2021高考物理一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力练习含解析新人教版

第1讲重力弹力摩擦力一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．(2020·浙江桐庐高中月考)双层巴士靠站后，上车乘客向上层的后方走动，此时，车的重心(B)A．向前上方移动B．向后上方移动C．向上移动D．不变[解析]本题考查重心的影响因素，在乘客移动过程中，双层巴士后上方的质量增大，所以车的重心向后上方移动，故B正确，A、C、D错误。2.(2019·湖北沙市中学月考)如图所示，用手握住一个玻璃瓶(内装一部分水)，玻璃瓶瓶口斜朝上始终静止在手中不动。那么，以下说法中正确的是(C)A．玻璃瓶之所以不掉落，是由于受到了手对瓶子的压力B．若手握瓶子的力增大，瓶子所受到的摩擦力也将增大C．用手握住瓶子，在向瓶子内注水的过程中，瓶子受到的摩擦力将逐渐增大D．在向瓶子内注水的过程中，为了保证瓶子不掉落，手握瓶子的力一定要增大[解析]本题考查最大静摩擦力问题。玻璃瓶静止在手中不动，说明瓶子处于平衡状态，是因为玻璃瓶在竖直方向受到竖直向下的重力和大小相等的竖直向上的静摩擦力，故A错误；若手握瓶子的力增大，瓶子仍处于静止状态，静摩擦力仍与重力平衡，大小没有变化，故B错误；向瓶内注水后，玻璃瓶和水的总重力增大，因为瓶子仍静止，即静摩擦力仍与重力平衡，静摩擦力增大，故C正确；在向瓶子内注水的过程中，瓶子受到的静摩擦力逐渐增大，为了保证瓶子不掉落，手握瓶的力可能需要增大，但不一定要增大，与开始时握力的大小有关，故D错误。3．(2020·江苏泰州联考)大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯。小王同学经过调查研究发现，不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的，可以分为两大类，一种有台阶，另一种无台阶，两种自动扶梯分别如图所示。此外，小王同学还发现，为了节约能源，在没有顾客乘行时，这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行，当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则电梯在运送顾客上楼的整个过程中(A)A．图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用B．图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用C．图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下D．图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下[解析]乘客在无台阶的电梯上运动时，在加速和匀速阶段，都受到重力、支持力和静摩擦力。匀速阶段乘客对扶梯的作用力竖直向下，在加速阶段偏离竖直方向；乘客在有台阶的电梯上运动时，加速阶段受到重力、支持力和静摩擦力，乘客对扶梯的作用力偏离竖直方向；匀速阶段受到重力与支持力，乘客对扶梯的作用力竖直向下。综上分析，故A正确。4．(2019·云南华宁二中摸底)在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A和C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接。下列说法正确的是(B)A．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙B．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙C．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙D．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁[解析]本题考查杆连模型与绳连模型的异同。由图看出，甲、丙、丁中，AB杆对B点产生的是拉力，当用轻绳代替时效果不变，仍能使装置平衡，故图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁。同理可知，图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的只有丙，故B正确。5．如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在水平地面上，白毛巾的中部用细线与墙连接，黑毛巾的中部用细线拉住。设细线均水平，欲使黑白毛巾分离开，若每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需施加的水平拉力F为(C)A．2μmgB．4μmgC．5μmgD．2.5μmg[解析]以黑毛巾为研究对象，其水平方向受力如图所示：其中f1＝12μmg，f2＝μmg，f3＝32μmg，f4＝2μmg，故F＝f1＋f2＋f3＋f4＝5μmg，C正确。6．(2020·安徽合肥九中月考)一根弹簧受10N拉力时总长为7cm，受20N拉力时总长为9cm，已知当拉力撤去时弹簧都能恢复原长，则弹簧原长为(D)A．8cmB．9cmC．7cmD．5cm[解析]本题考查胡克定律。弹簧在大小为10N的拉力作用下，其总长为7cm，设弹簧原长为l0，根据胡克定律可知ΔF＝kΔx，有10N＝k×(0.07m－l0)。弹簧在大小为20N拉力作用下，其总长为9cm，有20N－10N＝k×(0.09m－0.07m)；联立计算得出l0＝0.05m＝5cm。故D正确。7．(2019·江西南昌二中模拟)如图所示的几种情况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不计一切摩擦，物体质量都为m，且均处于静止状态。有关角度如图所示。弹簧测力计示数FA、FB、FC、FD由大到小的排列顺序是(C)A．FBFDFAFCB．FDFCFBFAC．FDFBFAFCD．FCFDFBFA[解析]对A图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得2FAcos45°＝mg，解得FA＝2mg2，对B图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得，FB＝mg，对C图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得，FC＝mgsin30°＝12mg，对D图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得2FDcos75°＝mg，解得FD＝mg2cos75°，则FDFBFAFC，故C正确。8.(2020·广西梧州联考)如图，在水平地面上放置的一个质量为M的斜面体(斜面光滑)，斜面体上放置一个质量为m的物块，物块与固定在墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平衡，若物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，则图中画出的关于地面对斜面体的摩擦力f与时间的关系图象为(A)[解析]本题考查对摩擦力影响因素的认识。设斜面的倾角为θ。物块在光滑的斜面上做往复运动，对斜面的压力N1等于物块重力垂直于斜面的分力，即N1＝mgcosθ。以斜面体为研究对象，作出受力分析图如图。地面对斜面体的摩擦力f＝N1sinθ＝mgsinθ·cosθ，因为m、θ不变，所以f不随时间变化。故选A。9.(2019·安徽合肥二模)如图所示，置于水平地面上的A、B两物块，在水平恒力F的作用下，以共同速度向右做匀速直线运动。下列说法正确的是(A)A．A与B间的动摩擦因数可能为0B．B与地面间的动摩擦因数可能为0C．若撤去F，A与B一定会相对滑动D．若撤去F，A与B间摩擦力逐渐减小[解析]本题通过运动考查摩擦力的计算。A、B一起在水平恒力F的作用下，共同向右做匀速直线运动，故B所受地面的滑动摩擦力与F平衡，B与地面间的动摩擦因数不可能为零；A在水平方向不受外力，故A不受摩擦力，A与B间的动摩擦因数可能为0，故A正确，B错误；若A、B之间的动摩擦因数不为零，μABμ地，撤去F，A与B一起减速到零，A与B之间没有相对运动，A、B之间的静摩擦力保持不变；若μABμ地，撤去F后，A与B会发生相对运动，A与B之间是滑动摩擦力，在A的速度减为零之前，保持不变，故C、D错误。10．(2020·江西南昌模拟)如图，叠放的两个物块无相对滑动地沿斜面一起下滑，甲图两物块接触面平行于斜面且两物块之间的摩擦力的大小为f1，乙图两物块接触面与斜面不平行且两物块之间的摩擦力的大小为f2，丙图两物块接触面水平且两物块之间的摩擦力的大小为f3，下列判断正确的是(A)A．若斜面光滑，f1＝0，f2≠0，f3≠0B．若斜面光滑，f1≠0，f2≠0，f3＝0C．若两物块一起匀速下滑，f1≠0，f2＝0，f3≠0D．若两物块一起匀速下滑，f1＝0，f2≠0，f3≠0[解析]本题考查根据运动情况分析摩擦力存在情况。若斜面光滑，整体沿斜面下滑，加速度a＝gsinθ，甲、乙、丙图上方物块重力沿斜面向下的分力均为mgsinθ，甲图上方物块所受支持力的方向垂直于斜面，在沿斜面方向没有分力，乙图和丙图上方物块所受支持力在沿斜面方向上均有分力，必须有摩擦力才能使合力为mgsinθ，故A正确，B错误；若两物块一起匀速下滑，三图中上方物块所受的合力为零，必有f1≠0，f2≠0，f3＝0，故C、D错误。11．(2020·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．3mgkB．4mgkC．5mgkD．23mgk[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，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＝23mg。根据胡克定律，有x＝Fk＝23mgk，故D正确。12．(2019·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μ1μ2，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。13．(2020·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变化的图象如图乙，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，F≥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。二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。14．(2019·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