人教版高考物理一轮复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力课时练含答案

第1讲　重力　弹力　摩擦力

选择题(本题共15小题，1～11题为单选，12～15题为多选)

1．(2021·天津静海区四校联考)玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是(　C　)

A．桥面受向下的弹力，是因为桥面发生了弹性形变

B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力

C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变

D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变

[解析]　本题考查弹力的产生及方向的判断。汽车与桥面相互挤压后都发生了形变，选项B错误；由于桥面发生弹性形变，所以对汽车有向上的弹力，选项C正确，D错误；由于汽车发生了形变，所以对桥面产生向下的弹力，选项A错误。

2．(2021·安徽毛坦厂中学月考)如图所示，用一水平力将木块压在粗糙的竖直墙面上，现增加外力，则关于木块所受的静摩擦力和最大静摩擦力说法正确的是(　C　)

A．都变大

B．都不变

C．静摩擦力不变，最大静摩擦力增大

D．静摩擦力增大，最大静摩擦力不变

[解析]　本题考查静摩擦力的大小变化。由题图可知，静摩擦力应沿墙壁方向且与重力方向相反，重力与静摩擦力大小相等，故静摩擦力不变，垂直于墙面方向上，物体受力F及墙面的弹力作用而平衡，水平外力增大时，物体受墙的弹力增大，则最大静摩擦力增大，故C正确，A、B、D错误。

3．如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则(　D　)

A．A、B间没有静摩擦力

B．A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上

C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsin θ

D．A与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ

[解析]　对物体B受力分析可知，B一定受重力、支持力，将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的静摩擦力；根据力的相互作用规律可知，A受到B的静摩擦力应沿斜面向下，故A、B错误；对A、B整体分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsin θ，C错误；对A、B整体分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，由于匀速下滑，故重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力平衡，故2mgsin θ＝μ·2mgcos θ，解得μ＝tan θ，D正确。

4．(2020·宁夏石嘴山三中期中)如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小均为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①弹簧的左端固定在墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有(　D　)

A．l2>l1　　　　　　　 B．l4>l3

C．l1>l3　 D．l2＝l4

[解析]　本题考查对弹力的理解。①②作用效果相同，故弹簧的弹力均为F。③④中物块会有加速度，物块对弹簧的拉力仍等于F，可知l1＝l2＝l3＝l4，故D正确。

5．(2021·天津耀华中学月考)如图所示，一长直木板的上表面放有一小物块，当木板以远离物块的一端O为轴，由水平位置缓慢向上转动(α角变大)时，则物块受到的摩擦力Ff随转过的角度α变化的图像可能是图中的(　C　)

[解析]　本题考查摩擦力的突变问题。物块受到的摩擦力在开始为静摩擦力，f＝mgsin α，按正弦规律变化；而滑动后，f′＝μmgcos α，接余弦定律变化，故C正确。

6．(2021·山东济南一中月考)如图所示，某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成，当将质量为m的物体竖直射向空中时，底盘对物体的支持力为6mg(g为重力加速度)，已知两根弹簧与竖直方向的夹角为θ＝30°，则此时每根弹簧的伸长量为(　D　)

A．　　　　　　 B．

C．　 D．

[解析]　本题通过弹簧组考查胡克定律的应用。物体受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有N－mg＝ma，其中N＝6 mg，解得a＝5g。再对质量不计的底盘和物体m整体受力分析，整体受重力和两个拉力，根据牛顿第二定律，在竖直方向满足2Fcos 30°－mg＝ma，解得F＝2mg。根据胡克定律，有x＝＝，故D正确。

7．如图甲、乙所示，物体A、B在力F的作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是(　D　)

A．两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同

B．两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反

C．两图中物体A均不受摩擦力

D．图甲中物体A不受摩擦力，图乙中物体A受摩擦力，方向和F相同

[解析]　甲图中A做匀速直线运动，合外力为零，水平方向不受外力，故甲图中A没有相对于B的运动趋势，故A不受摩擦力；乙图中A也处于平衡状态，但A的重力使A有沿B上表面下滑的趋势，故B对A有向上的摩擦力，即A受与F方向相同的摩擦力，故D正确。

8．(2020·北京师大附中期中)如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量m的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换成质量为2m的物体(弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内)，当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则x为(　A　)

A．　 B．

C．　 D．

[解析]　本题考查胡克定律在弹簧串联体中的应用。当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为x1＝。当物体的质量变为2m时，设物体下降的高度为x，则上方弹簧伸长的长度为x，下方弹簧被压缩的长度为x1＋x，两弹簧弹力之和等于2mg，由胡克定律和平衡条件得k2x＋k1(x1＋x)＝2mg，联立解得x＝，故选A。

9．(2021·安徽师大附中月考)如图所示，一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触。现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度v运动，同时方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，物块的质量为m，则竖直挡板对物块的摩擦力大小为(　B　)

A．0　 B．μ1μ2mg

C．μ1μ2mg　 D．μ1μ2mg

[解析]　物块沿运动方向受挡板的摩擦力f1＝μ1FN，因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板的运动速度的大小，故物块相对木板的速度方向与挡板成45°角，物块受木板的摩擦力为f2＝μ2mg，其方向与挡板成45°角，则物块与挡板之间的正压力FN＝μ2mgcos45°＝μ2mg，挡板对物块的摩擦力大小f1＝μ1F N＝μ1μ2mg，故B正确。

10．(2021·江苏清江中学月考)如图甲所示，水平粗糙桌面上两个相同的条形磁铁的异名磁极正对放置，起初均静止。已知两磁铁间吸引力F随两磁铁间距离x变化的图像如图乙，每根磁铁质量为m＝0.2  kg，与桌面间动摩擦因数为μ＝0.5，两磁铁起初距离为20  cm，现在用手控制A，先用水平力让它缓缓向B靠近，当发现B开始运动时，立即改用竖直向下的压力压住A使其保持静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在B向A靠近过程中，以下说法正确的有(　C　)

A．当x＝5  cm时，B将开始运动

B．当x＝4  cm时，B的加速度为10 m/s2

C．竖直向下压力的最大值一定大于4 N

D．B运动过程中加速度可能达到28 m/s2

[解析]　本题考查滑动摩擦力的计算。B受到桌面的滑动摩擦力f＝μmg＝0.5×0.2×10 N＝1.0 N，当A对B的吸引力等于滑动摩擦力时，B开始滑动，由题图乙可知，当x＝4  cm时，B开始滑动，且加速度为零，故A、B错误；当x＝0时，吸引力F＝3.0 N，最大，要使A不动，应满足桌面对A的摩擦力fA＝μ(mg＋N)≥F，N≥4 N，故C正确；当x＝0即F＝3.0 N时，B的加速度最大，根据牛顿第二定律，F－f＝ma，B的最大加速度为10 m/s2，故D错误。

11．(2021·广西南宁二中月考)如图所示，水平桌面上平放有54张卡片，每一张卡片的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张卡片，并以一定速度向右移动手指，确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与卡片之间的动摩擦因数为μ1，卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为μ2，且有μ1>μ2，则下列说法正确的是(　B　)

A．任意两张卡片之间均可能发生相对滑动

B．上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左

C．第1张卡片受到手指的摩擦力向左

D．最后一张卡片受到水平桌面的摩擦力向右

[解析]　对第2张卡片受力分析，它对第3张卡片的压力等于上面两张卡片的重力及手指的压力，最大静摩擦力Fmax≥μ2·(2mg＋F)，而受到的第1张卡片的滑动摩擦力为f＝μ2(mg＋F)<Fmax，则第2张卡片与第3张卡片之间不发生相对滑动。同理，第3张与第4张卡片也不发生相对滑动，故A错误；根据题意，因上一张卡片相对下一张卡片向右滑动或有向右滑动的趋势，因此上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左，故B正确；卡片受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同，即受到手指的摩擦力向右，故C错误；对第1张卡片外的53张卡片研究，水平方向受到第1张卡片向右的滑动摩擦力，可知最后一张卡片受到桌面的摩擦力方向向左，故D错误。

12．(2019·山东肥城月考)如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面间的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，下列说法正确的是(　BC　)

A．甲、乙、丙所受摩擦力相同

B．甲受到的摩擦力最小

C．乙受到的摩擦力最大

D．丙受到的摩擦力最大

[解析]　本题考查影响摩擦力大小的因素。物体均在滑动，故受到的是滑动摩擦力；由于甲、乙、丙三个物体对地面的压力大小分别为FN甲＝mg－Fsin θ；FN乙＝mg＋Fsin θ；FN丙＝mg；根据f＝μFN可知，滑动摩擦力的大小关系为f乙>f丙>f甲，故B、C正确，A、D错误。

一题多解：动摩擦因数相同，比较滑动摩擦力大小可通过比较正压力大小。考虑极限情况，角度为90°时，甲对地面的压力最小，乙对地面的压力最大，可知B、C正确。

13．(2021·安徽六安舒城中学期末)如图所示，固定斜面C上有质量均为m的A、B两个物体，一起相对静止地沿倾角为θ的斜面匀速下滑，B和斜面间动摩擦因数为μ1，A和B间动摩擦因数为μ2，重力加速度大小为g，则A、B间的摩擦力大小为(　AC　)

A．μ1mgcos θ　 B．μ2mgcos θ

C．mgsin θ　 D．0

[解析]　本题考查滑动摩擦和静摩擦力。选取A、B整体为研究对象，可得2μ1mgcos θ＝2mgsin θ，再取A为研究对象，可得f＝mgsin θ＝μ1mgcos θ，所以A、C正确。

14．(2021·河南洛阳月考)如图所示为缓慢关门时(图中箭头方向)门锁的示意图，锁舌尖角为37°，此时弹簧弹力为24 N，锁舌表面较光滑，摩擦不计(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，下列说法正确的是(　AC　)

A．此时锁壳对锁舌的弹力大小为40 N

B．此时锁壳对锁舌的弹力大小为30 N

C．关门时锁壳对锁舌的弹力大小逐渐增大

D．关门时锁壳对锁舌的弹力大小保持不变

[解析]　对锁舌受力分析，根据平衡条件则有F弹＝Fsin 37°，因此F＝ N＝40 N，故A正确，B错误；关门过程中，弹簧压缩量逐渐增大，则F弹逐渐增大，可知F逐渐增大，故C正确，D错误。

15．(2021·贵州贵阳一中月考)如图所示，物块P、Q紧挨着并排放置在粗糙水平面上，P的左端用一轻弹簧与竖直墙壁相连，物块P、Q处于静止状态；若直接撤去物块Q，P将向右滑动。现用一个从零开始逐渐增大的水平拉力F向右拉Q，直至拉动Q，那么在Q被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力T的大小、地面对P的摩擦力fp的大小、P对Q的弹力N的大小、地面对Q的摩擦力fQ的大小的变化情况(　BC　)

A．T始终增大，fP始终减小

B．T保持不变，fP保持不变

C．N保持不变，fQ增大

D．N先不变后增大，fQ先增大后减小

[解析]　已知若直接撤去Q，P将向右滑动，表明fP已经达到最大，所以fP不变，弹簧弹力T＝kx不变，故A错误，B正确；对于P、Q整体有T＋F＝fP＋fQ，其中T、fP不变，F增大，所以fQ增大，对于P有T＝fP＋N，所以N保持不变，故C正确，D错误。