初中物理平衡力的辨别试题

嫦娥四号月背之旅

月球是地球的天然卫星，月球绕地球公转的周期与自转周期相同，所以月球总是同一面背对地球，这一面被称为月球背面。物体在月球上的重力只有地球上的 $\frac{1}{6}$。

月球背面与地球间的通讯是一个难题，为解决该问题，我国在2018年5月成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”（如图甲所示）。2018年12月8日，我国又将嫦娥四号探测器送入太空。嫦娥四号经历地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程，最终在月球背面软着陆，成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。为避免嫦娥四号在着陆瞬间“闪着腰”，工作人员给它研制了4条强有力的“腿”，让它既能平稳着陆，又能有效“吸收”着陆时产生的冲击力，防止它携带的设备被震坏。在嫦娥四号的“腿”上，还“长着”脸盆一样的圆形“大脚掌”（如图乙所示）。“大脚掌”中央装有一个形如足弓的金属构件，可以有效分散冲击力。

嫦娥四号由着陆器与巡视器（即月球车，又称“玉兔二号”）组成，2019年1月3日，巡视器与着陆器成功分离，“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦，顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器，总质量仅 $135\mathit{kg}$，是世界上质量最小的月球车。

阅读短文，回答问题：

（1）“鹊桥”中继星在轨道上运行时，受到的力　    　（选填“是”或“不是”）平衡力；

（2）嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可　     　（选填“减小”或“增大”）对月面的压强；

（3）为增大与月面间的摩擦，“玉兔二号”采用的装置是　       　；

（4）若“玉兔二号”每个轮子触月面积为 $100c{m}^2$，则“玉兔二号”对水平月面的压强为　     　 $\mathit{Pa}$（地球上 $g$取 $10N/\mathit{kg})$。

如图所示，完全相同的 $A$、 $B$两个长方体物块叠放在水平桌面上，用 $F=20N$的水平向右的力作用在 $A$物块上， $A$、 $B$一起向右做匀速直线运动，经过 $3s$，两个物块一起移动了 $60\mathit{cm}$的距离。下列相关说法中 $($　　 $)$

①物块 $B$受到的重力和地面对 $B$的支持力是一对平衡力

②物块 $A$对 $B$的摩擦力大小是 $20N$，方向向右

③地面对 $B$的摩擦力大小是 $20N$，方向向右

④拉力 $F$的功率为 $4W$

A．只有①④正确B．只有③④正确C．只有①③正确D．只有②④正确

小明同学在学习运动和力的知识后，获得以下观点，其中正确的是 $($　　 $)$

A．若物体不受力，则其运动状态一定不改变

B．跳远运动员助跑以提高成绩，是利用惯性

C．匀速竖直下落的雨滴一定受平衡力

D．摩擦力是一种阻碍物体运动的力

如图所示，水桶通过定滑轮与水平桌面上的滑块相连，当沙桶和沙的总重为 $5N$时，滑块水平向左做匀速直线运动，若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦，下列分析正确的是 $($　　 $)$

A．当沙桶落地后，由于惯性滑块继续向左运动

B．滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力

C．沙桶匀速下落的过程中，重力势能转化为动能

D．若通过滑块拉动沙桶匀速上升，则施加在滑块上水平向右的拉力为 $10N$

如图所示，木块 $a$放在粗糙水平桌面上，木块 $b$放在木块 $a$上面，在水平拉力 $F$作用下一起向右做匀速直线运动，空气阻力不计，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．拉力 $F$和 $a$受到的摩擦力大小不相等

B． $b$在水平方向上不受力

C． $a$受到的重力和地面对 $a$的支持力是一对平衡力

D． $b$在水平方向上受到向左的摩擦力

第31届夏季奥运会将于2016年8月5日在里约热内卢开幕。有关奥运会中涉及到的物理知识，下列分析正确的是 $($　　 $)$

A．篮球撞击篮板时，只有篮板发生了形变

B．杠铃被举重运动员举在空中静止时，受力平衡

C．体操运动员上双杠前手上抹“镁粉”是为了减小摩擦

D．奥运会场馆照明使用的大量 $\mathit{LED}$灯是串联的

如图甲所示，在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车受到两对平衡力的作用，请在图乙上画出汽车受力的示意图。

一辆汽车停在水平路面上，下列答案中，属于一对平衡力的是 $($　　 $)$

A．汽车的重力和路面对汽车的阻力

B．路面对汽车的支持力和汽车对路面的压力

C．汽车的重力和汽车对路面的压力

D．汽车的重力和路面对汽车的支持力

阅读短文，回答问题：

火星探测器“天问一号”

火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温度适宜，自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。

2020年4月24日，国家航天局宣布将我国火星探测任务命名“天问”，并将首个探测器命名“天问一号”。天问一号将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上还没有先例。

“绕”，探测器经过7个月的长途飞行，预计明年2月抵达火星附近，之后沿椭圆轨道绕火星运动，实现火星的环绕探测。离火星最近的点叫近火点，离火星最远的点叫远火点。

“落”，使探测器着陆火星表面将是一个更艰巨的挑战，需在7分钟内，使探测器的时速降至0．我国利用探月的技术积累，通过四个阶段来减速。第一阶段气动减速，给探测器来个急刹车；第二阶段降落伞减速，速度减至 $342\mathit{km}/h$；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至 $3.6m/s$；第四阶段着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察，寻找合适的位置着陆。

“巡”，当探测器到达火星后，放出巡视车，完成对火星表面的拍摄及土壤分析等工作，为下一步探测打好基础。

人类对于未知世界的好奇与探索从没有停息过，仰望璀璨星空，我们追梦不止！

（1）探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时，探测器的动能　     　，机械能　　     （选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（2）探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至　      　 $m/s$；

（3）巡视器降落到火星表面后，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力　     （选填“是”或“不是”）一对平衡力；

（4）在火星上重力与质量的比值为 $g_{火}$，探测器在火星上空悬停时其质量为 $m$，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为　     　。

“北斗圆梦，星耀苍穹”，2020年6月30日，北斗三号卫星导航定位系统组网成功，3颗地球同步轨道卫星全部定位于赤道上空，这些卫星之间是相对　      　（选填“运动”或“静止”）的；这些卫星受　       　（选填“平衡力”或“非平衡力”）。

小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力称”，其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂秤盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入秤盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）

（1）为了制作量程为1kg的浮力称，向秤盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的　　（选填“上”或“下“）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。

（2）取下砝码，当浮筒受到　　力和　　力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，在均匀地标定其余刻度线。

（3）若将质量为m（m＜1kg）的待测物体放在秤盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，则待测物体质量的表达式m＝　　。

（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是　　（选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降“），请你分析带来这一变化的原因是：　　。

如图所示，小明用水平推力推静止在水平地面上的箱子，但箱子却没有运动。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．箱子没有运动，此时箱子所受推力小于箱子所受摩擦力

B．箱子所受重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力

C．地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力

D．箱子此时在水平方向上和竖直方向上受到的合力均为零

关于力和运动，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．参加三级跳远比赛时，快速助跑是为了增大惯性

B．用力推桌子，桌子静止不动，因为推力小于摩擦阻力

C．静止在水平桌面上的课本所受的重力和桌子对它的支持力是一对平衡力

D．骑自行车刹车时要用力捏闸，是用改变接触面的粗糙程度来增大摩擦

如图所示，小丽用力 $F$把一木块压在竖直墙面上静止，现有以下受力分析，下述受力分析正确的是 $($　　 $)$

①小丽对木块的压力 $F$和墙对木块的弹力是一对平衡力

②小丽对木块的压力 $F$和木块的重力是一对平衡力

③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力

④小丽对木块的压力 $F$和木块对小丽的弹力是一对平衡力

A．只有①正确B．只有④正确C．只有①③正确D．只有③④正确

北京8分钟

2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京时间。短短8分钟的表演却蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”

闭幕式上，演员穿着目前国内最大尺寸的熊猫木偶道具进行轮滑表演，给人留下了

深刻印象。为达到最佳表演效果，需要严格控制道具的质制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。最终版的熊猫木偶道具质量仅为 $10\mathit{kg}$

装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长 $3m$。为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，卡槽与屏之间的距离达到微米级，经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受 $15m/s$的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。

舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至 $-3^{°}\text{C}$，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料 $-$一石墨烯发热膜、演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电。充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在 $-{20}^{°}\text{C}$的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。

阅读短文，回答问题：

（1）熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，除了考虑材料的强度和韧性外，还因为这些材料

　　较小；

（2）演员在地面上做曲线运动时，受到的力是　　（选填“平衡力”或“非平衡力” $)$；

（3）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，若增大风速，风对屏幕产生的压强　　（选填“变小”、“变大”或“不变” $)$；

（4）在给保暖服内的电池充电时，电能转化为　　能；保暖服通电发热是通过　　（选填“热传递”或“做功” $)$方式增加保暖服的内能。