第2章　相互作用 第2讲　摩擦力--2027全国版高考物理第一轮(含答案)

2027全国版高考物理第一轮
第2讲　摩擦力
基础对点练
题组一　摩擦力
1.(多选)(2025广东广州模拟)某电视台的综艺节目在直播象棋比赛,棋盘是铁质的,每个棋子都是一个小磁体,能吸在棋盘上(如图甲所示),不计棋子间的相互作用力。对于静止在棋盘上的某个棋子,下列说法正确的是(　　)
A.若棋盘竖直,磁性越强,棋子所受的摩擦力越大
B.若棋盘竖直,棋盘对棋子的作用力的大小等于棋子重力的大小
C.若棋盘竖直,减小棋子的质量,则棋子受到的摩擦力减小
D.若使棋盘倾斜,如图乙所示,棋子仍相对棋盘静止,则棋子受到的摩擦力变大
2.(2025浙江温州模拟)如图所示,物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成53°角,物块也恰好做匀速直线运动,则物块与桌面间的动摩擦因数为(　　)
A. B.
C.-1 D.
3.(2025浙江期中)如图所示,物体a、b和c叠放在水平面上,水平力为Fb=3 N,Fc=6 N,分别作用于物体b、c上,a、b 和c 仍保持静止,以Ff1、Ff2、Ff3分别表示a与b、b与c、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则(　　)
A.Ff1=3 N,Ff2=3 N,Ff3=3 N
B.Ff1=3 N,Ff2=0,Ff3=6 N
C.Ff1=0,Ff2=3 N,Ff3=3 N
D.Ff1=0,Ff2=6 N,Ff3=3 N
题组二　摩擦力的四类突变问题
4.(多选)(2026山西临汾开学考试)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙不能反映摩擦力随时间的变化关系
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
D.只用图乙中数据不可得出物块与木板间的动摩擦因数
5.(多选)(2025山东菏泽校考)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°,一煤块以初速度v0沿传送带向上从传送带的底端冲上传送带,其运动的v-t图像如图乙所示,煤块运动到传送带顶端时速度恰好为零,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,则(　　)
A.传送带的速度为4 m/s
B.传送带底端到顶端的距离为14 m
C.v0D.煤块在0~1 s和1~2 s所受摩擦力方向相反
综合提升练
6.如图所示,一位同学用双手水平夹起一摞书,并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数μ1=0.4,书与书间的动摩擦因数μ2=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若每本书的质量均为0.2 kg,该同学对书的水平正压力为200 N,每本书均呈竖直状态,重力加速度大小g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)
A.书与书之间的摩擦力大小均相等
B.他最多能夹住42本书
C.他最多能夹住62本书
D.他最多能夹住80本书
7.(2025四川成都三模)图甲为答题卡扫描仪,其内部结构如图乙所示。扫描仪内部有一个摩擦滚轮放置在水平答题卡上方。正常工作时滚轮对顶部答题卡的正压力为F,摩擦滚轮顺时针转动,摩擦力只带动与之接触的顶部答题卡进入扫描仪内部进行逐张扫描,直至所有答题卡扫描完毕。已知每张答题卡的质量均为m,摩擦滚轮与答题卡间的动摩擦因数恒为μ=0.8,各答题卡间的动摩擦因数μ'范围为0.4≤μ'≤0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。要使该扫描仪能一直正常工作,正压力F的最大取值范围为(　　)
A.mgB.mgC.mgD.mg8.(2025湖北荆州统考)如图甲所示,某同学为测量纸张之间的动摩擦因数,将一本词典固定在水平桌面上,利用刻度尺测量出词典的总厚度H=6 cm,宽度L=20 cm,总质量m=1.8 kg,将一张质量和厚度均可忽略的白纸夹在词典最深位置,白纸距词典上表面的高度h=4 cm,设词典与白纸各接触面间的最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力,摩擦力大小与接触面积上的质量成正比,且质量随书页高度均匀变化。现用水平拉力向外拉白纸,缓慢拉出白纸的过程中拉力F随白纸边缘上P点的x位置坐标变化的图像关系如图乙所示,则由图可知白纸和词典间的动摩擦因数为(　　)
A.0.1 B.0.15
C.0.2 D.0.3
培优拔高练
9.(多选)(2025湖南期中)小宁同学在网上购买了一箱纸巾和一摞捆好的书。快递员将书置于纸巾箱子上放在小宁家门口。为了将包裹拖进房间,小宁需要从零开始逐渐增大拉力F(如图甲所示)。纸巾箱子与书籍间的摩擦力Ff1、箱子与地面间的摩擦力Ff2随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知一箱纸巾的质量m1=10 kg,书籍的质量m2=20 kg,g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(　　)
A.当0B.当30 NC.箱子与地面间的动摩擦因数为0.1
D.箱子与书籍间的动摩擦因数为0.1
答案：
1.BC　解析 若棋盘竖直,棋子所受的摩擦力与棋子的重力等大反向,磁性越强,棋子所受摩擦力不变,减小棋子的质量,棋子受到的摩擦力减小,A错误,C正确;若棋盘竖直,棋子所受合力为零,则棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向,B正确;若使棋盘倾斜,棋子仍相对棋盘静止,棋子所受摩擦力等于重力沿棋盘方向的分力,所以棋子所受的摩擦力小于棋子的重力,则棋子受到的摩擦力变小,D错误。
2.B　解析 当拉力水平时,物块匀速运动,则F=μmg,当拉力倾斜时,有Fcos 53°=μ(mg-Fsin 53°),联立解得μ=,故选B。
3.C　解析 对a受力分析,受重力和b对a的支持力,a相对于b没有相对运动趋势,所以物体a不受b的静摩擦力,即为Ff1=0,把物体a、b看作一个整体,对其受力分析,受重力、物体c对b的支持力和水平向左的水平力Fb,a、b整体相对c有向左的运动趋势,所以会受到c的向右的静摩擦力Ff2,由力的平衡可知Ff2=Fb=3 N,物体a、b、c三者看作一个整体,受力分析,受重力、地面的支持力、水平向左的力Fb、水平向右的力Fc,整体有向右的运动趋势,在水平方向上由力的平衡有Ff3=Fc-Fb=6 N-3 N=3 N,方向水平向左,故选C。
4.CD　解析 木板是否保持匀速运动对实验无影响,A错误;因力传感器的示数等于物块受的摩擦力大小,可知图乙能反映摩擦力随时间的变化关系,B错误;由题图乙可知,最大静摩擦力大小约为10 N,滑动摩擦力大小约为7 N,可知最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7,C正确;根据μ=,因物块质量未知,则只用图乙中数据不可得出物块与木板间的动摩擦因数,D正确。
5.AD　解析 根据题图乙可知,1 s时刻,煤块的加速度发生突变,可知此时煤块的速度与传送带的速度相等,即传送带的速度v1=4 m/s,而煤块的初速度v0=12 m/s,故A正确,C错误;煤块在0~1 s和1~2 s加速度不等,可知0~1 s内,摩擦力方向沿传送带向下,1~2 s摩擦力方向沿传送带向上,故D正确;根据题意可知,煤块的总位移与传送带底端到顶端的距离相等,即等于v-t图像与时间轴所围图形的面积,则L= m+ m=10 m,故B错误。
6.C　解析 根据平衡条件可知,越靠外侧,中间的书的总重力越大,书与书间的摩擦力越大,故A错误。以这一摞书为研究对象,每只手对其的最大静摩擦力为Ff=μ1F=0.4×200 N=80 N,设能夹住的书数量为n,一摞书受力平衡,有2Ff≥nmg,解得n≤80;对除最外侧两本书外的其他书受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,根据二力平衡有2μ2F≥(n-2)mg,解得n≤62,故B、D错误,C正确。
7.A　解析 要使扫描仪正常工作,每次只能带动顶部答题卡,需满足滚轮对顶部答题卡的摩擦力大于顶部答题卡与下方答题卡间的最大静摩擦力,则由平衡条件及摩擦力的计算公式可得μF>μ'(F+mg),由题知μ=0.8,令μ'=0.5(取最大值保证所有μ'情况),解得F>mg,同时要保证第二张答题卡不能动,需满足第一张答题卡给第二张答题卡的最大滑动摩擦力小于等于第二张答题卡受到的最大静摩擦力,即0.5(F+mg)≤0.4(F+2mg),解得F≤3mg,综上可得mg8.D　解析 白纸向外移动位移为x时,作用在白纸上的书的质量为m'=m·,根据平衡条件有F=2μm'g=2μ·m··g,由图像可知x=0时,F=7.2 N,代入数据可得μ=0.3,故选D。
9.AC　解析 由题图乙可知,当02