重力、弹力和摩擦力 专项练 2025年高考物理复习备考

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重力、弹力和摩擦力 专项练
2025年高考物理复习备考
一、单选题
1．如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g。现使小车以加速度a（a≠0）向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．杆对小球的弹力一定竖直向上
B．杆对小球的弹力一定沿杆斜向上
C．杆对小球的弹力大小为mg
D．杆对小球的弹力大小为
2．如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是（　　）
A．细绳一定对小球有拉力
B．细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧对小球也不一定有弹力
C．细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧对小球一定有弹力
D．轻弹簧一定对小球有弹力
3．如图所示，一个轻质环扣与细线l1、l2连接（l1A． B．
C． D．
4．两个劲度系数分别为和的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，当a弹簧的伸长量为L时（　　）
A．b弹簧的伸长量为
B．b弹簧的伸长量也为L
C．P端向右移动的距离为
D．P端向右移动的距离为
5．如图所示，质量为M的长木板放在水平地面上，放在长木板上的质量为m的木块在水平向右的拉力F的作用下向右滑行，长木板保持静止．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是
A．地面对长木板的摩擦力的大小一定为μ1mg
B．地面对长木板的摩擦力的大小一定为μ2Mg
C．地面对长木板的摩擦力的大小一定为μ2（m+M）g
D．只要拉力F增大到足够大，长木板一定会与地面发生相对滑动
6．关于重力的大小和方向，以下说法中正确的选项是（　　）
A．在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关，也与是否存在其他力的作用无关
B．在地球各处的重力方向都是一样的
C．物体的重力作用在重心上，把重心挖去物体就没有受到重力
D．对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到南极而变化
7．如图所示，物体A、B叠放在物体C上，C置于水平地面上，水平力F作用于B，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间摩擦力的情况是（　　）
A．B对C有向右的摩擦力
B．C对A有向左的摩擦力
C．物体C受到三个摩擦力作用
D．C对地面有向左的摩擦力
8．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，则上述说法正确的是（　　）
A．木板受到地面的摩擦力的一定大于
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
C．当时，木板便会开始运动
D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动
9．如图所示为军校学生的日常体能训练的场景，该同学开始阶段沿杆加速向上运动然后匀速运动，最后在最高点停留片刻．已知该同学的质量为，双手与杆之间的动摩擦因数为，手与杆之间的弹力为，重力加速度为。下列说法中正确的是（　　）
A．整个运动过程中，手与杆之间的摩擦力为
B．在匀速运动阶段，该同学受到的摩擦力为静摩擦力，加速阶段为滑动摩擦力
C．无论加速、还是匀速阶段，该同学与杆之间的摩擦力可能均是静摩擦力
D．该同学手与杆之间的弹力越大，所受的摩擦力越大
10．某同学在书柜里放置一个直角书立，在书立上倾斜摆放着几本课外书，如图所示。若书与书柜没有接触，根据所学知识，下列叙述正确的是（ ）
A．书立底面给书的弹力垂直于书的封面 B．书立底面给书的摩擦力为0
C．书立侧面给书的弹力垂直于书的封面 D．书立给所有书的作用力之和大于所有书的总重力
11．小明在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后，他想用该实验的原理测量一根轻弹簧的劲度系数，但由于弹簧的劲度系数太大，伸长量较小，不易直接测量。他设计了如图所示的实验装置，并进行了测量。把弹簧竖直悬挂在支架上，在弹簧下端固定一个托盘，托盘下方连接钢制圆柱体，圆柱体直径小于盛水量筒内壁直径。调节底座高度，使圆柱体浸入水中。在托盘中不断增加砝码时，弹簧向下拉伸，圆柱体下移，通过量筒的刻度读出水面上升的高度。已知水的密度为，圆柱体直径为、量筒内壁直径为，重力加速度g。对实验记录的数据进行分析、处理后，他获得了劲度系数的数值。对此实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验需要用天平测量托盘和圆柱体的质量
B．不考虑水的浮力，劲度系数测量值将偏大
C．水面上升的高度与弹簧伸长量的比值为
D．砝码的重力与对应水面上升的高度不成正比关系
12．如图（a），摩擦角的物理意义是：当两接触面间的静摩擦力达到最大值时，静摩擦力f与支持面的支持力N的合力F与接触面法线间的夹角即为摩擦角，可知。利用摩擦角的知识可以用来估料，如图（b）所示。物料自然堆积成圆锥体，圆锥角底角必定是该物料的摩擦角。若已知物料的摩擦角和高h，动摩擦因数为。物料所受滑动摩擦力等于最大静摩擦力。可求出圆锥体的体积为（ ）
A． B． C． D．
二、解答题
13．质量分别为1kg、2kg、3kg的木块a、b、c与两个原长均为10cm、劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，取g=10m/s2求
（1）c木块刚好离开水平地面时绳子对b的拉力大小；
（2）该过程p弹簧的左端向左移动的距离。
14．如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ＝0.4，物块P重为40 N，物块Q重为20 N，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，求：
（1）物块Q所受到的滑动摩擦力的大小和方向；
（2）物块P所受地面的滑动摩擦力的大小和方向；
（3）拉动物块P所需的力F为多大。
15．如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k, 一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态．已知重力加速度为g，忽略一切摩擦．
(1)求物体B对地面的压力；
(2)把物体C的质量改为5m，这时，C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度．
参考答案：
1．D
AB．对小球受力分析如图所示
由图可知，当a大小不同时，杆上的弹力与竖直方向的夹角也不同，方向不一定沿杆，但弹力方向一定斜向上，故AB错误；
CD．由几何关系可知，杆对小球的弹力大小为
故C错误，D正确。
2．B
当小车匀速运动时，弹簧弹力
F=mg
细绳拉力
FT=0
当小车向右匀加速运动时，若有
FTsinα=ma
FTcosα=mg
即
a=gtanα
则
FT≠0
而弹簧弹力
F=0
弹簧弹力F、细绳拉力FT与小车运动的状态有关。B正确。
3．A
对P、Q小环分析，小环受光滑杆的支持力和绳子的拉力，根据平衡条件，这两个力是一对平衡力，支持力是垂直于杆子向上的，故绳子的拉力也是垂直于杆子的，对结点O受力分析如图所示
根据平衡条件可知，FP和FQ的合力与FT等值反向，如图所示。几何关系可知
故
即
4．D
AB．两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律得x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为，故A、B错误；
CD．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为
故C错误，D正确。
5．A
ABC、m所受M的滑动摩擦力大小，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：木板受到m的摩擦力方向水平向右，大小等于；M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件木板受到地面的摩擦力的大小是，木板相对于地面处于静止状态，不能使用滑动摩擦力的公式计算木板受到的地面的摩擦力，所以木板与地面之间的摩擦力不一定是，故A正确，B、C错误；
D、开始时木板处于静止状态，说明木块与木板之间的摩擦力小于木板与地面之间的最大静摩擦力，与拉力F的大小无关，所以不管拉力F增大到足够大时，木板仍静止，故D错误；
6．A
A．物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的，是万有引力的一个分力，而万有引力与运动状态无关，与其他力无关，故A正确；
B．重力是万有引力的一个分力，在不同的位置方向是不一样的，故B错误；
C．一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心，所以，重心是等效出来的，与其他部分没有区别，故C错误；
D．重力等于质量与重加速度的乘积，在不同的地方，质量不变，但重力加速度有可能会变化，两极的重加速度最大，赤道最小，所以在地球的不同地方，物体的重力有可能变化，故D错误。
7．A
A．三个物体都做匀速直线运动，合外力均为零。以B为研究对象，B水平方向受到向右的拉力F作用，根据平衡条件得知，C对B有向左的静摩擦力，而且此静摩擦力与F平衡，根据牛顿第三定律得知，B对C有向右的静摩擦力。故选项A正确；
B．对A研究，由平衡条件得知：C对A没有摩擦力，否则A受力不平衡，不可能匀速直线运动。故选项B错误；
CD．以整体为研究对象，由平衡条件得知：地面对C有向左的滑动摩擦力，则C对地面有向右的滑动摩擦力，故C受到两个摩擦力作用。故选项CD错误。
8．D
AB．由于木板未相对地面发生滑动，所以地面受到的是静摩擦力，其大小不能用滑动摩擦力公式计算，由题意可知木块对木板的滑动摩擦力大小为，木板处于静止状态，所受合外力为零，所以木板受到地面的摩擦力大小一定等于，故AB错误；
CD．无论怎样改变F的大小，木板所受滑块的滑动摩擦力大小不变，所以木板始终不可能运动，故C错误，D正确。
9．C
A．向上运动的过程中，该同学双手可能始终与竖直杆之间没有相对滑动，所以杆与手之间的摩擦力为静摩擦力，而公式
是计算滑动摩擦力的公式，故A错误；
B．若该同学在上升过程中，双手始终与竖直杆之间没有相对滑动，则不管是在匀速运动阶段还是加速阶段，该同学受到的摩擦力为均为静摩擦力，故B错误；
C．若无相对滑动，无论加速、还是匀速阶段，该同学与杆之间的摩擦力均是静摩擦力，但若在爬升过程中有相对滑动，则会出现滑动摩擦力，因此无论加速、还是匀速阶段，该同学与杆之间的摩擦力可能均是静摩擦力，故C正确；
D．该同学双手可能始终与竖直杆之间没有相对滑动，所以杆与手之间的摩擦力为静摩擦力，而手与杆之间的弹力越大，最大静摩擦力越大，不能说摩擦力越大，若爬升过程中无相对滑动，则摩擦力为静摩擦力，静摩擦力与手与杆之间的弹力无关，故D错误。
10．C
A．书立底面给书的弹力垂直于书立底面，故A错误；
B．对书进行受力分析，根据共点力平衡得书立底面给书的摩擦力不为0，故B错误；
C．书立侧面给书的弹力垂直于书的封面，故C正确；
D．对书进行受力分析，根据共点力平衡得书立给所有书的作用力之和等于所有书的总重力， 11．B
AB．本实验的实验原理是通过测量增加的砝码的重力与增加的浮力之差得到弹簧的弹力变化量，通过液面高度变化得到弹簧的形变量，从而求出弹簧的劲度系数，所以不考虑考虑水的浮力，则弹簧的弹力变化量偏大，根据可知劲度系数测量值将偏大，此实验不需要用天平测量托盘和圆柱体的质量，故B正确，A错误；
C．根据体积关系可得
整理得
故C错误；
D．根据分析可知砝码增多，弹簧的形变量增大，则水面上升的高度也增大，根据可知水面上升的高度与弹簧的形变量成正比例关系，浮力与水面上升的高度成正比例关系，可知砝码的重力与对应水面上升的高度成正比关系，故D错误。
12．A
物料自然堆积成圆锥体，圆锥角底角必定是该物料的摩擦角，对物料作受力分析如图所示
当底角大于时，物料将沿锥面下滑，为使物料不下滑，应使减小；当底角小于时，物料将停留在锥面上，那么使物料恰好不下滑应使增大，且让，所以底角会保持为定值。若已知和锥体的高h，则可求出它的体积为
13．（1）50N；（2）20cm
(1)c木块刚好离开水平地面时绳子对b的拉力为
(2)刚开始弹簧q处于压缩状态，设其压缩量为x1，则
解得
最终c木块刚好离开水平地面，弹簧q处于拉伸状态，设其拉伸量为x2，则
解得
最终c木块刚好离开水平地面，拉弹簧p的水平拉力大小为
则弹簧p的伸长量满足
解得
P弹簧左端向左移动的距离为
14．（1）8 N，方向水平向右；（2）24 N，方向水平向左　（3）40 N
（1）物块Q所受到的滑动摩擦力的大小
方向水平向右；
（2）物块P所受地面的滑动摩擦力的大小
方向水平向左；
（3）设跨过定滑轮的轻绳拉力大小为T，对物块Q，由平衡条件得
对物块P受力分析，P水平方向受到向右的拉力F、Q对P向左的摩擦力及地面对P向左的摩擦力，根据平衡条件，有
15．(1)4mg　(2)
(1)对AB整体：mg＋FN＝5mg
所以FN＝4mg
(2)对C：FT＝5mg 对A：FT＝Fk＋2mg
所以Fk＝3mg 即kx1＝3mg ；x1＝
开始时，通过对A受力分析可知，弹簧弹力大小为mg，弹簧的压缩量为x2，则kx2＝mg，
所以A上升的高度为：hA＝x1＋x2＝
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