到的摩擦力Ff隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象是下圖中所示的()解析：開(kāi)始時(shí)由于推力F為零，物體與墻面間沒(méi)有擠壓，則摩擦力為零.物體在重力作用下開(kāi)始沿豎直墻面下滑，所以開(kāi)始時(shí)物體與墻之間為滑動(dòng)摩擦.由Ff=FN,又FN=F=kt,所以Ff=kt，即Ff隨時(shí)間t成正比增加.當(dāng)Ff增大到等于G時(shí)，物體具有一定的速度，由于慣性仍然滑行.隨著滑行的繼續(xù)，F(xiàn)f已大于物體的重力G，最后靜止在墻上，變?yōu)殪o摩擦力.豎直方向根據(jù)二力平衡，得此時(shí)Ff=G.答案：B6.如圖所示，硬桿BC一端固定在墻上的B點(diǎn)，另一端裝有滑輪C，重物D用繩拴住通過(guò)滑輪固定于墻上的A點(diǎn)，若桿、滑輪及繩的質(zhì)量和摩擦不計(jì)，將繩的固定端從A點(diǎn)稍向下移，則在移動(dòng)過(guò)程中()A.繩的拉力、滑輪對(duì)繩的作用力都增大B.繩的拉力減小、滑輪對(duì)繩的作用力增大C.繩的拉力不變，滑輪對(duì)繩的作用力增大D.繩的拉力、滑輪對(duì)繩的作用力都不變解析：跨過(guò)定滑輪的繩子張力各處大小相等且等于重物的重力的大小，將固定點(diǎn)稍下移，兩邊的繩子的夾角必減小，其合力增大.可知只有C選項(xiàng)正確.答案：C7.宇航員在探測(cè)某星球時(shí)，發(fā)現(xiàn)該星球均勻帶電，且電性為負(fù)，電量為Q，表面無(wú)大氣.在一次實(shí)驗(yàn)中，宇航員將一帶電-q(q<Q)的粉塵置于離該星球表面h高處，該粉塵恰處于懸浮狀態(tài)；宇航員又將此粉塵帶到距該星球表面2h高處，無(wú)初速釋放，則此帶電粉塵將()A.背向星球球心方向飛向太空B.仍處于懸浮狀態(tài)C.沿星球自轉(zhuǎn)的線(xiàn)速度方向飛向太空D.向星球球心方向下落解析：粉塵恰懸浮于h高處，說(shuō)明它受到星球的引力大小等于它們之間的靜電力的大小.即（M、m分別為星球和粉塵的質(zhì)量，r為星球的半徑)，可見(jiàn)當(dāng)GMm=kQq時(shí)，粉塵就可以停在距星球任意遠(yuǎn)的地方，與它到星球的距離無(wú)關(guān)，注意：沒(méi)有說(shuō)明時(shí)，不考慮粉塵帶電量對(duì)星球帶電分布的影響.答案：B8.如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過(guò)滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦），P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)用水平向左的恒力推Q時(shí)，P、Q仍靜止不動(dòng)，則()A.Q受到的摩擦力一定變小 B.Q受到的摩擦力一定變大C.輕繩上拉力一定變小 D.輕繩上拉力一定不變解析：Q受到的靜摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，當(dāng)又受到一個(gè)水平向左的力推它時(shí)，它受到的靜摩擦力可能增大也可能減小.由于P、Q仍靜止不動(dòng)，所以繩的拉力仍等于P的重力.答案：D9.在驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋到O點(diǎn)，兩彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)分別為F1和F2，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋到O點(diǎn)時(shí)讀數(shù)為F.通過(guò)作圖法驗(yàn)證平行四邊形定則時(shí)，下圖中符合實(shí)際情況的是( )解析：實(shí)驗(yàn)不論精確與否，將橡皮筋直接拉到O點(diǎn)時(shí)的拉力F一定與橡皮筋在同一條直線(xiàn)上，該力卻不一定在F1、F2的合力的方向上，故只有C圖是符合事實(shí)的.答案：C二、非選擇題（本題共4小題，共46分.按題目要求作答.解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟.只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）10.（10分）一游標(biāo)尺為10分度的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為5.7 mm，則游標(biāo)尺上_條刻度線(xiàn)與主尺上_mm刻度對(duì)齊.解析：據(jù)10分度游標(biāo)尺的原理可知：游標(biāo)的零刻度線(xiàn)在主尺5 mm再向后0.7 mm，0.7 mm的讀數(shù)是游標(biāo)尺的第7刻度線(xiàn)與主尺上面某一刻度對(duì)齊，游標(biāo)尺上的7個(gè)刻度的實(shí)際長(zhǎng)度為7×0.9=6.3 mm，所以游標(biāo)尺上第7條刻度線(xiàn)與主尺上12 mm刻度對(duì)齊.答案：7 1211.（12分）人們受飛鳥(niǎo)在空中飛翔的啟發(fā)發(fā)明了飛機(jī)，飛鳥(niǎo)扇動(dòng)翅膀獲得向上的舉力用公式表示為F=kSv2，式中S為翅膀的面積，v為飛鳥(niǎo)的飛行速度，k為比例常量，一個(gè)質(zhì)量為0.1 kg，翅膀面積為S的燕子，其最小的飛行速度為10 m/s.假設(shè)飛機(jī)飛行時(shí)獲得向上的舉力與飛鳥(niǎo)飛行時(shí)獲得的舉力有同樣的規(guī)律，一架質(zhì)量為3 600 kg的飛機(jī)，機(jī)翼的面積為燕子翅膀面積的1 000倍，那么此飛機(jī)起飛離地時(shí)的最小速度為多大？解析：對(duì)于飛鳥(niǎo)來(lái)說(shuō)，由平衡條件可知：飛鳥(niǎo)獲得的向上舉力應(yīng)等于自身的重力，即F=kSv2=mg.同理，對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，設(shè)起飛時(shí)的最小速度為v，則F=kSv2=Mg則得代入數(shù)據(jù)可求得v=60 m/s.答案：60 m/s12.（12分）如圖所示，小球被輕質(zhì)細(xì)繩系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上，設(shè)小球質(zhì)量m=1 kg，斜面傾角=30°，懸線(xiàn)與豎直方向夾角=30°，光滑斜面的質(zhì)量為3 kg，置于粗糙水平面上.g=10 m/s2.求：（1）懸線(xiàn)對(duì)小球拉力的大小.(2)地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向.解析：（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象受力分析如圖（1）所示F=mg Tcos30°=F得T=mg/cos30°=×1×10÷N=N圖（1） 圖（2）(2)設(shè)小球和斜面整體為研究對(duì)象，受力分析如圖（2）所示，由于系統(tǒng)靜止，故：f=Tsin30°=·12N=N方向水平向左.答案：（1）N(2) N方向水平向左13.(12分）如圖甲所示，一根輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端拴一個(gè)重為G的鋼球A，球處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對(duì)球施加一個(gè)方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動(dòng)中的每一刻，都可以認(rèn)為球處于平衡狀態(tài).如果外力F方向始終水平，最大值為2G，且繩與豎直方向夾角為，試分析：（1）輕繩張力FT的大小取值范圍；（2）在圖乙中畫(huà)出輕繩張力FT與cos的關(guān)系圖象.解析：(1)當(dāng)水平拉力為F=0，輕繩處在豎直位置時(shí)，輕繩張力FT1=G，當(dāng)水平拉力F=2G時(shí)，由平衡條件得輕繩張力FT2=因此輕繩張力的范圍為GFTG（2）球在各位置均處于平衡狀態(tài)，由平衡條件FTcos=G，得FT=G/cos，即FT1/cos，所以FT與cos的關(guān)系如圖所示.答案：（1）GFTG (2)見(jiàn)解析