第四章《力与平衡》单元同步检测卷—2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册word版含答案

第4章《力与平衡》单元同步检测卷-2021-2022年鲁科版高一上必修第一册物理
一、单选题
1．嫦娥五号登陆月球时，从距月面几十千米到几百米的过程中沿图中虚线做匀减速直线运动，这就需要调整发动机的喷气方向，下列四种喷气方向可能使嫦娥五号实现上述运动的是（　　）
A． B． C． D．
2．某同学在研究力的合成和分解实验时，固定好两只定滑轮，钩码通过细绳绕过滑轮，在细绳的某处A系上一个绳套，将弹簧秤钩在绳套上竖直向下用力拉，使系统平衡，如图所示。若，每个钩码的重力大小为，不计摩擦，则关于弹簧秤的示数说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，某钢制工件上开有一个楔形凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形ABC，∠CAB=30°，∠ABC=90°，在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的AB边的压力大小为F1，对BC边的压力大小为F2，则的值为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，一轻杆固定于墙壁，质量为m的物体A连接轻杆并处于静止状态，则轻杆对物体A施加的弹力为（　　）
A．大小为mg，方向沿杆指向右上方
B．大小为mg，方向竖直向上
C．大小为mg，方向沿杆指向右上方
D．大小为mg，方向竖直向上
5．如图所示，一质量为m的运动员用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长、倾角为30°的倾斜角钢索上下滑，下滑过程中轻绳保持竖直状态。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．运动员做减速运动
B．运动员做加速运动
C．钢索对轻质滑环的弹力大小为mg
D．钢索对轻质滑环没有摩擦力
6．如图所示，重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的。平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为。AO的拉力为，BO的拉力为，则（　　）
A． B．
C． D．
7．如图，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力F缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成，已知在力F拉动过程中，斜面和物块M始终保持静止，则在此过程中（　　）
A．地面对斜面的支持力大小不变 B．N所受细绳的拉力大小一直减小
C．M对斜面的摩擦力大小始终不变 D．地面对斜面的摩擦力大小不变
8．如图，在竖直平面内，有一直角三角形金属框架，底边水平。质量为的小球a和质量为的小球b套在框架上，可以无摩擦地滑动。a、b之间不可伸长的细线连接。当系统处于平衡时，关于细线上的张力F及细线与金属框架形成的夹角，下列说法正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
9．如图所示，重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点，O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍，将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上，则（　　）
A．AB绳上的张力为0 B．拉力F的最小值为 G
C．拉力F的最小值为G D．拉力F的最小值为 G
二、多选题
10．如图所示，A、B、C叠放在一起，F作用在B上，三物体仍保持静止，则下列说法正确的是（　　）
A．C受到地面对其向左的摩擦力 B．A受到水平向右的摩擦力
C．B对C的摩擦力方向水平向右 D．C共受到五个力作用
11．如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加水平力，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止。设甲受到地面的摩擦力为、支持力为，轻绳的拉力为，则该过程中（　　）
A．变大，变小 B．变大，变小
C．变大，变小 D．变大，变小
12．如图所示，工人用滑轮搬运货物。轻绳跨过固定在天花板上A点的光滑定滑轮后系在等高的B点，将质量为m的货物用光滑小钩悬挂在A、B间的绳上，AC、AO与竖直方向的夹角均为30°，系统处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．轻绳的拉力
B．人对地面的摩擦力
C．若将系绳的B端向左缓慢移动，人仍能保持静止状态
D．若将系绳的B端向正下方缓慢移动，人仍能保持静止状态
13．如图所示，固定的斜面上叠放着A，B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A，B保持静止，且则下列描述正确的是（　　）
A．A对B的摩擦力可能为0
B．B可能受到3个或4个力作用
C．A、B整体可能受三个力作用
D．斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下
14．如图∶一光滑轻滑轮用细绳OO′悬挂于点O′，另一细绳跨过光滑轻滑轮，其中一端悬挂质量为m的小球A，另一端系一质量也为m的小球B，A、B均可看作质点，外力F作用在B上，使A、B均静止，若F的大小方向在一定范围内变化，则（　　）
A．当BO绳水平时，F=mg
B．改变F的大小和方向，AO与BO的夹角不断增大时绳OO′上的张力先减小后增大
C．当β=40°时，力F的方向与竖直方向的夹角为80°
D．改变F的大小和方向，AO与BO的夹角不断增大时外力F逐渐变大
15．“腊月二十四，掸尘扫房子”，据《吕氏春秋》记载，中国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意在新年里顺利平安．春节前夕，小红需移开沙发，清扫污垢，质量的沙发放置在水平地面上，小红用力F推沙发，当F斜向下与水平成时，如图，若，沙发恰好开始做匀速运动，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．沙发与地面间的动摩擦因数
B．沙发开始运动后，保持F大小不变，增大角，物体将做加速运动
C．若F方向能随意改变，想用最小的力推动沙发，应使F沿水平方向
D．若F方向能随意改变，能让沙发匀速运动，力F的最小值为50N
三、实验题
16．用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如下图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
（1）本实验中“等效代替”的含义是______。
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿着AO方向的是______，图中______是F1、F2合力的理论值，______是合力的实验值。
（3）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是______。
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些
17．利用如图所示的实验装置，测量木块B与木块A之间的动摩擦因数，重力加速度为g：
（1）首先测量了木块B的质量为m，将木块B的一端用轻绳和弹簧测力计的挂钩系在一起，测力计的另一端固定，把木块B放在水平放置的木板A上，则木块B对木板A的压力大小为___
（2）用水平力F拉木板A，在A、B相对滑动的过程中，弹簧测力计的示数___（填“变大”、 “不变”、“变小”），若在该过程中的某时刻观察到弹簧测力计示数为F，则木板B和木板A之间的弹簧摩擦因数为____．
四、解答题
18．如图所示，物体A和物体D重分别为400N、200N， 物体A与桌面间、物体A和物体D间的动摩擦因数均为0.3，它们间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。AC绳水平，OC绳与竖直方向的夹角为30°，求：
（1）整个系统静止时，物体A和物体D间摩擦力为多少？
（2）当物体B重100N时，A所受桌面的摩擦力为多少？
（3） 如果OC绳能够承受的最大拉力为400N，A静止不动，问所挂物体B的最大重量为多少？
19．如图所示，物体A重，B重，A、B接触面粗糙，A，B间的动摩擦因数为，地面与B接触面粗糙，物体A用一弹簧与墙壁连接，弹簧的劲度系数为，物体B受到一个与水平方向成45°斜向上的力F，，在这个力F的作用下，物体B可以被匀速的拉出，且在这一过程中物体A保持静止状态。试求：
（1）物体A受到的摩擦力；
（2）弹簧的伸长量；
（3）地面与物体B之间的动摩擦因数。
20．如图，质量的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中、的相对位置保持不变，。在运动过程中，求：
（1）轻绳与水平方向的夹角θ；
（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。
21．如图所示，长木板B放在光滑水平地面上，质量为的木箱A放在长木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，用水平向右、大小为的力F拉着长木板B匀速运动时，木箱A保持静止，轻绳与水平方向的夹角为。已知，，，求：
（1）轻绳上的张力的大小；
（2）木箱A与长木板B之间的动摩擦因数。
参考答案
1．C
【详解】
嫦娥五号落月接近段将沿图中虚线做匀减速直线运动，故受到的合力方向与运动方向相反，因受到的重力竖直向下，通过受力分析可知
故选C。
2．B
【详解】
以A点为研究对象，受力分析如图
A点受三个力且处于平衡状态
F1=3G0，F2=4G0，α=90°
由平行四边形定则可知，F1和F2合力F′=F又由勾股定理可得
由三个力的合力为零，任何两个力的合力与第三个力等大反向知
故选B。
3．B
【详解】
金属球受到的重力产生两个作用效果，压AB面和压BC面，如图所示，对AB面的压力大小F1等于分力G1，对BC面的压力大小F2等于分力G2，故
故选B。
4．B
【详解】
连接在物体上的轻杆为固定杆，其施加的弹力不一定沿杆的方向，对物体受力分析可知，物体受重力和杆的弹力而处于二力平衡，物体受到轻杆的弹力一定是大小为mg，方向竖直向上，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】
AB．以人为研究对象，人受到重力和绳子的拉力两个作用，人沿杆的方向做直线运动，则知绳子拉力与人的重力二力平衡，否则下滑过程中轻绳不能始终保持竖直，与题矛盾。所以人做匀速运动，故AB错误；
CD．再以环和人整体为研究对象，由于轻环的重力不计，则根据平衡条件得，钢索对轻环的作用力等于人的重力。钢索对轻环的摩擦力等于人的重力沿钢索向下的分力，为，不为零；钢索对轻质滑环的弹力等于重力的垂直分力，为
故C正确，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
对结点O受力分析可知：
故选D。
7．A
【详解】
B．设拉物块N的细绳与竖直方向夹角为θ，细绳拉力为T，对N进行受力分析
解得
，
随着θ的增大，细绳拉力T逐渐增大，水平力F逐渐增大，B错误；
C．对物块M进行受力分析可知，若初始状态M受摩擦力沿斜面向下，随着细绳拉力T逐渐增大，摩擦力逐渐变大；若初始状态M受摩擦力沿斜面向上，随着细绳拉力T逐渐增大，摩擦力逐渐变小，可能还会反向逐渐变大，根据牛顿第三定律可知，C错误；
AD．将两滑块和斜面体作为整体，受力分析。在竖直方向上，水地面对斜面体的支持力始终等于他们的总重量保持不变；在水平方向上，随水平拉力F逐渐增大，地面对斜面的摩擦力逐渐增加，A正确，D错误。
故选A。
8．A
【详解】
分别对两小球受力分析有
解得
故选A。
9．A
【详解】
A．因OA竖直，则AB绳上的张力为0，选项A正确；
BCD．当F的方向垂直OB时，拉力F最小，则拉力F的最小值为
选项BCD错误。
故选A。
10．ACD
【详解】
A．以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，选项A正确；
B．以A为研究对象，A不受摩擦力，选项B错误；
C．B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反，由此可知，B对C的摩擦力的大小等于F，方向水平向右，选项C正确；
D．可将C隔离开作为隔离体进行分析，C受到五个力的作用，选项D正确。
故选ACD。
11．BC
【详解】
甲乙受力如图所示
设细绳与竖直方向夹角为α，甲静止，小球乙缓慢上升一小段距离，甲乙都处于平衡状态，由平衡条件得
乙球缓慢上升过程，α变大，β不变，G甲、G乙不变，则F变大，T变大，f变大，N变小。
故选BC。
12．BCD
【详解】
A．以物体为研究对象，有
可得出
故A错误；
B．以人为研究对象，在水平方向有
则摩擦力为
故B正确；
C．B向左移动，绳子对人在水平方向上的分力减小，竖直方向上的力不变，人对地的压力不变，所以摩擦力还是小于人与地之间的最大静摩擦，所以人会保持静止，故C正确；
D．B下移，物块也会下移（绳子拉力一定，两边夹角始终相等）所以绳子的拉力不会发生改变，和挂衣架的物理模型一样，所以人会保持静止，故D正确。
故选BCD。
13．CD
【详解】
C．对AB整体受力分析，受重力、支持力、推力，可能有静摩擦力当推力的平行斜面方向分力与重力的下滑分力平衡时为零，故可能受三个力作用，故C正确；
A．对物体A受力分析，因水平方向受推力F作用，则必然受到向右的静摩擦力，根据牛顿第三定律，A对B的摩擦力水平向左，大小为F；故A错误；
B．对物体B受力分析，受重力，A对B的压力，A对B水平向左的静摩擦力，斜面对B垂直向上的支持力，斜面对B可能有静摩擦力当A对B向左的静摩擦力的平行斜面方向分力与重力的下滑分力平衡时为零，故B受4个力或者5个力；故B错误；
D．当A对B向左的静摩擦力的平行斜面方向分力大于重力的下滑分力时，B物体有上滑趋势，故受到平行斜面向下的静摩擦力，故D正确；
故选CD。
14．AD
【详解】
A．当BO绳水平时，F拉力的水平分量等于A球的重量mg，F拉力的竖直分量等于B球的重量mg，因此F拉力的大小为
A正确；
B．由于绳子拉力的大小始终等于A球的重量，AO与BO的夹角不断增大时，两绳拉力的合力逐渐减小，因此绳OO′上的张力逐渐减小，B错误；
C．对B进行受力分析，如图所示
由几何关系可知，角β与角θ互补，当β=40°时
而F处于角平分线上，因此力F的方向与竖直方向的夹角为70°，C错误；
D．当AO与BO的夹角β不断增大时，角θ逐渐减小绳子拉力T与B球的重量mg合力逐渐增大，因此外力F逐渐变大，D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
A．对物体进行受力分析，水平方向有
竖直方向有
所以，可得
动摩擦因数为
A正确；
B．保持F不变，增大角，水平方向有
增大角，压力增大，减小，合力减小，物体减速运动，B错误；
C． 对物体进行受力分析，水平方向有
竖直方向有
可得，最小的推力应该斜向上，C错误；
D．对物体进行受力分析，竖直方向有
水平方向有
所以，可得
即，当时，F最小，有
D正确。
故选AD。
16．D F B
【详解】
(1)[1]该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的，即要求橡皮筋的形变量大小和方向相同，故ABC错误，D正确；
(2)[2][3][4] F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，因此其方向沿着AO方向；
(3)[5]A．通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；
B．测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；
C．用弹簧秤同时拉细绳时，拉力不能太太，也不能太小，故C错误；
D．为了减小误差，拉橡皮条的细绳要稍长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D错误。
17．mg 不变
【分析】
本题考查影响摩擦力的大小的因素
【详解】
①根据二力平衡，知B物体受到重力和支持力，求得支持力为mg，根据牛顿第三定律可知B对A的压力大小为mg；
②在A、B相对滑动后，A、B间的摩擦力为滑动摩擦力，而滑动摩擦力的大小 ，因摩擦因数保持不变，所以滑动摩擦力大小不变，根据二力平衡，B物体所受弹簧秤拉力应与摩擦力大小相等，故而弹簧秤示数保持不变；
③弹簧秤示数是Fe，则B物体所受滑动摩擦力大小也为Fe，由可知摩擦因数．
18．(1)0；(2)，方向水平向右； (3)
【详解】
(1)整个系统静止时，物体A和D处于平衡状态，在水平方向上受力为零，所以物体A和D间的摩擦力大小0N；
(2)以结点C为研究对象，建立直角坐标系
x轴上
y轴上
联立得
代入其值得
以A为研究对象，由受力分析可得A受到的静摩擦力
方向水平向右
(3)逐渐加大B的重力时，要使系统处于平衡状态，CA绳拉力不能超过A的最大静摩擦力即
OC绳能够承受的最大拉力为400N，由上面分析知
即
故CA先达到最大拉力，由上述表达式可知
19．(1)30N；(2)0.15m；(3)0.25
【详解】
(1)A 物体受滑动摩擦力，摩擦力
(2) 对A物体进行受力分析，A物体平衡，A受到的摩擦力与弹力平衡，所以
解得
(3)B可以被匀速的拉出，对B受力分析，根据平衡条件得
解得
20．(1)；(2)
【详解】
小球并带动木块一起向右匀速运动，均处于平衡状态，设轻绳的拉力为T，对小球，由平衡条件可得
水平方向上
竖直方向上
联立代入数据可得。
(2)把小球和木块当成以整体，设杆的支持力为N，由平衡条件可得
水平方向
竖直方向
联立代入数据可得。
21．(1)；(2)
【详解】
(1)由平衡条件可知，水平方向A、B分别满足
联立解得。
(2)对A进行受力分析如图所示
正交分解可得
又，联立解得。