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

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册
第四章
力与平衡
单元测试题（解析版）
一、选择题（共40分）
1．在图甲所示的粗糙斜面上，用平行于斜面向上的拉力F拉物块，斜面和物块始终处于静止状态。若拉力F按图乙所示规律变化，下列判断不正确的是（　　）
A．地面对斜面的摩擦力逐渐减小
B．地面对斜面的摩擦力逐渐增大
C．物块对斜面的摩擦力可能一直增大
D．物块对斜面的摩擦力可能一直减小
2．如图，物体P静止在倾角为的斜面上，其所受重力可分解成垂直于斜面的F1和平行于斜面的F2，则（　　）
A．P受到重力、F1、F2，支持力和摩擦力的作用
B．F1就是物体P对斜面的压力；
C．当增大时，F1随之减小
D．无论如何变化，只要P仍静止，斜面对P的作用力就保持不变
3．如图所示，一工人手持砖夹提着一块砖匀速前进，手对砖夹竖直方向的拉力大小为F。已知砖夹的质量为m，重力加速度为g，砖夹与砖块之间的滑动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若砖块不滑动，则砖夹与砖块一侧间的压力的最小值是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．如图，一直梯靠竖直墙壁放置，人站在梯子上，处于静止状态，忽略梯子与墙壁间的摩擦力，则下列说法正确的是（　　）
A．人越重，梯子所受合外力越大
B．地面对梯子支持力的大小与人所站的高度无关
C．墙壁对梯子的弹力方向垂直于梯子所在平面斜向上
D．地面对梯子的摩擦力大于墙壁对梯子的弹力
5．在一地下管道施工现场，施工人员要把一箱材料运送到沟底，如图所示，工人甲将箱子放到一定深度时拉住手中的绳保持静止，工人乙通过拉一端固定在结点O处的绳子将箱子微调到准确位置。设工人乙出所拉的绳子始终保持水平，不考虑滑轮摩擦和绳子质量，在工人乙缓慢释放手中的绳子，箱子从图中位置开始缓慢向左移动的过程中（　　）
A．工人甲手中绳子的拉力不断减小
B．工人乙对地面的压力不断减小
C．工人乙手中绳子的拉力不断增大
D．工人甲受到地面的摩擦力小于工人乙受到地面的摩擦力
6．物体b在力F作用下将物体a向光滑竖直墙壁挤压，如图所示，a、b处于静止状态，则（　　）
A．a受到3个力的作用
B．b对地面的压力大小等于b的重力
C．a受到的摩擦力大小随F的增大而增大
D．a对b的摩擦力方向竖直向下
7．如图所示，两质量均为m的小球a、b固定在轻杆两端，用等长的细线悬挂在O点，整个系统静止时，细线和轻杆构成正三角形。用力F缓慢拉动小球b，保持两细线张紧，最终使连接a球的细线竖直。重力加速度大小为g。则连接a球的细线竖直时，力F的最小值是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，质量为m的木块被水平推力F压着，静止在竖直墙面上，当推力F的大小增加到2F时，则（　　）
A．木块所受墙面的弹力增加2倍
B．木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C．木块所受墙面的弹力不变
D．木块所受墙面的摩擦力不变
9．如图所示，物体所受重力为40N，用不可长的细绳OC悬挂于O点，现用细绳AB绑住绳OC的A点，再用水平力牵引A点使其向右缓慢运动的过程中（　　）
A．OA绳拉力先变小后变大
B．AB绳拉力逐渐变大
C．若θ=时，OA绳的拉力为30N，AB绳的拉力为50N
D．若θ=时，OA绳的拉力为50N，AB绳的拉力为30N
10．如图所示，质量均为m的两物体a、b，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在物体b上施加水平拉力F，两物体保持静止状态，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．物体a所受摩擦力的大小为F
B．物体b所受摩擦力的大小为F
C．弹簧对物体b的弹力大小为mg
D．物体a对水平挡板的压力大小大于2mg
二、实验题（共15分）
11．某同学做“探究互成角度力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。请回答下列问题：
(1)根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，乙图中、、F、四个力，其中力________不是由弹簧测力计直接测得的；
(2)实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是________
A．橡皮条沿同一方向伸长同一长度
B．橡皮条沿同一方向伸长
C．橡皮条伸长到同一长度
D．两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为_______。
12．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图（a），橡皮条的一端固定，另一端挂一轻质小圆环，橡皮条的长度为GE。在图（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，如图（c）仍使它处于O点。
(1)在实验操作中，力F单独作用时与力F1、F2共同作用时都使小圆环在O点保持静止，这样做的目的是______；
(2)具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是______（选填字母序号）。
A．图（b）中，F1与F2的方向必须相互垂直
B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置必须与前一次相同
C．用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两弹簧测力计数之差应尽可能大
D．使用弹簧测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度
三、解答题（共45分）
13．两个力互成30°角，大小分别是90N和120N。通过作图求出合力的大小和方向。
如果这两个力的大小不变，两个力之间的夹角变为150°，通过作图求出合力的大小和方向。
14．如图所示：轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°，在轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求：
(1)细绳EG的张力FEG；
(2)轻杆HG对G端的支持力FNG。
15．如图，一质量m=5kg的球被一光滑挡板夹在光滑墙上，保持静止。挡板与墙面接触且夹角为θ，满足θ=53°。求：挡板和墙面对球的支持力？（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，，g=10N/kg）
16．如图所示，质量为的物体用细线悬挂处于静止。细线AO与竖直方向间的夹角为37°，细线BO水平，细线CO竖直，不计所有细线的重力，，。
(1)求细线BO上的拉力大小F；
(2)若三根细线能承受的最大拉力均为100N，要使三根细线均不断裂，求细线下端所能悬挂重物的最大质量。
参考答案
1．A
【详解】
AB．将物块和斜面看做一个整体，整体在水平方向上受到拉力F沿水平方向的分力，摩擦力，两力平衡，因为F在增大，所以F沿水平方向上的分力在增大，故摩擦力在增大，
A符合题意，B不符合题意；
CD．对小物块分析，在沿斜面方向上受到拉力F，重力沿斜面向下的分力，摩擦力，三力平衡，若摩擦力沿斜面向上并且方向不变，则
故F增大，摩擦力减小，若摩擦力沿斜面向下并且方向不变，则
故F增大，摩擦力增大，若摩擦力方向发生变化，则先减小后增大，CD不符合题意；
故选A。
2．CD
【详解】
A．物体静止在斜面上，到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力三个力作用，F1F2是重力的分力，不是物体实际受到的力，故A错误；
B．F1不是物体对斜面的压力，而使物体紧压斜面的力，因为物体对斜面的压力受力物体是斜面，而F1的受力体是物体P，故B错误；
C．根据力的分解可知
F1=Gcosα
α增大F1减小，故C正确；
D．无论α如何变化，物体受三个力作用处于平衡状态，则斜面对物体的作用力（支持力与摩擦力的合力）与重力等大反向，保持不变，故D正确。
故选CD。
3．C
【详解】
工人手持砖夹提着一块砖匀速前进，砖夹处于平衡状态，在竖直方向满足
砖夹与砖之间恰好达到最大静摩擦力
联立解得，砖夹与砖块一侧间的压力的最小值为
C正确。
故选C。
4．B
【详解】
A．梯子处于平衡状态，所受合外力总为零，选项A错误；
B．地面对梯子支持力的大小等于人与梯子的重力之和，与人所站的高度无关，选项B正确；
C．墙壁对梯子的弹力方向垂直于墙壁沿水平方向，选项C错误；
D．水平方向受力平衡，则地面对梯子的摩擦力等于墙壁对梯子的弹力，选项D错误。
故选B。
5．A
【详解】
依题意，对甲及结点O受力分析如图所示
AC．对物体所连接的绳子结点进行受力分析，设绳在结点的作用力与水平夹角为，物体缓慢移动，所以该结点合力时刻为零，工人甲也受力平衡。受力如图所示，对结点受力平衡可知
在乙缓慢释放手中的绳子时，变大，则变小，变小，故A正确，C错误；
B．由于工人乙所拉的绳子始终保持水平，在工人乙缓慢释放手中的绳子的过程中，工人乙一直保持静止，故他对地面的压力大小等于他的重力，保持不变，故B错误；
D．工人甲将钢材放到一定深度时拉住手中的绳保持静止，则不变，对甲受力分析可知
对乙受力分析，在水平方向上，工人乙受到地面的摩擦力
联立解得
由图可知
则
即工人甲受到地面的摩擦力大于或等于工人乙受到地面的摩擦力，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．对于a，由于墙壁光滑不受墙壁的摩擦力，但是受到b对a的摩擦力，a还受重力、b对a的压力、墙壁的弹力，A错误；
B．对整体受力分析，地面的支持力始终等于两物体的总重力，所以b对地面的压力大小等于总重力，B错误；
C．对a受力分析，竖直方向a受重力，b对a的摩擦力平衡，故a受到的摩擦力大小等于mg，方向竖直向上，C错误；
D．a受到b的摩擦力方向竖直向上，根据力的作用是相互的，则a对b的摩擦力方向竖直向下，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
受力分析如图
轻杆对a的作用力只能沿杆方向，因为连接a球的细线竖直，所以为了保持a受力平衡，杆对a无作用力。则杆对b也无作用力，对b受力分析有
故选B。
8．AD
【详解】
物块受到重力、压力F、支持力、和静摩擦力作用而平衡，当压力里增加到原来的二倍时，墙给的弹力也变为二倍，静摩擦力一直和重力相等所以静摩擦力不变，故选AD。
9．BD
【详解】
A．对A点受力分析可得
，
由于逐渐增大，则OA绳拉力增大，AB绳拉力逐渐变大，故A错误，B正确；
CD．若θ=时，由平衡得
，
故C错误，D正确。
故选BD。
10．BD
【详解】
A．根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对运动的趋势，则没有摩擦力，A错误；
B．b物体水平方向受拉力F和静摩擦力作用处于静止状态，根据平衡可知，b物体所受摩擦力大小为F，B正确；
CD．在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，则物体b受到接触面的静摩擦力，因此它们之间一定存在弹力，则弹簧的弹力大于物体b的重力，由整体法可知，a物体对水平面的压力大小大于2mg，C错误D正确。
故选BD。
11．F
A
4.47（4.46~4.49均可）
【详解】
(1)[1]F在以与为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的；
(2)[2]该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，只有选项A正确；
(3)[3]根据丙图读出力的值为。
12．力F单独作用时与力F1、F2共同作用时对橡皮条的作用效果相同
D
【详解】
（1）[1]
小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，力F单独作用时与力F1、F2共同作用时都使小圆环在O点保持静止，目的是力F单独作用时与力F1、F2共同作用时对橡皮条的作用效果相同。
（2）[2]A．图（b）中，F1与F2的方向夹角适当，没有必要相互垂直，A错误；
B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置没有必要与前一次相同，只要每次做时保持圆环O的位置相同即可，B错误；
C．为减小实验误差，用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧秤示数应适当大，但两弹簧测力计的示数之差不需要尽可能大，C错误；
D．使用弹簧测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度，D正确。
故选D。
13．见解析
【详解】
运用图示法作出F1、F2，根据平行四边形定则知，当夹角为30°时，
合力的大小F=200N。方向如上图所示。当夹角为150°时，合力的大小F=100N，方向如下图所示。
14．(1)2M2g，方向沿绳EG向上；(2)M2g，方向水平向右
【详解】
(1)(2)根据平衡方程有
FEGsin30°=M2g
FEGcos30°=FNG
所以
FEG=2M2g
方向沿绳EG向上
FNG=M2gcot30°=M2g
方向水平向右。
15．，方向水平向右；，方向垂直斜面向上
【详解】
对小球受力分析，方向垂直斜面向上，方向水平向右，如图所示
根据共点力平衡条件，得水平方向
竖直方向
解得
，
16．(1)30N；(2)8kg
【详解】
(1)根据平衡条件结合图中几何关系可得
(2)若三根细线能承受的最大拉力均为，根据图中力的大小关系可得，只要AO不拉断，其它两根细线拉不断，故有
联立解得