2023-2024初中物理竞赛试题精选精编第02讲力的平衡（含解析）

这是一份2023-2024初中物理竞赛试题精选精编第02讲力的平衡（含解析），共27页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，作图题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）如图所示，A的质量为2kg，B质量为3kg，A与B间的动摩擦因数为0.4，大小为250N的力F把木块A、B压在墙上一起匀速下滑，则B受A对它的摩擦力的大小和方向（ ）
A．20N，向上
B．30N，向下
C．100N，向上
D．20N，向下
【答案】D
【详解】由图可知，木块A、B压在墙上一起匀速下滑，此时处于平衡状态，A受到两个力的作用：竖直向下的重力和B对A的摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，故
SKIPIF 1 < 0
B对A的摩擦力的方向竖直向上，由于物体间力的作用是相互的，则A对B的摩擦力的方向是竖直向下的，大小为20N，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）卡塔尔世界杯，让人们享受了精彩的足球盛宴．关于足球运动涉及的物理知识，下列分析错误的是（ ）
A．足球鞋底凹凸不平，是为了增大与草坪的摩擦力
B．运动员用头顶足球时，球对头施加了力的作用
C．赛前给足球充气，球内空气的密度不变
D．点球赛中守门员抱住射向球门的足球，说明力可以改变物体的运动状态
【答案】C
【详解】A．足球鞋底凹凸不平，是在压力不变时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A正确，不符合题意；
B．运动员用头顶足球，对足球有力的作用，据力的作用是相互的，球对头也有力的作用，故B正确，不符合题意
C．给足球充气，球内空气质量变大，体积不变，据 SKIPIF 1 < 0 知，空气的密度变大，故C错误，符合题意；
D．足球被守门员抱住，守门员对足球施加了力的作用，足球由运动到静止，运动状态发生了改变，说明力能改变物体的运动状态，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．（2022秋·江苏南京·九年级南京市科利华中学校考竞赛）图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移。在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是（ ）
A．F不变，N增大B．F不变，N 减小C．F减小，N不变D．F增大，N减小
【答案】C
【详解】对小球受力分析，作出力的平行四边形，同时作出AB与半径组成的图像；则可知两三角形相似，故由相似三角形知识可求得拉力及支持力
小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，N，三个力．满足受力平衡．作出受力分析图如下，由图可知
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0
当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）水平推力F作用在物体A上，A、B一起向右匀速直线运动。下列说正确的是（ ）

A．物体A受到推力大于B对A的摩擦力
B．A对B的摩擦力小于B对地面的摩擦力大小
C．物体A对B的压力与地面对B的支持力是一对平衡力
D．B受到地面的摩擦力的大小等于F
【答案】D
【详解】A．对物体A受力分析，物体A水平方向上受到B对A的摩擦力和推力F，由于物体A做匀速直线运动，所以物体A受到的推力和摩擦力为一对平衡力，所以物体A受到的推力等于B对A的摩擦力，故A错误；
B．对物体B受力分析，物体B水平方向上受到A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力，由于物体B做匀速直线运动，所以物体B受到A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力为一对平衡力，所以A对B的摩擦力等于地面对B的摩擦力；B对地面的摩擦力和地面对B的摩擦力为一对相互作用力，大小相等，所以A对B的摩擦力等于B对地面的摩擦力大小，故B错误；
C．对物体B受力分析，物体B竖直方向上受到A对B的压力、自身的重力和地面对B的支持力，这三个力为平衡力，故C错误；
D．把A、B看成整体，水平方向上受到地面的摩擦力和推力F，这两个力为一对平衡力，所以B受到地面的摩擦力的大小等于F，故D正确。
故选D。
5．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）如图所示，放在水平桌面上的长方体物块A与B用细线通过定滑轮与沙桶相连。当沙桶与沙的总重为G时，物块A、B相对静止，一起向左做匀速直线运动（忽略细线与滑轮之间的摩擦）。关于这个过程，下列说法错误的是（ ）

A．物块B只受到重力和物块A对物块B的支持力作用
B．物块A受到的重力与桌面对物块A的支持力是一对平衡力
C．沙桶受到绳的拉力方向一定是竖直向上，且拉力大小等于沙桶与沙的总重G
D．桌面受到物块A施加的滑动摩擦力方向水平向左
【答案】B
【详解】A．物块B随A做匀速直线运动，受到重力和A对其的支持力，由于没有相对运动趋势，因此不受摩擦力，故A正确，不符合题意；
B．物体A和B的总重力等于桌面对物体A的支持力，因此物体A的重力小于桌面对A的支持力，故B错误，符合题意；
C．因物体A与B做匀速直线运动，因此沙桶也做匀速直线运动。沙桶受到的重力与绳子的拉力是平衡力，重力方向竖直向下，因此拉力方向一定时竖直向上，且拉大大小等于沙桶与沙子的重力，故C正确，不符合题意；
D．物块A向左做匀速直线运动，受到桌面对其水平向右的滑动摩擦力，根据物体间力的作用是相互的，因此桌面受到A施加的水平向左的摩擦力，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）如图所示，在光滑的车厢地板上，放着甲、乙两个小球随车厢一起向右做匀速直线运动，小球的质量 SKIPIF 1 < 0 ，当车厢突然减速，在小球未撞击车厢壁前，下列描述正确的是（ ）
A．甲、乙两球相对车厢向左运动，两球间距离增大
B．甲、乙两球相对车厢向右运动，两球间距离不变
C．甲、乙两球相对车厢向左运动，两球间距离减小
D．甲、乙两球相对车厢向右运动，两球间距离增大
【答案】B
【详解】当火车匀速直线运动时，两个小球和火车以相同的速度随车一起运动；当火车突然减速时，两个小球由于惯性要保持原来的运动状态，由于地板是光滑的，水平方向上两个小球都没有受到力的作用，运动状态都不会改变，都保持原来的运动状态，但是小球的运动速度大于减速后火车的运动速度，相对于火车向右运动，所以质量不同的两个小球，都相对于小车向右运动，两球间距离保持不变，故ACD错误，B正确。
故选B。
7．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）如图所示，一位同学沿水平方向用75N的力推箱子，箱子在水平地面上做速度不断增加的运动。下列说法中正确的是（ ）
A．人推箱子的力大于箱子对人的力B．人给地面的摩擦力水平向右
C．箱子的动能在增加D．箱子只受重力、支持力、推力作用
【答案】C
【详解】A．人推箱子的力和箱子对人的力是一对相互作用力，相互作用力的大小是相等的，因此人推箱子的力等于箱子对人的力，故A错误；
B．人相对于地面有向左运动的趋势，人受到地面向右的摩擦力，人给地面的摩擦力水平向左，故B错误；
C．箱子的质量不变，由于箱子在水平地面上做速度不断增加的运动，箱子的动能在增加，故C正确；
D．箱子在水平地面上竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，在水平方向上受到水平向右的推力和水平向左的摩擦力作用，受到四个力的作用，故D错误。
故选C。
8．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）如图所示，是一辆静止在水平面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，关于杆对小球作用力的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．力的方向竖直向上，大小为mg
B．力的方向沿杆斜向上，大小为2mg
C．力的方向垂直于杆向上，大小为mg
D．力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向，大小为2mg
【答案】A
【详解】小球静止在杆子的底端，所以小球处于平衡状态受到平衡力的作用。在竖直方向上，小球受到竖直向下的重力，根据二力平衡的条件知道，必然有一个力来平衡这个重力，所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力，这个力和重力大小相等，大小为mg，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）氢气球下面吊一重物，上升过程中绳子突然断了，那么重物（ ）
A．加速竖直下落B．先减速上升后加速下落
C．先加速上升后加速下落D．立即做匀速直线运动
【答案】B
【详解】绳子断开前，重物随气球上升；绳子断开后的一瞬间，由于惯性，物体仍具有向上的速度。后来物体受到竖直向下的重力和空气阻力作用，所以物体减速向上运动，然后加速下落。故ACD错误，不符合题意；B正确，符合题意。
故选B。
10．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）已知滑动摩擦力大小与压力成正比，如图所示，重为G的物体A在水平力F的作用下，静止在竖直墙壁上，当水平力减小为 SKIPIF 1 < 0 时，物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑。则当力减小为 SKIPIF 1 < 0 时，此物体A所受摩擦力的大小（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D．G
【答案】C
【详解】物体在竖直方向上受竖直向下的重力G，竖直向上的摩擦力f作用，设摩擦力与压力的比例系数为k；当物体A与墙壁间的压力为 SKIPIF 1 < 0 时，物体匀速下滑，处于平衡状态，由平衡条件得
SKIPIF 1 < 0
由题意知
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
当物体与墙壁间的压力为 SKIPIF 1 < 0 时物体受到的滑动摩擦力
SKIPIF 1 < 0
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
11．（2023春·新疆伊犁·八年级校考竞赛）一本书放在水平桌面上，书上放一支钢笔，都保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
B．钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
D．书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力
【答案】A
【详解】二力平衡的条件是作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；
A．钢笔受到的重力作用在钢笔上，方向为竖直向下，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，方向为竖直向上，两个力大小相等，是一对平衡力，故A正确；
B．钢笔对书的压力作用在书上，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；
C．书对桌面的压力作用在桌面上，桌面对书的支持力作用在书上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故C错误；
D．书受到的重力作用在书上，大小为书的重力，桌面对书的支持力作用在书上，大小为书和钢笔的总重力，两个力大小不相等，所以不是一对平衡力，故D错误。
故选A。
12．（2022秋·江苏南京·九年级南京市科利华中学校考竞赛）如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（ ）
A．t1~t2内，电梯可能向上运动B．t2~t3内，M的机械能保持不变
C．t3~t4内，电梯一定做加速运动D．t1~t4内，弹簧对M的拉力不变
【答案】D
【详解】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也处于静止，受力平衡，则受到重力G，地面的支持力F和弹簧的拉力T，由于压力与支持力是相互作用力，大小是相等的，则有
G=F2+T
当t1~t2内，压力变为小于F2的F1，弹力和重力不变，此时
G>F1+T
则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动的，故A不符合题意；
B．t2∼t3内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，动能不变，而重力势能减小，机械能减小，故B不符合题意；
C．t3∼t4内，压力F3大于F2，此时
G