新教材2024-2025學年高中物理第4章力與平衡測評魯科版必修第一冊

第4章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題: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,只有一項是符合題目要求的。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.每個工程設計都蘊含肯定的科學道理。如圖甲所示的家用燃氣爐架有四個爪,若將總質量為m的鍋放在該爐架上,忽視爪與鍋之間的摩擦力,設鍋是半徑為R的球面,如圖乙所示,則每個爪與鍋之間的彈力()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,肯定質量的物體通過兩輕繩懸掛,結點為O。人沿水平方向拉著OB繩,物體和人均處于靜止狀態(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,左側是傾角為60°的斜面、右側是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量為m1、m2小球的輕繩跨過其頂點上的小滑輪。當它們處于平衡狀態(tài)時,連接m2小球的輕繩與水平線的夾角為60°,不計一切摩擦,兩個小球可視為質點。兩個小球的質量之比m1∶m2等于(A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶4二、多項選擇題:本題共4小題,每小題6分,共24分,每小題有多項符合題目要求,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狀態(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.下列關于力的合成和分解的說法,正確的是()A.3N、6N、7N三個共點力合力的最小值為0B.兩個力合力的大小不行能等于兩個分力中的任何一個C.以兩個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.某個力的分力,不肯定比這個力小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質量均為m的小球A、B,它們之間用細繩連接,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處于靜止狀態(tài),所掛的砝碼和托盤的總質量為0.6kg,彈簧測力計的讀數(shù)為2N,若輕輕取走盤中的部分砝碼,使砝碼和托盤的總質量減小到0.3kg時,將會出現(xiàn)的狀況是(g取10N/kg,不計滑輪摩擦)()A.彈簧測力計的讀數(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)用卡車運輸質量為m的勻質圓筒狀工件,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。當卡車沿平直馬路勻速行駛時,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、滑輪的質量均不計,則地面對A的支持力的大小是N,彈簧測力計的示數(shù)為N。

11.(5分)在“探究求合力的方法”的試驗中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和一只彈簧測力計。(1)為了完成試驗,某同學另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到的試驗數(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。(結果保留兩位有效數(shù)字)

(2)某次試驗中,彈簧測力計的指針位置如圖甲所示,其讀數(shù)為N;同時利用(1)中結果獲得彈簧上的彈力值為2.50N,請在圖乙中畫出這兩個共點力的合力F合的圖示。

(3)由圖乙得到F合=N。(結果保留兩位有效數(shù)字)

12.(7分)某同學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線兩端分別與木塊和彈簧測力計相連,滑輪和木塊間的細線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板,當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在接著滑動時,彈簧測力計的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次試驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出,其中f4的值可從圖乙中彈簧測力計的示數(shù)讀出。砝碼的質量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)在圖丙的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f-m圖線。(3)f與m、木塊質量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之間的關系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達式為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)某同學為了探討三角形承重結構各部分受力大小的規(guī)律,設計如圖所示的裝置:一長度AB=10cm的輕質細桿,A端通過光滑鉸鏈連接于豎直墻上,B端系上輕質細繩,細繩水平,另一端系于豎直墻上C點,B點懸掛一質量為3kg的重物,該系統(tǒng)保持靜止狀態(tài)。已知此時細繩長度為BC=8cm,重力加速度g取10m/s2。(1)求此時輕繩BC和輕桿AB受到的彈力大小;(2)若保持細桿AB位置不動,只變更輕繩BC的長度及C點位置,要使系統(tǒng)靜止且繩子承受的拉力最小,求此時輕繩BC的長度及所受拉力的大小。14.(12分)如圖所示,質量為50kg的重物A靜止在固定斜面C上。質量為12kg的重物B通過水平細繩與重物A相連于O點,O點通過另一根細繩懸掛于天花板上,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,兩個質量均為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,另一端系在質量為M的木塊上,兩個小環(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,設每個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對結點O受力分析,如圖所示,結點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而處于靜止狀態(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A、B錯誤。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C錯誤。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在斜面上處于靜止狀態(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的力大小應等于B的重力1N,這樣A受三個力的作用,向下的重力為4N,向上的繩子的拉力為1N,地面對A的支持力應豎直向上,為3N;彈簧測力計的示數(shù)等于兩繩子向下的拉力之和,故為2N。答案3211.解析(1)以水平方向為x軸,豎直方向為F軸,建立平面直角坐標系,然后描點,選盡可能多的點連成一條線,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,如(6×10-2,3.25),則k=3.25(2)彈簧測力計的讀數(shù)為2.10N,選標度合力F合的圖示如圖乙所示。(3)經測量,合力F合=3.3N。答案(1)54(說明:±2范圍內都可)(2)2.10(說明:有效數(shù)字位數(shù)正確,±0.02范圍內都可)見解析圖乙(3)3.3(說明:±0.2范圍內都可)12.解析(1)彈簧測力計的最小刻度為0.1N,讀數(shù)時應估讀到0.01N,彈簧測力計的示數(shù)為2.75N。(2)(3)試驗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點受力分析如圖所示,設∠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)當輕繩BC與細桿AB垂直時受到的拉力最小,如圖所示此時細繩BC長度為L=ABtanθ解得L=403細繩拉力FBC'=mgsinθ解得FBC'=24N。答案(1)40N50N(2)403cm14.解析(1)對O點進行受力分析,可知O受到B的拉力、A的拉力以及左側繩子的拉力,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°+