高中物理高考 2020年高考物理一轮复习专题03重力弹力和摩擦力限时训练含解析

专题03 重力、弹力和摩擦力

(限时：45min)

一、 选择题（本大题共28小题）

1．(多选)关于力，下列说法正确的是(　　)

A．拳击运动员一记重拳出击，被对手躲过，运动员施加的力没有受力物体

B．站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的

C．重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的，动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的

D．同一物体放在斜面上受到的重力一定小于放在水平面上受到的重力

【答案】BC　

【解析】力是物体间的相互作用，有力就有施力物体和受力物体，故A错误；物体受到的弹力是施力物体反抗形变(或欲恢复原状)对受力物体施加的力，故B正确；力学中，按照力的性质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等，按照力的作用效果可以把力分为动力、阻力、压力、支持力等，故C正确；同一物体放在地球上同一纬度且离地面高度相同时，受到的重力相同，故D错误。

2．下列关于重力的说法中正确的是(　　)

A．物体只有静止时才受重力作用

B．重力的方向总是指向地心

C．地面上的物体在赤道上受的重力最小

D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力

【答案】C　

【解析】物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；赤道上重力加速度最小，因此地面上的物体在赤道上受的重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，故D错误。

3．如图所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确的是(　　)

A．弹簧发生拉伸形变                B．弹簧发生压缩形变

C．该弹力是小车形变引起的          D．该弹力的施力物体是小车

【答案】A　

【解析】小车受到水平向右的弹力作用，是弹簧发生拉伸形变引起的，该弹力的施力物体是弹簧，故只有A项正确。

4．(2018·北京昌平区联考)以下各选项的图中，所有接触面均光滑且a、b均处于静止状态，其中A、D选项中的细线均沿竖直方向。则a、b间一定有弹力的是(　　)

【答案】B　

【解析】 A选项中，假设两球间有弹力，则小球将向两边运动，与题意矛盾，则a、b间无弹力，故A错误。B选项中，若两球间无弹力，则两球都将向下摆动，与题意矛盾，则a、b间有弹力，故B正确。C选项中，假设两球间有弹力，则b小球将向右运动，与题意矛盾，则a、b间无弹力，故C错误。D选项中，假设b对a球有弹力，方向必定垂直于斜面向上，a球共受三个力：竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力，三个力的合力不可能为零，则小球a不可能处于静止状态，与题意矛盾，则a、b间一定没有弹力，故D错误。

5. (2019·宁波模拟)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的情况就是一个实例。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是(　　)

A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变

B．运动员受到的支持力，是运动员的脚发生形变而产生的

C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大

D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力

【答案】D　

【解析】发生相互作用的物体均要发生形变，故A错误；发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，B错误；在最低点，运动员虽然处于瞬间静止状态，但接着运动员要加速上升，故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，C错误，D正确。

6．将一根轻质弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的物体，物体静止时，弹簧长度为L1；而当弹簧下端固定在水平地面上，将质量为m的物体压在其上端，物体静止时，弹簧长度为L2。已知重力加速度为g，则该弹簧的劲度系数是(　　)

A.　　　　    　B.            C.           D.

【答案】B　

【解析】设弹簧原长为L0，由胡克定律，当弹簧下端挂物体时有mg＝k(L1－L0)，当弹簧上面压物体时有mg＝k(L0－L2)，联立解得k＝，故B正确。

7．(2019·聊城六校联考)如图所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是(　　)

A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙

B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁

C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁

D．图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁

【答案】B　

【解析】如果杆受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，题图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C、D均错误，B正确。

8．(2018·汕头调研)如图所示，质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为   3 kg 的物体A轻放到B上的瞬间，弹簧的弹力大小为(取g＝          10 m/s2)(　　)

A．30 N             B．0            C．20 N          D．12 N

【答案】C　

【解析】放物体A之前，物体B处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧的弹力F＝mBg＝20 N，轻放上物体A的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，其大小仍为20 N，故C正确。

9．两个劲度系数分别为k1和k2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，已知a弹簧的伸长量为L，则(　　)

A．b弹簧的伸长量也为L                 B．b弹簧的伸长量为

C．P端向右移动的距离为2L              D．P端向右移动的距离为L

【答案】B　

【解析】根据两根弹簧中弹力相等可得b弹簧的伸长量为，P端向右移动的距离为L＋L，选项B正确。

10．(多选)如图所示，在竖直方向上，两根完全相同的轻质弹簧a、b，一端与质量为m的物体相连接，另一端分别固定，当物体平衡时，若(　　)

A．a被拉长，则b一定被拉长          B．a被压缩，则b一定被压缩

C．b被拉长，则a一定被拉长          D．b被压缩，则a一定被拉长

【答案】BC　

【解析】对物体受力分析并结合平衡条件，可知当a对物体有拉力Fa时，若Fa>mg，则b被拉长；若Fa<mg，则b被压缩；若Fa＝mg，则b处于自然状态，选项A错误；若a被压缩，则b对物体施加的一定是向上的弹力，即b一定被压缩，故选项B正确；同理可知选项C正确，D错误。

11．(多选)如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，A、B两个质量均为m的滑块用轻质弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，水平力F作用在滑块B上，此时弹簧长度为l，且在弹性限度内，则下列说法正确的是(　　)

A．弹簧原长为l＋                  B．弹簧原长为l＋

C．力F的大小为mg                 D．力F的大小为mg

【答案】AD　

【解析】对滑块A，据平衡条件得mgsin 30°＝kx，其中x＝l0－l，解得l0＝l＋，A正确，B错误；对A、B构成的整体，据平衡条件得Fcos 30°＝2mgsin 30°，解得F＝mg，C错误，D正确。

12．(2019·运城模拟)如图所示，完全相同的质量为m的A、B两球用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的长度被压缩了(　　)

A.        B.        C.        D.

【答案】A　

【解析】对其中一个小球进行受力分析，如图所示，根据平衡条件可得F＝mgtan，根据胡克定律可得F＝kx，联立两式解得x＝，A正确。

13．(2018·天津一模)下列关于摩擦力的说法中，错误的是(　　)

A．两物体间有摩擦力，一定有弹力，且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直

B．两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比

C．在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度

D．滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反

【答案】B　

【解析】摩擦力方向沿接触面，弹力方向垂直接触面，且有摩擦力一定有弹力，A正确；静摩擦力与压力没有关系，B错误；静摩擦力可以产生在运动的物体间，且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度，例如，静摩擦力提供向心力，C正确；滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力，D正确。

14．关于静摩擦力，下列说法中正确的是(　　)

A．两个运动的物体之间不可能有静摩擦力的作用     

B．静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反

C．静摩擦力做的功一定为零

D．静摩擦力只有大小没有方向

【答案】B

【解析】　静摩擦力可以存在于运动的两个物体之间，A错误；静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反，可能与物体运动方向相反，也可能相同，由恒力做功的表达式W＝Flcos α，可知静摩擦力可能做负功，也可能做正功，也可能不做功，故B正确，C错误；静摩擦力有大小，也有方向，故D错误。

15．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】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；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。

16．(2019·洛阳检测)如图所示，物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是(　　)

A．M受到的摩擦力不变　　　 B．M受到的摩擦力变大

C．M可能减速下滑   D．M可能减速上滑

【答案】A　

【解析】根据滑动摩擦力的公式F＝μFN，传送带突然顺时针转动并不会影响动摩擦因数和物块对传送带的压力，所以滑动摩擦力大小不变，方向仍沿传送带向上，物块受重力、支持力和摩擦力的合力仍为零，故仍匀速下滑，选项A正确。

17．如图所示，一物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角θ分别为30°和45°时物块所受的摩擦力的大小相等，则物块与木板间的动摩擦因数为(　　)

A.　　          　B.　　         　C.　　   　       D.

【答案】B　

【解析】木板倾角较小时，物块与木板间为静摩擦力，由平衡条件可知，Ff＝mgsin 30°；倾角较大时，物块与木板间为滑动摩擦力，即Ff′＝μmgcos 45°，由题意知，μmgcos 45°＝mgsin 30°，解得μ＝，B项正确。

18．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触。球与地面间的动摩擦因数均为μ，则(　　)

A．上方球与下方三个球间均没有弹力              B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C．水平地面对下方三个球的支持力均为mg         D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为μmg

【答案】C　

【解析】将四个球看做一个整体，地面的支持力与球的重力平衡，设其中一个球受到的支持力大小为FN，因此3FN＝4mg，选项C正确。最上面的球对下面三个球肯定有压力，即有弹力，选项A错误。以下方三个球中任意一个球为研究对象，受力如图所示，由此可知选项B错误。由于地面与球之间的摩擦力为静摩擦力，因此不能通过Ff＝μFN求解，根据平衡条件结合几何知识可得Ff＝mg，选项D错误。

19．如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板，在木板A上放着质量为m的物块C，木板与物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，现用水平恒力F向右拉木板A，下列说法正确的是(　　)

A．A、C间的摩擦力大小一定等于μmg             B．A、B、C有可能一起向右做匀速直线运动

C．A、B间的摩擦力大小不可能等于F              D．不管F多大，木板B一定会保持静止

【答案】D　

【解析】当拉力F较小时，A、B、C都处于静止状态，A、C间的摩擦力大小为零，故A错误；设A、B的质量均为M，因A对B的最大静摩擦力为μ(m＋M)g，小于地面对B的最大静摩擦力μ(m＋2M)g，故木板B一定静止不动，当A、B、C均静止不动时，A、B间的摩擦力大小为F，故B、C均错误，D正确。

20．(2019·济南模拟)如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，F的方向与斜面平行，如果将力F撤掉，下列对物块的描述正确的是(　　)

A．物块将沿斜面下滑                    B．物块受到的摩擦力变大

C．物块立即获得加速度                  D．物块所受的摩擦力改变方向

【答案】D　

【解析】物块受到的重力沿斜面向下的分力为mgsin θ，有F作用时静摩擦力的大小等于F和mgsin θ的合力，方向沿其合力的反方向。将力F撤掉，摩擦力大小变为mgsin θ，方向沿斜面向上，物块受到的摩擦力变小，物块加速度为零，仍然静止。综上知D正确。

21.(多选)如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是(　　)

A．B物体对A物体的静摩擦力方向向下

B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大

C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力

D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力

【答案】AD　

【解析】将A、B视为整体，可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上，对B受力分析可知B受到的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向下，A正确；由于A、B两物体受到的重力不变，根据平衡条件可知B错误；A和墙之间的摩擦力与A、B两物体的总重力等大、反向，故C错误，D正确。

22．(2018·漳州质检)如图，一质量为m的木块，用劲度系数为k的轻质弹簧连接着。弹簧的另一端固定在斜面顶端。木块放在斜面上能处于静止状态。已知斜面倾角θ＝37°，木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。弹簧在弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则(　　)

A．弹簧可能处于压缩状态                B．弹簧的最大形变量为

C．木块受到的摩擦力可能为零            D．木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上

【答案】C　

【解析】木块与斜面间的最大静摩擦力fm＝μmgcos θ＝0.5mg×0.8＝0.4mg，重力沿斜面方向的分力为G1＝mgsin θ＝0.6mg，因G1>fm可知，弹力的方向不可能向下，即弹簧不可能处于压缩状态，选项A错误。弹簧有最大形变量时满足：G1＋fm＝kΔxm，解得Δxm＝，选项B错误。当G1＝F弹时，木块受到的摩擦力为零，选项C正确。当G1>F弹时，木块受到的摩擦力沿斜面向上；当G1＜F弹时，木块受到的摩擦力沿斜面向下，选项D错误。

23.建筑装修中，工人用质量为m的磨石对倾角为θ的斜壁进行打磨(如图所示)，当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力大小是(　　)

A．(F－mg)cos θ   B．(F－mg)sin θ

C．μ(F－mg)cos θ   D．μ(F－mg)tan θ

【答案】A　

【解析】磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力作用而处于平衡状态，由图可知，F一定大于重力mg；先将重力及向上的推力合成后，将二者的合力沿垂直于斜壁方向及平行于斜壁方向分解，则在沿斜壁方向上有f＝(F－mg)cos θ，在垂直斜壁方向上有FN＝(F－mg)sin θ，则f＝μ(F－mg)sin θ，故A正确。

24.(2016·海南高考)如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则(　　)

A．f1＝0，f2≠0，f3≠0                     B．f1≠0，f2＝0，f3＝0

C．f1≠0，f2≠0，f3＝0                     D．f1≠0，f2≠0，f3≠0

【答案】C　

【解析】对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f3＝0；再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f2≠0；再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即f1≠0。选项C正确。

25．(多选)在水平地面上固定一个斜面体，在它上面放有质量为M的木块，用一根平行于斜面的细线连接一个质量为m的小环，并将环套在一根两端固定的水平直杆上，杆与环间的动摩擦因数为μ，整个系统处于静止状态，如图所示，则杆对环的摩擦力Ff的大小可能为(　　)

A．0                                         B．Mgsin θ        

C．Mgsin θ·cos θ      D．Mgsin θ＋μmg

【答案】AC　

【解析】若木块与斜面间的动摩擦因数足够大，可使细线的拉力T＝0，此时环与杆间的摩擦力Ff＝0，若斜面光滑，则细线拉力T＝Mgsin θ，对环受力分析，由平衡条件可得：环与杆间的摩擦力Ff＝Tcos θ＝Mgsin θ·cos θ，故A、C正确。

26．(2019·广州调研)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                 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的重力沿斜面方向的分力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，D错误。

27．(多选)如图甲所示，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，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(　　)

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】 t1时刻B与水平面之间达到最大静摩擦力kt1，力传感器开始有示数，所以水平面与B之间的滑动摩擦力为kt1，A、B开始相对滑动的t2时刻A、B之间达到最大静摩擦力kt2－kt1，A、B正确；由于A、B的质量未知，则μAB和μ不能求出，C、D错误。

28．(多选)如图所示，将一质量为m的滑块轻轻放置于传送带的左端，已知传送带以速度v0顺时针运动，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，传送带左右距离无限长，重力加速度为g。当滑块速度达到v0时突然断电，传送带以大小为a的加速度匀减速至停止。关于滑块放上去后受到的摩擦力，下列说法正确的是(　　)

A．滑块始终没有受到静摩擦力作用         B．滑块刚放上去时受到的滑动摩擦力为μmg

C．滑块受到的摩擦力一直不变             D．传送带减速时滑块受到的摩擦力可能变为ma

【答案】BD

【解析】　滑块刚放上去时，受到向前的滑动摩擦力，大小为μmg；断电时滑块速度为v0，如果a≤μg，则滑块与传送带将以相同的加速度减速，滑块受到静摩擦力，大小为ma；断电时滑块速度为v0，如果a>μg，则传送带以加速度a减速，滑块只能以加速度μg减速，滑块受到滑动摩擦力，大小为μmg，方向在断电时刻突然变为向后；综上所述，选项A、C错误，B、D正确。