第二章 重力 弹力 摩擦力测试题 word版含答案

高中物理教科版必修一　重力　弹力　摩擦力测试题　
一、选择题(本题共12小题，1～8题为单选，9～12题为多选)
1．(2019·东城区)如图所示一架飞机正在沿一直线匀速爬升，飞机除了受到重力以外还受到来自喷射气体的推力、空气阻力、升力等力的作用。请分析除去重力以外的其他外力的合力的方向(　D　)
A．沿飞机的速度方向 B．垂直机身方向向上
C．沿飞机速度的反方向 D．竖直向上
[解析]　飞机做匀速运动，所受合力为零，所以重力以外的其他外力的合力与重力等大反向，故D正确，A、B、C错误。
2．(2019·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。
3．(2018·湖北宜昌一中模拟)如图所示，一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接，两木块与地面间的动摩擦因数均为μ。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是(　A　)
A．L＋m1g B．L＋(m1＋m2)g
C．L＋m2g D．L＋g
[解析]　两木块一起匀速运动，弹簧被拉长，以木块1为研究对象进行受力分析，则有kx＝μm1g，x＝，两木块之间的距离s＝L＋x＝L＋m1g，故A正确。
4．(2018·扬州第一学期期末)如图所示，长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面，停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L，则该过程中，木板所受摩擦力f与位移x的关系图线是(　D　)
[解析]　木板运动的前3L距离内，木板对桌面的压力随x均匀增大，根据f＝μN，摩擦力随x均匀增大。木板全部滑上桌面后木板右端离开桌面边缘距离为L，木板对桌面的压力不随x而变化，摩擦力不变。故选项D正确。
5．(2018·河南郑州外国语学校月考)A、B是天花板上的两点，一根长为l的细绳穿过带有光滑孔的小球，两端分别系在A、B点，如图甲所示；现将长度也为l的均匀铁链悬挂于A、B点，如图乙所示。小球和铁链的质量相等，均处于平衡状态，A点对轻绳和铁链的拉力分别是F1和F2，球的重心和铁链重心到天花板的距离分别是h1和h2，则(　C　)
A．F1F2，h1C．F1>F2，h1>h2 D．F1＝F2，h1>h2
[解析]　由于是轻绳，绳子的质量不计，则图甲中的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而图乙中铁链的质量是均匀的，故其重心一定在最低点的上方，故h1>h2；对球和铁链受力分析，如图甲、乙所示，A点对球的拉力沿着绳子的方向，A点对铁链的拉力沿着该处铁链的切线方向，故图乙中A、B两点对铁链拉力的夹角比较小，由力的合成知识知，F2较小，故C正确。
6．(2018·江西南昌模拟)如图所示两本书A和B，逐页交叉后叠放在一起，平放在光滑的水平桌面上。设书每张纸质量为5g，每本书均为200张纸，纸与纸之间的动摩擦因数μ＝0.3。若需将它们拉开，至少需要的水平拉力为(取g＝10N/kg)(　A　)
A．1197N B．1198N
C．1199N D．1120N
[解析]　对书A分析，第一张纸受摩擦力为：f1＝μmg，第二张纸受摩擦力为(有上、下两面)：f2＝2μmg＋3μmg＝5μmg，第三张纸受摩擦力为：f3＝4μmg＋5μmg＝9μmg，……类似，第二百张纸所受摩擦力为f200＝797μmg，总摩擦力为：f＝f1＋f2＋f3＋...＋f200＝79800μmg＝1197N，故选A。
7．(2018·山东枣庄三中质检)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一起匀速向右运动，各接触面间摩擦力的情况是(　D　)
A．B对C有向左的摩擦力
B．C对A有向右的摩擦力
C．物体C受到三个摩擦力作用
D．C对地面有向右的摩擦力
[解析]　三个物体都做匀速直线运动，所受合外力均为零。以B为研究对象，B水平方向受到向右的拉力F作用，根据平衡条件可知，C对B有向左的静摩擦力作用，根据牛顿第三定律可知，B对C有向右的静摩擦力作用，故A错误；C对A没有摩擦力作用，否则A受力不平衡，不可能做匀速直线运动，则A对C也没有摩擦力作用，故B错误；以整体为研究对象，由平衡条件可知，地面对C有向左的滑动摩擦力作用，则C对地面有向右的滑动摩擦力作用，故C受到两个摩擦力作用，故C错误，D正确。
8．(2018·江西上高二中月考)如图所示，粗糙水平面上有一长木板，一个人在木板上用水平力F向右推着木箱在木板上匀速运动，人的质量大于木箱质量，若鞋与长木板、木箱与长木板间动摩擦因数相同，则下列说法正确的是(　B　)
A．人受到的滑动摩擦力方向水平向右
B．木箱受到的滑动摩擦力方向水平向左
C．木板受到地面的摩擦力方向水平向右
D．木板受到地面的摩擦力方向水平向左
[解析]　人在木板上行走受到向右的静摩擦力，故A错误；木箱在木板上向右做匀速运动，所以木箱受到的滑动摩擦力方向水平向左，故B正确；对人、木箱、木板整体受力分析，整体处于平衡状态，所以地面对木板无摩擦力的作用，故C、D错误。
9．(2018·贵州清华中学模拟)如图所示，光滑圆锥体固定在水平面上，一质量为m的均匀圆环套在圆锥体上，重力加速度大小为g，下列判断正确的是(　BD　)
A．圆锥体对圆环的弹力方向垂直于圆锥的侧面
B．圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上
C．圆环的张力方向垂直于圆锥的侧面
D．圆环的张力方向沿圆环的切线方向
[解析]　因为圆环受重力和圆锥体对圆环的作用力处于平衡状态，则圆锥体对圆环的作用力等于圆环的重力，即F＝mg，方向与重力的方向相反，即圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上，故A错误，B正确；圆环套在圆锥体上，圆环有被撑开的趋势，圆环的张力方向沿圆环的切线方向，故C错误，D正确。
10．(2018·河南洛阳联考)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40N
B．此时锁壳对锁舌的弹力大小为30N
C．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＝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。
11．(2018·陕西汉中一模)如图甲所示，笔记本电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位1调至卡位4，如图乙所示，电脑始终处于静止状态，则(　AC　)
A．电脑受到的支持力变大
B．电脑受到的摩擦力变大
C．散热底座对电脑的作用力不变
D．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力
[解析]　笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力，如图所示。根据平衡条件，有FN＝mgcosθ，Ff＝mgsinθ，由原卡位1调至卡位4，角度θ减小，则支持力FN增大，静摩擦力Ff减小，A正确，B错误；散热底座对电脑的作用力即支持力和静摩擦力的合力，与重力平衡，始终是不变的，C正确；电脑受到的支持力与摩擦力大小之和是变化的，D错误。
12．(2018·贵州贵阳一中模拟)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向右拉Q，直至拉动Q，那么在Q被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力T的大小、地面对P的摩擦力fp的大小、P对Q的弹力N的大小、地面对Q的摩擦力fQ的大小的变化情况(　BC　)
A．T始终增大，fP始终减小
B．T保持不变，fP保持不变
C．N保持不变，fQ增大
D．N先不变后增大，fQ先增大后减小
[解析]　已知若直接撤去Q，P将向右滑动，表明fP已经达到最大，所以fP不变，弹簧弹力T＝kx不变，故A错误，B正确；对于P、Q整体有T＋F＝fP＋fQ，其中T、fP不变，F增大，所以fQ增大，对于P有T＝fP＋N，所以N保持不变，故C正确，D错误。
二、非选择题
13．(2018·广东中山华侨中学月考)如图所示，倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定挡板C。劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与挡板C和质量为m的物体B连接，劲度系数为k2的轻弹簧两端分别与B和质量也为m的物体A连接，轻绳通过光滑滑轮Q与A和一轻质小桶P相连，轻绳AQ段与斜面平行，A和B均静止。现缓慢地向小桶P内加入细砂，当k1弹簧对挡板的弹力恰好为零时，求：
(1)小桶P内所加入的细砂质量；
(2)小桶下降的距离。
[答案]　(1)m砂＝2msinθ　(2)
[解析]　(1)当B与挡板C间挤压力恰好为零时，以A、B两个物体整体为研究对象，根据平衡条件得知，轻绳的拉力大小为T＝2mgsinθ，对小桶：T＝m砂g，故小桶P内加入的细砂质
量为2msinθ；
(2)未向小桶内加入细砂时，弹簧k2的压缩量为x2＝，弹簧k1的压缩量x1＝。缓慢地向小桶P内加入细砂，当k1弹簧与挡板C间挤压力恰好为零时，弹簧k1的伸长量为x1′＝0
弹簧k2的伸长量为x2′＝，根据几何关系得知，小桶下降的距离为
S＝x1＋x2＋x2′＝。
14．(2018·河北武邑中学调研)一重为G的圆柱体工件放在V形槽中，槽顶角α＝60°，槽的两侧面与水平方向的夹角相同，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为μ＝0.25，则：
(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲所示)水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？
(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角，如图乙所示，且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小。
[答案]　(1)0.5G　(2)0.4G
[解析]　
(1)分析圆柱体的受力可知，沿轴线方向受到拉力F，两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力，由题给条件知F＝2f，
由圆柱体重力产生的效果将重力进行分解如图所示，
由几何关系可得G＝F1＝F2，
由f＝μF1得F＝0.5G。
(2)把整个装置倾斜，则重力沿压紧两侧的斜面的分力F′1＝F′2＝Gcos37°＝0.8G，
此时工件所受槽的摩擦力大小f′＝2×μF′1＝0.4G。