2025年高考物理 人教版必修第1册第3章　2含答案含答案

2025年高考物理人教版必修第1册第3章2含答案含答案第三章2课后知能作业基础巩固练知识点一滑动摩擦力1.如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是()A．若v1<v2，货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B．若v1<v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C．若v1>v2货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D．若v1>v2汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力解析：若v1<v2，则A相对B向右运动，故B对A施加向左的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力，故A错误，B正确；若v1>v2，则A相对B向左运动，故B对A施加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故C、D错误。故选B。2.如图所示，在水平面上有一向右运动的物体，质量为40kg，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为20N的力的作用，取g＝10N/kg，则物体受到水平面的滑动摩擦力为()A．40N，向右 B．40N，向左C．20N，向右 D．20N，向左解析：根据滑动摩擦力公式可知Ff＝μF压＝μmg＝0.1×40×10N＝40N，方向与物体相对水平面的运动方向相反，为水平向左，B项正确，A、C、D错误。故选B。知识点二静摩擦力3．(多选)关于摩擦力，有人总结了四条“不一定”，其中说法正确的是()A．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B．静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C．受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D．静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力解析：摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同，选项A正确；静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，也可能与运动方向成一定角度，例如用手竖直握住瓶子，让瓶子水平移动，选项B正确；运动的物体和静止的物体都可能受到静摩擦力或滑动摩擦力的作用，例如货物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止；正在滑轨上滑行的物体，滑轨受到滑动摩擦力，而滑轨是静止的，选项C正确；静摩擦力和滑动摩擦力都既可以是阻力，也可以是动力，选项D错误。故选ABC。4.(多选)《中国制造2025》是国家实施制造强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则()A．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大B．小球受到的摩擦力与重力大小相等C．机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下D．若铁夹水平移动，小球受到的摩擦力变大解析：对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的压力以及摩擦力作用，根据平衡条件可知，小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反；根据力的作用是相互的可知，机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故B、C正确；增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力大小不变，仍等于重力，故A错误；若水平移动铁夹，由于小球在竖直方向受力始终平衡，故摩擦力不变，故D错误。故选BC。5.如图所示，A是主动轮，B是从动轮，它们通过不打滑的皮带转动，轮的转动方向如图所示，B轮上带有负载，P、Q分别是两轮边缘上的点，则下列关于P、Q所受摩擦力的判断正确的是()A．P受到的是静摩擦力，方向向下B．P受到的是滑动摩擦力，方向向上C．Q受到的是静摩擦力，方向向上D．Q受到的是滑动摩擦力，方向向下解析：P点位置在主动轮的边缘上，轮子带着传送带运动，故传送带相对轮子有向上运动的趋势，但没有相对滑动，故P点受到的是静摩擦力，方向向上，故A、B错误；Q点位置在从动轮边缘上，轮子是在传送带的带动下运动的，没有打滑，故受到的也是静摩擦力，因皮带向上运动，故Q相对于皮带有向下的运动趋势，故Q受到的摩擦力方向向上，故C正确，D错误。故选C。6.(多选)中央电视台体育频道每周都有棋类节目，如棋类授课和评析。他们的棋盘是竖直的，棋盘上布有磁石，而每个棋子都是一个小磁体。关于棋盘和棋子，下列说法正确的是()A．小棋子共受四个力的作用B．棋盘面应选取较粗糙的材料C．只要磁场力足够大，即使棋盘光滑，棋子也能被吸在棋盘上静止D．棋子被吸在棋盘上静止时，棋盘对棋子的摩擦力大于棋子的重力解析：根据题意，对小棋子受力分析可知，受重力、棋盘的吸引力、棋盘的支持力和静摩擦力，共受四个力的作用，故A正确；棋子被吸在棋盘上静止时，根据平衡条件可知，棋盘对棋子的摩擦力大小等于棋子的重力的大小，故D错误；根据题意，由平衡条件可知，竖直方向上，棋子重力的大小等于棋盘对棋子静摩擦力的大小，小于棋子与棋盘间的最大静摩擦力，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则有Fm＝μFN＝μF，可知，当磁场力F一定时，μ越大，Fm越大，即棋盘面应选取较粗糙的材料；当棋盘光滑，即μ＝0，则无论磁场力多大，Fm都等于零，则棋子不可能被吸在棋盘上静止，故C错误，B正确。故选AB。综合提升练7.如图所示，小明将一张纸夹在书中某处，然后将一方向向右的水平拉力作用在纸上，但纸与书均保持静止，则下列关于摩擦力的说法中正确的是()A．手对纸有水平向右的摩擦力B．手与纸之间没有摩擦力的作用C．纸与书本之间没有摩擦力的作用D．桌面对书本有水平向右的摩擦力解析：用一方向向右的水平拉力作用在纸上，纸与书虽均保持静止，但纸相对手有向左的运动趋势，纸和书本之间有相对运动趋势，则手对纸有水平向右的摩擦力，纸与书本之间存在摩擦力，A正确，B、C错误；纸和书整体受到水平向右的拉力，根据二力平衡条件可知桌面对书本有向左的摩擦力，D错误。故选A。8.如图，重为500N的沙发放在水平地面上，某同学沿水平方向推沙发，当水平推力大小为90N时，沙发恰好开始运动。沙发运动后，用75N的水平推力即可使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是()A．沙发与地面之间的动摩擦因数为0.18B．若用80N的水平推力推静止的沙发，沙发所受的摩擦力大小为75NC．若用100N的水平推力推静止的沙发，沙发所受的摩擦力大小为100ND．若用50N的水平推力推已经运动的沙发，沙发所受的摩擦力大小为75N解析：由题意知：沙发与地面的最大静摩擦力Fm＝90N，滑动摩擦力Ff＝75N，由Ff＝μFN，知μ＝eq\f(Ff,FN)＝eq\f(75N,500N)＝0.15，A错误；80N<Fm，故用80N推静止的沙发时沙发所受静摩擦力大小为80N，B错误；100N>Fm，沙发开始运动，Ff＝75N，C错误；运动的沙发所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为75N，与运动状态无关，D正确。故选D。9．(2024·重庆南岸高一期末)如图甲所示，一静止在水平面上的物体，质量为3kg，在水平弹簧作用下，2s末开始缓慢滑动，此时弹簧伸长了5cm。弹簧弹力F随时间t的变化情况如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。下列说法正确的是()A．t＝1s时物体未动，因此不受摩擦力作用B．物体与地面间的动摩擦因数为0.3C．弹簧的劲度系数为120N/mD．若5s后F继续增大，物块与地面之间的摩擦力也随之增大解析：t＝1s时物体未动，根据平衡可知，受静摩擦力作用，故A错误；2s末开始缓慢滑动，弹簧弹力为6N，最大静摩擦力为6N，所以μ＝eq\f(Ff,FN)＝eq\f(Ff,mg)＝0.2，故B错误；弹簧伸长了5cm，弹簧的劲度系数为k＝eq\f(ΔF,Δx)＝120N/m，故C正确；若5s后F继续增大，物块与地面之间的摩擦力为滑动摩擦力，因为正压力不变，动摩擦因数不变，所以摩擦力不变，故D错误。故选C。10．科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制订计划并设计实验，进行实验，收集证据，分析论证，评估交流等。一位同学学习了滑动摩擦力后，怀疑滑动摩擦力的大小可能与接触面积有关，于是他准备用实验探究这个问题。(1)这位同学认为：滑动摩擦力的大小与接触面积成正比，这属于科学探究活动的_作出假设__环节。(2)为完成本实验，需要自己制作木块，他应制作的木块是下列选项中的_____。A．各面粗糙程度相同的正方体木块B．各面粗糙程度不相同的正方体木块C．各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块D．各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块(3)为了测量木块与木板之间的滑动摩擦力，他设计了如图两种方案：甲是将长木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木板上的木块；乙是用弹簧测力计水平拉住木块，他水平拉动木块下的木板。你认为更利于操作的方案是_乙__；理由是_见解析__。解析：(1)这个环节是在探究前对可能的结果进行猜想和假设，属于作出假设环节。(2)应当用控制变量法进行研究，探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，应当保持接触面粗糙程度和压力大小不变，改变接触面积的大小，故应选C。(3)应当选择乙方案，甲方案操作时需要匀速拉动木块(不易做到)，且要在木块运动时读取弹簧测力计的示数(不易读数)；乙方案只需要拉动木板运动即可，不要求匀速拉动，且容易读取弹簧测力计的示数。11．(多选)(2024·石家庄高一检测)如图所示，在同一水平面上，用大小不同的力推木块做匀速运动，在三种放置情况下，木块Q受到地面的摩擦力分别为Ff1、Ff2、Ff3，则()A．Ff1＝Ff2 B．Ff1<Ff2C．Ff2＝Ff3 D．Ff1＝Ff3解析：推动木块做匀速运动，且木块Q受到地面的摩擦力是滑动摩擦力，由滑动摩擦力的公式可得Ff1＝μN1＝μmQg，Ff2＝μN2＝μ(mP＋mQ)g，Ff3＝μN3＝μmQg，则有Ff1＝Ff3<Ff2，故B、D正确，A、C错误。故选BD。12．有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个100g的砝码，当砝码静止时，弹簧的压缩量为2mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为900g的书，当弹簧的压缩量为3.6mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好做匀速运动。g取10N/kg。试求：(1)笔内小弹簧的劲度系数；(2)书与桌面间的动摩擦因数大小。答案：(1)500N/m(2)0.2解析：(1)当笔杆竖直放置时，砝码处于静止状态，受力平衡，已知Δx1＝2mm＝2×10－3m，m1＝100g＝0.1kg，则有kΔx1＝m1g，代入数据解得k＝500N/m。(2)要使书恰好做匀速运动，则弹簧弹力与书受到的滑动摩擦力大小相等，有kΔx2＝μm2g，代入数据解得μ＝0.2。第三章3课后知能作业基础巩固练知识点一牛顿第三定律的理解和简单应用1．(多选)如图所示，甲图是用力传感器“探究作用力与反作用力的关系”的实验装置，乙图是实验中与力传感器相连的计算机屏幕上得到的两个力随时间变化的图线。根据图线可以得出的结论是()A．作用力变大时，反作用力变小B．作用力和反作用力的方向总是相反的C．作用力与反作用力总是同时变化D．此图线一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的解析：由图像可知，作用力变大时，反作用力同时也变大，故A错误；作用力和反作用力的方向总是相反的，故B正确；作用力和反作用力总是同时变化，故C正确；此图线不一定是在两个传感器都处于静止状态下得到的，也可能处于运动状态，故D错误。故选BC。2.(2024·河南信阳高一期末)如图所示，压路机在水平路面上缓慢行驶，路面对压路机的支持力为F1，压路机对路面的压力为F2，关于F1、F2，下列说法正确的是()A．F1大于F2B．F1小于F2C．F1与F2是一对平衡力D．F1与F2是一对作用力与反作用力解析：路面对压路机的支持力F1和压路机对路面的压力F2是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。故选D。3．(2024·江西高一月考)关于火车头和车厢的相互作用，下列说法中正确的是()A．列车在加速前进时，火车头对车厢的拉力大于车厢对火车头的拉力大小B．列车在减速前进时，火车头对车厢的拉力小于车厢对火车头的拉力大小C．只有列车在匀速前进时，火车头对车厢的拉力才等于车厢对火车头的拉力大小D．无论列车怎样运动，火车头对车厢的拉力总是等于车厢对火车头的拉力大小解析：由牛顿第三定律，火车头对车厢的拉力与车厢对火车头的拉力是作用力与反作用力，无论列车怎样运动，二者总是大小相等。故选D。知识点二相互作用力与平衡力4.某建筑工地上，工人师傅推车情形如图所示，以下判断正确的是()A．工人对车的力与车对工人的力是一对平衡力B．工人受到的重力与工人对地面的压力是一对平衡力C．工人对车的力与车对工人的力是一对作用力和反作用力D．工人受到的重力与地面对工人的支持力是一对作用力和反作用力解析：工人对车的力和车对工人的力是两个物体之间的相互作用，是一对作用力和反作用力，A错误，C正确；工人受到的重力与工人对地面的压力分别作用在两个不同的物体上，所以不是一对平衡力，B错误；工人受到的重力与地面对工人的支持力都作用在工人上，不是一对作用力和反作用力，D错误。故选C。5.(2024·重庆沙坪坝高一阶段练习)一轻弹簧原长为10cm，甲、乙两人同时用100N的力，分别在两端拉弹簧，稳定时，弹簧的长度变为12cm，则()A．甲拉弹簧的力与弹簧拉甲的力是一对平衡力B．甲拉弹簧的力与乙拉弹簧的力是一对作用力与反作用力C．弹簧的劲度系数为5×103N/mD．弹簧的劲度系数为104N/m解析：甲拉弹簧的力与弹簧拉甲的力是一对相互作用力，A错误；甲拉弹簧的力与乙拉弹簧的力是一对平衡力，B错误；甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧拉力为F＝100N，根据F＝k(l－l0)将l＝12cm＝0.12m，l0＝10cm＝0.10m，代入得k＝eq\f(F,l－l0)＝5×103N/m，C正确，D错误。故选C。知识点三物体受力的初步分析6．运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是()解析：运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间，运动员受重力、地面对人竖直向上的支持力和地面对人向前的摩擦力，故A正确，B、C、D错误。故选A。7．(2024·石嘴山高一检测)下图中各物体的受力示意图正确的是()解析：A图中物体随皮带向下匀速运动，受到重力、皮带的支持力和静摩擦力，物体有沿皮带向下运动的趋势，受到的静摩擦力沿皮带向上，故A正确；B图中的铁块受三个力不能平衡，少了墙壁给它水平向左的弹力，故B错误；C图中木板受到重力、墙的弹力和地面的弹力以及地面的静摩擦力，其中墙对木板的弹力应该是水平向右的，故C错误；D图中推力F在竖直方向上的分量可能和重力平衡，所以木块可能不受摩擦力，故D错误。故选A。综合提升练8.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重力G＝10N的金属块，使金属块部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)。若弹簧测力计的示数变为FT′＝6N，则台秤的示数()A．保持不变 B．增加10NC．增加6N D．增加4N解析：金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力F，由弹簧测力计的示数知，浮力的大小F＝G－FT′＝(10－6)N＝4N。根据牛顿第三定律可知，金属块对水也施加了一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4N，所以台秤的示数增加4N，故选D。9.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力的大小和方向一定为()A．μ1(m＋M)g，向左 B．μ2mg，向右C．μ2mg＋ma，向右 D．μ1mg＋μ2Mg，向左解析：对木块分析可知，长木板对它水平向左的摩擦力大小为Ff1＝μ2mg，由牛顿第三定律可知，木块对长木板的摩擦力向右，大小也为Ff1；由于长木板仍处于静止状态，对长木板受力分析可知，地面对它的静摩擦力方向向左，大小为Ff2＝Ff1＝μ2mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg，方向向右，故B正确。故选B。10.如图所示，物体A、B在平行于斜面的力F作用下沿粗糙斜面向上运动，A相对于B静止，则物体B受力的个数为()A．4个 B．5