2022年高中物理 第一章力物体的平衡（B卷）练习

2022年高中物理 第一章力物体的平衡（B卷）练习一、选择题（本题共9小题，每小题6分，共54分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）1.关于重力和重心，下列说法中正确的是()A.重力就是地球对物体的吸引力B.重力的方向总是竖直向下的C.形状规则的物体的重心一定在几何中心D.物体的重心可能在物体上，也可能在物体外解析：重力是地球对物体的吸引力（万有引力）的一个分力，A选项错误；重力的方向总是竖直向下，B选项正确；形状规则且质量分布均匀的物体的重心一定在几何中心，C选项错误；质量分布均匀的圆环重心不在环上，而在其圆心上，D选项正确.答案：BD2.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，紧靠其右侧有竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个质量均匀的光滑小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图所示是这个装置的截面图.若用外力使MN保持竖直且缓慢地向右移动一段距离，在此过程中Q未落地且P一直保持静止.下列说法中正确的是()A.MN对Q的弹力逐渐减小 B.地面对P的摩擦力逐渐增大C.P、Q间的弹力先减小后增大 D.P对地面的压力不变解析：对Q进行受力分析，设P对Q的支持力的方向与水平面夹角为，由平衡条件得P对Q的支持力N1=，而挡板对它的作用力N2mgcot，当MN保持竖直且缓慢地向右移动一段距离，变小，N1变大，C选项错；N2也变大，A选项错;由整体法可知，地面对P的摩擦力等于挡板对整体的作用力逐渐增大，故B选项正确；而P对地面的压力始终等于两物体的重力，D选项正确.故本题答案为BD.答案：BD3.如图所示，水平面上一物体在与水平面成角斜向右上方的拉力F作用下处于静止状态.以f、N分别表示物体受到的水平面摩擦力、支持力，G表示物体受到的重力()A.F和G的合力的方向可能水平向右B.F和f的合力方向竖直向上C.N可能为零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，物体一定受到水平向左的静摩擦力f的作用，故N一定不为零，C选项错误，物体受四个力的作用处于平衡，则F和G的合力的方向与N、f的合力方向相反，一定是斜向右下方，A选项错；由于N、G的合力方向竖直向下，故F和f的合力与N、G的合力方向相反，一定竖直向上，且一定小于G，B选项正确，D选项错误.故本题答案为B. 答案：B4.如右图所示，a、b是两个位于固定斜面上的正方体物块，它们的质量相等.F是沿水平方向作用于a上的外力.已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的.下面正确的说法是()A.a、b一定沿斜面向上运动B.a对b的作用力沿水平方向C.a、b对斜面的正压力相等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：对a、b整体受力分析如右图所示，令斜面与水平方向的夹角为.由于不知Fcos与mgsin的大小关系，所以a、b两物体可能静止，可能沿斜面加速向上运动，也可能沿斜面加速向下运动，选项A错.a对b的作用力为弹力，应沿斜面向上，选项B错.分别对a、b进行受力分析可知，a对斜面的正压力大于b对斜面的正压力，选项C错.对a、b来说，无论它们是沿斜面向上运动还是沿斜面向下运动，二者的加速度都是相等的，又由于a、b两物体的质量相等，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，故选项D正确. 答案：D5.把一重为G的物体，用一个水平推力F=kt(k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上（如图所示），从t=0开始，物体所受到的摩擦力Ff随时间t的变化关系图象是下图中所示的()解析：开始时由于推力F为零，物体与墙面间没有挤压，则摩擦力为零.物体在重力作用下开始沿竖直墙面下滑，所以开始时物体与墙之间为滑动摩擦.由Ff=FN,又FN=F=kt,所以Ff=kt，即Ff随时间t成正比增加.当Ff增大到等于G时，物体具有一定的速度，由于惯性仍然滑行.随着滑行的继续，Ff已大于物体的重力G，最后静止在墙上，变为静摩擦力.竖直方向根据二力平衡，得此时Ff=G.答案：B6.如图所示，硬杆BC一端固定在墙上的B点，另一端装有滑轮C，重物D用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A点，若杆、滑轮及绳的质量和摩擦不计，将绳的固定端从A点稍向下移，则在移动过程中()A.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大B.绳的拉力减小、滑轮对绳的作用力增大C.绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大D.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变解析：跨过定滑轮的绳子张力各处大小相等且等于重物的重力的大小，将固定点稍下移，两边的绳子的夹角必减小，其合力增大.可知只有C选项正确.答案：C7.宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电量为Q，表面无大气.在一次实验中，宇航员将一带电-q(q<Q)的粉尘置于离该星球表面h高处，该粉尘恰处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h高处，无初速释放，则此带电粉尘将()A.背向星球球心方向飞向太空B.仍处于悬浮状态C.沿星球自转的线速度方向飞向太空D.向星球球心方向下落解析：粉尘恰悬浮于h高处，说明它受到星球的引力大小等于它们之间的静电力的大小.即（M、m分别为星球和粉尘的质量，r为星球的半径)，可见当GMm=kQq时，粉尘就可以停在距星球任意远的地方，与它到星球的距离无关，注意：没有说明时，不考虑粉尘带电量对星球带电分布的影响.答案：B8.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态.当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则()A.Q受到的摩擦力一定变小 B.Q受到的摩擦力一定变大C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变解析：Q受到的静摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，当又受到一个水平向左的力推它时，它受到的静摩擦力可能增大也可能减小.由于P、Q仍静止不动，所以绳的拉力仍等于P的重力.答案：D9.在验证力的平行四边形定则的实验中，某同学先用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F.通过作图法验证平行四边形定则时，下图中符合实际情况的是( )解析：实验不论精确与否，将橡皮筋直接拉到O点时的拉力F一定与橡皮筋在同一条直线上，该力却不一定在F1、F2的合力的方向上，故只有C图是符合事实的.答案：C二、非选择题（本题共4小题，共46分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）10.（10分）一游标尺为10分度的游标卡尺的读数为5.7 mm，则游标尺上_条刻度线与主尺上_mm刻度对齐.解析：据10分度游标尺的原理可知：游标的零刻度线在主尺5 mm再向后0.7 mm，0.7 mm的读数是游标尺的第7刻度线与主尺上面某一刻度对齐，游标尺上的7个刻度的实际长度为7×0.9=6.3 mm，所以游标尺上第7条刻度线与主尺上12 mm刻度对齐.答案：7 1211.（12分）人们受飞鸟在空中飞翔的启发发明了飞机，飞鸟扇动翅膀获得向上的举力用公式表示为F=kSv2，式中S为翅膀的面积，v为飞鸟的飞行速度，k为比例常量，一个质量为0.1 kg，翅膀面积为S的燕子，其最小的飞行速度为10 m/s.假设飞机飞行时获得向上的举力与飞鸟飞行时获得的举力有同样的规律，一架质量为3 600 kg的飞机，机翼的面积为燕子翅膀面积的1 000倍，那么此飞机起飞离地时的最小速度为多大？解析：对于飞鸟来说，由平衡条件可知：飞鸟获得的向上举力应等于自身的重力，即F=kSv2=mg.同理，对于飞机来说，设起飞时的最小速度为v，则F=kSv2=Mg则得代入数据可求得v=60 m/s.答案：60 m/s12.（12分）如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量m=1 kg，斜面倾角=30°，悬线与竖直方向夹角=30°，光滑斜面的质量为3 kg，置于粗糙水平面上.g=10 m/s2.求：（1）悬线对小球拉力的大小.(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向.解析：（1）以小球为研究对象受力分析如图（1）所示F=mg Tcos30°=F得T=mg/cos30°=×1×10÷N=N图（1） 图（2）(2)设小球和斜面整体为研究对象，受力分析如图（2）所示，由于系统静止，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）如图甲所示，一根轻绳上端固定在O点，下端拴一个重为G的钢球A，球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每一刻，都可以认为球处于平衡状态.如果外力F方向始终水平，最大值为2G，且绳与竖直方向夹角为，试分析：（1）轻绳张力FT的大小取值范围；（2）在图乙中画出轻绳张力FT与cos的关系图象.解析：(1)当水平拉力为F=0，轻绳处在竖直位置时，轻绳张力FT1=G，当水平拉力F=2G时，由平衡条件得轻绳张力FT2=因此轻绳张力的范围为GFTG（2）球在各位置均处于平衡状态，由平衡条件FTcos=G，得FT=G/cos，即FT1/cos，所以FT与cos的关系如图所示.答案：（1）GFTG (2)见解析