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1、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選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯或不答的得0分)
1.關(guān)于重力和重心,下列說法中正確的是()
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(萬有引力)的一個分力,A選項錯誤;重力的方向總是豎直向下,B選項正確;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
2、錯誤;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選項正確.
答案:BD
2.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之間放有一個質(zhì)量均勻的光滑小圓柱體Q,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示是這個裝置的截面圖.若用外力使MN保持豎直且緩慢地向右移動一段距離,在此過程中Q未落地且P一直保持靜止.下列說法中正確的是()
A.MN對Q的彈力逐漸減小 B.地面對P的摩擦力逐漸增大
C.P、Q間的彈力先減小后增大 D.P對地面的壓力不變
解析:對Q進(jìn)行受力分析,設(shè)P對Q的支持力的方向與水平面夾角為θ,由平衡條件得P對Q的支持力N1=,而擋板對
3、它的作用力N2=mgcotθ,當(dāng)MN保持豎直且緩慢地向右移動一段距離,θ變小,N1變大,C選項錯;N2也變大,A選項錯;由整體法可知,地面對P的摩擦力等于擋板對整體的作用力逐漸增大,故B選項正確;而P對地面的壓力始終等于兩物體的重力,D選項正確.故本題答案為BD.
答案:BD
3.如圖所示,水平面上一物體在與水平面成θ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
4、受到水平向左的靜摩擦力f的作用,故N一定不為零,C選項錯誤,物體受四個力的作用處于平衡,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選項錯;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選項正確,D選項錯誤.故本題答案為B.
答案:B
4.如右圖所示,a、b是兩個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.下面正確的說法是()
A.a、b一定沿斜面向上運動
B.a對b的作用力沿水平方向
C.a、b對斜面的正壓力相等
D.a
5、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θ.由于不知Fcosθ與mgsinθ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動,也可能沿斜面加速向下運動,選項A錯.a對b的作用力為彈力,應(yīng)沿斜面向上,選項B錯.分別對a、b進(jìn)行受力分析可知,a對斜面的正壓力大于b對斜面的正壓力,選項C錯.對a、b來說,無論它們是沿斜面向上運動還是沿斜面向下運動,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D正確. 答案:D
5.把一重為
6、G的物體,用一個水平推力F=kt(k為恒量,t為時間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上(如圖所示),從t=0開始,物體所受到的摩擦力Ff隨時間t的變化關(guān)系圖象是下圖中所示的()
解析:開始時由于推力F為零,物體與墻面間沒有擠壓,則摩擦力為零.物體在重力作用下開始沿豎直墻面下滑,所以開始時物體與墻之間為滑動摩擦.由Ff=μFN,又FN=F=kt,所以Ff=μkt,即Ff隨時間t成正比增加.當(dāng)Ff增大到等于G時,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Ff=G.
答案:B
6.如圖所示,硬桿B
7、C一端固定在墻上的B點,另一端裝有滑輪C,重物D用繩拴住通過滑輪固定于墻上的A點,若桿、滑輪及繩的質(zhì)量和摩擦不計,將繩的固定端從A點稍向下移,則在移動過程中()
A.繩的拉力、滑輪對繩的作用力都增大
B.繩的拉力減小、滑輪對繩的作用力增大
C.繩的拉力不變,滑輪對繩的作用力增大
D.繩的拉力、滑輪對繩的作用力都不變
解析:跨過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選項正確.
答案:C
7.宇航員在探測某星球時,發(fā)現(xiàn)該星球均勻帶電,且電性為負(fù),電量為Q,表面無大氣.在一次實驗中,宇航員將一帶電-q(q<
8、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),可見當(dāng)GMm=kQq時,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關(guān),注意:沒有說明時,不考慮粉塵帶電量對星球帶電分布的影響.
答案:B
8.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
9、并跨過滑輪(不計滑輪的質(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,P、Q仍靜止不動,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)又受到一個水平向左的力推它時,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,所以繩的拉力仍等于P的重力.
答案:D
9.在驗證力的平行四邊形定則的實驗中,某同學(xué)先用兩個彈簧測力計拉橡皮筋到O點,兩彈簧測力計讀數(shù)分別為F1和F2,用一個彈簧測力計拉橡皮筋到O點時
10、讀數(shù)為F′.通過作圖法驗證平行四邊形定則時,下圖中符合實際情況的是( )
解析:實驗不論精確與否,將橡皮筋直接拉到O點時的拉力F′一定與橡皮筋在同一條直線上,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)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(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_條刻度線與主尺上_mm刻度對齊.
解析:據(jù)10分度游標(biāo)尺的原理可知:游標(biāo)的零刻度線
11、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刻度線與主尺上面某一刻度對齊,游標(biāo)尺上的7個刻度的實際長度為7×0.9=6.3 mm,所以游標(biāo)尺上第7條刻度線與主尺上12 mm刻度對齊.
答案:7 12
11.(12分)人們受飛鳥在空中飛翔的啟發(fā)發(fā)明了飛機(jī),飛鳥扇動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為飛鳥的飛行速度,k為比例常量,一個質(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)飛行時獲得向上的舉力與飛鳥飛行時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
12、面積的1 000倍,那么此飛機(jī)起飛離地時的最小速度為多大?
解析:對于飛鳥來說,由平衡條件可知:飛鳥獲得的向上舉力應(yīng)等于自身的重力,即F=kSv2=mg①.同理,對于飛機(jī)來說,設(shè)起飛時的最小速度為v′,則F=kS′v′2=Mg②則得代入數(shù)據(jù)可求得v′=60 m/s.
答案:60 m/s
12.(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α=30°,懸線與豎直方向夾角θ=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)懸線對小球拉力的大小.
(2)地面對斜面的摩擦力的大小和方向.
解析:(1
13、)以小球為研究對象受力分析如圖(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,下端拴一個重為G的鋼球A,球處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F,使球緩慢偏移,在移動中的每一刻,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θ,試分析:
(1)輕繩張力FT的大小取值范圍;
(2)在圖乙中畫出輕繩張力FT與cosθ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,輕繩張力FT1=G,當(dāng)水平拉力F=2G時,由平衡條件得輕繩張力FT2=因此輕繩張力的范圍為G≤FT≤G
(2)球在各位置均處于平衡狀態(tài),由平衡條件FTcosθ=G,得FT=G/cosθ,即FT∝1/cosθ,所以FT與cosθ的關(guān)系如圖所示.
答案:(1)G≤FT≤G (2)見解析