3.5共点力的平衡 课后练习-2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.5共点力的平衡 课后练习-2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 800.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-08 12:02:20 | ||
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文档简介
第三章相互作用--力第五节共点力的平衡高一物理上学期必修第一册课后练习基础过关（人教版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN。在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．MN对Q的弹力先减小后增大 B．地面对P的摩擦力逐渐减小
C．P、Q间的弹力逐渐增大 D．Q所受的合力逐渐增大
2．如图所示，一正方形金属框架ABCD固定在竖直平面内，组成框架的竖直杆光滑、水平杆粗糙，杆与杆之间用光滑的小圆弧相连，A点的正上方固定一个光滑的定滑轮，一小球套在竖直的BC杆上。细线的一端系在小球上，另一端通过定滑轮用手拉住，现拉动细线，使小球沿BC杆缓慢下移。到达CD杆后再缓慢左移。在移动过程中细线对小球的拉力F大小与框架对小球的弹力大小的变化情况分别是（ ）
A．下移过程中F变小、变小 B．下移过程中F变小、变大
C．左移过程中F变大、变小 D．左移过程中F变小、变大
3．如图所示，轻质不可伸长的晾衣两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，挂衣服的衣架挂钩是光滑的。挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（ ）
A．绳的右端上移到，绳子拉力变大 B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移
4．如图所示，一根橡皮筋固定在水平天花板的两点，在其中点悬挂一物体。当所挂物体的质量M=m时，橡皮筋与天花板夹角θ=θ1，橡皮筋张力T=T1；当M=2m时，θ=θ2，T=T2。则（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，一本物理书静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．由于桌面很硬，所以书本没有发生形变
B．书对桌子的压力是由于桌子形变产生的
C．桌子对书的支持力与书对桌子的压力是一对相互作用力
D．书对桌子的压力就是书受到的重力
6．如图所示，物体A的表面光滑，在水平方向的外力F（方向通过球心）的作用下，物体B紧靠在表面粗糙的竖直墙壁上，A、B始终处于静止状态。则下列说法中正确的是（ ）
A．物体B至少受到两个摩擦力的作用
B．缓慢增大外力F，物体B受到的摩擦力一定减小
C．缓慢增大外力F，物体A对地面的压力将增大
D．缓慢增大外力F，物体B对A的压力可能不变
7．如图所示，若质量为的木块在无外力作用时恰好能沿倾角的粗糙斜面匀速下滑，现外加一水平向右的推力F使木块能沿斜面向上匀速运动，，则F的大小是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则（重力加速度取g）（ ）
A．A与B之间一定存在摩擦力
B．B与地面之间可能存在摩擦力
C．B对A的支持力可能小于mg
D．地面对B的支持力为Mg
9．如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ=45°，OB绳与水平方向的夹角为=60°，则球A、B的质量之比为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，质量为1kg的物块甲和质量为2kg的物块乙放在水平面上，用轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为100N/m，两物块与水平地面间的动摩擦因数均为0.5，弹簧处于压缩状态，两物块处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，现给物块甲一个向右的推力F，当F从0缓慢增大到8N时，物块甲刚好要滑动，则（ ）
A．施加推力前，弹簧的压缩量为6cm
B．施加推力前，物块乙受到的摩擦力大小为3N
C．施加推力前，弹簧受到的合力大小为8N
D．施加推力后，随着F增大，物块乙受到的摩擦力增大
11．用细绳OA、OB悬挂一重物，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上。悬点A固定不动，将悬点B从图示位置（OB水平）逐渐移到C点的过程中，OA、OB段轻绳所受的拉力的大小、的变化情况是（ ）
A．不变，变大 B．、均变小
C．变小，先变小后变大 D．变大、先变大后变小
12．三段轻绳绳悬挂在天花板上的A点，绳下面悬挂一个小球。第一次，保持结点O位置不变，如图1所示，某同学拉着轻绳从水平位置缓慢转动到竖直位置；第二次，保持轻绳垂直于，缓慢移动轻绳，使轻绳从竖直位置缓慢转动到如图2所示的位置，则下列说法正确的是（ ）
A．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐减小
B．第一次轻绳的拉力逐渐减小，第二次轻绳的拉力先增大后减小
C．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐减小
D．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐增大
二、多选题，共4小题
13．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．框架对小球支持力先减小后增大 B．拉力F的最小值为mgcosθ
C．地面对框架的摩擦力减小 D．框架对地面的压力先增大后减小
14．如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（ ）
A．三条绳中的弹力大小都相等
B．杆对地面的压力大于自身重力
C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零
D．地面对杆的支持力与杆的重力是一对平衡力
15．如图两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P上。当物体平衡时上面的弹簧处于原长；若把固定的物体换为质量为2m的物体（弹簧的总长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时（ ）
A．第一次平衡时，下方弹簧被压缩的长度为
B．若用劲度系数为k2的轻质橡皮筋代替上端弹簧，质量为m的物体平衡时下方弹簧被压缩的长度为
C．第二次平衡时，上方弹簧伸长的长度为
D．第二次平衡时物体的位置比第一次平衡时下降了
16．如图所示，一个半径为的光滑圆柱体固定在水平地面上，其轴线与地面平行。另有两个半径均为的球A、B用轻绳连接后，搭在圆柱体上，A球的球心与圆柱体最高点等高，B球的球心与圆柱体的轴线等高，两球均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．轻绳中的拉力与A球的重力大小相等
B．A球的重力与圆柱体对A球的弹力之比为3∶5
C．A、B两球的质量之比为4∶5
D．A、B两球的质量之比为5∶4
三、填空题，共2小题
17．如图所示，一只质量为的小鸟停在圆弧形的树枝上休息，如果小鸟要停在树枝的A、两点，你认为小鸟停在哪一点更轻松________（填“A”或“”）；已知弧形树枝A点位置切线的倾角为，则小鸟停在该位置时对树枝的作用力大小为________（重力加速度为）。
18．拱桥是古代能工巧匠的杰作，以赵州桥最为有名。如图是拱桥模型，将四块相同的石块砌成圆弧形结构，每块石块的重力为G，对应的圆心角均为45°，第2、3块石块间的接触面是竖直的，第1、4块石块在水平地面上，两侧被P、Q挡住。假定不考虑各接触面间的摩擦力，则第1块石块对第2块石块的作用力和第2块石块对第3块石块的作用力大小之比为___________；第1块石块对地面的作用力大小为___________。
四、解答题，共2小题
19．在倾角斜面上有一块竖直放置的档板，在档板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球，如图甲，试求这个球对斜面的压力和对档板的压力。
20．如图（a），A物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体重力为10 N，设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5 N，若对A施加一个由零均匀增大到6 N的水平推力F，请在图（b）中画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图像。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
对Q进行受力分析
物体Q受到MN的弹力、物体P对Q的弹力，物体Q的重力G，处于平衡状态，所以与的合力与重力G是一对平衡力，且大小和方向都不变，根据平衡条件得
当挡板MN保持竖直缓慢向右移动时，增大，不变，可得和均增大：
A．MN对Q的弹力即，挡板MN竖直缓慢向右移动时，力增大，故A错误；
B．物体P始终保持静止，说明所受合力为零，物体P在水平方向上仅受到地面的摩擦力和Q的在水平方向上的弹力。当挡板MN竖直缓慢向右移动时，物体Q对物体P的弹力增大，角度变大，水平分力变大，所以地面对物体P的摩擦力增大，故B错误；
C．挡板MN竖直缓慢向右移动时，力增大，所以P、Q间的弹力会增大，故C正确；
D．物体Q始终处于平衡状态，所受合力为零，大小不变，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
AB．小球在BC杆受重力，细线的拉力和垂直于杆水平向右的弹力，如图所示
小球沿BC杆缓慢下移，由三力平衡知识可得
绳子与竖直方向的夹角不断减小，所以F变小、变小，选项A正确，B错误；
CD．左移过程中，由于方向可以向上也可以向下，且动摩擦因数大小不确定，所以F、的大小变化情况不确定，故CD错误。
故选A。
3．B
【详解】
AC．设绳长为L，两杆之间的距离为d，根据平衡条件
b点上移或下移，α不变，T不变，故AC错误；
B．N右移，d增大、α增大、cosα减小、T增大，故B正确；
D．m增大、α角不变、悬挂点不变，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
所挂物体的质量M =m时，橡皮筋与天花板夹角θ=θ1，橡皮筋张力T=T1，竖直方向根据平衡条件得
解得
同理当M =2m时，θ=θ2，T=T2，竖直方向根据平衡条件得
解得
所以
故选C。
5．C
【详解】
AB．物理书静止在水平桌面上，必然对桌面有压力，该压力是由于书本的形变产生的，书本必然有形变，只是很微小，不易发现，故AB错误；
C．桌子对书的支持力与书对桌子的压力等大反向，是一对相互作用力，故C正确；
D．书对桌子的压力受力物体是桌子，书受到的重力的受力物体是书，不是同一个力，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．物体A表面光滑，所以A、B之间没有摩擦力存在，B最多受到墙壁施加的一个摩擦力作用，故A错误；
D．对A进行受力分析，根据平衡条件可知，B对A的压力的水平分力与外力F平衡，因为B对A的压力的方向不变，所以随着F的增大，B对A的压力增大，故D错误；
C．在竖直方向上，随着F的增大，B对A的压力的竖直分力增大，则物体A对地面的压力增大，故C正确；
B．把A、B视为一个整体来进行受力分析，由于B受到的摩擦力的大小和方向无法确定，所以其变化情况也无法确定，故B错误。
故选C。
7．C
【详解】
无外力作用时恰好能沿倾角的粗糙斜面匀速下滑，则有
现外加一水平向右的推力F使木块能沿斜面向上匀速运动，则有
联立解得
代入数据可得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
8．C
【详解】
BD．对A、B整体受力分析，如图所示
受到重力（M＋m）g、支持力FN和已知的两个推力F，对于整体，由于两个推力刚好平衡，故整体与地面间没有摩擦力，且有
BD错误；
A．对A受力分析，A至少受重力mg、推力F、B对A的支持力FN′，当推力F沿斜面的分力大于重力沿斜面的分力时，摩擦力的方向沿斜面向下，当推力F沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力时，摩擦力的方向沿斜面向上，当推力F沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力时，摩擦力为零，A错误；
C．在垂直斜面方向上，有
（θ为斜劈倾角），故FN′可能小于mg，C正确。
故选C。
9．B
【详解】
分别对、B两球分析，运用合成法，如图
由几何知识得
解得质量之比为，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．B
【详解】
A．由题意可知，物块甲的最大静摩擦力
物块乙的最大静摩擦力
当推力F=8N时，物块甲刚好要滑动，根据力的平衡可知
弹簧的弹力
根据
弹簧的压缩量
故A错误；
B．没有施加推力时，弹簧的弹力为3N，根据平衡原理，物块乙受到的摩擦力为3N，故B正确；
C．没有施加推力时，弹簧静止，弹簧的合力为零，故C错误；
D．施加推力后，随着F增大，弹簧的形变量不变，弹力不变，物块乙静止不动，物块乙受到的摩擦力不变，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
对结点O受力分析如图
结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的。所以OA绳受力大小变化情况：逐渐变小；OB绳受力大小变化情况：先变小后变大。
故ABD错误；C正确。
故选C。
12．D
【详解】
对甲、乙两图中的O点受力分析，两绳的合力等于小球的重力，其大小和方向不变，利用图解法画出受力分析图，如图a、b所示
a图中OC绳拉力先减小后增大、OA绳拉力逐渐减小；图b中OC绳拉力逐渐增大、OA绳拉力逐渐减小。
故选D。
13．BC
【详解】
AB．以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示，根据几何关系可知，当F顺时针转动至竖直向上之前，支持力逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时为
F=mgcosθ
故A错误，B正确；
C．以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，故C正确；
D．以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小，故D错误。
故选BC。
14．BC
【详解】
AC．由于三力长度不同，故说明三力与竖直方向的夹角不相同，由于杆保持静止，故在水平方向三力水平分力的合力应为零，故说明三力的大小不可能相等，故C正确，A错误；
BD．由于三力在竖直方向有拉力，杆在竖直方向合力为零，故杆对地面的压力大于重力，故B正确，D错误。
故选BC。
15．AD
【详解】
A．当物体的质量为m时，据平衡条件可得
解得下方弹簧被压缩的长度为
A正确；
B．若用劲度系数为k2的轻质橡皮筋代替上端弹簧，因为橡皮筋的原长未知，长度不一定与原弹簧相同，所以不能计算出物体平衡时下方弹簧被压缩的长度，B错误；
CD．当物体的质量变为2m时，设物体下降的高度为x，则上方弹簧伸长量为x，下方弹簧压缩量为x1＋x，两弹簧弹力之和等于2mg，由胡克定律和平衡条件可得
k2x＋k1(x1＋x)＝2mg
联立解得
C错误，D正确。
故选AD。
16．BD
【详解】
AB．对A、B两球进行受力分析，如图所示
对A球有
A错误，B正确；
CD．对B球有
联立解得
C错误，D正确。
故选BD。
17．B
【详解】
[1]停在树枝的A点要避免滑落，需抓牢树枝，故小鸟停在B点更轻松。
[2]小鸟停在该B点时由平衡条件可得，树枝对小鸟的作用力竖直向上，大小等于mg，由牛顿第三定律可知，小鸟对树枝的作用力大小为mg。
18． 2G
【详解】
[1]如上图对第2块石块受力分析，受重力G，1石块对2石块的作用力，3石块对2石块的作用力，由几何关系得
由牛顿第三定律知，第1块石块对第2块石块的作用力和第2块石块对第3块石块的作用力大小之比为。
[2]对第1块石块受力分析如上图
故
由牛顿第三定律知，第1块石块对地面的作用力大小为2G。
19．，
【详解】
受力分析如下图
由平衡条件得球对斜面的压力
球对挡板的压力
20．
【详解】
水平推力F≤2.5 N之前，物体未动，物体受静摩擦力FA=F。当F>2.5 N后，FA变成滑动摩擦力，其大小为
FA=μFN=μG=0.2×10 N=2 N
画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图像如图所示。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共12小题
1．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN。在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．MN对Q的弹力先减小后增大 B．地面对P的摩擦力逐渐减小
C．P、Q间的弹力逐渐增大 D．Q所受的合力逐渐增大
2．如图所示，一正方形金属框架ABCD固定在竖直平面内，组成框架的竖直杆光滑、水平杆粗糙，杆与杆之间用光滑的小圆弧相连，A点的正上方固定一个光滑的定滑轮，一小球套在竖直的BC杆上。细线的一端系在小球上，另一端通过定滑轮用手拉住，现拉动细线，使小球沿BC杆缓慢下移。到达CD杆后再缓慢左移。在移动过程中细线对小球的拉力F大小与框架对小球的弹力大小的变化情况分别是（ ）
A．下移过程中F变小、变小 B．下移过程中F变小、变大
C．左移过程中F变大、变小 D．左移过程中F变小、变大
3．如图所示，轻质不可伸长的晾衣两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，挂衣服的衣架挂钩是光滑的。挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（ ）
A．绳的右端上移到，绳子拉力变大 B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移
4．如图所示，一根橡皮筋固定在水平天花板的两点，在其中点悬挂一物体。当所挂物体的质量M=m时，橡皮筋与天花板夹角θ=θ1，橡皮筋张力T=T1；当M=2m时，θ=θ2，T=T2。则（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，一本物理书静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．由于桌面很硬，所以书本没有发生形变
B．书对桌子的压力是由于桌子形变产生的
C．桌子对书的支持力与书对桌子的压力是一对相互作用力
D．书对桌子的压力就是书受到的重力
6．如图所示，物体A的表面光滑，在水平方向的外力F（方向通过球心）的作用下，物体B紧靠在表面粗糙的竖直墙壁上，A、B始终处于静止状态。则下列说法中正确的是（ ）
A．物体B至少受到两个摩擦力的作用
B．缓慢增大外力F，物体B受到的摩擦力一定减小
C．缓慢增大外力F，物体A对地面的压力将增大
D．缓慢增大外力F，物体B对A的压力可能不变
7．如图所示，若质量为的木块在无外力作用时恰好能沿倾角的粗糙斜面匀速下滑，现外加一水平向右的推力F使木块能沿斜面向上匀速运动，，则F的大小是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则（重力加速度取g）（ ）
A．A与B之间一定存在摩擦力
B．B与地面之间可能存在摩擦力
C．B对A的支持力可能小于mg
D．地面对B的支持力为Mg
9．如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ=45°，OB绳与水平方向的夹角为=60°，则球A、B的质量之比为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，质量为1kg的物块甲和质量为2kg的物块乙放在水平面上，用轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为100N/m，两物块与水平地面间的动摩擦因数均为0.5，弹簧处于压缩状态，两物块处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，现给物块甲一个向右的推力F，当F从0缓慢增大到8N时，物块甲刚好要滑动，则（ ）
A．施加推力前，弹簧的压缩量为6cm
B．施加推力前，物块乙受到的摩擦力大小为3N
C．施加推力前，弹簧受到的合力大小为8N
D．施加推力后，随着F增大，物块乙受到的摩擦力增大
11．用细绳OA、OB悬挂一重物，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上。悬点A固定不动，将悬点B从图示位置（OB水平）逐渐移到C点的过程中，OA、OB段轻绳所受的拉力的大小、的变化情况是（ ）
A．不变，变大 B．、均变小
C．变小，先变小后变大 D．变大、先变大后变小
12．三段轻绳绳悬挂在天花板上的A点，绳下面悬挂一个小球。第一次，保持结点O位置不变，如图1所示，某同学拉着轻绳从水平位置缓慢转动到竖直位置；第二次，保持轻绳垂直于，缓慢移动轻绳，使轻绳从竖直位置缓慢转动到如图2所示的位置，则下列说法正确的是（ ）
A．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐减小
B．第一次轻绳的拉力逐渐减小，第二次轻绳的拉力先增大后减小
C．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐减小
D．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐增大
二、多选题，共4小题
13．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．框架对小球支持力先减小后增大 B．拉力F的最小值为mgcosθ
C．地面对框架的摩擦力减小 D．框架对地面的压力先增大后减小
14．如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（ ）
A．三条绳中的弹力大小都相等
B．杆对地面的压力大于自身重力
C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零
D．地面对杆的支持力与杆的重力是一对平衡力
15．如图两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P上。当物体平衡时上面的弹簧处于原长；若把固定的物体换为质量为2m的物体（弹簧的总长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时（ ）
A．第一次平衡时，下方弹簧被压缩的长度为
B．若用劲度系数为k2的轻质橡皮筋代替上端弹簧，质量为m的物体平衡时下方弹簧被压缩的长度为
C．第二次平衡时，上方弹簧伸长的长度为
D．第二次平衡时物体的位置比第一次平衡时下降了
16．如图所示，一个半径为的光滑圆柱体固定在水平地面上，其轴线与地面平行。另有两个半径均为的球A、B用轻绳连接后，搭在圆柱体上，A球的球心与圆柱体最高点等高，B球的球心与圆柱体的轴线等高，两球均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．轻绳中的拉力与A球的重力大小相等
B．A球的重力与圆柱体对A球的弹力之比为3∶5
C．A、B两球的质量之比为4∶5
D．A、B两球的质量之比为5∶4
三、填空题，共2小题
17．如图所示，一只质量为的小鸟停在圆弧形的树枝上休息，如果小鸟要停在树枝的A、两点，你认为小鸟停在哪一点更轻松________（填“A”或“”）；已知弧形树枝A点位置切线的倾角为，则小鸟停在该位置时对树枝的作用力大小为________（重力加速度为）。
18．拱桥是古代能工巧匠的杰作，以赵州桥最为有名。如图是拱桥模型，将四块相同的石块砌成圆弧形结构，每块石块的重力为G，对应的圆心角均为45°，第2、3块石块间的接触面是竖直的，第1、4块石块在水平地面上，两侧被P、Q挡住。假定不考虑各接触面间的摩擦力，则第1块石块对第2块石块的作用力和第2块石块对第3块石块的作用力大小之比为___________；第1块石块对地面的作用力大小为___________。
四、解答题，共2小题
19．在倾角斜面上有一块竖直放置的档板，在档板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球，如图甲，试求这个球对斜面的压力和对档板的压力。
20．如图（a），A物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体重力为10 N，设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5 N，若对A施加一个由零均匀增大到6 N的水平推力F，请在图（b）中画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图像。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
对Q进行受力分析
物体Q受到MN的弹力、物体P对Q的弹力，物体Q的重力G，处于平衡状态，所以与的合力与重力G是一对平衡力，且大小和方向都不变，根据平衡条件得
当挡板MN保持竖直缓慢向右移动时，增大，不变，可得和均增大：
A．MN对Q的弹力即，挡板MN竖直缓慢向右移动时，力增大，故A错误；
B．物体P始终保持静止，说明所受合力为零，物体P在水平方向上仅受到地面的摩擦力和Q的在水平方向上的弹力。当挡板MN竖直缓慢向右移动时，物体Q对物体P的弹力增大，角度变大，水平分力变大，所以地面对物体P的摩擦力增大，故B错误；
C．挡板MN竖直缓慢向右移动时，力增大，所以P、Q间的弹力会增大，故C正确；
D．物体Q始终处于平衡状态，所受合力为零，大小不变，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
AB．小球在BC杆受重力，细线的拉力和垂直于杆水平向右的弹力，如图所示
小球沿BC杆缓慢下移，由三力平衡知识可得
绳子与竖直方向的夹角不断减小，所以F变小、变小，选项A正确，B错误；
CD．左移过程中，由于方向可以向上也可以向下，且动摩擦因数大小不确定，所以F、的大小变化情况不确定，故CD错误。
故选A。
3．B
【详解】
AC．设绳长为L，两杆之间的距离为d，根据平衡条件
b点上移或下移，α不变，T不变，故AC错误；
B．N右移，d增大、α增大、cosα减小、T增大，故B正确；
D．m增大、α角不变、悬挂点不变，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
所挂物体的质量M =m时，橡皮筋与天花板夹角θ=θ1，橡皮筋张力T=T1，竖直方向根据平衡条件得
解得
同理当M =2m时，θ=θ2，T=T2，竖直方向根据平衡条件得
解得
所以
故选C。
5．C
【详解】
AB．物理书静止在水平桌面上，必然对桌面有压力，该压力是由于书本的形变产生的，书本必然有形变，只是很微小，不易发现，故AB错误；
C．桌子对书的支持力与书对桌子的压力等大反向，是一对相互作用力，故C正确；
D．书对桌子的压力受力物体是桌子，书受到的重力的受力物体是书，不是同一个力，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．物体A表面光滑，所以A、B之间没有摩擦力存在，B最多受到墙壁施加的一个摩擦力作用，故A错误；
D．对A进行受力分析，根据平衡条件可知，B对A的压力的水平分力与外力F平衡，因为B对A的压力的方向不变，所以随着F的增大，B对A的压力增大，故D错误；
C．在竖直方向上，随着F的增大，B对A的压力的竖直分力增大，则物体A对地面的压力增大，故C正确；
B．把A、B视为一个整体来进行受力分析，由于B受到的摩擦力的大小和方向无法确定，所以其变化情况也无法确定，故B错误。
故选C。
7．C
【详解】
无外力作用时恰好能沿倾角的粗糙斜面匀速下滑，则有
现外加一水平向右的推力F使木块能沿斜面向上匀速运动，则有
联立解得
代入数据可得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
8．C
【详解】
BD．对A、B整体受力分析，如图所示
受到重力（M＋m）g、支持力FN和已知的两个推力F，对于整体，由于两个推力刚好平衡，故整体与地面间没有摩擦力，且有
BD错误；
A．对A受力分析，A至少受重力mg、推力F、B对A的支持力FN′，当推力F沿斜面的分力大于重力沿斜面的分力时，摩擦力的方向沿斜面向下，当推力F沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力时，摩擦力的方向沿斜面向上，当推力F沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力时，摩擦力为零，A错误；
C．在垂直斜面方向上，有
（θ为斜劈倾角），故FN′可能小于mg，C正确。
故选C。
9．B
【详解】
分别对、B两球分析，运用合成法，如图
由几何知识得
解得质量之比为，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．B
【详解】
A．由题意可知，物块甲的最大静摩擦力
物块乙的最大静摩擦力
当推力F=8N时，物块甲刚好要滑动，根据力的平衡可知
弹簧的弹力
根据
弹簧的压缩量
故A错误；
B．没有施加推力时，弹簧的弹力为3N，根据平衡原理，物块乙受到的摩擦力为3N，故B正确；
C．没有施加推力时，弹簧静止，弹簧的合力为零，故C错误；
D．施加推力后，随着F增大，弹簧的形变量不变，弹力不变，物块乙静止不动，物块乙受到的摩擦力不变，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
对结点O受力分析如图
结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的。所以OA绳受力大小变化情况：逐渐变小；OB绳受力大小变化情况：先变小后变大。
故ABD错误；C正确。
故选C。
12．D
【详解】
对甲、乙两图中的O点受力分析，两绳的合力等于小球的重力，其大小和方向不变，利用图解法画出受力分析图，如图a、b所示
a图中OC绳拉力先减小后增大、OA绳拉力逐渐减小；图b中OC绳拉力逐渐增大、OA绳拉力逐渐减小。
故选D。
13．BC
【详解】
AB．以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示，根据几何关系可知，当F顺时针转动至竖直向上之前，支持力逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时为
F=mgcosθ
故A错误，B正确；
C．以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，故C正确；
D．以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小，故D错误。
故选BC。
14．BC
【详解】
AC．由于三力长度不同，故说明三力与竖直方向的夹角不相同，由于杆保持静止，故在水平方向三力水平分力的合力应为零，故说明三力的大小不可能相等，故C正确，A错误；
BD．由于三力在竖直方向有拉力，杆在竖直方向合力为零，故杆对地面的压力大于重力，故B正确，D错误。
故选BC。
15．AD
【详解】
A．当物体的质量为m时，据平衡条件可得
解得下方弹簧被压缩的长度为
A正确；
B．若用劲度系数为k2的轻质橡皮筋代替上端弹簧，因为橡皮筋的原长未知，长度不一定与原弹簧相同，所以不能计算出物体平衡时下方弹簧被压缩的长度，B错误；
CD．当物体的质量变为2m时，设物体下降的高度为x，则上方弹簧伸长量为x，下方弹簧压缩量为x1＋x，两弹簧弹力之和等于2mg，由胡克定律和平衡条件可得
k2x＋k1(x1＋x)＝2mg
联立解得
C错误，D正确。
故选AD。
16．BD
【详解】
AB．对A、B两球进行受力分析，如图所示
对A球有
A错误，B正确；
CD．对B球有
联立解得
C错误，D正确。
故选BD。
17．B
【详解】
[1]停在树枝的A点要避免滑落，需抓牢树枝，故小鸟停在B点更轻松。
[2]小鸟停在该B点时由平衡条件可得，树枝对小鸟的作用力竖直向上，大小等于mg，由牛顿第三定律可知，小鸟对树枝的作用力大小为mg。
18． 2G
【详解】
[1]如上图对第2块石块受力分析，受重力G，1石块对2石块的作用力，3石块对2石块的作用力，由几何关系得
由牛顿第三定律知，第1块石块对第2块石块的作用力和第2块石块对第3块石块的作用力大小之比为。
[2]对第1块石块受力分析如上图
故
由牛顿第三定律知，第1块石块对地面的作用力大小为2G。
19．，
【详解】
受力分析如下图
由平衡条件得球对斜面的压力
球对挡板的压力
20．
【详解】
水平推力F≤2.5 N之前，物体未动，物体受静摩擦力FA=F。当F>2.5 N后，FA变成滑动摩擦力，其大小为
FA=μFN=μG=0.2×10 N=2 N
画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图像如图所示。
答案第1页，共2页
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