福建省2027届高三物理一轮复习检测卷:力与平衡(基础)
2026-07-21
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2份
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24页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 相互作用 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.31 MB |
| 发布时间 | 2026-07-21 |
| 更新时间 | 2026-07-21 |
| 作者 | 银杏飘落1130 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58909665.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高中物理一轮复习力与平衡基础单元卷,以真实情境(如工人卸货、古代榨油、孔府瓦片)和高考真题为载体,覆盖摩擦力、弹力、共点力平衡等核心知识,适配基础巩固与科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|4|摩擦力比较、弹力方向|结合生活场景(如橡皮擦擦字),考查物理观念|
|多选题|4|动态平衡、绳中张力|通过氦气球运动、轻绳悬挂等情境,体现科学推理|
|填空题|3|受力分析、共点力平衡|融入文化素材(如“互”字模型、珍珠环),渗透科学态度|
|实验题|2|力的合成规律、质量测量装置|设计探究性实验,培养科学探究能力|
|解答题|3|弹簧弹力、斜面摩擦、系统平衡|综合平衡条件与牛顿定律,对接高考命题趋势|
内容正文:
一轮复习专题检测——力与平衡(基础)
一、单选题
1.(2024·广西·高考真题)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为、和,则( )
A. B.
C. D.
2.(2026·福建泉州·三模)某同学用橡皮擦水平向右擦除作业本上的铅笔字,作业本只与橡皮擦和水平桌面接触,且相对桌面保持静止,则此过程中( )
A.桌面对作业本无摩擦力
B.桌面对作业本的摩擦力方向水平向右
C.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向左
D.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向右
3.(2026·湖北·高考真题)如图所示,半径为的光滑圆环固定在竖直平面内,原长为的轻质弹簧一端固定在圆环上与圆心等高的位置,另一端连接一个套在圆环上质量为的小球,平衡时弹簧与水平方向的夹角为。弹簧在弹性限度内,重力加速度大小为,弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·天津南开·期末)图甲为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔,木块向两侧挤压油饼便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形,撞击木楔的力为,则下列说法正确的是( )
A.为了增大木块对油饼的压力,通常设计得较小
B.木楔对每个木块的压力一定均为
C.若一定,增大,木块受到木楔对它的压力增大
D.无论多大,木块受到木楔对它的压力始终小于
二、多选题
5.(2026·福建莆田·模拟预测)如图所示,一质量分布均匀的光滑重球通过轻绳悬挂在竖直挡板上,轻绳与竖直挡板的夹角,将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角。在该过程中细绳对重球的拉力和挡板对重球的弹力的变化情况是( )
A.保持不变 B.一直减小
C.一直增大 D.先增大后减小
6.(25-26高三上·陕西咸阳·阶段检测)如图所示,将一根不可伸长、柔软的轻绳分别系在M、N两点上,衣服用动滑轮悬挂在轻绳上,轻绳两端位置之间的连线MN与水平方向成θ角。现保持M点位置不动,改变某一条件时衣服始终保持平衡状态,不计摩擦,下列说法正确的是( )
A.若更换为更长的轻绳,绳子的拉力将变小
B.若更换为更长的轻绳,绳子的拉力将不变
C.若使N点缓慢竖直向下移动至θ=0°的过程中,绳子拉力大小不变
D.若使N点逆时针缓慢以M点为圆心画圆弧移动至θ=0°的过程中,绳子拉力逐渐变小
7.(2026·湖南·高考真题)如图,某同学将两个相同的球形氦气球用等长的轻绳系在一起,拉着绳使气球随人一起做水平匀速运动。运动过程中,球心始终在绳的延长线上且球心连线水平,两绳所构成的平面与水平面的夹角为(),两球间的弹力为。气球受到空气阻力的大小与相对空气的速率成正比,空气始终相对于地面静止,忽略气球形状的变化。该同学沿原方向运动速度缓慢增大,下列说法正确的是( )
A.增大 B.减小 C.增大 D.减小
8.(2026·江西·模拟预测)如图所示,A球与B球用原长为、劲度系数为的轻质弹簧相连,B球用长为的细线悬挂于点,A球固定在点的正下方,且、A间的距离也为,恰好构成一个正三角形。现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为的轻质弹簧,系统重新平衡后A、B间的距离变为。两弹簧均在弹性限度内,两小球均视为质点。下列说法正确的是( )
A.细线的拉力大小不变 B.弹簧的弹力变大
C. D.
三、填空题
9.(25-26高三上·福建莆田·开学考试)在“一带一路”年度汉字发布会活动中,“互”字曾作为最能体现其精神内涵的汉字拔得头筹。如图为某兴趣小组制作的“互”字形木制模型正面图。模型分上下两部分,质量均为m,并用细线连接,其中细线1连接a、b两点,细线2连接c、d两点。当细线都绷紧时,整个模型竖直静止在水平地面上。则细线1对a点的拉力方向______(选填“向上”或“向下”),细线2对d点的拉力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)细线1对a点的拉力。
10.(25-26高三上·福建福州·阶段检测)孔府是中国传统建筑的杰出代表,采用了瓦片屋顶,屋顶结构可简化为如图,弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ,瓦片质量为m,重力加速度为g,则两根椽子对瓦片的支持力合力大小为____________,每根椽子对瓦片的摩擦力大小为____________,若椽子间距增大,则每根椽子对瓦片的摩擦力大小____________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
11.(2026·福建厦门·模拟预测)如图甲所示,6颗完全相同的球形珍珠用细线通过沿直径的光滑孔道等间距地串成一个环,并将其套在一表面光滑的圆锥体珠宝展示架上,其俯视图如图乙所示。已知展示架的顶角为60°,珍珠均处于同一水平面内,珍珠间的细线与每颗珍珠孔道方向的夹角均为30°,珍珠质量均为m,重力加速度大小为g,则展示架对每颗珍珠的支持力大小为_______,细线上的张力大小为_______。(结果均用m、g表示)
四、实验题
12.(25-26高三下·河北衡水·阶段检测)如图甲所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置,木板上固定有白纸,白纸上画有一直径水平、圆心为的半圆,圆弧上标有角度刻度线。弹簧测力计、连接的细线系于橡皮筋与细线的结点,拉动两个弹簧测力计,使结点位于处。
(1)同一次实验过程中,橡皮筋与细线的结点都要拉到同一位置点,这采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)实验结果如图乙所示,在下列四个力中,不是由弹簧测力计直接测得的力为( )
A. B. C. D.
(3)图丙中,初始连接弹簧测力计b的细线水平,要保持结点位置及a的拉力方向不变,使b顺时针缓慢由转至位置的过程中,弹簧测力计a拉力的大小________,弹簧测力计b拉力的大小________。(两个空选项都为A“一直增大”B“一直减小”C“先增大后减小”D“先减小后增大”)
13.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a),细绳1、2和橡皮筋相连于一点,绳1上端固定在A点,绳2下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套相连。
为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳套,使绳1每次与竖直方向夹角均为且橡皮筋与绳1垂直,待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出关系图线,如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将一芒果放入此空杯,按上述操作测得,由图(b)可知,该芒果的质量_________g(结果保留到个位)。若杯中放入芒果后,绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直,由图像读出的芒果质量与相比_________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,下列原因可能的是_________。
A.水杯质量过小 B.绳套长度过大
C.橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成正比
(3)写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施_________。
五、解答题
14.(25-26高三上·福建龙岩·阶段检测)如图所示,放在粗糙斜面上的物块A和小球B均处于静止状态,轻绳AB绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端连接在小球B上,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的BC段与竖直方向的夹角θ=53°,斜面倾角α=37°,物块A和小球B的质量分别为mA=5kg、mB=1.5kg,物块A与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.25,弹簧的劲度系数k=500N/m,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2),求:
(1)弹簧的伸长量x;
(2)物块A受到的摩擦力大小和方向;
(3)求斜面体对水平地面的摩擦力。
15.(25-26高三上·福建泉州·阶段检测)如图所示,质量M=2kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量m=1kg的小球B相连。今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中A、B相对位置保持不变,轻绳与水平方向夹角θ=30°,g取10m/s2。求:
(1)轻绳张力T;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。
16.(24-25高三上·福建厦门·阶段检测)如甲图所示,质量均为1kg的物块A、B静止在水平面上,A、B由劲度系数为3N/cm的轻弹簧相连,物块A套在竖直杆上,在竖直向上的力F作用下沿杆缓慢上移,B运动之前,力F随上升高度h的变化关系如乙图所示,已知物块A、B处于水平面时距离为16cm,弹簧原长为18cm,物块A与杆间动摩擦因数为0.5,图中c点的高度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(,)
(1)当A在地面时,求B所受的摩擦力的大小;
(2)求的数值;
(3)求坐标a、b的数值。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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一轮复习专题检测——力与平衡(基础)
一、单选题
1.(2024·广西·高考真题)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为、和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】滑动摩擦力的产生条件与影响因素
【详解】根据滑动摩擦力的公式,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和祖糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力相同,即,故选D。
2.(2026·福建泉州·三模)某同学用橡皮擦水平向右擦除作业本上的铅笔字,作业本只与橡皮擦和水平桌面接触,且相对桌面保持静止,则此过程中( )
A.桌面对作业本无摩擦力
B.桌面对作业本的摩擦力方向水平向右
C.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向左
D.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向右
【答案】D
【难度】0.72
【知识点】判断是否存在静摩擦力及其方向、滑动摩擦力的大小与方向
【详解】AB.作业本相对桌面保持静止,处于平衡状态。水平方向上,作业本受到橡皮擦向右的摩擦力,根据二力平衡可知,桌面对作业本的静摩擦力方向一定水平向左,故A、B错误;
CD.橡皮擦水平向右运动,相对作业本向右滑动,因此橡皮擦对作业本施加的滑动摩擦力方向水平向右,故C错误,D正确。故选D。
3.(2026·湖北·高考真题)如图所示,半径为的光滑圆环固定在竖直平面内,原长为的轻质弹簧一端固定在圆环上与圆心等高的位置,另一端连接一个套在圆环上质量为的小球,平衡时弹簧与水平方向的夹角为。弹簧在弹性限度内,重力加速度大小为,弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】胡克定律、正交分解法解共点力平衡问题
【详解】根据题意,设此时弹簧的长度为,由几何关系有,解得
可知,此时弹簧被压缩,且形变量为,对小球受力分析,如图所示
由平衡条件有,,联立解得,故选C。
4.(25-26高三上·天津南开·期末)图甲为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔,木块向两侧挤压油饼便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形,撞击木楔的力为,则下列说法正确的是( )
A.为了增大木块对油饼的压力,通常设计得较小
B.木楔对每个木块的压力一定均为
C.若一定,增大,木块受到木楔对它的压力增大
D.无论多大,木块受到木楔对它的压力始终小于
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】按实际效果分解
【详解】AB.将力F沿垂直侧面方向分解如图所示
可知,木块对油饼的压力为,可知为了增大木块对油饼的压力,通常设计得较小,木楔对每个木块的压力大于,故A正确,B错误;
C.若一定,增大,由,得木块受到木楔对它的压力减小,故C错误;
D.当时,木块受到木楔对它的压力大于,故D错误。故选A。
二、多选题
5.(2026·福建莆田·模拟预测)如图所示,一质量分布均匀的光滑重球通过轻绳悬挂在竖直挡板上,轻绳与竖直挡板的夹角,将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角。在该过程中细绳对重球的拉力和挡板对重球的弹力的变化情况是( )
A.保持不变 B.一直减小
C.一直增大 D.先增大后减小
【答案】BC
【难度】0.66
【知识点】用正弦定理解决平衡问题
【详解】对重球进行受力分析并画出力的矢量三角形,如图所示:
在力的矢量三角形中,根据正弦定理有
将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角时,挡板顺时针转动了,支持力N和拉力也顺时针转动了,在此过程中,保持不变,从逐渐减小到,从逐渐增大到,则一直减小,一直增大,所以拉力一直减小,支持力N一直增大。故选BC。
6.(25-26高三上·陕西咸阳·阶段检测)如图所示,将一根不可伸长、柔软的轻绳分别系在M、N两点上,衣服用动滑轮悬挂在轻绳上,轻绳两端位置之间的连线MN与水平方向成θ角。现保持M点位置不动,改变某一条件时衣服始终保持平衡状态,不计摩擦,下列说法正确的是( )
A.若更换为更长的轻绳,绳子的拉力将变小
B.若更换为更长的轻绳,绳子的拉力将不变
C.若使N点缓慢竖直向下移动至θ=0°的过程中,绳子拉力大小不变
D.若使N点逆时针缓慢以M点为圆心画圆弧移动至θ=0°的过程中,绳子拉力逐渐变小
【答案】AC
【难度】0.62
【知识点】用解析法解决平衡问题
【详解】AB.设两段轻绳之间的夹角为2α,根据平衡条件可得,解得,设轻绳的总长度为l,M、N两点之间的水平距离为x,根据几何关系可得,若更换为更长的轻绳,则l变大,sinα变小,α变小,cosα变大,所以轻绳的拉力变小,故A正确,B错误;
C.若使N点缓慢竖直向下移动,x、l都不变,则α不变,所以拉力不变,故C正确;
D.若使N点逆时针缓慢以M点为圆心画圆弧移动,则x变大,则sinα变大,α变大,cosα变小,F变大,即轻绳拉力变大,故D错误。故选AC。
7.(2026·湖南·高考真题)如图,某同学将两个相同的球形氦气球用等长的轻绳系在一起,拉着绳使气球随人一起做水平匀速运动。运动过程中,球心始终在绳的延长线上且球心连线水平,两绳所构成的平面与水平面的夹角为(),两球间的弹力为。气球受到空气阻力的大小与相对空气的速率成正比,空气始终相对于地面静止,忽略气球形状的变化。该同学沿原方向运动速度缓慢增大,下列说法正确的是( )
A.增大 B.减小 C.增大 D.减小
【答案】BC
【难度】0.63
【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题
【详解】AB.根据题意,设每根绳子的拉力为,两根绳子之间的夹角为,每个气球受到空气阻力,浮力为,对整体受力分析,由平衡条件,竖直方向上有,水平方向上有,整理可得,运动速度缓慢增大,减小,则减小,增大,故A错误,B正确;
CD.对单个气球受力分析,由平衡条件有,由于不变,增大,则增大,故C正确,D错误。故选BC。
8.(2026·江西·模拟预测)如图所示,A球与B球用原长为、劲度系数为的轻质弹簧相连,B球用长为的细线悬挂于点,A球固定在点的正下方,且、A间的距离也为,恰好构成一个正三角形。现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为的轻质弹簧,系统重新平衡后A、B间的距离变为。两弹簧均在弹性限度内,两小球均视为质点。下列说法正确的是( )
A.细线的拉力大小不变 B.弹簧的弹力变大
C. D.
【答案】AC
【难度】0.5
【知识点】胡克定律、用相似三角形解决平衡问题
【详解】AB.令B球的质量为,轻质弹簧劲度系数为时的受力分析图如下
由几何关系可知OAB构成的三角形与力的三角形相似,因此有,,解得,,同理轻质弹簧劲度系数为时,由受力分析图同样可以发现OAB构成的三角形与力的三角形相似,有,,解得,
因此弹簧的弹力变小,细线的拉力大小不变,故A正确,B错误;
CD.对劲度系数为的弹簧,根据胡克定律,对劲度系数为的弹簧,同理有,联立解得,故C正确,D错误。故选AC。
三、填空题
9.(25-26高三上·福建莆田·开学考试)在“一带一路”年度汉字发布会活动中,“互”字曾作为最能体现其精神内涵的汉字拔得头筹。如图为某兴趣小组制作的“互”字形木制模型正面图。模型分上下两部分,质量均为m,并用细线连接,其中细线1连接a、b两点,细线2连接c、d两点。当细线都绷紧时,整个模型竖直静止在水平地面上。则细线1对a点的拉力方向______(选填“向上”或“向下”),细线2对d点的拉力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)细线1对a点的拉力。
【答案】 向下 大于
【难度】0.85
【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题
【详解】[1]细线只能提供沿细线的拉力,则细线1对a点的拉力方向向下,细线2对d点的拉力方向向上;
[2]对模型上部分受力分析,则,可知细线2的拉力大于细线1的拉力。
10.(25-26高三上·福建福州·阶段检测)孔府是中国传统建筑的杰出代表,采用了瓦片屋顶,屋顶结构可简化为如图,弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ,瓦片质量为m,重力加速度为g,则两根椽子对瓦片的支持力合力大小为____________,每根椽子对瓦片的摩擦力大小为____________,若椽子间距增大,则每根椽子对瓦片的摩擦力大小____________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 不变
【难度】0.65
【知识点】三维空间的共点力平衡问题
【详解】[1]将重力沿两根椽子所在平面和垂直该平面分解,重力沿平面的分量为,垂直于该平面的分量为,可得两根椽子对瓦片的支持力的合力大小为。
[2][3]两根椽子对瓦片的摩擦力的合力大小为,摩擦力方向与椽子平行,所以每根椽子对瓦片的摩擦力大小为,与椽子间距无关,若椽子间距增大,则每根椽子对瓦片的摩擦力大小不变。
11.(2026·福建厦门·模拟预测)如图甲所示,6颗完全相同的球形珍珠用细线通过沿直径的光滑孔道等间距地串成一个环,并将其套在一表面光滑的圆锥体珠宝展示架上,其俯视图如图乙所示。已知展示架的顶角为60°,珍珠均处于同一水平面内,珍珠间的细线与每颗珍珠孔道方向的夹角均为30°,珍珠质量均为m,重力加速度大小为g,则展示架对每颗珍珠的支持力大小为_______,细线上的张力大小为_______。(结果均用m、g表示)
【答案】
【难度】0.4
【知识点】正交分解法解共点力平衡问题
【详解】[1]对任意一颗珍珠进行受力分析,珍珠受到竖直向下的重力、垂直于圆锥面指向斜上方的支持力以及两根细线的拉力。由题意知圆锥顶角为,则圆锥母线与竖直方向夹角为,根据几何关系可知,支持力与竖直方向夹角为。在竖直方向上,由平衡条件可得,解得
[2]在水平方向上,支持力的水平分力
方向背离圆心。珍珠在水平面内处于平衡状态,细线拉力的合力必须与支持力的水平分力平衡,即,方向指向圆心。由俯视图可知,6颗珍珠等间距分布,细线构成正六边形,相邻两边夹角为。两根细线拉力大小均为,夹角为,其合力大小,联立解得
四、实验题
12.(25-26高三下·河北衡水·阶段检测)如图甲所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置,木板上固定有白纸,白纸上画有一直径水平、圆心为的半圆,圆弧上标有角度刻度线。弹簧测力计、连接的细线系于橡皮筋与细线的结点,拉动两个弹簧测力计,使结点位于处。
(1)同一次实验过程中,橡皮筋与细线的结点都要拉到同一位置点,这采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)实验结果如图乙所示,在下列四个力中,不是由弹簧测力计直接测得的力为( )
A. B. C. D.
(3)图丙中,初始连接弹簧测力计b的细线水平,要保持结点位置及a的拉力方向不变,使b顺时针缓慢由转至位置的过程中,弹簧测力计a拉力的大小________,弹簧测力计b拉力的大小________。(两个空选项都为A“一直增大”B“一直减小”C“先增大后减小”D“先减小后增大”)
【答案】(1)B(2)C(3) B D
【难度】0.76
【知识点】验证力的平行四边形定则、三角形法则解决共点力平衡问题
【详解】(1)两次将橡皮筋拉到同一个结点O,目的是使力有相同的作用效果,采用了等效替代法。故选B。
(2)根据图乙可知是利用平行四边形法画出的与的合力,不是测力计测出的实际值。
故选C。
(3)[1][2]对结点O进行受力分析,如下图所示
三力平衡时可以围成三角形,当沿图示方向顺时针旋转时,在逐渐减小,先减小后增大,在测力计b转到150°时拉力最小。
13.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a),细绳1、2和橡皮筋相连于一点,绳1上端固定在A点,绳2下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套相连。
为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳套,使绳1每次与竖直方向夹角均为且橡皮筋与绳1垂直,待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出关系图线,如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将一芒果放入此空杯,按上述操作测得,由图(b)可知,该芒果的质量_________g(结果保留到个位)。若杯中放入芒果后,绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直,由图像读出的芒果质量与相比_________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,下列原因可能的是_________。
A.水杯质量过小 B.绳套长度过大
C.橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成正比
(3)写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施_________。
【答案】(1) 106 偏大(2)C(3)减小细线与竖直方向的夹角
【难度】0.65
【知识点】验证力的平行四边形定则、正交分解法解共点力平衡问题
【详解】(1)[1]操作测得,由图(b)的图像坐标可知,该芒果的质量为106g;
[2]若杯中放入芒果后,绳1与竖直方向夹角为但与橡皮筋不垂直,根据共点力平衡可知橡皮条的拉力变大,导致橡皮筋的长度偏大,若仍然根据图像读出芒果的质量与相比偏大。
(2)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,可能是所测物体的质量过大,导致橡皮筋所受的弹力过大超过了弹簧的弹性限度,从而使橡皮筋弹力与其伸长量不成正比。故选C。
(3)根据共点力平衡条件可知,当减小绳子与竖直方向的夹角时,相同的物体质量对应橡皮筋的拉力较小,故相同的橡皮筋,可减小细线与竖直方向的夹角可增大质量测量范围。
五、解答题
14.(25-26高三上·福建龙岩·阶段检测)如图所示,放在粗糙斜面上的物块A和小球B均处于静止状态,轻绳AB绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端连接在小球B上,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的BC段与竖直方向的夹角θ=53°,斜面倾角α=37°,物块A和小球B的质量分别为mA=5kg、mB=1.5kg,物块A与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.25,弹簧的劲度系数k=500N/m,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2),求:
(1)弹簧的伸长量x;
(2)物块A受到的摩擦力大小和方向;
(3)求斜面体对水平地面的摩擦力。
【答案】(1)0.04m(2)5N,方向沿斜面向上(3)20N,方向水平向左
【难度】0.85
【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题
【详解】(1)小球B在三个力作用下平衡,则可得
解得,x=0.04m
(2)球B在三个力作用下平衡,则可得
解得T=25N
对物块A受力分析有
则物块A所受静摩擦力
方向沿斜面向上
(3)对小球、细绳、滑轮、A物体和斜面整体研究,可知地面对斜面的摩擦力大小为20N,方向水平向右。根据牛顿第三定律可知斜面体对地面的摩擦力大小也为20N,方向水平向左。
15.(25-26高三上·福建泉州·阶段检测)如图所示,质量M=2kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量m=1kg的小球B相连。今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中A、B相对位置保持不变,轻绳与水平方向夹角θ=30°,g取10m/s2。求:
(1)轻绳张力T;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)10N(2)
【难度】0.65
【知识点】正交分解法解共点力平衡问题
【详解】(1)对B进行分析,根据平衡条件,水平方向有
竖直方向有
联立解得T=10N
(2)对A进行分析,根据平衡条件,水平方向有
竖直方向有
其中滑动摩擦力
联立解得木块与水平杆间的动摩擦因数
16.(24-25高三上·福建厦门·阶段检测)如甲图所示,质量均为1kg的物块A、B静止在水平面上,A、B由劲度系数为3N/cm的轻弹簧相连,物块A套在竖直杆上,在竖直向上的力F作用下沿杆缓慢上移,B运动之前,力F随上升高度h的变化关系如乙图所示,已知物块A、B处于水平面时距离为16cm,弹簧原长为18cm,物块A与杆间动摩擦因数为0.5,图中c点的高度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(,)
(1)当A在地面时,求B所受的摩擦力的大小;
(2)求的数值;
(3)求坐标a、b的数值。
【答案】(1)6N(2)16(3)8,
【难度】0.4
【知识点】利用平衡推论求力大小或方向、正交分解法解共点力平衡问题
【详解】(1)当A在地面时,根据平衡关系,B所受的摩擦力大小与弹簧弹力大小相等
(2)当A上升到c点时,此时弹簧长度为
弹簧弹力为
设此时弹簧与水平方向夹角为,对A受力分析得
又,联立得,则的数值为。
(3)A缓慢上升,视为平衡状态,弹簧弹力先减小再增大,因为存在
此时弹簧处于原长初状态,坐标a点弹簧弹力斜向上,设弹簧弹力为T,弹簧与水平方向夹角为,则
得
得
当弹簧处于原长时,有
则坐标a、b的数值分别为,。
试卷第1页,共3页
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