2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册-第四章 力与平衡单元测试卷（word版含答案）

第四章 力与平衡单元测试
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．如图，一辆汽车正在爬坡，某同学将汽车的重力G分解为沿斜面向下的分力F1和垂直斜面向下的分力F2，则（　　）
A．G只能分解成F1、F2 B．F2就是斜面受到的压力
C．汽车同时受到G、F1、F2的作用 D．F1、F2共同作用的效果与G相同
2．作用在一个物体上的两个共点力的合力的大小随两个分力之间的角度变化的关系如图所示，关于两个分力F1、F2的大小，下列选项正确的是（　　）
A．F1=10N、F2=20N
B．F1=12N、F2=18N
C．F1=14N、F2=16N
D．F1=15N、F2=15N
3．水平面上的物体在水平方向的力F1和F2作用下，沿水平面向右做匀速直线运动，如图所示。已知N，N，下列说法正确的是（　　）
A．撤去F1的瞬间，物体受到的合外力大小变为4N
B．撤去F1的瞬间，物体受到的摩擦力大小变为2N
C．撤去F2的瞬间，物体受到的合外力大小变为3N
D．撤去F2的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N
4．在同一平面内作用着三个共点力，它们的大小和方向如图所示。已知，，则这三个力的合力大小为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，光滑斜面上的一个球用竖直挡板挡住处于静止状态，将物体的重力mg按效果进行分解，下列结论正确的是（　　）
A．重力按效果应该分解为F1和F3
B．重力按效果应该分解为F2和F3
C．F3是物体对斜面的正压力
D．F1是球对挡板的压力
6．某同学要调换座位，用斜向上的拉力F拖动桌子，已知桌子的总质量为，重力加速度大小为，桌子与地面间的动摩擦因数为，不计空气阻力，F的最小值是（　　）
A．100N B．100N C．50N D．50N
7．如图所示，在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B，足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为，网兜的质量不计，用F表示悬绳对足球的拉力，用表示墙壁对足球的支持力，分别以水平向右和竖直向上为x轴和y轴正向建立直角坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力，分别记作和，若换用更长的悬绳，各力大小的变化情况是（　　）
A．F增大 B．增大 C．不变 D．不变
8．如图所示，位于水平桌面上的木板P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，两段轻绳都是水平的。已知Q与P、P与桌面之间动摩擦因数均为，木板P与物块Q的质量分别是，m。滑轮的质量及摩擦都不计，若用一水平向左的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为（　　）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．物体在以下三个力作用下，可能做匀速直线运动的是（　　）
A．1 N、6 N、8 N B．3 N、6 N、4 N
C．7 N、2 N、6 N D．10 N，10 N，10 N
10．如图所示为某款压榨机的结构示意图，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D。已知N，B与A、A与C之间的竖直距离m，A、B之间的水平距离m，C与D光滑接触，忽略杆及滑块C的重力，则下列说法正确的是（　　）
A．物体D受到的压力大小为500N
B．物体D受到的压力大小为1000N
C．在其他条件不变的情况下，增大L的数值，物体D受到的压力将增大
D．在其他条件不变的情况下，增大L的数值，物体D受到的压力将减小。
11．如图所示，物体静止于光滑水平面M上的O点，水平恒力F大小为10N作用于物体上，现要使物体沿OA方向做直线运动（F和OA都在M水平面内），那么必须再施加一个力F1，则F1的大小可能为（　　）（已知OA跟F的夹角为30°）（　　）
A．2N B．5N C．10N D．15N
12．如图所示，质量为的斜面静置在水平地面上，斜面上有一质量为的小物块，水平力作用在小物块上时，两者均保持静止，斜面受到水平地面的静摩擦力为，小物块受到斜面的静摩擦力为；现使逐渐增大，两者仍处于静止状态，则（　　）
A．一定增大， 可能减小 B．、都不一定增大
C．不一定增大，一定增大 D．一定增大，可能增大
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．在《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中：
（1）如图所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中比较符合实验事实的是__________（填“李明”、“张华”）
（2）用、B两弹簧测力计拉橡皮条，使其伸长到点，现保持的读数不变，而使夹角减小，适当调整弹簧测力计B的拉力大小和方向，可使点保持不变，这时：
①B的示数应是（______）
A．一定变小 B．一定不变
C．一定变大 D．变大、不变、变小均有可能
②夹角的变化应是（______）
A．一定变小 B．一定不变
C．一定变大 D．变大、不变、变小均有可能
14．如图甲所示为做“验证力的平行四边形定则”的实验情况，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是_______。
（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 D．建立物理模型法
（3）实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置，记录下点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力和的图示，并用平行四边形定则求出合力；
E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示；
F.比较和的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中，有重要遗漏的两个步骤的序号是___________；
（4）下列做法有利于减小误差的是__________（填正确答案标号）。
A．两个力的夹角尽可能大一些
B．两个力越大越好
C．在拉橡皮条时，应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内
D．拉力的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触
15．（7分）用三根细线a、b、c将质量为m的小球1和质量为2m的小球2连接，并悬挂如图所示。两个小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。（重力加速度为g）求：
(1)细线a、c分别对小球1和2的拉力大小；
(2)细线b对小球2的拉力大小。
16．（9分）如图所示是木工用凿子工作时的截面示意图，角形为直角三角形，．用大小为的力垂直作用于，与平行．忽略凿子的重力，求这时凿子推开木料面和面的力分别为多大？
17．（10分）压榨机结构如图所示，A为活动铰链，B为固定铰链，在A处作用一竖直向下的力F时，就开始挤压物块D，设，，，接触面均光滑，则D所受压力多大？
18．（16分）如图所示，带有定滑轮的倾角θ=37o的斜面体固定在地面上，A、B两物体经由轻质细线绕过定滑轮相连（不计滑轮质量及摩擦），其中A和斜面间的动摩擦因素μ=0.75；A的质量为m1，B的质量为m2=1.2kg，此时A沿斜面匀速上滑，设A与斜面间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，已知sin；cos，重力加速度g取10m/s2，物体B始终不会着地，解决如下问题：
（1）求物体A的质量；
（2）求细线中的拉力大小；
（3）若仅增大物体A的质量，试判断是否可以保持让A沿斜面匀速下滑，并给出理由。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
A．重力G可以分解无数对分力，故A错误；
B．斜面受到的压力是由于汽车形变对斜面产生的弹力，F2是重力沿斜面向下的分力，产生力的物体不同，不是同一种性质的力，故B错误；
C．将重力G分解为F1、F2，真实受到的力只有G，故C错误；
D．F1、F2共同作用的效果与合力G的作用效果是相同的，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
当二力的方向的夹角为0或2π时，二力在同一直线上且方向相同，此时二力的合力最大
F1+F2=30
当二力的方向的夹角为π时，二力在同一条直线上且方向相反，此时二力的合力最小
|F2-F1|=10
联立解得
F2=20N
F1=10N
故选A。
3．D
【详解】
物体开始在水平方向受三个力作用而平衡，根据平衡条件可得物体所受的摩擦力大小为
f=F1-F2=6N-2N=4N
方向水平向左。
AB．撤去F1的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N，方向不变，物体受到的合外力大小变为6N，故AB错误；
CD．撤去F2的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N，方向不变，物体受到的合外力大小变为2N，故C错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
如图所示，以三力共同作用点为原点，竖直向上为y轴，水平向左为x轴建立坐标系，则x方向上的合力大小为
y方向上的合力大小为
这三个力的合力大小为
故选A。
5．A
【详解】
AB．球有压挡板和压斜面两个效果，所以重力按效果应该分解为F1和F3，A正确，B错误；
C． F3和物体对斜面的正压力不是一个力，F3的受力物体是球，正压力的受力物体是斜面，C错误；
D． F1和球对挡板的压力不是一个力，F1的受力物体是球，压力的受力物体是挡板，D错误。
故选A。
6．C
【详解】
对桌子受力分析如图
根据平衡条件可知，竖直方向
得
水平方向
又
联立得
当
时，F取到最小值是。
故选C。
7．D
【详解】
A．由平衡条件得 ，换用更长的悬绳，α变小，cosα变大，F变小，A错误；
B．由平衡条件得 ，换用更长的悬绳，α变小，tanα变小，FN变小，B错误；
C．由平衡条件得, 换用更长的悬绳，α变小，tanα变小，变小，C错误；
D．由平衡条件得 ，换用更长的悬绳，不变，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
对Q物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为，Q与P间的滑动摩擦力为
根据共点力平衡条件有
对P受力分析，P受拉力，Q对P向右的摩擦力，地面对P物体向右的摩擦力，根据共点力平衡条件有
地面对P物体的摩擦力为
联立可得
故选C。
9．BCD
【详解】
A．1N，6N的合力范围为5N≤F合≤7N，8N的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，物体就不可能做匀速直线运动．故A错误；
B．3N，6N的合力范围为3N≤F合≤9N，4N的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动．故B正确；
C．7N，2N的合力范围为5N≤F合≤12N，6N的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体可能做匀速直线运动．故C正确；
D．10N，10N的合力范围为0N≤F合≤20N，10N的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动．故D正确。
故选BCD。
10．BC
【详解】
AB．根据水平力F产生的效果，它可分解为沿杆的两个分力、，如图甲所示，则有
　　甲　　　　　　　乙
面沿AC杆的分力又产生了两个效果：使物块C压紧左璧和使物块C压紧物块D，因此可将分解，如图乙所示，则有
由
可得
N
故B正确，A错误；
CD．根据
在其他条件不变的情况下，增大L的数值，物体D受到的压力将增大，故C正确，D错误。
故选BC。
11．BCD
【详解】
要使物体沿OA方向直线运动，合力必须沿着OA方向，所以的分力需要与F垂直于OA方向的分力等大，当的方向垂直OA向下时，的值最小为
故BCD正确，A错误。
故选BCD。
12．AD
【详解】
①对斜面和物块整体进行分析，则在水平方向根据平衡条件可知
所以F增大后，f1一定增大。
②对物块单独进行分析，假设开始时f2沿斜面向上，则在沿斜面方向根据平衡条件有
可知F增大后，f2减小；
假设开始时f2沿斜面向下，则在沿斜面方向根据平衡条件有
可知F增大后，f2增大。
综上所述可知AD正确，BC错误。
故选AD。
13．张华 A A
【详解】
解：（1）用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，用一只弹簧测力计拉结点的力与橡皮条拉力一定在同一直线上，因此比较符合实验事实的是张华。
（2）①保持的读数不变，可使点保持不变，说明合力的大小和方向不变，而使夹角减小，又因，由力合成的平行四边形定则可知，B的示数应是一定变小，A正确，BCD错误。
故选A。
②夹角的变化应是一定变小，A正确，BCD错误。
故选A。
14． B CE CD
【详解】
（1）实验中F是由平行四边形得出的，而是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，由于实验过程不可避免的存在误差，因此理论值和实验值存在一定的偏差；
（2）实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故B正确，ACD错误。
（3）力的合成遵循平行四边形定则，力的图示法可以表示出力的大小、方向和作用点，因而要表示出分力，必修先测量出其大小和方向，故步骤C中遗漏了方向；合力与分力是一种等效替代的关系，替代的前提是等效，实验中合力与分力一定产生相同的形变效果，故步骤E中遗漏了使结点到达同样的位置；
（4）A．画平行四边形时，夹角稍大画出的平行四边形就会准些，但不是夹角越大越好，如果夹角很大可能使合力很小，作图法求得的合力误差会较大，故A错误；
B．数据处理时我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但是并非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用一只弹簧测力计拉时，量程不够，故B错误；
C．在拉橡皮条时，应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内，故C正确；
D．在白纸中作图时，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，再者由于摩擦测得的力的大小也不准，故为了减小因摩擦造成的误差，应使各力尽量与木板面平行，故D正确。
15．（1），；（2）
【详解】
两小球皆静止，故都处于平衡态，合外力为零。
(1)将球1和球2当做一个整体，受力分析如图，Fa与Fc的合力与重力等大反向
所以有
Fa==2mg
Fc=3mg=mg
(2)隔离分析小球2，受力分析如图，G2与Fc的合力与Fb等大反向
所以
Fb==mg
16．；200N
【详解】
弹力垂直于接触面，将力F按作用效果进行分解，如答图所示，由几何关系易得，推开AC面的力为
．
推开BC面的力为
．
17．500N
【详解】
设力F与竖直方向的夹角为θ，将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解图如图甲所示
则有
则得
再将F2按作用效果分解为T和N，作出力的分解图如图乙所示，则有
解得
根据几何知识得可知
解得D所受压力
18．（1）1kg；（2）12N；（3）否；因为A重力沿斜面方向的分力大小等于A受到的摩擦力大小，然后后面还有绳子拉，因而不可能匀速下滑。
【详解】
（1）（2）分别对A和B受力分析如图
对于B
细线中的拉力大小
对于A
解得
（3）增大物体A的质量变为 ，重力沿斜面向下的分力
A受到的滑动摩擦力
因为还受到绳子向上的拉力，物体下滑时，则会出现绳子的拉力和摩擦力的合力大于重力沿斜面向下的分力，这样是不可能下滑的。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页