高中物理教科版必修一 作业 第四章 章末过关检测 Word版含解析

章末过关检测
(时间：60分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题，每小题6分，共48分)
1．下列属于平衡状态的物体是(　　)
A．直道上高速匀速跑过的法拉利赛车
B．百米竞赛中运动员起跑时速度为零的瞬间
C．被王浩击中的乒乓球与球拍相对静止时
D．乘客在加速启动的列车中静止不动
解析：由于赛车高速匀速行驶，赛车处于平衡状态，A正确；运动员起跑时虽速度为零，但具有加速度，B错误；乒乓球此时所受弹力最大，加速度最大，故C错误；乘客虽在列车中相对于列车静止不动，但他随列车加速运动，D错误．
答案：A
2．一个物体受到三个力的作用，三力构成的矢量图如图所示，则能够使物体处于平衡状态的情形是(　　)
解析：处于平衡状态的物体，所受合外力为零，题中的四个选项中只有选项A合力为零．
答案：A
3．如图所示，一质量为m的物体静止在斜面上，斜面的倾角为θ.重力加速度为g.关于物体所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．方向沿斜面向上
B．方向沿斜面向下
C．大小为零
D．大小为mg
解析：由物体静止可知物体所受的摩擦力要和重力沿斜面向下的分力平衡，故大小为mgsin θ，方向沿斜面向上．
答案：A
4．两块轻质竖直平行板A、B之间夹着一块重力为6 N的长方体木块C，如图所示，此时A、B对C的压力均为10 N，若C与A、B之间的动摩擦因数均为μ＝0.4，要将C沿竖直方向从两板间拉出，并且使C做匀速直线运动，则需对C施加外力F的大小为(　　)
A．14 N　　　　 B．10 N
C．8 N D．6 N
解析：要考虑将C向上和向下匀速拉出两种情况．向上匀速拉出时F＝G＋f＝G＋2μN＝14 N，A正确．向下匀速拉出时F＝2μN－G＝2 N，故B、C、D均错误．
答案：A
5．如图，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切．穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N.在运动过程中(　　)
A．F增大，N减小　　　 B．F减小，N减小
C．F增大，N增大 D．F减小，N增大
解析：小球一直受到重力、支持力、拉力作用，根据共点力平衡，有F＝mgsin α，N＝mgcos α(α是弹力与竖直方向的夹角)，随着夹角的增大，支持力逐渐减小，拉力逐渐增大，A项正确．
答案：A
6．如图所示，人重600 N，木板重400 N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2.现在人用水平力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则(　　)
A．人拉绳的力是200 N
B．人拉绳的力是100 N
C．人的脚给木板的摩擦力向右
D．人的脚给木板的摩擦力向左
解析：把人与木板看成一个整体，绳拉人与绳拉木板的力都为T，根据平衡条件有：2T＝μN＝μ(G1＋G2)，所以T＝100 N，即人拉绳的力也是100 N，故A错误，B正确；以人为研究对象，人处于平衡状态，其中绳对人的拉力向右，因而木板对人的静摩擦力向左，根据力是物体间的相互作用，则人对木板的静摩擦力方向向右，故C正确，D错误．
答案：BC
7．如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力N和摩擦力f分别为(　　)
A．N＝m1g＋m2g－Fsin θ
B．N＝m1g＋m2g－Fcos θ
C．f＝Fcos θ
D．f＝Fsin θ
解析：把质量为m1、m2的两个物体看成一个整体进行研究，进行受力分析，水平方向上：f＝Fcos θ，C正确，D错误；竖直方向上：N＋Fsin θ＝m1g＋m2g，所以N＝m1g＋m2g－Fsin θ，所以A正确，B错误．
答案：AC
8．如图所示，质量为m、顶角为α的直角劈和质量为M的正方体放在两竖直墙和一水平面间，处于静止状态．若不计一切摩擦，则(　　)
A．水平面对正方体的弹力大小为(M＋m)g
B．墙面对正方体的弹力大小为
C．正方体对直角劈的弹力大小为mgcos α
D．直角劈对墙面的弹力大小为mgsin α
解析：把两个物体看成一个整体，分析受力，水平方向受两个弹力，竖直方向受重力和支持力，在竖直方向上由二力平衡可得，水平面对正方体的弹力大小为(M＋m)g，选项A正确；以直角劈为研究对象，其受竖直向下的重力mg，右面墙的弹力F2，方向水平向左，正方体对直角劈的支持力F，方向过两物体的接触点垂直于直角劈的斜面，即与水平方向的夹角为α，由力的合成和二力平衡可知，F2与F的合力与重力等大反向，故F＝，F2＝Fcos α＝，所以选项C错误；由牛顿第三定律知直角劈对墙面的弹力大小为，所以选项D错误；再以整体为研究对象得墙面对正方体的弹力大小与F2相等，即为，所以选项B正确．
答案：AB
二、非选择题(本题共4小题，共52分)
9．(12分)如图所示，一个质量为m的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，沿着倾角为α的斜面匀速向上运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ.求拉力F的大小．
解析：物体处于平衡状态，受力分析如图所示，由共点力的平衡条件可知：
平行于斜面方向：F－mgsin α－f＝0，
垂直于斜面方向：N－mgcos α＝0，
其中f＝μN，
由以上三式解得F＝mgsin α＋μmgcos α.
答案：mgsin α＋μmgcos α
10．(12分)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α，网兜的质量不计，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力．
解析：法一：合成法
取足球为研究对象，它受重力G＝mg、
墙壁的支持力F1和悬绳的拉力F2三个共点力作用而平衡，由共点力平衡的条件可知，F1和F2的合力F与G大小相等、方向相反，即F＝G，
从如图中力的平行四边形可求得F1＝Ftan α＝mgtan α，F2＝＝.
法二：分解法
取足球为研究对象，它受重力G、墙壁的支持力F1和悬绳的拉力F2.如图所示，将重力G按作用效果分解为F1′和F2′，由共点力平衡条件可知，F1与F1′的合力必为0，F2与F2′的合力也必为0，
所以F1＝F1′＝mgtan α，F2＝F2′＝.
答案：　mgtan α
11．(14分)如图所示，一根水平的粗糙横杆上套有两个质量均为m的铁环，两铁环上系着两根等长的细线，共同拴住一质量为M＝2m的小球．若细线与水平横杆的夹角均为θ时，两铁环与小球均处于静止状态，则水平横杆对其中一铁环的弹力为多大？摩擦力为多大？
解析：分析O点的受力情况如图甲所示．由对称性可知F2＝F3，由平衡条件知，
F2sin θ＋F3sin θ＝F1.
分析小球的受力情况可得F1＝Mg＝2mg，
所以F2＝F3＝.
分析A环的受力情况如图乙所示，由平衡条件得
水平方向：f＝F2·cos θ，得f＝.
竖直方向：N＝mg＋F2sin θ，得N＝2mg.
答案：2mg　
12．(14分)如图所示，人重300 N，物体重200 N，地面粗糙，无水平方向滑动，当人用100 N的力向下拉绳子时，求地面对人的弹力多大？地面对物体的弹力和摩擦力各多大？
解析：对人受力分析如图甲所示，人受到重力mg、地面支持力N和绳子的拉力T三个力的作用，人用100 N的力向下拉绳子，T＝100 N．根据平衡条件有
N＋T＝mg
解得：N＝mg－T＝300 N－100 N＝200 N
对物体受力分析，物体受重力Mg、支持力N′、摩擦力f和绳的拉力T四个力的作用，根据平衡条件，
在水平方向有：Tcos 60°＝f
在竖直方向有：N′＋Tsin 60°＝Mg
解得：f＝50 N
N′＝ Mg－Tsin 60°＝200 N－100× N＝113.4 N.
答案：200 N　113.4 N　50 N
JK