周测评(5)共点力的平衡 牛顿第一定律 实验：探究加速度与力、质量的关系-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（人教版）

·物理· 验证。 (4)a的弹力、b的弹力以及合 力F构成力的三角形，如图2 所示。现将弹簧测力计b沿 逆时针方向缓慢转动，而合力 F保持不变，显然弹簧测力计F b的读数先减小后增大，D 冬2 正确。 8.(1)800N/m(2)0.3(3)40N 【解析】(1)由题图甲可知，弹簧原长为 L0=30cm=0.30m 根据胡克定律得 F=kx=k(L一Lo)》 解得劲度系数为k=800N/m。 (2)对B,由二力平衡得 Fa-uGB 解得A、B之间的动摩擦因数为 u=0.3。 (3)对B,根据平衡条件可得 GB=kx1十fm 弹簧的压缩量为 x1=L。-L1 解得B受到的最大静摩擦力为 fm=12 N 又fm=uFo 解得F。=40N。 9.1)13(2)5 【解析】(1)设两圆心连线与水 平方向的夹角为日，对圆柱体甲 进行受力分析，如图所示 根据平衡条件有 2024一2025学年度学科素养周测评（五） 实验：探究加速度上 一、选择题 1.C【解析】由牛顿第一定律可知，力是改变物体 运动状态的原因，运动不需要力来维持，A、D错 误，C正确；没有力作用，物体可能处于静止或匀 速直线运动状态，B错误。 2.C【解析】受力分析如图所示，两侧轻绳拉力的 合力不变，始终等于mg,则有2Fcos2=mg,解 。7 参考答案及解析 F=_G tan 0'Fssin 0-G 可知，当0=60°时，挡板对圆柱体甲的支持力为 当0=45°时，挡板对圆柱体甲的支持力为 G F:-tan 45-G 由牛顿第三定律可知0分别为60°和45°时，圆柱 体甲对挡板的压力分别为 F1=F1,F2=F2 则两圆心的连线与水平方向的夹角分别为60°和 45°时，挡板所受压力之比 F1:F2=1:√3。 (2)当圆柱体甲恰好降到地面时（甲对地面无压 力)，乙受甲的压力在水平方向的分力最大，根据 几何关系，结合上述分析，对甲进行受力分析 可知 F max COS60°=G 对乙有 Frmax-F max sin 60 解得Fmx=√3G 此时乙受地面的摩擦力 F:=F:max=√3G 对甲、乙整体受力分析可知，地面对乙的支持力为 N=G+G=2G 根据题意，乙保持静止，则有 uN≥Ff 3 解得μ≥2 故乙与地面间动摩擦因数的最小值为 2。 物理·共点力的平衡牛顿第一定律 力、质量的关系 得F=mg 日，可知两侧轻绳的拉力均增大，A,B 2c0s2 错误；当0=90°时，代入数据可得F一2c0s45= mg mg,C正确；当两侧绳长与两手间距相等时， 2 0=60°，两侧轻绳的拉力大小均为F=2c0330 mg 1 衡水真题密卷 3mg,D错误。 3 mg 3.A【解析】对B点受力分析，作出力的动态平衡 受力图，如图所示，由图可知绳ABB 拉力先减小后增大，绳BC拉力一 直增大；对滑轮进行受力分析，轻绳 对滑轮的作用力的合力一直增大，方向不变，A 正确，B、C错误；对工人受力分析，设轻绳BC的 另一端与竖直方向的夹角为0，则Fcos0十 FN=mg,绳BC拉力一直增大，则地面对工人的 支持力一直减小，D错误。 4.B【解析】根据题意，对小球受力分析，受拉力、 支持力和重力，把拉力和支持力平移，组成夫量 三角形，延长AO和BC交于D点，如图所示，由 mg 见何关系和相似三角形有=H十Ran) mgL R十R,解得F豆+Rtan日 cos 0 mgR(1+cos 0) N=H十Rtam0)coS0,当0增大时，F减小，A、 C、D错误，B正确。 B R C D G 5.CD【解析】施加力F之前，设弹簧的压缩量为 x1,对B物体有kx1=Gasin30°，A物体即将向 上运动时，设弹簧的伸长量为x2,对A物体有 x2=GAsin30°，由题意有x1十x2= (GB+GA)sin30° k =20cm,代入数据得k= 20 30N/m,x1=3cm,A错误，C正确；B物体缓 学科素养周测评 慢上移的过程中，弹簧由压缩态变为伸长态，弹 簧对A物体的弹力先向下减小，后向上增大，所 以挡板对A物体的弹力一直减小；弹簧对B物 体的弹力先向上减小后向下增大，则拉力F一直 变大，B错误，D正确。 6.AD【解析】对空竹进行受力分析，如图所示，设 左右两侧轻绳之间的夹角为2α，由平衡条件可知 2Fmsa=mg,解得F=。设经绳总长为L, 两杆之间的水平距离为5，左右两侧轻绳的长度 分别为L1、L2,由几何关系可知L1sina十 S L:sina=5,解得sina=L,十L。=元。空竹质量 增大，其他条件不变，则左右两侧轻绳之间的夹 角不变，α不变，所以空竹静止位置不变，A正确； 绳长增加，L变大，a变小，cosa变大，空竹质量 不变，则轻绳的拉力F变小，B错误；杆下移，L、s 都不变，α不变，所以拉力不会变化，C错误；左手 持杆顺时针画圆孤使s增大，a变大，cosa变小， F变大，D正确。 mg 二、非选择题 7.(1)C(2)0.498(3)不需要"m3-6m k 【解析】(1)为了充分利用纸带，实验时应先接通 电源后释放小车，A错误；平衡阻力时，应撤去沙 桶，将长木板的左端垫高使小车匀速下滑，B错 误；以小车为对象，有T=Ma,以沙和沙桶为对 Mmog 象，有mg-T=ma,联立可得T=M十m。 mg,可知要使细线的拉力大小近似等于所挂 o 1+M 沙和沙桶的总重力，沙和沙桶的总质量m。应远 小于小车的质量M,C正确。 (2)两相邻计数点间有四个点未画出，则相邻计数点的 时间间隔为T=5×0.02s=0.1s,根据逐差法可得加速 度大小为4=8.12+863-213-263)X10? m/s2≈ 4×0.12 ·物理· 参考答案及解析 0.498m/s2。 因为结点O静止，处于受力平衡 F (3)平衡摩擦力时，根据Mg sin0=Mg cos0,可 状态，则三个力可以围成首尾相连 得tan0=4,可知每次改变所挂钩码个数后，不需 的失量三角形，由几何关系得 要重新平衡阻力。以小车（包含手机）和所有钩码为 tan 6= F2 整体，根据牛顿第二定律可得mg=(M十6m)a,可 mg mg mg 即Fg=mg tan0 得a一M+6m ·n,可知a-n图线的斜率为k= 解得R:-0后N。 mg,解得小车和手机的总质量为M=mg-6m。 M++6m (2)由几何关系得，当力F2垂直于力F 时，F2有最小值，由图乙得 8.(1)3 1 (2)10N F2min-mg sin 【解析】(1)在水平轨道上，木箱受力平衡，对木 解得F2min=250N。 mg 箱受力分析，在水平方向有 (3)如图丙所示，在力F2垂直于力F1 F=umg 时F1=mg cos0 乙 郎得公= 解得F1=250√5N>125√5N 所以当F1取到临界情况时，F2可以取到最小值， (2)在倾斜轨道上，木箱受力平衡，对木箱受力分 F'2min=Fimin+(mg)2-2cos 0F2(mg) 析，沿斜面方向有 解得Fmin-l25√7N。 mg sin37°=Ff+F2cos37 其中滑动摩擦力为 F:=uN 垂直于斜面方向有 N=mg cos37°+F2sin37 mg 联立解得F2=10N。 丙 9.g°8N2250N(3)1257N 【解析】(1)对结点O进行受力分析，如图甲所示。 2024一2025学年度学科素养周测评（六） 物理·牛顿第二定律力学单位制 牛顿运动定律的应用超重和失重 一、选择题 度大小为a'-P-2g,C错误，D正确。 m 1.C【解析】根据牛颜第二定律可得a一加，根 F 据运动学公式可得x=2a,联立解得工 F 837.. (侣》，可如计字特果的率位为来的是》上， C正确。 Ymg 2.D【解析】轻绳a断裂前，对小球受力分析，如 3.D【解析】篮球下落过程中，根据牛顿第二定律 图所示，则有Fasin37°=mg,Facos37°-F6=m· 可得mg一f=a,因阻力恒定，可知加速度不 变，且加速度小于g,则做匀加速直线运动，A、C 冬联立解得轻质弹簧6的弹力为P。=mg,轻蝇 错误报据z=十句d,可得号=n+日0 1 口的拉力为F。一号mg,AB错送；当轻绳a突然 1 断裂时，弹簧弹力保持不变，则小球受到的合力 可知00=k,2a一p,即篮球下落的初速度大小 大小为F◆=√F?十(mg)严=√2mg,小球的加速 为k,篮球下落的加速度大小为a=2p,B错误；篮球 ·9.2024一2025学年度学科素养周测评（五） 物理·共点力的平衡牛顿第一定律 实验：探究加速度与力、质量的关系 (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 2 3 4 6 6 答案 1.在我国悠久的历史长河中，古人在认识自然的过程中提出的一些观点与现今的物理学 理论相符合，甚至要比西方早几百年。例如《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是 力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是 () A.有力作用物体一定能运动起来 B.没有力作用物体就一定处于静止状态 C.力是改变物体运动状态的原因 D.物体的运动必须要力来维持 2.如图所示，在轻绳中间用光滑挂钩（没画出）悬挂一个质量为m的重物，双手紧握轻绳的 两端，然后沿水平固定的刻度尺缓慢分开，重力加速度为g,下列说法正确的是 A.两侧轻绳拉力的合力减小 B.两侧轻绳的拉力均减小 C.当0=90时两侧轻绳的拉力大小均为②m3 2 D.当两侧绳长分别与两手间距相等时两侧轻绳的拉力大小均为mg 3.如图所示，轻绳AB一端系有重力为G的装饰物，另一端A可在竖直 面内旋转，轻绳BC一端系在B点，另一端通过定滑轮上的C点，由工 人拉住静止不动。若不计绳与滑轮间的摩擦，调整A端使绳AB从竖 直方向沿顺时针缓慢变到水平方向的过程中(B点位置不动)，下列说 法正确的是 A.轻绳对滑轮的作用力一直增大，方向不变 B.绳AB拉力一直不变，绳BC拉力一直增大 C.绳AB拉力先增大后减小，绳BC拉力一直增大 高一学科素养周测评（五）物理第1页（共4页） 衡水真 D.地面对工人的支持力一直增大 班级 4.如图所示，用一轻绳通过定滑轮将质量为的小球静置在光滑的半圆柱体上，小球的 半径远小于半圆柱体截面的半径R,绳AB长度为L,长度为H的杆BC竖直且与半 姓名 圆柱体边缘相切，OA与水平面夹角为0，不计一切摩擦，重力加速度为g,则下列说法 正确的是 ------------- 人绳对小球的拉力P的大小为品只 得分 以半周挂体对小球的支持方大个为由0。 C.在拉力F的作用下小球沿半圆柱体缓慢向上移动一小段距离 (没有经过半圆柱体的最高点)，拉力F先变小后变大 D.在拉力F的作用下小球沿半圆柱体缓慢向上移动一小段距离（没有经过半圆柱体的 最高点)，拉力F一直变大 5.如图所示，一轻弹簧的两端栓接着A、B两物体，其重力分别是GA=8N、GB=4N,静 止放置在倾角为30°、底端带挡板的足够长的光滑斜面上。现用平行于斜面的力F施加 在B物体上并缓慢往上拉，当B物体上移20cm时，A物体即将向上运动，已知弹簧始 终在弹性限度内，则以下说法正确的是 ( )》 A.施加F前，弹簧的压缩量为6cm B.施加F后，挡板对A物体的弹力先减小后增大 C.轻弹簧的劲度系数为30N/m D.从施加力F到A物体即将向上运动的过程中，F不断增大 6.抖空竹是国家非物质文化遗产之一。在某次抖空竹表演时，表演者的左右手所持杆和 空竹位置如图所示，此时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线与水平方向成0角， 空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变一个条件，始终保 持空竹静止，不考虑轻绳与空竹之间的摩擦，下列说法正确的是 A.若换挂质量更大的空竹，则空竹的静止位置不会变化 B.若换更长的轻绳，轻绳的拉力不会变化 C.若使左手持杆缓慢竖直向下移动至0=0°处，此过程中轻绳的拉力逐渐 变小 D.若使左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动至0=0°处，此过 程中，轻绳的拉力逐渐变大 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)某物理兴趣小组利用图甲所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。小车后 面连接的纸带穿过电火花打点计时器，电火花打点计时器接50Hz交流电，小车的质量 题密卷 高一学科素养周测评（五）物理第2页（共4页） 1 为M,沙和沙桶的总质量为m。 电火花打点计时器小车 细线 。o 滑轮 纸带兰 5 长木 2.132.633.12 3.63 水平实验台 单位：cm 沙桶 甲 乙 (1)关于实验，下列说法正确的是 (填正确答案标号)。 A.实验时应先释放小车后接通电源 B.平衡阻力时，应将长木板的左端垫高然后挂上沙桶使小车匀速下滑 C.要使细线的拉力大小近似等于所挂沙和沙桶的总重力，沙和沙桶的总质量。应 远小于小车的质量M (2)图乙为某次实验得到的一条纸带，两相邻计数点间有四个点未画出，纸带上标出了 相邻计数点之间的距离。小车运动的加速度大小是 m/s2(结果保留三位有 效数字)。 (3)另一小组利用如图丙所示的装置进行实验探究，并测量小车和智能手机的总质量。 将手机固定在小车上，利用智能手机APP可以直接测量出手机运动时的加速度。 小车上装有6个完全相同的钩码，每个钩码的质量为m。平衡阻力之后，将小车中 的钩码取出n个挂在细绳的左端（依次取n=1、2、3、4、5、6),其余(6一n)个钩码仍 留在小车上，记录下手机的加速度a与所挂钩码的个数n。每次改变所挂钩码个数 后， (填“需要”或“不需要”)重新平衡阻力。将记录的加速度α与所挂钩码 的个数n进行描点作出a-n图像如图丁所示，已知图线的斜率为k,重力加速度为 g,每一个钩码的质量与小车和手机的总质量相差不大，则小车和手机的总质量为 (用题中所给物理量的字母表示)。 智能手机 四 钩码 丙 8.(20分)如图所示，小李为了将木箱搬运进货车，搭建了一条轨道，该轨道由水平和倾斜 两部分组成，木箱与两部分的动摩擦因数都为4，木箱质量为=3kg。小李用水平向 右、大小为F1=10N的推力推木箱，木箱恰能在水平轨道上做匀速直线运动。当木箱 进入倾斜轨道后，小李希望木箱能依靠惯性冲进货车，但木箱沿倾斜轨道向上滑动到中 途后又向下滑动，小李立即对木箱施加一个水平向右的推力F2(大小未知)，结果小李和 木箱一起沿倾斜轨道匀速下滑。已知倾斜轨道的倾角为0=37°，重力加速度大小g取 10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： 高一学科素养周测评（五）物理第3页（共4页） 衡水真是 (1)木箱与轨道间的动摩擦因数。 (2)水平向右的推力F2的大小。 9.(20分)在建筑工地，工人们通过吊装滑轮把建筑材料搬运到高处，在吊装过程中，为了 避免货物的晃动，通常采用主绳牵引，辅助绳协助的办法，如图所示，将重物挂在结点O 上，用力F1拉OA绳来升高货物，用力F2拉OB绳稳定货物，其中OA与竖直方向的 夹角为0=30°。现有一质量m=50kg的货物需要被吊升（绳子的质量忽略不计，忽略 空气、绳与滑轮间的阻力，重力加速度g取10m/s2)。 (1)若OB绳水平向右拉，货物静止，求拉力F2的大小。 (2)货物保持静止，OB绳方向可调，求拉力F2的最小值。 (3)若OA绳能承受的最大拉力为125√3N,匀速提升货物，保持OA与竖直方向的夹 角不变，求OB绳拉力F2的最小值。 题密卷 高一学科素养周测评（五）物理第4页（共4页）