2.5单元测试卷(李先丽).doc

第二章 力的平衡 §2.5单元测试卷 一、选择题 挂 钉 挂 钉 1．（2013黄浦-1）用一根长为1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称地悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（ ）（g取10m/s2） A、m B、m C、m D、m 2、（2012年黄浦-2）如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用力F拉绳，开始时∠BAC＞90°，现使∠BAC缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC。此过程中，轻杆B端所受的力（ ） A、逐渐减小 B、逐渐增大 C、大小不变 D、先减小后增大 A F θ m B 3、（2013年长宁-1）如图所示，木块m放在薄板AB上（B端光滑铰链连接），开始θ＝0，现在A端用一个竖直向上的力F使板绕B端逆时针缓慢转动，在m相对AB保持静止的过程中（ ） A．各力相对B端的力矩都保持不变 B．相对B端顺时针的力矩之和保持不变 C．F的力矩先减小再增大 D．F大小保持不变 4、（2013年浦东-1）杂技表演的安全网如图（a）所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d……等为网绳的结点，安全网水平张紧后，若质量为m的运动员从高处落下，并停止在O点上。该处下凹至最低点时，网绳dOe，bOg均为120° 张角，如图（b）所示，此时O点周围每根网绳承受的张力大小为（ ） A． B． C． D． 5、如图所示，物体G用两根绳子悬挂，开始时绳OA水平，现将两绳同时沿顺时针方向转过90°，且保持两绳之间的夹角α不变(α＞90°)，物体保持静止状态。在旋转过程中，设绳OA的拉力为T1，绳OB的拉力为T2 ，则 ( ) A. T1先减小后增大 B. T1逐渐增大 C. T2先增大后减小 D. T2最终变为零 6、（2013年奉贤-1）弹簧下挂一小球，拉力为T。现使小球靠着倾角为α的光滑斜面，并使弹簧仍保持竖直方向，则小球对斜面的正压力为（ ） A、 Tcosα B、Ttgα C、0 D、Tctgα 7、如图所示，挑水时，水桶上绳子分别为a、b、c三种状况，则绳子在哪情况下容易断 （ ） A．a B．b C．c D．都一样 8．（2012年松江-2）春天许多游客前往公园放风筝,会放风筝的人,可使风筝静止在空中,下列的四幅图中,AB线代表风筝截面,OL代表风筝线,风向水平,则风筝可能静止的是（ ） 9、(2013年3月七校联考）作用于同一点的两个力，大小分别为F1 =5N，F2 =4N，这两个力的合力F与F1的夹角为θ，则θ可能为（ ） A．45º B．60º C．75º D．90º 10、（2013年奉贤-1）如图，楔形物A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B。用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。现把改变力F的方向至与斜面成一定的角度，仍使物体B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的有（ ） A、 A给B摩擦力减小 B、拉力F可能减小可能增大 C、物体B对斜面的作用力不变 D、地面受到的摩擦力大小可能变大 二、填空题 A B C D 1、如图，三根轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上．A、B 与水平夹角，现在C点悬挂质量为m的重物后，在D点施加一个力可使CD绳保持水平，为使此力最小，施力的方向是 。大小是 。 × I1 I2 α β 2、（2013年七校联考）已知通以电流为I的长直导线，在距离它为r处所产生磁场的磁感应强度大小为kI／r，(k为已知)，现有两根相同的长为d=10cm的金属棒，质量均为m=0．2 kg，悬挂起来静止，如图所示，悬绳与竖直方向的夹角分别为α、β。已知两悬绳长均为L=0．2m， α=300，I1=1A，则I2的大小为 ，方向为垂直纸面 (填“向里”或“向外”)。 A B O 1 2 3、（2013年嘉定-1）如图所示为使用筷子的一种姿势。筷子2夹住不动，筷子1（不计重力）以拇指压住O处为轴，依靠食指和中指施加力而转动。为了使筷子1给A处食物施加恒定压力F1，食指和中指对筷子B点要施加F2的压力。则根据图中尺寸，可估算F1∶ F2=____________，若保持如图姿势不变，筷子足够长，则手握筷子位置越靠右，F2_____________(选填“越大”、“越小”或“不变”) 4、（2013年嘉定-1）用直升机悬挂一面红旗，在天空中匀速水平飞行。红旗（包括旗杆）质量m，悬挂红旗的细绳质量不计，与竖直方向成θ角。不计直升机螺旋桨引起的气流对红旗的影响，红旗受到的空气阻力为 ；直升机质量M，机身受水平方向的空气阻力f。不考虑空气浮力，直升机螺旋桨受到空气的作用力为 。 v/（m·s-1） t/s 5 0 A 6 1 3 4 2 B 5、（2013年金山-1）质量为0.3 kg的物体在水平面上做直线运动，图中的两条直线表示物体受水平拉力和不受水平拉力两种情形下的v－t图像，则水平拉力的大小是 ，摩擦力的大小是 。 A P B 6、Q （2013年松江-1）如图所示，ＰＱ是固定的水平导轨，两端有两个小定滑轮，物体Ａ、Ｂ用轻绳连结，绕过定滑轮，不计滑轮的摩擦，系统处于静止时，α=37°，β＝53°，若Ｂ重10N，A重20N，A与水平导轨间摩擦因数μ＝0.2，则A受的摩擦力大小是 ， 方向是 。 7、如图所示，一直角斜槽（两槽面间夹角为90°）对水平面的倾角为θ，一个横截面为正方形的物块恰能沿此斜槽匀速下滑。假定两槽面的材料和槽面的情况相同，则物块和槽面之间的滑动摩擦系数μ的大小是 。 8、（2010年嘉定-1）如图所示，在倾角q 为37°的固定光滑斜面上放着一块质量不计的薄板，水平放置的棒OA，A端搁在薄板上，O端装有水平转轴，将薄板沿斜面向上和向下匀速拉动时所需拉力大小之比为3：4，则棒对板的压力大小之比为__________，棒和板间的动摩擦因数为_____________。（cos37º=0.8，sin37º=0.6） 三、计算题 1、（2013扬州月考）如图（a）所示，“ ”型木块放在光滑水平地面上，木块的水平表面AB粗糙，与水平面夹角θ＝37°的表面BC光滑。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中传感器记录到的力和时间的关系如图（b）所示，设滑块通过B点前后速度大小不变。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2。）求： （1）斜面BC的长度L； （2）滑块的质量m； （3）运动过程中滑块克服摩擦力做的功W。 2、(2011年徐汇-1）水平导轨AB固定在支架CD上，其形状、尺寸如图所示。导轨与支架的总重量M=4kg，其重心在O点，它只能绕支架C点且垂直于纸面的水平轴转动。质量为m=1kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，现受到水平拉力F=2.5N的作用。已知小铁块和导轨之间的动摩擦因素u=0.2.g取,求： （1） 小铁块刚开始运动时的加速度大小？ （2）小铁块运动到离A端多远时，支架将要开始翻转？ （3）若在小铁块运动的过程中，支架始终保持静止，则拉力F作用的最长时间为多少？ 3、如图，均质直角三角形木板质量为M=2kg，直角边0A、AB长分别为0.2m和0.48m，角O用一光滑转轴固定于地面，角B靠在光滑的竖直墙面上，AB水平，一质量为m=8kg的滑块从A点开始以初速度沿AB边向右滑动，滑块与AB边间动摩擦系数为u=0.25，滑块与墙间的碰撞不损失能量。求 （1） 滑块最终停在何处？ （2） 滑块运动过程中，木块对墙的压力的最大值和最小值分别是多少？ （3） 滑块向右初速度至少多大时，可使木板绕轴翻转？ 4、（2009年静安-2）2008年春节前后，我国南方部分地区遭遇了罕见的雪灾，此次雪灾造成输电线被厚厚的冰层包裹，使相邻两个铁塔间的拉力大大增加，导致电力设施被严重损毁． 设想若干个相同铁塔等高、等距，其结构模型如图所示．已知铁塔(左右对称)质量为m，塔基宽度为d．相邻铁塔间输电线的长度为L，其单位长度的质量为mo，输电线顶端的切线与竖直方向成θ角．已知冰的密度为ρ，设冰层均匀包裹在输电线上，且冰层的横截面为圆形，其半径为R(输电线的半径可忽略)． (1) 被冰层包裹后，每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少? (2)被冰层包裹后，输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少? (3)若某铁塔一侧的输电线在顶端断裂，该铁塔由于受力不对称，会造成该塔以塔基另一侧与地面的接触点为轴旋转翻倒．已知地面对塔基的最大拉力为F(该力可简化为作用点位于塔基中心、方向竖直向下的拉力)，忽略包裹铁塔的冰雪，要使铁塔不致翻倒，输电线上包裹的冰层半径R的最大值Rmax为多少? 第三章 力的平衡 §2.5力的平衡 单元测试 答案 一、选择题 1、D 2、D 3、D 4、A 5、D 6、 C 7、C 8、C 9、A 10、A B 二、填空题 1、 垂直BD指向右下方； 2、 ；向外 3、1:4；越大 4、 mgtanθ； 5、0.1N；0.1N或者0.2N 6、2N；方向向左 7、 8、2：3； 三、计算题 1、解：(1)分析滑块受力，由牛顿第二定律得：a1=gsinθ=6m/s2 通过图像可知滑块在斜面上运动时间为：t1=1s 由运动学公式得： (2)滑块对斜面的压力为：N1'=mgcosθ 木板对传感器的压力为：F1=N1'sinθ 由图像可知：F1=12N 解得：m=2.5Kg (3)滑块滑到B点的速度为：v1=a1t1=6m/s 由图像可知：f1=5N，t2=2s W=fs2=40J. 2、 解（1）小铁块受到的摩擦力，根据牛顿第二定律得 解得 （2） 假设小铁块运动到C点的右侧且距C点x时，支架刚好不能平衡，D点受力为零。 ，且 解得，所以 （3） 因为小铁块运动过程中，导轨和支架始终保持静止，故小物块是先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动。 匀加速直线运动的加速度大小是 匀减速直线运动的加速度大小是 由公式 m 解得 代入 ，得t=1.74s。 3、 （1）分析小物块，其加速 由运动学公式 ，代入，解得 所以小物块距离A点距离 =0.16m （2） 板对墙壁压力最大的时候，是小物块即将和墙壁碰撞之前，由力矩平衡方程 解得 当板对墙壁压力最小时，是小物块即将停止之前，由力矩平衡方程 解得 （3) 设距离A点y时，板翻转 解得 所以物体运动的位移 = 解得 4、解：(1)输电线冰层体积V冰=πR2L，由于对称性塔尖上所受压力的增加量等于一根输电线上冰层的重力，即ΔN=ρgV冰=ρgπR2L。 (2)输电线与冰层的总质量为：M=m0L+ρπR2L，输电线受到三个力作用，由共点力平衡条件得： 2F1cosθ=m0gL+ρgπR2L 最高点所受拉力为： 由半根输电线的受力可得最低点的拉力为 (3)设铁塔被冰包裹时的质量为m`，则 铁塔即将翻倒时受到重力、地面拉力和输电线拉力作用，以—端为轴，R取最大值时有： 8