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2013届高考物理一轮复习第二章 相互作用 2.1 重力、弹力、摩擦力 高考押题


一、选择题(本题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分,每小题至少有一个选项 正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1.(2012 年徐州模拟)水平桌面上一个重 200 N 的物体,与桌面间的滑动摩擦 系数为 0.2(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),当依次用 15 N,30 N,80 N 的水平拉 力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为( A.15 N,30 N,40

N C.0,20 N,40 N )

B.0,15 N,15 N D.15 N,40 N,40 N

解析:根据 Ff=μFN,物体与桌面间滑动摩擦力和最大静摩擦力为 40 N,故当 用 15 N、 N、80 N 的水平拉力拉物体时,物体受到的摩擦力依次为 15 N、 N、 30 30 40 N,故 A 正确. 答案:A 2. 如图所示, 质量为 m 的木块 P 在质量为 M 的长木板 ab 上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若 长木板 ab 与地面间的动摩擦因数为 μ1, 木块 P 与长木板 ab 间的动摩擦因数为 μ2, 则长木板 ab 受到地面的摩擦力大小为( A.μ1Mg C.μ2mg B.μ1(m+M) g D.μ1Mg+μ2mg )

解析:长木板 ab 未动即地面对长木板 ab 的摩擦力为静摩擦力,由于 P 在长 木板 ab 上滑动, P 对长木板 ab 的摩擦力大小为 μ2mg.由平衡条件可知地面对 ab 即 的静摩擦力大小为 μ2mg.即只有 C 正确. 答案:C 3.(2012 年 广州模拟)如图所示,当小车向右加速运动时, 物块 M 相对于车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时, 则( ) A.M 所受摩擦力增大 B.物块 M 对车厢壁的压力增大 C.物块 M 仍能相对于车静止 D.M 将与小车分离 解析:根据 FN=ma,当 a 增大时 FN 增大,物块对车厢壁的压力 FN′也增大, B 正确.竖直方向 Ff=mg,静摩擦力大小保持不变,故 C 正确,A、D 错误.

答案:BC

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4.A 、B、C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连,处于静 止状态, 如图甲所示, 是一箱沙子, C 沙子和箱的重力都等于 G, 动滑轮的质量不计.现打开箱子下端开口,使沙子均匀流出,经 过时间 t0 沙子流完, 则图乙中能表示在此过程中桌面对物体 B 的 摩擦力 Ff 随时间的变化关系的图象是( )

解析:选择 A、B 整体作为研究对象,由于这个整体开始处于静止状态,因此 后来应一直处于静止状态,整体共受到 5 个力作用,即重力 G′=GA+GB、支持力 GC FN、静摩擦力 Ff、两根绳子的拉力 F1 和 F2.其中 F1=F2= 2 .根据力平衡条件得: Ff=F1+F2=GC=2G,当沙子均匀流完后 F′f=G,B 正确. 答案:B 5. 如图所示, 水平桌面上平放一叠共计 54 张的扑克牌, 每一张扑克牌的质量均为 m.用一手指以竖直向下的力压第 1 张扑克牌,并以一定速度向右移动手指,确保手指与第 1 张扑克牌之间有相对滑 动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第 1 张扑克牌之间的动摩擦因数 为 μ1,相邻两张扑克牌间的动摩擦因数均为 μ2,第 54 张扑克牌与桌面间的动摩擦 因数为 μ3,且有 μ1<μ2<μ3.则下列说法中正确的是( )

A.第 2 张扑克牌到第 53 张扑克牌之间可能发生相对滑动 B.第 2 张扑克牌到第 53 张扑克牌之间不可能发生相对滑动 C.第 1 张扑克牌受到手指的摩擦力向左
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D.第 54 张扑克牌受到水平桌面的摩擦力向左 解析:手指与第 1 张扑克牌之间有相对滑动.手指对第 1 张扑克牌的滑动摩 擦力为 μ1F,第 1 张扑克牌与第 2 张扑克牌之间的动摩擦因数为 μ2,假设能滑动, 则第 2 张扑克牌对第 1 张扑克牌的滑动摩擦力为 μ2(F+mg)>μ1F,与假设矛盾,因 此不会滑动, 2 张扑克牌到第 53 张扑克牌之间都不可能发生相对滑动, 错误、 第 A B 正确;第 1 张扑克牌受到手的摩擦力向右,C 错误;由整体法知第 54 张扑克牌

受到水平桌面的摩擦力向左,D 正确. 答案:BD 6. (2012 年石家庄模拟)如图所示, 传送带向右上方匀速运转, 石块从漏斗里竖直掉落到传送带上,然后随传送带向上运动,下 述说法中正确的是( )

A.石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动 B.石块在传送带上一直受到向右上方的摩擦力作用 C.石块在传送带上一直受到向左下方的摩擦力作用 D.开始时石块受到向右上方的摩擦力后来不受摩擦力 解析:由相对运动可知,石块受到斜向上的滑动摩擦力,使石块加速向上运 动,达到与皮带共速,若所经位移大于两轮间距,则一直加速;若达到共速时所 经位移小于两轮间距,共速后石块与皮带相对静止,此后受静摩擦力的作用,方 向仍沿 皮带向上. 答案:AB 7.如图所示,在倾角为 θ 的光滑斜面上放有两块小木块, 劲度系数为 k1 的轻质弹簧两端分别与质量为 m1 和 m2 的物块 1、2 拴接,劲 度系数为 k2 的轻质弹簧上端与物块 2 拴接,下 端压 在挡板上(不拴接),整个系统处于平衡状态.现施力将物块 1 缓慢沿斜面向上 提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离挡板.在此过程中,下列说法正确的是( A.物块 2 沿斜面上升了 B.物块 2 沿斜面上升了 C.物块 1 沿斜面上升了 m2gsin θ k2 )

?m1+m2?gsin θ k2 ?k1+k2?m1gsin θ k1k2 ?k1+k2??m1+m2?gsin θ k1k2

D.物块 1 沿斜面上升了

解析: 上提物块 1 之前, 两弹簧均处于压缩状态, 由平衡条件可得:1x1=m1gsin k θ,k2x2=(m1+m2)gsin θ,上提到下面弹簧的下端刚脱离挡板时,下面弹簧处于原 长状态,因此物块 2 沿斜面上升了 x2= ?m1+m2?gsin θ ,A 错误、B 正确;此时上面 k2

弹簧处于伸长状态,对物块 2 应用平衡条件可得:m2gsin θ=k1x1′,因此物块 1 沿

斜面上升的距离为 x1+x1′+x2= 答案:BD

?k1+k2??m1+m2?gsin θ ,故 D 正确、C 错误. k1k2

8.(2012 年扬州模拟)如图所示,光滑水平地面上的小 车质量为 M,站在小车水平底板上的人质量为 m,且 m≠M. 人用一根跨过定滑轮的绳子拉小车, 定滑轮上下两侧的绳子 都保持水平,不计绳与滑轮之间的摩擦.在人和车一起向右加速运动的过程中, 下列说法正确的是( )
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A.人受到向左的摩擦力 B.人受到向右的摩擦力 C.人拉绳的力 越大,人和车的加速度越大 D.人拉绳的力越大,人对车的摩擦力越大 解析:设绳子对人的拉力为 T,人所受车的摩擦力为 f 人,方向与绳子对人的 拉力方向一致.则对人和车组成的系统由牛顿第二定律可知加速度 a= 2T ,拉 m+M

力 T 越大,系统的加速度越大,C 正确;对人进行受力分析知 T+f 人=ma,得 f 人 = m-M T,由于 m、M 大小未知,所以人所受车对其摩擦力的方向未知,但拉力 T m+M

越大,摩擦力越大,D 正确. 答案:C D 9.(2012 年苏州模拟)在如图所示的四幅图中,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 处由铰链相连接.下列说法正确的 是( )

A.图中的 AB 杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(2) B.图中的 AB 杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(3)

C.图中的 BC 杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(3) D.图中的 BC 杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(4) 解析:如果杆端受拉力作用,则可用等长的绳代替,若杆端受到沿杆的压力 作用 ,则杆不可用等长的轻绳代替,如图(1)、(3)、(4)中的 AB 杆受拉力作用,而 (1)、(2)、(4)中的 BC 杆均受沿杆的压力作用,故 A、C、D 均错误,只有 B 正确. 答案:B 10.两个完全相同的条形磁铁放在平板 AB 上,磁铁 的 N、S 极如图所示.开始时平板及磁铁皆处于水平位置 上,且静止不动. (1)现将 AB 突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触), 并使之停在 A′B′处, 结果发现两个条形磁铁吸在了一起. (2)如果将 AB 从原来位置突然竖直向下平移,并使之停在 A″B″处,结果发现 两条磁铁也吸在了一起. 则下列说法正确的是( )

A .开始时两磁铁静止不动,说明磁铁间的作用力是排斥力 B.开始时两磁铁静止不动,说明磁铁间的吸引力小于静摩擦力 C.第(1)过程中磁铁开始滑动时,平板正在向上加速 D.第(2)过程中磁铁开始滑动时,平板正在向下加速 解析:由于突然向上或向下运动,两条磁铁都会吸在一起,说明磁铁间的作

误、D 正确. 答案:D 二、非选择题(本题共 2 小题,共 30 分.解答时应写出必要的文字说明、方程 式和演算步骤,有数值计算的要注明单位) 11.(15 分)如图所示,质量分别为 m 和 M 的两物体 P 和 Q 叠 放在倾角为 θ 的斜面上,P、Q 之间的动摩擦因数为 μ1,Q 与斜面 间的动摩擦因数为 μ2(μ1>μ2).当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持 相对静止,则物体 P 受到的摩擦力大小为多少?

解析:先取 P、Q 为一整体,受力分析如图所示.由牛顿第二定 律得:
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(M+m)g sin θ-FfQ=(M+m)a FfQ=μ2FN FN=(m+M)g cos θ 以上三式联立可得 a=gsin θ-μ2gcos θ
[来源:学科网 ZXXK]

再隔离 P 物体,设 P 受到的静摩擦力为 FfP,方向沿斜面向上,对 P 再应用牛 顿第二定律得: mgsin θ-FfP=ma 可得出 FfP=μ2mgcos θ. 答案:μ2mgcos θ 12.(15 分)如图有一半径为 r=0.2 m 的圆柱体绕竖直轴 OO′以 ω =9 rad/s 的角速度匀速转动.今用力 F 将质量为 1 kg 的物体 A 压 在圆柱侧面,使其以 v0=2.4 m/s 的速度匀速下降.若物体 A 与圆 柱面的摩擦因数 μ=0.25,求力 F 的大小.(已知物体 A 在水平方 向受光滑挡板的作用,不能随轴一起转动) 解析: 在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度, 相对圆柱体有垂直纸面向 A 外的速度为 v′,v′=ωr=1.8 m/s;在竖直方向有向下的速度 v0=2.4 m/s. A 相对于圆柱体的合速度为 v= v2+v′2=3 m/s 0 v0 4 合速度与竖直方向的夹角为 θ,则 cos θ= v =5 A 做匀速运动,竖直方向平衡,有 Ffcos θ=mg, mg 得 Ff=cos θ=12.5 N, Ff 另 Ff=μFN,FN=F,故 F= μ =50 N. 答案:50 N


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