第4讲 重力、弹力、摩擦力 课后分层作业练习-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 以分层训练构建相互作用认知体系，从基础概念辨析到复杂系统分析，实现知识逻辑与解题能力的递进培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础层|1-9题（如第2、6题）|概念辨析与基础计算|从重力弹力概念生成到摩擦力有无及大小计算的应用拓展| |能力层|10-11题（如第10、11题）|综合应用与过程分析|弹力计算拓展至多体系统摩擦力平衡的科学推理| |挑战层|12题|复杂系统动态平衡|摩擦力与平衡条件在多物体系统中的模型建构与质疑创新|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 第4讲　重力、弹力、摩擦力 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　重力、弹力的分析与计算 1.(2026·广东两校联考)如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,桶可绕水平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间桶会翻转一次,决定桶能否翻转的主要因素是(　　) A.水桶自身重力的大小 B.水管每秒出水量的大小 C.水流对桶撞击力的大小 D.水桶与水整体的重心高低 2.(2025·江苏无锡模拟)一个篮球放在水平桌面上静止不动,下列说法中正确的是(　　) A.桌面受到的压力就是篮球的重力 B.桌面受到的压力的大小与篮球的重力大小相等 C.桌面对篮球的支持力是由于篮球形变而产生的 D.篮球的重心在篮球与桌面的接触点上 3.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g,相邻两盘间距为1.0 cm,重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为(　　) A.10 N/m B.100 N/m C.200 N/m D.300 N/m 4.如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g。现使小车以加速度a(a≠0)向右做匀加速直线运动,下列说法正确的是(　　) A.杆对小球的弹力一定竖直向上 B.杆对小球的弹力一定沿杆斜向上 C.杆对小球的弹力大小为mg D.杆对小球的弹力大小为 题型2　摩擦力的有无及方向判断 5.(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷,1)书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则(　　) A.该过程位移为0 B.该过程路程为0 C.两次过a点时速度方向相同 D.两次过a点时摩擦力方向相同 6.如图是一类较常见的推拉式黑板(通过推和拉,中间的两块黑板可以左右移动)。一黑板擦通过磁力吸附在中间的一块黑板上面,静止不动。现用手向右拉动这块黑板,此过程中黑板擦与黑板始终保持相对静止。则关于黑板擦受到的摩擦力,下列说法中正确的是(　　) A.匀速拉动时,黑板擦不受摩擦力 B.加速拉动时,摩擦力方向水平向右 C.加速拉动时,摩擦力方向水平向左 D.摩擦力的大小与黑板加速移动的加速度有关 7.如图所示是打磨宝剑的场景。在打磨过程中,磨石始终静止在水平桌面上,当宝剑在外力作用下水平向右运动时,下列说法正确的是(　　) A.宝剑与磨石之间存在静摩擦力 B.磨石与桌面之间不存在摩擦力 C.宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右 D.桌面对磨石的摩擦力方向水平向右 题型3　摩擦力大小的计算 8.(2024·广西卷,2)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则(　　) A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3 C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3 9.(2025·山西太原高三模拟)如图所示,手机仅有两个侧面与手机夹接触,静止在手机支架上。手机平面与水平面的夹角为30°,手机质量为204 g,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.手机夹对手机作用力的大小为2.04 N B.手机对手机夹两侧的弹力指向手机内侧 C.手机夹单侧面受到静摩擦力的大小为0.255 N D.顺时针缓慢转动手机夹,手机所受静摩擦力变小 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 10.(2025·河北承德模拟)如图甲所示,粗细、长短均不同的两个轻弹簧1、2竖直固定在水平面上的同一点,细弹簧2嵌套在粗弹簧1内部,弹簧1的自由端有一质量为m的平板,此时木板离地面的距离为d。竖直向下的力F作用在平板上,缓慢压缩弹簧,力F的大小与木板的位移x的关系如图乙所示。已知重力加速度为g,两个弹簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是(　　) A.弹簧1的原长为d B.弹簧2的原长为d+-a C.弹簧1的劲度系数为 D.弹簧2的劲度系数为- 11.(2026·黑龙江哈尔滨期末)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=0.3,书与书间的动摩擦因数μ2=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若每本书的质量为m=0.2 kg,该同学对书的水平正压力为F=100 N,每本书均呈竖直静止状态,重力加速度g=10 m/s2。 (1)求该同学单个手掌与书本之间最大静摩擦力; (2)若该同学只夹起8本书,则最中间两本书之间的摩擦力大小为多少; (3)在不改变用力大小的情况下,该同学最多能夹多少本书。 ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2026·江西重点中学联考)如图甲所示,两薄木板A、B质量相同,其中木板A与墙面间的动摩擦因数为μ1,木板B与木板A间的动摩擦因数为μ2,光滑重球被轻质细绳跨过定滑轮拉住,整个系统处于静止状态。现缓缓释放细绳使重球缓慢下降,对可能出现的情况,下列说法正确的是(　　) A.若μ1<2μ2,会出现图乙所示情况 B.若μ1<2μ2,会出现图丙所示情况 C.若出现图乙所示情况,只要μ1>μ2 D.要出现图丙所示情况,必有μ1=2μ2 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 答案与解析 第4讲　重力、弹力、摩擦力 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　重力、弹力的分析与计算 1.(2026·广东两校联考)如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,桶可绕水平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间桶会翻转一次,决定桶能否翻转的主要因素是(　　) A.水桶自身重力的大小 B.水管每秒出水量的大小 C.水流对桶撞击力的大小 D.水桶与水整体的重心高低 答案　D 解析　由于水桶可以绕水平轴转动,因此一段时间后,当水桶内的水变多导致重心升高到一定程度时,就会造成水桶翻转,选项D正确,A、B、C错误。 2.(2025·江苏无锡模拟)一个篮球放在水平桌面上静止不动,下列说法中正确的是(　　) A.桌面受到的压力就是篮球的重力 B.桌面受到的压力的大小与篮球的重力大小相等 C.桌面对篮球的支持力是由于篮球形变而产生的 D.篮球的重心在篮球与桌面的接触点上 答案　B 解析　桌面受到的压力大小等于篮球重力的大小,但桌面受到的压力不是篮球的重力,故A错误,B正确;桌面对篮球的支持力的施力物体是桌面,则支持力是由于桌面形变而产生的,故C错误;篮球的重心在篮球的几何中心上,也就是球心,故D错误。 3.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g,相邻两盘间距为1.0 cm,重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为(　　) A.10 N/m B.100 N/m C.200 N/m D.300 N/m 答案　B 解析　由题意知,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平,则说明一个盘子的重力可以使弹簧产生的形变量等于相邻两盘间距,由ΔF=kΔx和mg=3kx,解得k=100 N/m,故B正确。 4.如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g。现使小车以加速度a(a≠0)向右做匀加速直线运动,下列说法正确的是(　　) A.杆对小球的弹力一定竖直向上 B.杆对小球的弹力一定沿杆斜向上 C.杆对小球的弹力大小为mg D.杆对小球的弹力大小为 答案　D 解析　对小球受力分析如图所示,由图可知,当a大小不同时,杆上的弹力与竖直方向的夹角也不同,方向不一定沿杆,但一定是斜向上,且F>mg,选项A、B、C错误;由几何关系可知F=,故D正确。 题型2　摩擦力的有无及方向判断 5.(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷,1)书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则(　　) A.该过程位移为0 B.该过程路程为0 C.两次过a点时速度方向相同 D.两次过a点时摩擦力方向相同 答案　A 解析　笔尖由a点经b点回到a点的过程,笔尖的位移为0,笔尖的路程不为0,A正确,B错误;该过程笔尖的轨迹为曲线,笔尖经过某点时的速度方向应沿轨迹的切线方向,显然两次经过a点时的速度方向不相同,滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,所以笔尖两次经过a点时的摩擦力方向不相同,C、D错误。 6.如图是一类较常见的推拉式黑板(通过推和拉,中间的两块黑板可以左右移动)。一黑板擦通过磁力吸附在中间的一块黑板上面,静止不动。现用手向右拉动这块黑板,此过程中黑板擦与黑板始终保持相对静止。则关于黑板擦受到的摩擦力,下列说法中正确的是(　　) A.匀速拉动时,黑板擦不受摩擦力 B.加速拉动时,摩擦力方向水平向右 C.加速拉动时,摩擦力方向水平向左 D.摩擦力的大小与黑板加速移动的加速度有关 答案　D 解析　匀速拉动时,黑板擦所受的摩擦力与重力大小相等,方向竖直向上,A错误;加速拉动时,摩擦力除了在竖直方向上与重力平衡,还要在水平方向上产生与黑板移动相同的加速度,因此加速拉动时,摩擦力的方向为斜向右上方,B、C错误;黑板移动的加速度越大,黑板擦所受摩擦力的水平分力就越大,竖直分力始终不变,因此摩擦力的大小与黑板加速移动的加速度的大小有关,D正确。 7.如图所示是打磨宝剑的场景。在打磨过程中,磨石始终静止在水平桌面上,当宝剑在外力作用下水平向右运动时,下列说法正确的是(　　) A.宝剑与磨石之间存在静摩擦力 B.磨石与桌面之间不存在摩擦力 C.宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右 D.桌面对磨石的摩擦力方向水平向右 答案　C 解析　宝剑在外力作用下水平向右运动时,宝剑与磨石之间存在滑动摩擦力,故A错误;滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,宝剑相对于磨石向右运动,宝剑受到的摩擦力方向水平向左,根据牛顿第三定律知,宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右,故C正确;由于宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右,以磨石为研究对象,根据受力平衡可知桌面对磨石的摩擦力方向水平向左,故B、D错误。 题型3　摩擦力大小的计算 8.(2024·广西卷,2)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则(　　) A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3 C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3 答案　D 解析　根据滑动摩擦力的公式Ff=μFN,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同,压力大小也相同,摩擦力大小相同,即Ff1=Ff2=Ff3,故D正确。 9.(2025·山西太原高三模拟)如图所示,手机仅有两个侧面与手机夹接触,静止在手机支架上。手机平面与水平面的夹角为30°,手机质量为204 g,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.手机夹对手机作用力的大小为2.04 N B.手机对手机夹两侧的弹力指向手机内侧 C.手机夹单侧面受到静摩擦力的大小为0.255 N D.顺时针缓慢转动手机夹,手机所受静摩擦力变小 答案　A 解析　手机处于平衡状态,则手机夹对手机的作用力与手机的重力等大反向,所以手机夹对手机作用力的大小F=mg=2.04 N,A正确;手机夹两侧对手机的弹力指向手机内侧,则手机对手机夹两侧的弹力指向手机外侧,B错误;手机相对于手机夹有竖直向下的运动趋势,所以手机夹对手机有竖直向上的静摩擦力,且2Ff=mg,结合牛顿第三定律可得手机夹单侧面受到静摩擦力的大小为1.02 N,C错误;结合C项分析可知,顺时针旋转手机夹,手机所受静摩擦力不变,D错误。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 10.(2025·河北承德模拟)如图甲所示,粗细、长短均不同的两个轻弹簧1、2竖直固定在水平面上的同一点,细弹簧2嵌套在粗弹簧1内部,弹簧1的自由端有一质量为m的平板,此时木板离地面的距离为d。竖直向下的力F作用在平板上,缓慢压缩弹簧,力F的大小与木板的位移x的关系如图乙所示。已知重力加速度为g,两个弹簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是(　　) A.弹簧1的原长为d B.弹簧2的原长为d+-a C.弹簧1的劲度系数为 D.弹簧2的劲度系数为- 答案　D 解析　开始时弹簧1的压缩量为x1=,则弹簧1的原长为x10=+d,故A错误;由题意可知平板下降a后与弹簧2接触,可知弹簧2的原长为x20=d-a,故B错误;由胡克定律可知F1=k1a,F2-F1=(k1+k2)(b-a),解得弹簧1的劲度系数为k1=,弹簧2的劲度系数为k2=-,故C错误,D正确。 11.(2026·黑龙江哈尔滨期末)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=0.3,书与书间的动摩擦因数μ2=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若每本书的质量为m=0.2 kg,该同学对书的水平正压力为F=100 N,每本书均呈竖直静止状态,重力加速度g=10 m/s2。 (1)求该同学单个手掌与书本之间最大静摩擦力; (2)若该同学只夹起8本书,则最中间两本书之间的摩擦力大小为多少; (3)在不改变用力大小的情况下,该同学最多能夹多少本书。 答案　(1)30 N　(2)0　 (3)22 解析　(1)根据题意,该同学手掌与书本之间最大静摩擦力Ffmax=μ1F=30 N。 (2)对这8本书受力分析,在竖直方向上受重力G1、静摩擦力2Ff1,根据平衡条件 G1=8mg=2Ff1 把左边4本书作为研究对象进行受力分析,可知 4mg=Ff1,则最中间两本书之间的摩擦力大小为0。 (3)先将所有的书(设有n本)当作整体,受力分析,竖直方向受重力和静摩擦力 根据平衡条件有nmg≤2μ1F 则有n≤=30 再考虑除最外侧两本书外的其他书(n-2)本,进行受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,根据平衡条件有(n-2)mg≤2μ2F 则有n≤+2=22,故最多能夹住22本书。 ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2026·江西重点中学联考)如图甲所示,两薄木板A、B质量相同,其中木板A与墙面间的动摩擦因数为μ1,木板B与木板A间的动摩擦因数为μ2,光滑重球被轻质细绳跨过定滑轮拉住,整个系统处于静止状态。现缓缓释放细绳使重球缓慢下降,对可能出现的情况,下列说法正确的是(　　) A.若μ1<2μ2,会出现图乙所示情况 B.若μ1<2μ2,会出现图丙所示情况 C.若出现图乙所示情况,只要μ1>μ2 D.要出现图丙所示情况,必有μ1=2μ2 答案　B 解析　设球对木板的压力为F,则对于乙图情况,对A有μ1F>μ2F+mg,对于B有μ2F<mg,联立解得μ1>2μ2,A、C错误;对于图丙中出现的情况,对A、B整体受力分析,有μ1F<2mg,对B分析可知μ2F≥mg,联立解得μ1<2μ2,B正确,D错误。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $