精品解析：湖北省十堰市郧阳区第一中学2024-2025学年高一上学期期中考试物理试卷

湖北省十堰市郧阳区郧阳区一中2024-2025学年新高一上册物理考试试卷 考试范围：力的合成与分解，动态平衡 注意事项： 1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题 1. “八字刹车”是滑雪的减速技术，其滑行时的滑行姿态如图甲所示，左边雪板的受力情况可简化为图乙，雪板与水平雪面角，雪面对雪板的总作用力大小为F。方向可认为垂直于雪板所在平面。现将该力沿水平方向和竖直方向分解，则其水平方向上的分力大小为（　　）。 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】将F分解在水平方向和竖直方向，根据几何关系可知F与竖直方向的夹角为β，则F水平方向上的分力大小为Fsinβ。 故选A。 2. 如图将力（大小已知）分解为两个分力和，和的夹角小于90°。则关于分力，以下说法中正确的是（　　） A. 当时，肯定有两组解 B. 当时，有唯一一组解 C. 当时，有唯一一组解 D. 当时，无解 【答案】D 【解析】 【详解】如图所示： AB．当F＞F1＞Fsinθ时，根据平行四边形定则，有两组解；若，当时，只有一组解，故AB错误； CD．当F1=Fsinθ时，两分力和合力恰好构成三角形，有唯一解；当F1＜Fsinθ时，分力和合力不能构成三角形，无解，故D正确，C错误。 故选D。 3. 我们在进行古建筑复原时，需要用各种各样的凿子制作卯眼，如图甲所示为木工常用的一种凿子，其截面如图乙所示，侧面与竖直面间的夹角为。当在顶部施加竖直向下的力F时，其侧面和竖直面对两侧木头的压力分别为和，不计凿子的重力和摩擦阻力，下列说法正确的是（　　） A. 力F一定小于 B. 力F一定大于 C. 和之间的大小关系满足 D. 夹角越大，凿子越容易进入木头 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据平衡条件，作出力F与和的关系图如图所示 其中 、、 由于对应的是直角三角形的斜边，可知，力F一定小于，故A正确； B．由于直角三角形的两个锐角大小关系不确定，故力F与的大小关系不确定，故B错误； C．根据上述关系图可有 故C错误； D．结合上述可知 ， 解得 ， 可知，在顶部施加同样的力F时，夹角越大，力和越小，凿子越不容易进入木头，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，静止在水平桌面上厚度不计的圆柱形玻璃杯中放有两个半径相同的玻璃球A和B，每个玻璃球的重力为G。已知玻璃杯的底部直径是玻璃球半径的3倍，玻璃球A对玻璃杯侧壁的压力大小为F1，玻璃球A对玻璃球B的压力大小为F2，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】设A、B两玻璃球球心的连线与竖直方向的夹角为θ，如图甲所示，则由几何关系可知 将玻璃球A重力进行分解，如图乙所示 可得 故玻璃球A对玻璃杯侧壁的压力大小为，玻璃球A对玻璃球B的压力大小为。 故选A。 5. 如图所示，有六个力分别组成正六边形的六个边，还有三个力分别为此正六边形的对角线，若F1已知，这九个力作用在同一点上，则这九个力的合力大小为（　　） A. 0 B. F1 C 9F1 D. 12F1 【答案】C 【解析】 【详解】根据力的三角形定则，由题图可知，F7和F3的合力为F8，F4和F9的合力为F8，F1和F6的合力为，因为是正六边形，所以力的大小关系为 F8=2F1、F2=F5=F1 则九个力的合力大小为 联立，解得 故选C。 6. 2024年巴黎奥运会射箭女子团体决赛，安琦轩、李佳蔓、杨晓蕾组成的中国队获得亚军。如图甲为杨晓蕾射箭的场景。发射时弦和箭可等效为图乙，已知弦均匀且弹性良好，其弹力满足胡克定律，自由长度为，劲度系数为，发射箭时弦的最大长度为（弹性限度内）。此时弓的顶部跨度（虚线长）为，（假设箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上），箭被发射瞬间所受的弹力为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据胡克定律 可知，弦上产生弹力大小 设弦与水平方向夹角为，如图 箭被发射瞬间所受的合力为 几何关系可知 则 联立以上可得 故箭被发射瞬间所受的弹力为; 故A正确，BCD错误. 故选 A 7. 如图所示，某工厂将圆柱形工件放在倾角为的斜面上，为防止工件滚动，在其下方垫一段半径与相同的半圆柱体。若逐渐减小斜面倾角，始终处于静止状态，不计与接触面的摩擦，的质量很小。则 A. 所受的合外力变大 B. 斜面对的弹力先变大后变小 C. 对的弹力逐渐变小 D. 对的弹力不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．逐渐减小斜面倾角，始终处于静止状态，则所受的合外力始终为零不变，故A错误； BCD．对a进行受力分析，如图甲所示 根据平衡条件可知，斜面对a的弹力F1、b对a弹力F2的合力与a的重力等大反向。在斜面倾角逐渐减小过程中，根据几何关系可知，F1和F2的夹角始终不变，而F1与竖直方向的夹角（锐角）逐渐减小，由此作出斜面对a的弹力F1和b对a的弹力F2的变化过程如乙图所示 可知斜面对a的弹力F1变大，b对a的弹力F2逐渐变小；故BD错误，C正确。 故选C。 8. 如图所示，一光滑的轻质小滑轮用支架固定在天花板上，一轻绳跨过光滑轻滑轮一端连接物块A，另一端连接中间有孔的小球B。物块A的质量小于小球B的质量，小球B套在以O为圆心的固定光滑四分之一圆弧杆的最低点，轻绳处于竖直状态。现对B施加始终沿杆切线方向的外力，使小球B沿圆弧杆向上缓慢移动到OB绳水平位置的过程中，下列说法正确的是（  ） A. 轻绳对B的拉力先减小后增大 B. 滑轮支架对滑轮轴的作用力逐渐增大 C. 圆弧杆对B的弹力逐渐增大 D. 外力F逐渐增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．轻绳对B的拉力等于A的重力，不变，故A错误； B．绳子中张力处处相等且不变，绳子之间的夹角逐渐增大，则绳子合力逐渐减小，所以轮支架对滑轮轴的作用力逐渐减小，故B错误； D．在圆弧上任一位置，对B受力分析如图 沿切线方向有 由于逐渐增大，则F逐渐增大，故D正确； C．圆弧杆对B的弹力方向过O点，即与绳子的拉力共线，设圆弧杆对B的弹力N，对B，有 由于逐渐增大，则N逐渐减小，故C错误。 故选D。 9. 如图所示，倾角为37°的斜面体放置在水平面上，滑轮1固定在天花板上，滑轮2是动滑轮，滑轮3固定在斜面体右上角，三个滑轮的质量均忽略不计，且均光滑。一条轻质细线一端连接质量为m的物块甲，另一端连接质量为2m的物块丙，丙放置在斜面上，滑轮2下方用轻质细线悬挂物块乙，整个系统处于静止状态，1、2以及2、3间的细线均竖直，3与丙间的细线与斜面平行，重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，下列说法正确的是（ ） A. 斜面体相对于水平面的运动趋势向左 B. 乙的质量为m C. 丙相对斜面有沿着斜面向上的运动趋势 D. 若丙受到的静摩擦力正好达到最大值，则丙与斜面间的动摩擦因数为0.125 【答案】D 【解析】 【详解】A．对斜面和丙整体分析，受重力、地面的支持力和细线竖直向下的拉力，可知斜面体相对于水平面没有运动趋势，故A错误； B．对滑轮2受力分析，受细线竖直向下的拉力 受细线竖直向上的拉力 由 可得 故B错误； C．丙受到重力沿斜面向下的分力 丙受到细线沿斜面向上的拉力 则 所以丙受到斜面沿斜面向上的静摩擦力，丙相对斜面有沿着斜面向下的运动趋势，故C错误； D．丙受到的静摩擦力 若丙受到的静摩擦力正好达到最大值，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则 解得 故D正确。 故选D。 10. 如图所示，倾角为，表面粗糙的斜劈B放置在粗糙水平地面上，物体A的质量为2m，物体C的质量为m，细线绕过滑轮和连接在竖直杆上D处，连接A物体的细线与斜面平行，滑轮固定在斜劈上，不计质量的动滑轮。跨在细线上，其下端悬挂C物体，动滑轮两侧的绳子成夹角，物体A、B始终静止，不计细线与滑轮间的摩擦﹐下列说法正确的是（　　） A. 斜劈对A的摩擦力沿斜面向下 B. 逐渐增大C物体的质量，A物体受到的摩擦力逐渐变小 C. 将竖直杆向右移动少许，地面对斜劈的摩擦力变大 D. 将悬点D上移少许，细线的弹力变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．绳子中的拉力大小为 物体A的重力沿斜面的分力为 所以物体A受到沿斜面向上的摩擦力，故A错误； B．逐渐增大C物体的质量，则绳子中的拉力增大，A物体将受到斜劈的静摩擦力的作用，并且随着C物体质量的增大先向上减小后反向增大，故B错误； C．设两侧的绳子与竖直方向的夹角为，则绳子中的拉力为 绳子对斜劈的拉力沿水平方向的分力为 将竖直杆向右移动少许，则变大，由上式可知也变大，，地面对斜劈的摩擦力变大，故C正确； D．设滑轮到杆的水平距离为d，、、D之间的这段绳子长度为L，细线与杆之间的夹角为，由于细线中的张力处处相等，所以细线与竖直方向的夹角也为，由几何关系可得 悬点D移动过程中，由于L和d不变，所以细线与杆之间的夹角也不变，由平行四边形定则可知 细线中的弹力不变，故D错误。 故选C。 二、多选题 11. 如图甲所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，绳的一端固定在较高处的点，另一端拴在人的腰间点（重心处）。人攀爬的过程可以把人简化为乙图所示的物理模型：脚与崖壁接触点为点，人的重力全部集中在点，到点可简化为轻杆，为轻绳。已知长度不变。下列说法正确的是（　　） A. 杆上的弹力方向一定沿杆 B. 绳对人的拉力一定大于人所受的重力 C. 绳在虚线位置与实线位置承受的拉力大小相等 D. 杆在虚线位置与实线位置承受的压力大小相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．一端有铰链的动杆处于平衡时，杆所受弹力方向一定沿杆，即杆上的弹力方向一定沿杆，故A正确； B．对人受力分析，人受到重力G、轻绳的拉力T和轻杆的支持力F，构成力的三角形，如图所示： 由几何知识可知，该力的三角形与三角形AOC相似，则有 由于不一定大于，所以绳对人的拉力不一定大于人所受的重力，故B错误； C．由图可知，AO为定值，AC在虚线位置时比实线位置时大，则根据上式可知，轻绳AC在虚线位置比实线位置承受的拉力大，故C错误； D．OC在虚线位置时都与在实线位置时相等，则根据上式可知，轻杆OC在虚线位置与实线位置时对人的支持力相等，则轻杆OC在虚线位置与实线位置承受的压力相等，故D正确。 故选AD。 12. 如图，倾角为的斜面固定在墙角，质量为M的尖劈放置在斜面上，尖劈的右侧面竖直，用轻绳系住一质量为m的球紧靠在尖劈的右侧，轻绳与斜面平行，球与尖劈的接触面光滑，此时斜面对尖劈的摩擦力恰好为零，整个系统处于静止状态。现沿球心O对球施加一水平向左的恒力F，系统仍处于静止状态。则（　　） A. 尖劈的质量M与球的质量m之比为1：3 B. 对球施加水平推力后，轻绳的拉力变小 C. 对球施加水平推力后，尖劈对斜面的压力不变 D. 对球施加水平推力后，斜面对尖劈的摩擦力方向沿斜面向下 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对球施加水平推力前，以尖劈和球整体为研究对象，如图1，可知轻绳的拉力 斜面对尖劈的支持力 以球为研究对象，如图2，可知轻绳的拉力 联立解得 故A正确； B．以球为研究对象，可知对球施加水平推力后不影响竖直方向力的大小，轻绳的拉力不变，如图3，故B错误； CD．以尖劈和球整体为研究对象，对球施加水平推力后，如图4，有 总重力不变，可得斜面对尖劈的弹力变大，即尖劈对斜面的压力变大；轻绳拉力T不变，总重力不变，施加推力F后，要保持平衡，有 则斜面对尖劈的摩擦力沿斜面向下，斜面对尖劈的摩擦力不可能为0，故C错误，D正确。 故选AD。 13. 《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮D上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的小定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，可看作质点，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点缓慢运动到E点的过程中，下列说法正确的有（　　） A. 绳OD的拉力一直变大 B. 工人对绳的拉力一直变大 C. 当∠DOE=45°时，OD绳的拉力大于CD绳的拉力 D. 当CD与竖直成30°时，OD绳拉力大小为mg 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析，如图所示 绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α，根据几何知识知 由正弦定理可得 所以 可知α增大，则F1增大，F2减小，故A正确，B错误； C．当∠DOE=45°时，即θ=45°，则 根据以上分析可得 即OD绳的拉力小于CD绳的拉力，故C错误； D．α=30°时，有 则 可得 故D正确。 故选AD。 14. 如图所示，用OA、OB、OC三段轻质绳子吊起一个小球，此时OA呈水平状态。现用一顶端固定有一轻质滑轮的杆顶着OC绳，使滑轮与O点之间的绳子逐渐由竖直缓慢转动到水平状态，此过程中（　　） A. OA绳的张力一直增大 B. OB绳张力一直减小 C. 轻杆对滑轮的作用力一直增大 D. 轻杆对滑轮的作用力一直减小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对结点O受力分析，如图 由正弦定理，可得 其中 滑轮与O点之间的绳子逐渐由竖直缓慢转动到水平状态过程中减小，由锐角逐渐增大到钝角，保持不变。所以OB绳的张力一直减小，OA绳的张力先增大后减小。故A错误；B正确； CD．设OC倾斜部分和竖直部分的夹角为，则轻杆对滑轮的作用力 可知随着的增大，一直增大。故C正确；D错误。 故选BC。 15. 如图所示、在竖直的墙面上用铰链固定一粗糙轻杆，开始时轻杆处于水平方向。一套在轻杆上的轻环A通过一定长度的轻绳与杆上的B点固定连接，悬挂有一物块的光滑动滑轮跨在轻绳上。现让轻杆绕铰链缓慢转动较小角度。已知转动过程中，轻环A始终未滑动，下列说法正确的是（　　） A. 若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力增大 B. 若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力减小 C. 若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力减小 D. 若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设滑轮左端绳长L1，右端绳长L2，AB水平距离为d，由于节点为活节，故滑轮左右端绳的拉力大小相等，同时滑轮左端绳子及右端绳子与竖直方向的夹角相等，假设均为θ，杆与L1成α角，于是可以得到图 设绳子拉力为T，对滑轮受力分析可知 由于绳长度不变，当轻杆顺时针转动时，AB水平距离d减小，则θ减小，绳子拉力T也减小，故A错误，B正确； CD．若轻杆逆时针转动，同上分析可得绳子拉力T减小，且α角变大，由平衡条件可知，轻环A所受摩擦 故则轻环A所受摩擦力减小，故C正确，D错误。 故选BC。 16. 如图甲所示，小物块A放在斜面体B的斜面上，斜面体B置于水平地面上，给物块A沿斜面向下的初速度v0时，A恰好可沿斜面匀速下滑，对运动中的A分别施加如图乙所示的其中一个恒力后，A仍沿斜面下滑，斜面体B始终静止.则在A运动的过程中，下列说法正确的是（  ） A. 若施加的是F1，则A加速下滑，地面对B无摩擦力 B. 若施加的是F2，则A继续匀速下滑，地面对B无摩擦力 C. 若施加的是F3，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右 D. 若施加的是F4，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右 【答案】AB 【解析】 【详解】CD．A匀速下滑，则A所受的滑动摩擦力和斜面体对物块的支持力在水平方向上的分力相等，且滑动摩擦力是支持力的μ倍，而斜面体受重力、地面的支持力、A对斜面体的压力和摩擦力，由于A对斜面体的压力和摩擦力在水平方向上的分力相等，所以地面对斜面体的摩擦力为零，无论施加的外力方向如何，A所受的滑动摩擦力仍然是支持力的μ倍，即两个力在水平方向上的分力仍然相等，所以地面对斜面体的摩擦力始终为零，故CD错误； A．若对A施加沿斜面向下的外力F1，则A所受的合力为F1，A沿斜面加速下滑，故A正确； B．若对A施加力F2，则对A有 则A仍匀速下滑，故B正确。 故选AB。 第II卷（非选择题） 三、解答题 17. 如图所示，水平桌面上的物块A和空中的物块B用跨过光滑滑轮的轻绳相连，A与滑轮间的轻绳水平，B与滑轮间的轻绳竖直。A、B分别由水平轻弹簧k1和竖直轻弹簧k2与竖直墙和水平地面连接。开始时水平弹簧处于原长状态，A刚要滑动。已知A的质量为m1=3kg，B的质量为m2=2kg，弹簧的原长均为l0=8cm，劲度系数均为k=5N/cm，A与桌面间的动摩擦因数µ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）开始时竖直弹簧长度； （2）为使系统平衡，水平弹簧的最大长度。 【答案】（1）6.4cm （2）10.4cm 【解析】 【小问1详解】 由题意，初始状态水平弹簧无弹力，A刚要滑动，故细绳拉力为 对B受力分析有 解得 弹力竖直向上，则竖直弹簧压缩 故竖直弹簧长度为 【小问2详解】 水平弹簧长度最大时处于拉伸状态，此时桌面给A的摩擦力为最大静摩擦，且方向向右，设A比初始状态向右移动了∆x，若细绳此时仍然绷直，则B应向下移动∆x，竖直弹簧的形变量为（1.6+Δx）cm，对A、B分别进行受力分析，可得 解得 ， 即细绳刚好没有弹力，绷直，假设正确，故水平弹簧的最大长度为 18. 如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m=0.4kg的圆环，地面上放一质量为M=2.5kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°，β=53°。认为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（重力加速度g=10N/kg，取sin37°=0.6、sin53°=0.8），求： （1）物块对地面的压力大小； （2）地面对物块的摩擦力； （3）若m、M大小可调，为保持系统的平衡，求满足的范围。 【答案】（1）22N；（2）4N，方向水平向右；（3） 【解析】 【详解】（1）以圆环为对象，竖直方向根据受力平衡可得 解得绳子拉力大小为 以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得 解得支持力 根据牛顿第三定律，可知物块对地面的压力大小22N。 （2）以物块为对象，水平方向根据受力平衡可得 可知地面对物块的摩擦力大小为4N，方向水平向右。 （3）若m、M大小可调，以圆环为对象，可得绳子拉力大小为 以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得 解得 水平方向根据受力平衡可得 又 联立可得 解得 19. 脑卒中是老年高发病，其后遗症的康复治疗越来越引起人们的重视。通过“筷子夹小球”可对病人进行手部复健训练。若所用小球质用m=5g，直径d=2cm，小球与筷子间的动摩擦因数μ=0.2，g取10N/kg。如图（a）所示，病人用筷子夹起小球并使之保持静止，接触点A、B与小球球心O等高，两筷子方向平行。 （1）求小球在接触点A受到的摩擦力f1； （2）若小球受到方向如图（b）所示的水平风力，要使小球仍保持静止，筷子对小球的弹力N2至少要多大（答案可用根号表示）； （3）如图（c）所示，改变筷子夹住小球的位置，令两等高接触点C、D间的距离为l.6cm。两筷子仍平行，且与水平方向成角（满足，），环境中存在对小球作用力水平向右、大小未知的风。因病人尚未康复，指力不足，小球沿筷子方向匀速下滑（非滚动），求与小球重力mg的比值。 【答案】（1）0.025N；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对小球受力分析，可知小球在竖直方向受重力和接触点A、B对小球竖直向上的摩擦力，则小球在接触点A受到的摩擦力为 （2）要使小球仍保持静止，则小球在接触点A受到的摩擦力恰好为滑动摩擦力，则有 对俯视图小球受力分析，小球受力如下图所示 根据平衡条件有 联立解得，要使小球仍保持静止，筷子对小球的弹力N2至少为 （3）对刨面图中的小球分析，由几何知识可得，两根筷子对小球的弹力与的夹角为，如下图所示 可得，两根筷子对小球的弹力的合力为 小球沿筷子方向匀速下滑，则有 对俯视图小球受力分析，如下图所示 根据平衡条件，在沿筷子方向和垂直于筷子方向有 联立可得，与小球重力mg的比值为 20. 如图所示，通过插销分别固定的半圆柱体A、B并排放在粗糙水平面上，光滑圆柱体C静置其上，a、b为切点。已知A、B、C密度相同且等长，半径之比为3∶2∶1，圆柱体C的质量为m，地面与半圆柱体A、B接触面之间的动摩擦因数均为0.15，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求圆柱体C受到半圆柱体A、B的支持力Fa、Fb的大小； （2）若解除对半圆柱体B的固定，求解除瞬间半圆柱体B受到的摩擦力大小； （3）若解除对半圆柱体A、B的固定，地面与半圆柱体A、B接触面之间的动摩擦因数变为0.5，同时在圆柱体C上施加一个竖直向下、且缓慢增大的外力F，试判断，半圆柱体A、B谁先滑动，求滑动瞬间外力F的大小。 【答案】（1）， （2） （3）半圆柱B先滑动， 【解析】 【小问1详解】 根据题目半径之比为3:2:1，由几何关系可知O1和O3连线与水平方向的夹角为37°，O2和O3连线与水平方向的夹角为53°，对圆柱体C受力分析，由正交分解可知 解得 【小问2详解】 根据题意，半圆柱体与圆柱体密度相同，且ABC等长，半径之比3:2:1，则 若解除对半圆柱体B的固定，对圆柱体B受力分析，竖直方向满足 解得 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则B与地面之间的最大静摩擦力为 解得 水平方向满足 则B物体与地面发生相对滑动，摩擦力为滑动摩擦力，大小为 【小问3详解】 设施加一个外力F1后，A与地面之间先达到最大静摩后，发生相对滑动，则根据受力分析可知 解得 设施加一个外力F2后，B与地面之间先达到最大静摩后，发生相对滑动，则根据受力分析可知 则 则外力大小为F2时，B相对地面发生滑动，则半圆柱B先滑动，此时外力F的大小为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省十堰市郧阳区郧阳区一中2024-2025学年新高一上册物理考试试卷 考试范围：力的合成与分解，动态平衡 注意事项： 1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题 1. “八字刹车”是滑雪的减速技术，其滑行时的滑行姿态如图甲所示，左边雪板的受力情况可简化为图乙，雪板与水平雪面角，雪面对雪板的总作用力大小为F。方向可认为垂直于雪板所在平面。现将该力沿水平方向和竖直方向分解，则其水平方向上的分力大小为（　　）。 A. B. C. D. 2. 如图将力（大小已知）分解为两个分力和，和的夹角小于90°。则关于分力，以下说法中正确的是（　　） A. 当时，肯定有两组解 B. 当时，有唯一一组解 C. 当时，有唯一一组解 D. 当时，无解 3. 我们在进行古建筑复原时，需要用各种各样的凿子制作卯眼，如图甲所示为木工常用的一种凿子，其截面如图乙所示，侧面与竖直面间的夹角为。当在顶部施加竖直向下的力F时，其侧面和竖直面对两侧木头的压力分别为和，不计凿子的重力和摩擦阻力，下列说法正确的是（　　） A 力F一定小于 B. 力F一定大于 C. 和之间的大小关系满足 D. 夹角越大，凿子越容易进入木头 4. 如图所示，静止在水平桌面上厚度不计的圆柱形玻璃杯中放有两个半径相同的玻璃球A和B，每个玻璃球的重力为G。已知玻璃杯的底部直径是玻璃球半径的3倍，玻璃球A对玻璃杯侧壁的压力大小为F1，玻璃球A对玻璃球B的压力大小为F2，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A. ， B. ， C ， D. ， 5. 如图所示，有六个力分别组成正六边形的六个边，还有三个力分别为此正六边形的对角线，若F1已知，这九个力作用在同一点上，则这九个力的合力大小为（　　） A. 0 B. F1 C. 9F1 D. 12F1 6. 2024年巴黎奥运会射箭女子团体决赛，安琦轩、李佳蔓、杨晓蕾组成的中国队获得亚军。如图甲为杨晓蕾射箭的场景。发射时弦和箭可等效为图乙，已知弦均匀且弹性良好，其弹力满足胡克定律，自由长度为，劲度系数为，发射箭时弦的最大长度为（弹性限度内）。此时弓的顶部跨度（虚线长）为，（假设箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上），箭被发射瞬间所受的弹力为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，某工厂将圆柱形工件放在倾角为的斜面上，为防止工件滚动，在其下方垫一段半径与相同的半圆柱体。若逐渐减小斜面倾角，始终处于静止状态，不计与接触面的摩擦，的质量很小。则 A. 所受的合外力变大 B. 斜面对的弹力先变大后变小 C. 对的弹力逐渐变小 D. 对的弹力不变 8. 如图所示，一光滑的轻质小滑轮用支架固定在天花板上，一轻绳跨过光滑轻滑轮一端连接物块A，另一端连接中间有孔的小球B。物块A的质量小于小球B的质量，小球B套在以O为圆心的固定光滑四分之一圆弧杆的最低点，轻绳处于竖直状态。现对B施加始终沿杆切线方向的外力，使小球B沿圆弧杆向上缓慢移动到OB绳水平位置的过程中，下列说法正确的是（  ） A. 轻绳对B的拉力先减小后增大 B. 滑轮支架对滑轮轴的作用力逐渐增大 C. 圆弧杆对B的弹力逐渐增大 D. 外力F逐渐增大 9. 如图所示，倾角为37°的斜面体放置在水平面上，滑轮1固定在天花板上，滑轮2是动滑轮，滑轮3固定在斜面体右上角，三个滑轮的质量均忽略不计，且均光滑。一条轻质细线一端连接质量为m的物块甲，另一端连接质量为2m的物块丙，丙放置在斜面上，滑轮2下方用轻质细线悬挂物块乙，整个系统处于静止状态，1、2以及2、3间的细线均竖直，3与丙间的细线与斜面平行，重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，下列说法正确的是（ ） A. 斜面体相对于水平面的运动趋势向左 B. 乙的质量为m C. 丙相对斜面有沿着斜面向上的运动趋势 D. 若丙受到的静摩擦力正好达到最大值，则丙与斜面间的动摩擦因数为0.125 10. 如图所示，倾角为，表面粗糙的斜劈B放置在粗糙水平地面上，物体A的质量为2m，物体C的质量为m，细线绕过滑轮和连接在竖直杆上D处，连接A物体的细线与斜面平行，滑轮固定在斜劈上，不计质量的动滑轮。跨在细线上，其下端悬挂C物体，动滑轮两侧的绳子成夹角，物体A、B始终静止，不计细线与滑轮间的摩擦﹐下列说法正确的是（　　） A. 斜劈对A的摩擦力沿斜面向下 B. 逐渐增大C物体的质量，A物体受到的摩擦力逐渐变小 C. 将竖直杆向右移动少许，地面对斜劈的摩擦力变大 D. 将悬点D上移少许，细线的弹力变小 二、多选题 11. 如图甲所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，绳的一端固定在较高处的点，另一端拴在人的腰间点（重心处）。人攀爬的过程可以把人简化为乙图所示的物理模型：脚与崖壁接触点为点，人的重力全部集中在点，到点可简化为轻杆，为轻绳。已知长度不变。下列说法正确的是（　　） A. 杆上的弹力方向一定沿杆 B. 绳对人的拉力一定大于人所受的重力 C. 绳在虚线位置与实线位置承受的拉力大小相等 D. 杆在虚线位置与实线位置承受的压力大小相等 12. 如图，倾角为的斜面固定在墙角，质量为M的尖劈放置在斜面上，尖劈的右侧面竖直，用轻绳系住一质量为m的球紧靠在尖劈的右侧，轻绳与斜面平行，球与尖劈的接触面光滑，此时斜面对尖劈的摩擦力恰好为零，整个系统处于静止状态。现沿球心O对球施加一水平向左的恒力F，系统仍处于静止状态。则（　　） A. 尖劈的质量M与球的质量m之比为1：3 B. 对球施加水平推力后，轻绳的拉力变小 C. 对球施加水平推力后，尖劈对斜面的压力不变 D. 对球施加水平推力后，斜面对尖劈的摩擦力方向沿斜面向下 13. 《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮D上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的小定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，可看作质点，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点缓慢运动到E点的过程中，下列说法正确的有（　　） A. 绳OD的拉力一直变大 B. 工人对绳的拉力一直变大 C. 当∠DOE=45°时，OD绳的拉力大于CD绳的拉力 D. 当CD与竖直成30°时，OD绳拉力大小为mg 14. 如图所示，用OA、OB、OC三段轻质绳子吊起一个小球，此时OA呈水平状态。现用一顶端固定有一轻质滑轮的杆顶着OC绳，使滑轮与O点之间的绳子逐渐由竖直缓慢转动到水平状态，此过程中（　　） A. OA绳张力一直增大 B. OB绳的张力一直减小 C. 轻杆对滑轮的作用力一直增大 D. 轻杆对滑轮的作用力一直减小 15. 如图所示、在竖直的墙面上用铰链固定一粗糙轻杆，开始时轻杆处于水平方向。一套在轻杆上的轻环A通过一定长度的轻绳与杆上的B点固定连接，悬挂有一物块的光滑动滑轮跨在轻绳上。现让轻杆绕铰链缓慢转动较小角度。已知转动过程中，轻环A始终未滑动，下列说法正确的是（　　） A. 若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力增大 B. 若轻杆顺时针转动，则跨过滑轮的轻绳拉力减小 C. 若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力减小 D. 若轻杆逆时针转动，则轻环A所受摩擦力增大 16. 如图甲所示，小物块A放在斜面体B的斜面上，斜面体B置于水平地面上，给物块A沿斜面向下的初速度v0时，A恰好可沿斜面匀速下滑，对运动中的A分别施加如图乙所示的其中一个恒力后，A仍沿斜面下滑，斜面体B始终静止.则在A运动的过程中，下列说法正确的是（  ） A. 若施加的是F1，则A加速下滑，地面对B无摩擦力 B. 若施加的是F2，则A继续匀速下滑，地面对B无摩擦力 C. 若施加的是F3，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右 D. 若施加的是F4，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右 第II卷（非选择题） 三、解答题 17. 如图所示，水平桌面上的物块A和空中的物块B用跨过光滑滑轮的轻绳相连，A与滑轮间的轻绳水平，B与滑轮间的轻绳竖直。A、B分别由水平轻弹簧k1和竖直轻弹簧k2与竖直墙和水平地面连接。开始时水平弹簧处于原长状态，A刚要滑动。已知A的质量为m1=3kg，B的质量为m2=2kg，弹簧的原长均为l0=8cm，劲度系数均为k=5N/cm，A与桌面间的动摩擦因数µ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）开始时竖直弹簧长度； （2）为使系统平衡，水平弹簧的最大长度。 18. 如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m=0.4kg的圆环，地面上放一质量为M=2.5kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°，β=53°。认为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（重力加速度g=10N/kg，取sin37°=0.6、sin53°=0.8），求： （1）物块对地面的压力大小； （2）地面对物块的摩擦力； （3）若m、M大小可调，为保持系统的平衡，求满足的范围。 19. 脑卒中是老年高发病，其后遗症的康复治疗越来越引起人们的重视。通过“筷子夹小球”可对病人进行手部复健训练。若所用小球质用m=5g，直径d=2cm，小球与筷子间的动摩擦因数μ=0.2，g取10N/kg。如图（a）所示，病人用筷子夹起小球并使之保持静止，接触点A、B与小球球心O等高，两筷子方向平行。 （1）求小球在接触点A受到的摩擦力f1； （2）若小球受到方向如图（b）所示的水平风力，要使小球仍保持静止，筷子对小球的弹力N2至少要多大（答案可用根号表示）； （3）如图（c）所示，改变筷子夹住小球的位置，令两等高接触点C、D间的距离为l.6cm。两筷子仍平行，且与水平方向成角（满足，），环境中存在对小球作用力水平向右、大小未知的风。因病人尚未康复，指力不足，小球沿筷子方向匀速下滑（非滚动），求与小球重力mg的比值。 20. 如图所示，通过插销分别固定的半圆柱体A、B并排放在粗糙水平面上，光滑圆柱体C静置其上，a、b为切点。已知A、B、C密度相同且等长，半径之比为3∶2∶1，圆柱体C的质量为m，地面与半圆柱体A、B接触面之间的动摩擦因数均为0.15，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求圆柱体C受到半圆柱体A、B支持力Fa、Fb的大小； （2）若解除对半圆柱体B的固定，求解除瞬间半圆柱体B受到的摩擦力大小； （3）若解除对半圆柱体A、B固定，地面与半圆柱体A、B接触面之间的动摩擦因数变为0.5，同时在圆柱体C上施加一个竖直向下、且缓慢增大的外力F，试判断，半圆柱体A、B谁先滑动，求滑动瞬间外力F的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $