高中物理教科版必修一章末测试题重力、弹力、摩擦力 Word版含解析

　重力、弹力、摩擦力
1．(2019·山西大学附中模拟)下列关于常见力的说法中正确的是(　　)
A．弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性质命名的
B．有规则形状的物体，其重心就在物体的几何中心
C．两接触面间有摩擦力存在，则一定有弹力存在
D．力是一个物体就可以产生的，不需要其他物体的存在
【答案】C　
【解析】支持力是根据力的作用效果命名的，故A错误．只有质量分布均匀、形状规则的物体，重心才在其几何中心，故B错误．弹力产生的条件：相互接触并挤压；摩擦力产生的条件接触面粗糙、相互接触并挤压、有相对运动或相对运动趋势，可见，有摩擦力，必有弹力，故C正确．力是物体与物体间的相互作用，故D错误．
2．(2019·湖北黄石一中模拟)如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是(　　)

A．球在a、b两点处一定都受到支持力
B．球在a点处一定受到支持力，在b点处一定不受支持力
C．球有a点处一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力
D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力
【答案】D　
【解析】若球与车一起水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用，若球与车一起水平向左匀加速运动，则球在a处的支持力可能为零，D项正确．
3．(2019·辽宁阜新实验中学模拟)一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为(　　)
A．40 m/N　 B．40 N/m　 C．200 m/N　 D．200 N/m
【答案】D　
【解析】由胡克定律得劲度系数k＝＝200 N/m，D项正确．
4．(2019·哈尔滨市第六中学模拟)如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的(　　)

A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向
【答案】D　
【解析】根据牛顿第二定律，物体所受的合外力方向和加速度方向相同，小球随小车一起向右做匀加速运动，加速度沿OD方向，所以合外力沿OD方向，D选项正确．
5．(2019·江苏无锡一中模拟)如图所示为某新型夹砖机，它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率．已知某夹砖机能夹起质量为m的砖，两支“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为(　　)

A． B． C． D．
【答案】B　
【解析】由于砖处于平衡状态，由平衡条件可得2μFmax＝mg，解得μ＝，故B正确．
6．(2019·浙江嘉兴一中模拟)如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力(　　)

A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小
C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小
【答案】A　
【解析】A、B两物块一起向右做匀减速直线运动时，加速度方向水平向左，大小恒定，由牛顿第二定律可得FfB＝mBa，故B所受的摩擦力方向水平向左，大小为mBa，恒定不变，A正确．
7．(2019·安徽芜湖一中模拟)四个完全相同的弹簧测力计，外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连，挂钩一端施加沿轴线方向的恒力F，以下四种情况中关于弹簧测力计读数的说法正确的是(　　)

A．如果图甲中的物体静止在水平地面上，那么弹簧测力计的读数可能小于F
B．如果图乙中的物体静止在斜面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F
C．如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F
D．如果已知图丁中水平地面光滑，则由于物体的质量未知，无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系
【答案】BC
【解析】题图甲中的物体静止在水平地面上，根据平衡原理，弹簧测力计的读数等于F，故A错误；不论物体静止在斜面上，还是静止在粗糙水平地面上，由平衡条件可知，弹簧测力计的读数一定等于F，故B、C正确；已知题图丁中水平地面光滑，虽然物体的质量未知，但是弹簧测力计的读数与F的大小仍相等，故D错误．
8．(2019·福建泉州五中模拟)如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是(　　)

A．容器受到的摩擦力不断增大 B．容器受到的摩擦力不变
C．水平力F必须逐渐增大 D．容器受到的合力逐渐增大
【答案】A　
【解析】由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力Ff＝m总g，随m总的增大而增大，A正确，B错误；只要m总g≤μF，不增大水平力F也可使容器静止不动，C错误；因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零，D错误．
9．(2019·湖北黄冈中学模拟)如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是(　　)

A．容器相对于水平面有向左运动的趋势 B．容器对小球的作用力指向球心O
C．轻弹簧对小球的作用力大小为mg D．弹簧原长为R＋
【答案】BD　
【解析】容器和小球组成的系统与水平面间的摩擦力为零，没有相对水平面的运动趋势，A错误；容器对小球的弹力沿半径指向球心O，B正确；由FN sin θ＋Fsin θ＝mg，FNcos θ＝Fcos θ，可得：F＝FN＝mg，C错误；由F＝kx可得弹簧的压缩量x＝，弹簧的原长L0＝LO′P＋x＝R＋，D正确．
10．(2019·江西九江一中模拟)如图9甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求(　　)

图9
A．A、B之间的最大静摩擦力 B．水平面与B之间的滑动摩擦力
C．A、B之间的动摩擦因数μAB D．B与水平面间的动摩擦因数μ
【答案】AB
【解析】当B被拉动后，拉力传感器才有示数，地面对B的最大静摩擦力为Ffm＝kt1，A、B相对滑动后，拉力传感器的示数保持不变，则FfAB＝kt2－Ffm＝k(t2－t1)，选项A、B正确；由于A、B的质量未知，则μAB和μ不能求出，选项C、D错误。

11. (2019·湖北襄樊五中模拟)如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球．在a和b之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦．小物块的质量为(　　)

A． B．m C．m D．2m
【答案】C
【解析】由于轻环不计重力，故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向，即沿半径方向；又两侧细线对轻环拉力相等，故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线，因为两轻环间的距离等于圆弧的半径，故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形；又小球对细线的拉力方向竖直向下，由几何知识可知，两轻环间的细线夹角为120°，对小物块进行受力分析，由三力平衡知识可知，小物块质量与小球质量相等，均为m，C项正确．
12.(2019·四川彭州中学模拟)物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，转动的方向如图中箭头所示，则传送带转动后(　　)

A．M将减速下滑　 B．M仍匀速下滑
C．M受到的摩擦力变小 D．M受到的摩擦力变大
【答案】B
【解析】传送带突然转动前物块匀速下滑，对物块进行受力分析：物块受重力、支持力、沿传送带斜向上的滑动摩擦力．传送带突然转动后，对物块进行受力分析，物块受重力、支持力，由于传送带斜向上运动，而物块沿传送带斜向下运动，所以物块所受到的摩擦力不变仍然沿传送带斜向上，所以物块仍匀速下滑．
13. (2019山东莱阳一中模拟)如图所示，在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯，该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节，下列对于台灯的受力分析正确的是(　　)

A．台灯受到水平向左的摩擦力
B．若将灯头向前调节一点(台灯未倒)，则桌面对台灯的支持力将变大
C．支架对灯头的支持力方向竖直向上
D．整个台灯所受的合外力为零
【答案】CD
【解析】以整个台灯为研究对象，台灯受到重力和桌面的支持力，且处于平衡状态，故选项A错误，选项D正确；根据二力平衡可知灯头所受支架的支持力竖直向上，故选项C正确；若将灯头向前调一点(台灯未倒)，台灯仍然处于平衡状态，故桌面对台灯的支持力大小不变，故选项B错误．
14．(2019·海南郑州外国语学校模拟)水平桌面上平放着一副共54张且每一张质量都相等的扑克牌．牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数都相等．用手指以竖直向下的力按压第一张牌，并以一定的速度水平移动手指．将第一张牌从牌摞中水平移出(牌与手指之间无滑动)．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(　　)
A．第1张牌受到手指的摩擦力的方向与手指的运动方向相反
B．从第2张牌到第M张牌之间的牌不可能发生相对滑动
C．从第2张牌到第M张牌之间的牌可能发生相对滑动
D．第54张牌受到桌面的摩擦力的方向与手指的运动方向相反
【答案】BD
【解析】第1张牌在手指静摩擦力的作用下水平移动，所以摩擦力的方向与手指运动的方向相同，选项A错误；设竖直压力为FN，每张牌的质量为m，第n张牌(54≥n≥2)受上面第n－1张牌的摩擦力最大为Ff＝μ FN＋(n－1)mg，方向与手指的运动方向相同；受下面第n＋1张牌的摩擦力最大为F′f＝μ(FN＋nmg)，方向与手指的运动方向相反，由于Ff＜F′f，所以从第2张牌到第M张牌之间的牌不可能发生相对滑动，选项B、D正确，C错误．
15．(2019·广西南宁二中模拟)如图所示，水平地面粗糙，A、B两同学站在地上水平推墙．甲图中A向前推B，B向前推墙；乙图中A、B同时向前推墙．每人用力的大小都为F，方向水平．则下列说法中正确的是(　　)

A．甲图方式中墙受到的推力为2F
B．乙图方式中墙受到的推力为2F
C．甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
D．乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
【答案】BD
【解析】对于乙图，墙壁在水平方向所受到人的作用力如图(a)所示(俯视图)，此时墙壁所受到的推力为F合＝2F.根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力均为Ff＝F.对于甲图，先以墙壁为研究对象，此时墙壁所受到的推力只有B对它的推力F，如图(b)所示．然后再以B为研究对象，B同学的受力情况如图(c)所示，B受到A的推力F和墙壁的反作用力F′1，由于F＝F′1，所以此时B在水平方向不受摩擦力的作用．再以A为研究对象，A同学的受力情况如图(d)所示，根据牛顿第三定律可知由于A对B的作用力为F，所以B对A的反作用力F′2＝F，根据力的平衡可知A所受地面的摩擦力为F.

16．(2019·西安铁一中模拟)一个长度为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，轻弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的轻弹簧按如图所示方式连接，A小球的质量为m，B小球的质量为2m，则两小球平衡时，B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小，且轻弹簧都在弹性限度范围内)(　　)
A．4L　　 B．5L　　 　 C．6L　　 D．7L
【答案】D　
【解析】一根轻弹簧，挂一个质量为m的小球时，轻弹簧的总长度变为2L，即伸长L，劲度系数k＝mg/L.若两个小球如题图所示悬挂，则下面的轻弹簧伸长2L，上面的轻弹簧受力3mg，伸长3L，则轻弹簧的总长为L＋L＋2L＋3L＝7L，故选项D正确．
17．(2019·贵州遵义四中模拟)如图所示，一楔形斜面体置于水平地面上，斜面的倾角为30°，物块A置于斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B相连，弹簧轴线与斜面平行，A、B均处于静止状态，已知物块A、B的重力分别为10 N和5 N，不计滑轮与细绳间的摩擦，则(　　)

A．弹簧对A的拉力大小为10 N B．斜面对A的支持力为5 N
C．斜面对A的摩擦力为0 N D．地面对斜面体的摩擦力大小为5 N
【答案】C　
【解析】弹簧的弹力等于B的重力，大小为5 N，而A的重力沿斜面的分力mAgsin 30°＝5 N，故斜面对A的摩擦力为0，故A错误，C正确；斜面对A的支持力FN＝mAgcos 30°＝5 N，B错误；以A、B及斜面体整体为研究对象，得地面对斜面体的摩擦力为0 N，D错误．
18．(2019广东惠州一中调研)如图甲、乙所示，两个相同的固定斜面上分别放有一个处于静止的三角形木块A、B，它们的质量相等．A木块左侧面沿竖直方向，B木块左侧面垂直于斜面，在两斜面上分别放上一个相同的光滑球后，木块仍保持静止，则放上球后(　　)

A．A木块受到的摩擦力等于B木块受到的摩擦力
B．A木块受到的摩擦力小于B木块受到的摩擦力
C．A木块对斜面的压力等于B木块对斜面的压力
D．A木块对斜面的压力大于B木块对斜面的压力
【答案】A　
【解析】设球的质量为m，A、B的质量为M，斜面的倾角为α.以球与A整体为研究对象，由平衡条件可得，A木块受到的摩擦力FfA＝(M＋m)gsin α，同理，以球与B整体为研究对象，B木块受到的摩擦力FfB＝(M＋m)gsin α，则FfA＝FfB，A正确，B错误．以A为研究对象，受力分析如图甲所示，由平衡条件得，斜面对A的支持力FNA＝Mgcos α－FN1sin α，以B为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得，斜面对B的支持力FNB＝Mgcos α，故FNA
19．(2019·湖南长沙一中模拟)如图甲，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体B施加一水平变力F，F－t关系图象如图乙所示．两物体在变力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止．则(　　)

A．t时刻，两物体之间的摩擦力最大
B．t时刻，两物体的速度方向开始改变
C．t～2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐减小
D．0～2t时间内，物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同
【答案】D　
【解析】以整体为研究对象，由图看出，t时刻，F＝0，加速度为零，则以A为研究对象可知，A、B间的静摩擦力为零，故A错误；根据牛顿第二定律知，两物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，则t时刻速度方向不变，而且速度最大，故B错误；t～2t时间内，两物体的合外力增大，加速度增大，再以A为研究对象，可知两物体间的摩擦力增大，故C错误；对整体分析，整体的加速度与F的方向相同，A物体所受的合力为摩擦力，故摩擦力的方向与加速度方向相同，即与F的方向相同，故D正确．
20．(2019·山西晋商四校联考)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，在斜杆的下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g.下列关于斜杆对小球的作用力F的判断中，正确的是(　　)

A．小车静止时，F＝mgsin θ，方向沿杆向上
B．小车静止时，F＝mgcos θ，方向垂直于杆向上
C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上
D．小车向右匀加速运动时，一定有F>mg，方向一定沿杆向上
【答案】C　
【解析】小车静止时，由平衡条件得，斜杆对小球的作用力F＝mg，方向竖直向上，A、B错误；小车向右匀速运动时，由平衡条件得，斜杆对小球的作用力F＝mg，方向竖直向上，C正确；小车向右匀加速运动时，由牛顿第二定律得，F＝，故F>mg，设F与水平方向的夹角为α，则tan α＝，故其方向不一定沿杆向上，D错误．
1.（2019·新课标全国Ⅰ卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中

A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【答案】BD
【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；
 
对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加。故本题选BD。
2．(2017·全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(　　)
A．86 cm　　　 　 B．92 cm C．98 cm D．104 cm
【答案】B　
【解析】将钩码挂在弹性绳的中点时，由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k)与竖直方向夹角θ均满足sin θ＝，对钩码(设其重力为G)静止时受力分析，得G＝2kcos θ；弹性绳的两端移至天花板上的同一点时，对钩码受力分析，得G＝2k，联立解得L＝92 cm，可知A、C、D项错误，B项正确。
3.(2017·全国卷Ⅱ)如图，一物块在水平拉力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60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为(　　)

A．2－　 　　　 B. C. D.
【答案】C　
【解析】当拉力水平时，物块做匀速运动，则F＝μmg，当拉力方向与水平方向的夹角为60°时，物块也刚好做匀速运动，则Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)，联立解得μ＝，A、B、D项错误，C项正确。
4．（2016·江苏卷）一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为(　　)
A．40 m/N B．40 N/m C．200 m/ N D．200 N/m
【答案】D　
【解析】根据胡克定律F＝kx得k＝＝＝2 N/cm＝200 N/m.这里的2 cm就是弹簧的形变量x，与原长无关．
5．（2016·江苏卷） 如图1-所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中(　　)

图1-
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大 D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面
【答案】BD　
【解析】当桌布被拉出时，鱼缸由静止到向右运动，但它相对于桌布来说，仍向左运动，由于滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，因此桌布对鱼缸的摩擦力的方向应向右，选项A错误；因为鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸受到桌布向右的摩擦力与它受到桌面向左的摩擦力大小相等，所以鱼缸向右加速的加速度大小与向右减速的加速度大小相等，方向相反，鱼缸的初速度为零，末速度也为零，根据对称性可知，鱼缸做加速运动的时间与做减速运动的时间相等，选项B正确；若猫增大拉力，桌布的加速度更大，但是由于鱼缸与桌布间的压力不变，动摩擦因数也不变，故摩擦力也不变，选项C错误；若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸在桌布上的运动时间变长，而鱼缸向右的加速度不变，由x＝at2知，鱼缸相对于桌面的位移变大，桌布被拉出后鱼缸在桌面上的位移也变大，鱼缸就有可能滑出桌面，选项D正确．