高一物理同步测试(10)—物体的平衡

图2高一物理同步测试（10）—物体的平衡本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试用时60分钟。

第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题（每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。

）1．下列各组共点的三个力中，可能平衡的有 （ ） A ．3N ，4N ，8N B ．3N ，5N ，1N C ．4N ，7N ，8N D ．7N ，9N ，12N2．质量为m 的物体放在水平桌面上，物体与水平桌面的动摩擦因数为μ，当用力F 水平拉物体时，物体仍保持静止，物体在水平方向受到的合力为（ ） A ．零 B ．F C ．F －μmg D ．μmg3．如图1所示，绳的一端固定在竖直的墙壁上，另一端系一光滑重球，设悬绳对球的拉力为F 1，墙壁对球的支持力为F 2，那么当绳的长度增加时，下面哪个说法正确 （ ） A ．F 1、F 2均不变 B ．F 1减小，F 2增大 C ．F 1增大，F 2减小D ．F 1减小，F 2减小4．如图2 ） A ．沿斜面向上 B ．垂直斜面向上 C ．竖直向上D ．无法确定5．如图3所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m 的物块，物块和劈块切处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块（ ） A ．有摩擦力作用，方向向左 B ．有摩擦力作用，方向向右 C ．没有摩擦力作用 D ．条件不足，无法判定6．如图4所示，在绳下端挂一物体，用力F 拉物体使悬线偏离竖直方向的夹角为α且保持平衡。

若保持角不变，当拉力F 与水平方向的夹角β为多大时，F 有极小值（ ）A ．β＝0B ．β＝2C ．β＝αD ．β＝2α7．如图5所示，质量为M 的物体，在与竖直线成θ角，大小为F 的恒力作用下，沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小的下列结论中正确的是（ ） ①Mg －Fcos θ； ②μMg ＋F cos θ；③μF sin θ； ④μ(Mg －Fcos θ)。

A ．①③ B ．②④ C ．①② D ．③④图3图4图58．如图6所示，A 球和B 球用轻绳相连，静止在光滑的圆柱面上，两球可视为质点。

若A球的质量为m ，则B 球的质量为（ ）A ．34m B ．23mC ．35mD ．2m9．如图7所示，A 、B 两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的摩擦系数相同，先后用水平力F 1和F 2拉着A 、B 一起匀速运动，则（ ）①F 1 ≠ F 2 ②F 1＝F 2③T 1＞T 2④T 1＜T 2 A ．①③ B ．①④C ．②③D ．②④10．如图8所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC 水平，AC 边竖直，∠ABC ＝α，AB 及AC 两边上分别套用有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB 所成的角θ的大小为（细线长度小于BC ）（） A ．θ＝αB ．θ＞2pC ．θ＜αD ．α＜θ＜2p 第Ⅱ卷（非选择题，共60分）二、填空题（每小题6分，共24分。

把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。

） 11．已知物体在倾角为α的斜面上恰能匀速下滑，则物体与斜面间的动摩擦因数是________；如果物体质量为m ，当对物体施加一个沿着斜面向上的推力时恰能匀速上滑，则这个推力大小是_______。

12．磅秤上站着一个重为500N 的人，并放着一个重40N 的重物，则磅秤的读数为________N 。

当人用20N 的力竖直向上提重物时，则磅秤的读数为___________N 。

13．如图9所示，物体M 受到两个水平推力：F 1＝20 N ，F 2＝5 N ，向右匀速运动。

若不改变F 1大小和方向及F 2的方向，要使物体能向左匀速运动，F 2应增大到原来的___________倍。

14．如图10所示，完全相同的A 、B 两物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数均为0.2，每个物体重G ＝10N ，设两物体与水平面间的最大静摩擦力均为2.5N 。

若对A 施加一个由零均匀增大到6N 的水平推力F ，则A 所受的摩擦力F 1随推力F 变化的情况请在图中作出。

15．如图11所示，一个准确的弹簧秤，置于粗糙的水平地面上，用F 1＝5N 的水平力拉秤钩，用F 2＝6N 的水平力拉另一端的圆环，弹簧秤处于静止状态。

这时弹簧秤受到的静图6B图8图7图10摩擦力大小是_______N ，方向___________。

弹簧秤的示数为_______N 。

16．有两个光滑球，半径均为r ＝3cm ，重均为8N ，静止在半径为R ＝8cm的光滑半球形碗底，如图12所示。

两球间的相互作用力的大小为_______N 。

当碗的半径增大时，两球间的相互作用力变___________，球对碗的压力变___________（填“大”或“小”）。

三、计算题（共36分。

要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。

） 17．（10分）重力G ＝40N 的物体，与竖直墙壁间的动摩擦因数μ＝13，若用斜向上的F ＝50N 的推力托住物体，使物体处于静止，如图13所示，求这时物体受到的摩擦力是多大？要使物体能匀速下滑，推力F 的大小应变为多大？(sin53º＝0.6)18．（10分）如图14所示，小球的质量为2kg ，两根轻绳AB 和AC 的一端连接于竖直墙上，另一端系于小球上，AC 绳水平。

在小球上另施加一个方向与水平线成θ＝60º角的拉力F ，若要使绳子都能伸直，求拉力F 的大小范围。

19．（16分）如图15所示，质量为m 的物体被劲度系数为k 2的弹簧2悬挂在天花板上，下面还拴着劲度系数为k 1的轻弹簧1，托住下弹簧的端点A 用力向上压，当弹簧2的弹力大小为12mg 时，弹簧1的下端点A 上移的高度是多少？高一物理同步测试（10）参考答案一、选择题 1．【答案】CD【解析】共点力的平衡条件是合力为0。

三个共点力的合力要先确定两个力的取值范围，如果第三个力的数值在两个力的合力的取值范围内，则三个力的合力能够取0。

三个共点力同时作用可以使物体平衡。

图12 图13图14图152．【答案】A【解析】当用力F 水平拉物体时物体仍保持静止，所以物体处于平衡状态，物体在水平方向受到的合力为零。

3．【答案】D【解析】球受重力mg 、悬绳对球的拉力为F 1、墙壁对球的弹力为F 2三个力作用，三个力构成封闭的矢量三角形。

当绳的长度增加时，F 1与竖直方向的夹角减小，所以F 1减小，F 2减小，如右图。

4．【答案】C【解析】物体静止在斜面上，物体的合力为零。

斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的总称，这两个力的合力应与重力等值反向，方向竖直向上。

5．【答案】C 【解析】以整体为对象，在水平面上只受重力和支持力两个力作用。

水平方向没有其它外力，劈块相对于水平面没有相对运动或运动趋势，故粗糙水平面对三角形劈块没有摩擦力作用。

6．【答案】C【解析】以结点O 为对象，受重物向下的拉力G 、绳的拉力T 和拉力F ，三力平衡，构成封闭的矢量三角形。

G 的大小和方向确定，T 的方向不变，从矢量三角形可知，当F 与T 垂直时F 有极小值，此时有β＝α。

7．【答案】A【解析】质量为M 的物体，在与竖直线成θ角，大小为F 的恒力作用下，沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁间的滑动摩擦力方向向上，设其大小为F 1。

根据竖直方向的平衡有： Mg ＝Fcos θ＋F 1解得：F 1＝Mg －Fcos θ设物体与墙壁间的压力为F N ，根据水平方向的平衡有： F N ＝F sin θ根据滑动摩擦定律有： F 1＝μF N ＝μF sin θ 8．【答案】A【解析】连接A 、B 两球的轻绳对两球的拉力T 数值相等，对A 球沿圆柱面的切线有： T ＝mg sin37º设B 球的质量为M ，对B 球沿圆柱面的切线有： T ＝Mg sin53º 故有Mg sin53º＝mg sin37º 解得：M ＝34m 。

9．【答案】D【解析】以木块A 为对象，绳的拉力的竖直分力导致第一次对地面的压力小，地面对A 的滑动摩擦力小。

第一次对地面的压力大，地面对A 的滑动摩擦力大。

两次绳的拉力的水平分力与滑动摩擦力平衡。

所以有T 1＜T 2。

以整体为对象，绳的拉力为内力。

两次整体对地面的压力大小相同，滑动摩擦力相同，两次所需的水平拉力相同，F 1＝F 2。

10．【答案】D【解析】两铜环都静止，都处于平衡状态。

以右侧的铜环为对象，从竖直方向的平衡考虑，θ＞α。

以左侧的铜环为对象，从沿AB 方向的平衡考虑，θ＜2p。

所以细线跟AB 所成的角θ的大小必须满足α＜θ＜2p 。

二、填空题 11．【答案】tan α 2mg sin α 【解析】物体在倾角为α的斜面上恰能匀速下滑，设物体与斜面间的动摩擦因数是μ，则有： mg sin α＝μmg cos α 解得：μ＝tan α对物体施加一个沿着斜面向上的推力F 时恰能匀速上滑，沿斜面方向，根据物体的平衡有： F －mg sin α－μmg cos α＝0所以，F ＝mg sin α＋μmg cos α＝2mg sin α 12．【答案】540 540【解析】磅秤上站着一个重为500N 的人，并放着一个重40N 的重物，则磅秤的读数为两者的总重，即540N 。

当人用20N 的力竖直向上提重物时，没有将重物提起。

以人和重物整体为对象，磅秤的读数应保持不变，还是540N 。

13．【答案】7 【解析】物体M 受到两个水平推力向右匀速运动，物体与水平面间的滑动摩擦力为F f ＝15N ，方向向左。

若不改变F 1大小和方向及F 2的方向，要使物体能向左匀速运动，F 2应增大到： F 2＇＝F 1＋F f ＝35N ，故应增大到原来的7倍。

14．【答案】见右图。

【解析】当水平推力F 小于A 与水平面间的最大静摩擦力均为2.5N 时，A 受到水平面静摩擦力作用，随水平推力的增大而增大，且与水平推力等值。

当水平推力2.5N ＜F ≤5N 时，A 、B 两物体仍静止，此过程中A 受到的摩擦力为最大静摩擦力2.5N 不变。

随水平推力的增大，B 受到的静摩擦力逐渐增大。

当水平推力F ＞5N时，A 、B 两物体相对水平面滑动，A 物体受滑动摩擦力，大小为μG ＝2N 。

15．【答案】1 水平向左 5【解析】弹簧秤处于静止状态，受到的静摩擦力大小是两力的差值为1N ，方向与较大的拉力方向反向，即水平向左。

弹簧秤的示数为秤钩端拉弹簧的力F 1的数值，为5N 。