2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册 第四章 力与平衡 单元测试1（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册
第四章
力与平衡
单元测试1（解析版）
一、选择题（共40分）
1．在共点力合成实验中，测出了两分力和，根据平行四边形定则求合力F，下列作图正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．质量为
50kg
的人站在水平地面上，用定滑轮将质量为
m=20kg
的重物拉住并处于静止状态。忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，人对地面的压力大小为
（　　）
A．120N
B．260N
C．300N
D．600N
3．近日，距离温州市1844公里外的海南省文昌市人民政府在《关于在特定时间禁止体育娱乐广告性飞行活动的通告》中规定：自2021年3月8日8时起至3月13日8时止，在我市空域内，禁止一切单位、组织和个人进行各类体育、娱乐、广告性飞行活动，禁止使用系留气球等悬挂装置，禁止燃放孔明灯。下列说法正确的是（　　）
A．2021年3月8日8时表示时间间隔
B．孔明灯在空中飞行时只受重力
C．研究孔明灯飞行轨迹时，可以将孔明灯看成质点
D．温州市距离文昌市1844公里，这里1844公里表示位移大小
4．如图，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为37°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止状态。取，则绳对小球的拉力大小和斜面对小球的支持力大小分别为（　　）
A．，
B．80N，60N
C．60N，80N
D．，
5．2021年春节前，西安街头一位大姐用9米多的长杆推动拖把头擦玻璃的视频曾引起网民关注，该视频中截图为图1和图2，假设拖把头与玻璃间的动摩擦因数恒定，大姐始终用沿杆方向的力推动拖把，拖把头匀速上升过程中杆与竖直方向的夹角越来越小，如图3所示，则在拖把头匀速上升过程中，下列有关说法正确的是（　　）
A．拖把头受到四个力作用，杆对拖把头的作用力大小不变
B．拖把头对玻璃的压力越来越小，摩擦力越来越大
C．杆与竖直方向的夹角必须小于才可以推动拖把头上升
D．杆与竖直方向的夹角必须小于才可以推动拖把头上升
6．如图所示，重为的滑轮通过轻绳悬挂在天花板上的O点，重物A的质量也是。另一轻绳连接重物跨过滑轮，滑轮左侧的轻绳与水平方向呈角。重物在外为F的作用下匀速向上运动。滑轮与轴之间的摩擦不计，则轻绳对天花板O点的作用力大小为（取）（　　）
A．
B．
C．
D．
7．把6根原长为的橡皮筋首尾相连组成一个正6边形，在6边形的顶角处对称的施加6个拉力，使正6边形的边长变为，已知橡皮筋被拉长时产生的弹力满足胡克定律，则拉力的大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，重为G的物体受到与水平面成角斜向上的恒力F的作用，物体沿水平地面做匀速直线运动，则（　　）
A．地面对物体的支持力大小等于物体所受重力G的大小
B．地面对物体支持力的大小等于
C．物体与地面间的动摩擦因数为
D．物体所受滑动摩擦力的大小为
9．如图所示，固定的粗糙斜面的倾角=37°，物体A的质量mA=2.0kg，与斜面间的动摩擦因数=0.50，且可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现绳子穿过滑轮悬挂物体B，使物体A保持静止。绳子与斜面平行，忽略滑轮摩擦，则物体B的质量可能为（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　）
A．0.4kg
B．1.0kg
C．1.5kg
D．2.5kg
10．下列各组共点的三个力，可能平衡的有（　　）
A．3N、4N、8N
B．3N、5N、1N
C．3N、7N、5N
D．7N、9N、16N
二、实验题（共15分）
11．在探究“互成角度的两个力的合成”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的F和F'两力中，方向一定沿OA方向的是___________。
(2)本实验采用的科学方法是（______）
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法甲
12．在“探究求合力的方法”的实验中：
(1)已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，图甲所示的器材中还需要选取_______；
A．
B．
C．
D．
(2)某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为________N；
(3)下列有关该实验的说法中，正确的是________。
A．用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置
B．两分力的夹角越大越好
C．用一把弹簧称拉时，只须记录弹簧称的读数
D．该实验用到了等效替代法
三、解答题（共45分）
13．如图所示，物块A悬挂在绳PO和PC的结点上，PO偏离竖直方向37°角，PC水平，且经光滑定滑轮与木块B相连，连接B的绳与水平方向的夹角为53°。已知A质量，B质量，木块B静止在水平面上。已知，，，。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）试求：
(1)绳PO的拉力大小；
(2)木块B与水平面间的摩擦力大小；
(3)地面对木块B的支持力大小。
14．如图甲所示，笔记本电脑质量为m，它的散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度，某同学将电脑放在散热底座上，调至卡位4（如图乙中实线所示），散热底座斜面与水平方向夹角为时，电脑静止在散热底座斜面上。重力加速度为g，求：
(1)此时电脑所受弹力的大小和摩擦力的大小；
(2)当调至卡位1（如图乙中虚线所示），散热底座斜面的倾角增大到时，轻推电脑刚好沿散热底座斜面匀速下滑，电脑和散热底座斜面之间的动摩擦因数为多少？
15．质量的物块恰好能沿倾角为的斜面匀速下滑。现给物块施加与斜面成斜向上的拉力F，使物块沿斜面匀速上滑，如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力（g取，，），求：
(1)物块与斜面间的动摩擦因数；
(2)拉力F的大小；
(3)若给物块施加平行于斜面向上、大小为的拉力，求物块受到的摩擦力。
16．用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示。已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，求ac绳和bc绳中的拉力分别为多少？
参考答案
1．C
【详解】
根据平行四边形定则可知，合力是以两分力为邻边做平行四边形所夹的对角线。
故选C。
2．C
【详解】
对物体受力分析可知
T=mg
对人受力分析可得
T+N=Mg
解得
N=300N
故选C。
3．C
【详解】
A．2021年3月8日8时表示开始的时刻，故A错误；
B．孔明灯在空中飞行时受重力和空气浮力，故B错误；
C．研究孔明灯飞行轨迹时，大小形状可
，可以将孔明灯看成质点，故C正确；
D．温州市距离文昌市1844公里，这里1844公里表示路程大小，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
根据物体的平衡条件有
，
解得
故选A。
5．D
【详解】
AB．如图所示
拖把头受重力、支持力、摩擦力和杆的压力四个力作用做匀速运动，合力始终为零。设杆与竖直方向夹角为，拖把头匀速上升时满足
联立可解得
当减小时F减小，压力减小、摩擦力也减小，故AB错误；
CD．当
即
时等式不再成立，无论推力多大都不能推动拖把头上升，带入数据可得
所以杆与竖直方向的夹角必须小于60才可以推动拖把头上升，故C错误；D正
确。
故选D。
6．D
【详解】
由物体匀速向上运动，可知拉力F的大小与重物A的重力相等，设对天花板O点的作用力为T，轻绳将滑轮和重物A看成一个整体，则在竖直方向
在水平方向上
由力的合成得
故D正确，ABC错误。
故选D。
7．C
【详解】
在六边形的任一顶角处的受力均为零，且三力方向互成，如图，根据正六边形的对称性，对每一根橡皮筋来说，两端受到的拉力
根据胡克定律可得
解得
故C正确，ABD错误；
故选C。
8．BD
【详解】
ABD．对物体受力分析，正交分解，在竖直方向上满足
水平方向上满足
可得支持力，A错误，BD正确
C．滑动摩擦力，联立可解得
C错误。
故选BD。
9．ABC
【详解】
当B的质量最大时，A恰好不向上运动，则
解得
当B的质量最小时，A恰好不向下运动，则
解得
即B的质量取值范围为0.4kg~2kg。
故选ABC。
10．CD
【详解】
A．3N和4N的合力最小为1N，最大为7N，8N不在该范围内，最终三力不可能平衡，A不符合题意；
B．3N和5N的合力最小为2N，最大为8N，1N不在该范围内，最终三力不可能平衡，B不符合题意；
C．3N和7N的合力最小为4N，最大为10N，5N在该范围内，最终这三力可能平衡，C符合题意；
D．7N和9N的合力最小为2N，最大为16N，16N在该范围内，最终这三个力可能平衡，D符合题意。
故选CD。
11．
B
【详解】
(1)[1]F是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条。使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是。
(2)[2]合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法。故选B。
12．AC
2.62N
AD
【详解】
(1)[1]需要三角板画图，需要弹簧秤拉橡皮条，不需要天平和打点计时器。
故选AC。
(2)[2]由图示弹簧秤可知，其分度值为0.1N，弹簧秤的读数为2.62N；
(3)[3]
A．为了保证力的作用效果相同，用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置，A正确；
B．两分力的夹角要适当，B错误；
C．用一把弹簧称拉时，必须记录弹簧称的读数和拉力的方向，C错误；
D．该实验用到了等效替代法，D正确。
故选AD。
13．(1)10N；(2)
3.6N
；(3)
15.2N
【详解】
(1)如图甲所示，对P点受力分析，由平衡条件得：
FPOcos37°=MAg，FC=FPOsin37°
解得：
，Fc=MAgtan37°=8×0.75N=6N
(2)
对B点受力分析如图乙所示，水平方向根据共点力的平衡条件可得：
f=Fccos53°=6×0.6N=3.6N
(3)
竖直方向根据共点力的平衡条件可得：
NB+Fcsin53°=MBg
解得：
NB=MBg-Fcsin53°=20N-6×0.8N=15.2N
14．(1)，；(2)
【详解】
(1)电脑受力情况如图所示
根据重力的作用效果把重力分解为，．由静止时二力平衡可得：电脑所受弹力的大小
电脑所受摩擦力的大小
(2)当倾角增大到时，电脑刚好匀速下滑，电脑受力情况仍如图所示，由二力平衡可知
由
得电脑和散热底座斜面之间的动摩擦因数
15．(1)0.75
；
(2)
；(3)，方向沿斜面向下
【详解】
（1）物块恰好沿斜面匀速下滑，则物块沿斜面方向受力平衡，有
得：
（2）物块沿斜面匀速上滑时，物块的受力情况如图甲所示在x方向：
在y方向：
联立解得
（3）如图乙所示，
因为，故物块受到沿斜面向下的摩擦力，因
故物块处于静止状态，物块受到的摩擦力
方向沿斜面向下.
16．，
【详解】
对结点C受力分析，受点c到三根绳子拉力，将和合成为F
根据三力平衡得出
已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为和，所以
根据三角函数关系得出