人教版(2019)必修一 3.5 共点力的平衡 同步测试卷
一、单选题(共10题;共20分)
1.下面四个图象依次分别表示四个物体A,B,C,D的加速度a、速度v、位移x和滑动摩擦力f随时间变化的规律。其中物体一定受力平衡的是( )
A. B.
C. D.
2.如图,竖直倒放的气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁无摩擦。下列措施中,稳定后封闭气体压强变大的是( )
A.升高气体温度 B.使气缸向上匀速运动
C.顺时针转30° D.增加气缸质量
3.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力( )
A.等于人的推力 B.等于摩擦力
C.等于零 D.等于重力的下滑分力
4.如图所示,两个大小相同的小球带有同种电荷,质量分别为 ,和 ,带电量分别为 和 用细绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,它们与竖直线所成的角度均为 ,且两球同处一水平线上,则下述结论中正确的是
A. 一定等于
B.一定满足
C. 一定等于
D.必须同时满足 ,
5.台灯的灯头与灯座通过一根能弯曲的白色塑料细杆相连,甲、乙、丙三个图中白色塑料细杆的弯曲程度各不相同,以下说法正确的是( )
A.甲图中细杆对灯头的作用力最小
B.丙图中细杆对灯头的作用力最大
C.乙图水平地面对台灯有摩擦力作用
D.三图中细杆对灯头的作用力一样大
6.如图所示,内壁光滑的半球形容器固定放置,其圆形顶面水平.两个完全相同的小球a.b分别沿容器内壁,在不同的水平面内做匀速圆周运动.下列判断正确的是( )
A.a对内壁的压力小于b对内壁的压力
B.a的周期小于b的周期
C.a的角速度小于b的角速度
D.a的向心加速度与b的向心加速度大小相等
7.如图所示,轻质弹簧一端系在质量为m=1kg的小物块上,另一端固定在墙上.物块在斜面上静止时,弹簧与竖直方向的夹角为37°,已知斜面倾角θ=37°.斜面与小物块间的动摩擦因数μ=0.5,斜面固定不动.设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,下列说法正确是( )
A.小物块可能只受三个力 B.斜面对物块支持力可能为零
C.弹簧弹力大小一定等于4N D.弹簧弹力大小可能等于5N
8.静止在水平面上的物体,受到的作用力是( )
A.只有重力
B.重力和地面的支持力
C.重力、地面的支持力和物体对地面的压力
D.地面的支持力和物体对地面的压力
9.如图所示,粗糙的斜面体M放在粗糙的水平面上,物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑,斜面体静止不动,斜面体受地面的摩擦力为f1;若用平行于斜面向下的力F推动物块,使物块加速下滑,斜面体仍静止不动,斜面体受地面的摩擦力为f2;若用平行于斜面向上的力F推动物块,使物块减速下滑,斜面体还静止不动,斜面体受地面的摩擦力为f3,则 ( )
A.f2>f3>f1 B.f3>f2>f1 C.f1=f2=f3 D.f2>f1>f3
10.如图所示,圆心为O,水平直径为AB的圆环位于竖直面内,一轻绳两端分别固定在圆环的M、N 两点,轻质滑轮连接一重物,放置在轻绳上,MN连线过圆心O且与AB间的夹角为 ,不计滑轮 与轻绳之间的摩擦。圆环顺时针缓慢转过角度 的过程,轻绳的张力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大再减小 D.先减小再增大
二、多选题(共7题;共21分)
11.如图所示,物体A放在水平桌面上,通过定滑轮悬挂一个重为10 N的物体B,且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4 N.要使A静止,需加一水平向左的力F1,则力F1的取值可以为( )
A.6 N B.8 N C.10 N D.12 N
12.如图所示,倾角θ=30°的斜面上有一重为G的物体,在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动,若图中φ=45°,则( )
A.物体所受摩擦力方向平行于斜面沿虚线向上
B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=
C.物体所受摩擦力方向与水平推力垂直且平行斜面向上
D.物体与斜面间的动摩擦因数μ=
13.用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向静止,如果握力加倍,则手对瓶子的摩擦力( )
A.握力越大,摩擦力越大
B.只要瓶子不动,摩擦力大小与握力大小无关
C.方向始终向上
D.手越干越粗糙,摩擦力越大
14.如图,一质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与斜面垂直,则( )
A.滑块不可能只受到三个力作用
B.弹簧可能处于伸长状态
C.斜面对滑块的支持力大小可能为零
D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 mg
15.用三根细线a、b、c将重力均为 的两个小球1和2连接并悬挂,如图所示。两小球处于静止状态,细线与竖直方向的夹角为30°,细线水平。那么( )
A.细线ɑ对小球1的拉力为
B.细线b对小球1的拉力为
C.细线c对小球2的拉力为
D.细线b与细线c对小球2产生的合力竖直向上
16.如图,在粗糙水平面上有质量为m的物体,被一劲度系数为k的轻弹簧连在左侧墙上,物体在O点静止时,弹簧恰为自然长度;物体只有在A、B之间才能处于静止状态,则下列说法中正确的是( )
A.物体在AO之间运动时,受到的摩擦力方向一定向右
B.物体静止在AB之间时,离O越近,受到的摩擦力越大
C.物体静止在AB之间时,离O越近,受到的摩擦力越小
D.用水平拉力将物体从A位置快速拉到B位置,在此过程中,物体受到地面的摩擦力保持不变
17.如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为T1,然后撤去水平力F,小球从B返回到A点时细线的拉力为T2,则( )
A.T1=T2=2mg
B.从A到B,拉力F做功为 mgL
C.从B到A的过程中,小球受到的合外力大小不变
D.从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率一直增大
三、填空题(共6题;共12分)
18.在弹性限度之内,一轻弹簧受到10 N的拉力时,它的伸长量是4 cm,则该弹簧劲度系数是 N/m,当弹簧不受拉力时,该弹簧劲度系数是 N/m,当弹簧两端受到拉力为10 N时,弹簧的伸长量是 cm。
19.如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑,质量为M,半径为R的半球形容器底部O′处(O为球心),另一端与质量为m的小球相连,小球静止与P点.已知容器与水平面间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向间的夹角为θ=30°,则半球形容器对地面的压力大小为 ,弹簧对小球的弹力大小为 .
20.如图所示,在倾角为α的斜面上,重为G的小球被竖直的木板挡住,不计一切摩擦,则小球对斜面的压力为 ,小球对木板的压力为 .
21.如图,三个可视为质点的金属小球A、B、C质量都是m,带正电量都是q,连接小球的绝缘细线长度都是L,静电力恒量为k,重力加速度为g.(小球可视为点电荷)则连结B、C的细线张力为 ,连结A、B的细线张力为 .
22.果农手握如图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝.这时修枝剪刀属于 杠杆,它的支点在 点(选填“A”、“B”、“C”).
23.一木箱在水平推力作用下,沿水平地面向右做直线运动.木箱的质量m=20kg,与地面间的动摩擦因数μ=0.20,重力加速度g取10m/s2,则木箱受到的滑动摩擦力大小为 N,方向 (填“向左”或“向右”).
四、实验探究题(共2题;共11分)
24.在“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 .(填选项代号)
A.电压合适的低压交流电源
B.电压可调的低压直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
(2)实验过程中,下列做法正确的是 .
A.先接通电源,再使纸带运动
B.先使纸带运动,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)某同学用打点计时器测做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,但仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=16.6mm,xB=126.5mm,xD=624.5mm
若无法再做实验,可由以上信息推知:
①相邻两计数点的时间间隔为 s
②打C点时物体的速度大小为 m/s(取2位有效数字)
③物体的加速度大小为 (用xA、xB、xD和f表示)
25.图中甲为“探究求合力的方法”的实验装置.
(1)下列说法中正确的是________.
A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,拉橡皮条结点到达的位置O不能变化
B.用弹簧测力计拉细绳时,拉力方向必须竖直向下
C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°
(2)某次操作时,一只弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为 N.
五、计算题(共3题;共36分)
26.如图,在水平方向的匀强电场中,用一长度为L的绝缘细线悬挂一个大小可以忽略的质量为m、带电量为q的小球,当细线与竖直方向的夹角为θ时,小球恰好静止不动,试求匀强电场的电场强度.
27.如图,横截面积为、高为60cm的相同导热汽缸A、B,下端有细管(容积可忽略)连通,汽缸A顶部封闭,汽缸B的顶部有一阀门K。B中有一可自由滑动的活塞,质量为5kg、厚度可忽略,封闭了一定质量的气体(可视为理想气体)。初始时,阀门K关闭,活塞上方空气稀薄,可认为是真空,活塞静止在B的正中间。已知室温为27°C,大气压强为,重力加速度为。
(1)求初始时封闭气体的压强;
(2)接着打开K,求活塞稳定时封闭气体的体积;
(3)在K打开的情况下,若通过加热汽缸内气体,使活塞能够到达汽缸B活塞的顶部,至少需要加热到多高的温度?
28.如图所示,用三根轻绳AB、BC、CD连接两个小球,两球质量均为m,A、D端固定,系统在竖直平面内静止,AB和CD与竖直方向夹角分别是 和 ,求:三根轻绳的拉力大小.
参考答案
1.C
2.C
3.C
4.C
5.D
6.B
7.D
8.B
9.C
10.C
11.A,B,C,D
12.A,D
13.B,C
14.B,D
15.A,C,D
16.C,D
17.A,B
18.250;250;4
19.(m+M)g;mg
20.;Gtanα
21.mg+ ;2mg+
22.省力;B
23.40;向左
24.(1)A;C
(2)A;D
(3)0.1;2.5;
25.(1)A;C
(2)4.00
26.解:小球受力如图所示,根据平衡条件可知:电场力qE与重力mg的合力与细线的拉力T等值、方向反向,则力的合成图得知:
F=qE=mgtanθ=mgtan30°
解得:
E=
答:匀强电场的电场强度为 .
27.(1)解:以活塞为研究对象,对其受力分析有
因其处于平衡状态,所以重力与气体压力大小相等、方向相反,设封闭气体压强为,有
解得
(2)解:打开阀门后,以活塞为研究对象,设平衡后封闭气体压强变为,则有
活塞稳定时封闭气体的体积为,根据玻意耳定律有
两式联立解得
因为活塞到容器B底部后便不能再动,所以封闭气体体积不可能小于,则可推断气体全部被封闭在容器A中,所以封闭气体的体积为
(3)解:在K打开的情况下,设活塞在底部时封闭气体的初始状态为、 、,则根据玻意耳定律有
若通过加热汽缸内气体,使活塞能够到达汽缸B活塞的顶部,此时气体末状态参量为、 、,根据气体状态方程有
以上式子联立解得
则至少需要加热到,即
28.解:先用整体法对BC进行受力分析,根据共点力平衡条件列出方程进行求解;再用隔离法对C进行受力分析,根据共点力平衡条件列出方程进行求解.
对BC球整体受力分析,如图所示
根据共点力平衡条件有:
再对C球受力分析,如图所示
根据共点力平衡条件,有:
x方向:
y方向: 联立解得: ,