卷子答案网-一个不只有答案的网站鲁科版（2019）必修第一册《第4章 力与平衡》2023年单元测试卷
一、选择题
1．（4分）关于平衡状态，下列说法正确的是（ ）
A．当物体的速度为零时，物体处于平衡状态
B．若物体的运动状态保持不变，则物体处于平衡状态
C．做直线运动的物体一定处于平衡状态
D．竖直向上抛出去的篮球，在最高点时，处于平衡状态
2．如图所示，某人正拉着拉杆箱在水平地面上匀速前进，拉力的大小为F、方向与水平方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
A．拉杆箱受到3个力的作用
B．拉杆箱对地面的压力与地面对拉杆箱的支持力是一对平衡力
C．地面对拉杆箱的摩擦力大小等于Fcosθ
D．若θ角增大，则拉力F一定减小
3．（4分）如图所示，木板C放在水平地面上，物块A、B放在木板上，细线刚好拉直。物块A、B的质量均为m，木板C的质量为2m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给物块B施加一个水平向右的拉力F，在逐渐增大F的过程中（物块B和木板C保持相对静止）（ ）
A．B受到的合力越来越大
B．C受到地面的摩擦力与受到B的摩擦力一定等大反向
C．A先受到两个力作用，后受到四个力作用
D．C受到B的摩擦力与受到A的摩擦力方向相反
4．打印机在正常工作的情况下，进纸系统每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，若图中有10张相同的纸，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2，工作时搓纸轮对第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．第2张纸与第3张纸之间的摩擦力为滑动摩擦力
B．第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为μ2（F+5mg）
C．第10张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为μ2（F+mg）
D．若μ1＜μ2，进纸系统仍能正常进纸
5．（4分）如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为m的球挂在A点，平衡时细绳与竖直墙的夹角为θ，细绳对球的拉力大小为T，重力加速度为g．则下列说法正确的是（ ）
A．N＞mg，T＞mg B．N＞mg，T＜mg C．N＜mg，T＞mg D．N＜mg，T＜mg
6．（4分）如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，但仍能保持等长且悬挂点不变，木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（ ）
A．F1不变，F2变大 B．F1变大，F2变小
C．F1变大，F2变大 D．F1变小，F2变小
7．（4分）如图所示，一个质量为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，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则（ ）
A．弹簧一定处于压缩状态
B．滑块一定受到三个力作用
C．斜面对滑块的支持力不能为零
D．斜面对滑块的摩擦力的大小等于0
二、多选题
（多选）8．（4分）如图所示，质量为M的吸铁石，吸在竖直固定的磁性黑板上，用水平向右的恒力F轻拉吸铁石，吸铁石未移动（ ）
A．吸铁石受到1个摩擦力的作用
B．吸铁石受到2个摩擦力的作用
C．吸铁石受到的摩擦力大小为Mg
D．吸铁石受到的摩擦力大小为
（多选）9．如图所示，水平横梁一端插在墙壁内，另一端装有光滑的小滑轮B．一轻绳的一端C固定于墙壁上，∠CBA＝30°，g取10N/kg（ ）
A．滑轮对绳子的作用力方向水平向右
B．滑轮受到绳子的作用力大小为80 N
C．BC段绳子的拉力为80N
D．BC段绳子的拉力大于BD段绳子的拉力
（多选）10．气象研究小组用如图所示简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一根直杆，质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O，当水平风吹来时，当风速v0＝3m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝30°，重力加速度为g，则（ ）
A．θ＝30°时，细线拉力大小为FT＝
B．风速增大到某一值时，θ可能等于90°
C．细线拉力与风力的合力大于mg
D．θ＝30°时，风力大小F＝mg
（多选）11．如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈的斜面上，另一端绕过光滑的定滑轮1固定在c点，光滑滑轮2下悬挂物体b，而物体a与斜劈始终静止，则下列说法正确的是（ ）
A．斜劈对地面的压力不变
B．地面对斜劈的摩擦力增大
C．斜劈对物体a的摩擦力大小一定不变
D．若将固定点c向下移动少许，斜劈对物体a的摩擦力不变
（多选）12．（4分）如图所示，杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮。重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，同时使杆绕B转动，让装置仍然静止。（杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计）则（ ）
A．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力增大
B．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力减小
C．必须使杆绕B顺时针转动
D．必须使杆绕B逆时针转动
三、计算题
13．如图，质量为m的小球通过水平轻绳AO、竖直轻绳BO和轻弹簧CO相连接，处于平衡状态。已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，求：
（1）水平轻绳AO的拉力T多大；
（2）轻弹簧的伸长量x。
14．重为G1＝8N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点P上，PA偏离竖直方向37°角，PB沿水平方向2＝100N的木块相连接，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图所示，cos37°＝0.8，试求：
（1）绳PA，PB的拉力各为多大；
（2）木块与斜面间的摩擦力大小；
（3）斜面对木块的弹力大小。
15．如图所示，倾角为30°质量为20kg的斜面体C置于水平地面上，质量为8kg的小物块B置于斜面上，连接B的一段细绳与斜面平行，各接触面间的动摩擦因数均为0.62，A、B、C都处于静止状态．求：
（1）斜面体对B的摩擦力；
（2）斜面体对地面的压力和摩擦力。
四、解答题
16．（14分）放风筝是春天时大人和小孩都爱玩的一项有趣的体育活动，手上牵着线拉着风筝迎风向前跑，就可以将风筝放飞到高处。有一个小朋友将一只质量为m1＝0.4kg的风筝放飞到空中后，拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时，线恰能与水平面成53°角保持不变，这时小朋友拉住线的力为T＝10N，（g取10m/s2，不计风筝所受的浮力）求：
（1）风筝所受的风力F。
（2）若该小朋友质量为m2＝20kg，则小朋友对地面的压力N。
鲁科版（2019）必修第一册《第4章 力与平衡》2023年单元测试卷（4）
参考答案与试题解析
一、选择题
1．解：平衡状态是指受力平衡，此时物体处于静止或匀速直线运动状态。
A、速度为零时，如自由落体运动的初位置，不一定是平衡状态；
B、若物体的运动状态保持不变，物体处于静止或匀速直线运动状态，故B错误；
C、做直线运动的物体不一定处于平衡状态，故C错误；
D、竖直向上抛出去的篮球，加速度等于重力加速度，不是处于平衡状态。
故选：B。
2．解：A．对拉杆箱受力分析可知、支持力、摩擦力4个力作用；
B．拉杆箱对地面的压力和地面对拉杆箱的支持力是一对相互作用力，故B错误；
CD．根据平衡条件得水平方向Fcosθ＝f
竖直方向Fsinθ+N＝mg
又f＝μN
联立解得：
由F的表达式可知，θ角在0～90°之间变化时，并不是单调变化，D错误。
故选：C。
3．解：CD、BC间的最大静摩擦力为0.5mg，在逐渐增大F的过程中BC保持相对静止，B和C相对地面静止，A只受到竖直方向上的重力和支持力作用；
A、由于B处于静止状态，故A错误；
B、由于C处于静止状态，故B正确。
故选：B。
4．解：A．第1张纸在搓纸轮的摩擦力作用下向右运动，第2张纸与第8张纸保持相对静止，故A错误；
BC．工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，则第1张纸与第4张纸之间的滑动摩擦力为
f12＝μ2N12＝μ2（F+mg）
由于第2张及第2张以下的纸没有运动，只有运动趋势，大小均为
f静＝f12＝μ2（F+mg）
故B错误，C正确；
D．若μ3＜μ2，则有
μ1F＜μ3（F+mg）
可知搓纸轮与第1张纸之间会发生相对滑动，而第1张纸静止不动，故D错误。
故选：C。
5．解：以球为研究对象，分析其受力情况：重力mg，根据平衡条件
T＝
N＝mgtanθ，由于θ＜45°。
故选：C。
6．解：木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，即：F1＝0；
根据共点力平衡条件，有：
2F2cosθ＝mg
解得：
F2＝
当细线变短时，细线与竖直方向的夹角θ增加，拉力F2变大。
故选：A。
7．解：AB、弹簧与竖直方向的夹角为30°，因为弹簧的形变情况未知，所以滑块可能只受重力，此时弹簧弹力为零；也可能还受到弹簧的拉力或者推力，故AB错误；
CD、沿斜面方向mg），有摩擦力必有弹力，故C正确。
故选：C。
二、多选题
8．解：吸铁石未移动，根据平衡条件，其大小为
f＝，故AD正确。
故选：AD。
9．解：对B点受力分析，如下图所示。
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，
因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重力，F3＝F2＝G＝mg＝80 N．即BC段绳子的拉力等于BD段绳子的拉力。
用平行四边形定则作图如图，根据几何知识可得：由于拉力F1和F6的夹角为120°，则有合力 F＝F2＝80 N，
所以滑轮受绳的作用力为80 N．方向与水平方向成30°角斜向下，滑轮对绳子的作用力方向与水平方向成30°角斜向上。
故选：BC。
10．解：AD、小球受力如图所示
θ＝30°时细线的拉力FT＝，风力大小F＝mgtan30°＝，故AD正确；
B、因为风力和重力的合力方向不可能水平向右，则θ不可能等于90°；
C、小球静止处于平衡状态、方向相反。
故选：AD。
11．解：A、对滑轮2和b物体整体，和b的重力bg
所以可得绳子的张力：T＝
对斜劈、物体a，
受重力、地面的支持力，根据平衡条件有：
支持力N与角度θ无关，恒定不变，故A正确；
B、由平衡条件可知，可知随着角度θ减小，故B错误；
C、对滑轮和物体b受力分析如下图，
受重力和绳子两端的拉力，因此为动滑轮，
根据平衡条件有：mbg＝2Tcosθ
解得：
当将固定点c向左移动少许，则角θ减小；对物体a受力分析agsinα＝T
则斜劈对物体a没有摩擦力，随着拉力T的减小；
当magsinα＜T，物体a受到的静摩擦力沿着斜面向下，物体a受到的静摩擦力逐渐减小为零而后反向增大；
当magsinα＞T，物体a受到的静摩擦力沿着斜面向上，物体a受到的静摩擦力仍沿着斜面向上，综合以上分析可知物体a受到的摩擦力的大小可能减小、也可能不变；
D、若将固定点c向下移动少许，根据B的分析：，故D正确。
故选：AD。
12．解：AB、因为杆BC是可转动杆，所以两绳子拉力的合力方向始终沿杆BC方向且被杆平分，和杆之间的作用力为F，根据平衡条件有：F＝2Tcos。
将绳的A端沿墙缓慢向下移，两绳子夹角θ减小增大。故A正确；
CD、将绳的A端沿墙缓慢向下移，杆BC方向为两绳子角平分线，故D正确。
故选：AD。
三、计算题
13．解：（1）对小球B受力分析，受重力和拉力，则F＝mg
对O受力分析，如图所示：
根据平衡条件，A的拉力：T＝mgtan60°＝
（2）同理可知OC的拉力：FC＝＝kx
解得：轻弹簧的伸长量x＝
答：（1）水平轻绳AO的拉力为mg；
（2）轻弹簧的伸长量为。
14．解：（1）分析P点受力，如下图左侧
设PB绳的拉力为FB，PA绳的拉力为FA，由平衡条件可得
FB＝G1tan37°，FB＝6N
又
G7＝FAcos37°
则
FA＝10N
（2）分析G2的受力情况，如上图右侧
由物体的平衡条件可得
Ff＝G2sin37°+FBcos37°
可得
Ff＝64.6N
（3）再分析G2的受力情况由物体的平衡条件可得
FN+FBsin37°＝G2cos37°
可得
FN＝76.7N
答：（1）绳PA，PB的拉力各为10N和6N；
（2）木块与斜面间的摩擦力大小64.8 N；
（3）斜面对木块的弹力大小76.3 N．
15．解：（1）设物块A、B的质量均为m＝8kg。对A受力分析
T＝mg＝8×10N＝80N
设斜面对物块B的摩擦力大小为fB，方向沿斜面向下，物块B受力如下图所示：
由平衡条件得：mgsinθ+fB＝T
解得：fB＝40N，方向沿斜面向下；
（2）以B、C组成的整体为研究对象、拉力T，由平衡条件得：
在水平方向上有：f＝Tcosθ
在竖直方向上有：Tsinθ+N＝（M+m）g
解得：f＝，方向水平向右，方向竖直向上。
根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的压力大小为240N。
答：（1）斜面体对B的摩擦力大小为40N，方向沿斜面向下；
（2）斜面体对地面的压力大小为240N，方向竖直向下和摩擦力大小为。
四、解答题
16．解：（1）如图1所示，风筝受力如图。
设风力F与水平方向成β角，则：
Fcosβ＝Tcos53°
Fsinβ＝m1g+Tsin53°
解得：F＝4N
tanβ＝2
故风筝所受的风力大小为4N，方向与水平方向夹角满足tanβ＝2。
（2）对小朋友受力如图7
Tsin53°+N'＝m2g
解得N'＝192N
由牛顿第三定律可知：小朋友对地面的压力为：
N＝192N，方向竖直向下。
故小朋友对地面的压力大小为192N。
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