高考物理一轮复习第二章相互作用第讲重力弹力摩擦力练习含解析新人教版

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．(2023·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．(2023·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mgsinθD．A与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ[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2mgsinθ，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2mgsinθ＝μ·2mgcosθ，解得μ＝tanθ，D正确。4．(2023·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>l3C．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．(2023·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＝mgsinα，按正弦规律变化；而滑动后，f′＝μmgcosα，接余弦定律变化，故C正确。6．(2023·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．eq\f(3mg,k) B．eq\f(4mg,k)C．eq\f(5mg,k) D．eq\f(2\r(3)mg,k)[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＝6mg，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2Fcos30°－mg＝ma，解得F＝2eq\r(3)mg。根据胡克定律，有x＝eq\f(F,k)＝eq\f(2\r(3)mg,k)，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．(2023·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．eq\f(mg,k1＋k2) B．eq\f(k1k2,mgk1＋k2)C．eq\f(2mg,k1＋k2) D．eq\f(k1k2,2mgk1＋k2)[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＝eq\f(mg,k1)。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＝eq\f(mg,k1＋k2)，故选A。9．(2023·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．eq\f(\r(2),2)μ1μ2mgC．eq\f(1,2)μ1μ2mg D．eq\r(2)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°＝eq\f(\r(2),2)μ2mg，挡板对物块的摩擦力大小f1＝μ1FN＝eq\f(\r(2),2)μ1μ2mg，故B正确。10．(2023·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＝0.2kg，与桌面间动摩擦因数为μ＝0.5，两磁铁起初距离为20cm，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＝5cm时，B将开始运动B．当x＝4cm时，B的加速度为10m/s2C．竖直向下压力的最大值一定大于4ND．B运动过程中加速度可能达到28m/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＝0.5×0.2×10N＝1.0N，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＝4cm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＝3.0N，最大，要使A不动，应满足桌面对A的摩擦力fA＝μ(mg＋N)≥F，N≥4N，故C正确；当x＝0即F＝3.0N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10m/s2，故D错误。11．(2023·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．(2023·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－Fsinθ；FN乙＝mg＋Fsinθ；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．(2023·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．μ1mgcosθ B．μ2mgcosθC．mgsinθ 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2μ1mgcosθ＝2mgsinθ，再取A为研究对象，可得f＝mgsinθ＝μ1mgcosθ，所以A、C正确。14．(2023·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24N，锁舌表面较光滑，摩擦不计(sin37°＝0.6，cos37°＝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40NB．此时锁壳对锁舌的弹力大小为30NC．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＝Fsin37°，因此F＝eq\f(24,0.6)N＝40N，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．(2023·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