摩擦力、牛顿第三定律 针对训练 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

摩擦力、牛顿第三定律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．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减小 B．容器受到的摩擦力不变 C．水平力F必须逐渐增大 D．水平力F可能不变 2．下列有关力的说法正确的是（　　） A．静止的物体不会受到滑动摩擦力 B．物体对地面的压力就是物体的重力 C．两物体间有摩擦力时，一定有弹力，且两者方向互相垂直 D．物体间的摩擦力大小与弹力大小成正比 3．如图甲所示，某人用由零逐渐增大的水平力推静止于水平地面上的质量为的木箱，木箱所受的摩擦力与的关系如图乙所示，取重力加速度大小，下列说法正确的是（     ） A．木箱所受的静摩擦力始终为 B．木箱所受的滑动摩擦力为 C．木箱与地面间的动摩擦因数为 D．木箱与地面间的动摩擦因数为 4．关于物理课本中的四幅插图，以下说法中正确的是（　　）    A．图1中用弹簧测力计可以直接测出物体质量大小 B．图2中的实验装置可以演示桌面的微小形变，运用了放大法 C．图3中物块对斜面的压力F1是因为斜面发生形变产生的 D．图4中物块受到水平向右的滑动摩擦力 5．某同学用双手夹起了5本书，已知每本书的质量均为200g，书与书间的动摩擦因数为0.4，手与书间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s²，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使五本书均保持静止，则双手对书的压力至少为（     ） A．10N B．15N C．20N D．25N 6．如图，在光滑半球状容器内，放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为、。下列关于细杆在、两点所受支持力的说法正确的是（     ） A．点处支持力指向球心，是由于细杆的形变产生的 B．点处支持力垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的 C．点处支持力垂直细杆斜向左上方，是由于容器的形变产生的 D．点处碗给细杆的支持力小于细杆给碗压力 7．下列关于直线运动规律、运动和力的说法中正确的是（     ） A．研究运动员在足球比赛中的抬脚动作时，可以将运动员视为质点 B．竞走比赛中运动员所受地面的摩擦力为滑动摩擦力 C．举重比赛中杠铃对运动员的压力与运动员对杠铃的支持力是一对平衡力 D．划艇比赛中艇从起点到终点位移的方向与平均速度的方向相同 8．如图所示，一队消防员在进行高压水枪训练。若用高压水流冲击静止在水平地面上的小汽车尾部，发现小汽车被推着加速向前运动，下列说法正确的是（     ） A．水对车的力大于车对水的力 B．水对车的力与车对水的力方向相反 C．水枪先对水产生作用力，然后水对水枪产生作用力 D．水对水枪的作用力与水枪对水的作用力是一对平衡力 9．2026马年春晚为大家带来一场名副其实的“艺术+技术”盛宴，其中“人机共武”成为2026年春晚最令人震撼的瞬间之一。舞台上，宇树科技的人形机器人与河南塔沟武校80余名少年展开实时对练，这也是全球首次实现人形机器人与人类的武术实战交锋。如图，机器人正展现中国功夫“720度空中回旋踢”，关于该机器人，下列说法不正确的是（     ） A．在地球上不同位置受到的重力大小不相等 B．空中回旋踢时重心可能在其身体外 C．空中回旋踢时重心位置始终保持不变 D．跳起的过程中，它对地面压力等于地面对它的支持力 10．用绳悬挂一重物，当重物处于静止状态时，以下说法中正确的是（     ） A．绳对重物的拉力和重物对绳的拉力是一对平衡力 B．绳对重物的拉力和重物的重力是一对平衡力 C．绳对重物的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力 D．重物对绳的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力 11．足球比赛中，设脚对球的作用力大小为F1，球对脚的作用力大小为F2，则F1与F2的关系为（     ） A．F1>F2 B．F1<F2 C．F1=F2 D．无法确定 12．2025年世界泳联跳水世界杯总决赛中，中国队包揽全部9金。跳水一直是我国的优势项目。如图所示，一运动员站在跳板上，图中表示人对跳板的弹力，表示跳板对人的弹力，则下列说法正确的是（     ） A．先有后有 B．一旦人离开跳板，立即消失，依旧存在 C．因人离开跳板前向上运动，所以大于 D．和大小相等、方向相反，是一对相互作用力 13．将轻质弹簧的一端与水平实验台上的固定挡板相连。用手施加一个水平向左的拉力使弹簧处于伸长状态，保持平衡。如图所示，若弹簧的形变始终在弹性限度内，不计空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．手对弹簧的拉力与弹簧对手的拉力是一对平衡力 B．弹簧对挡板的拉力与手对弹簧的拉力是一对相互作用力 C．手对弹簧先有了拉力，后才产生弹簧对手的拉力 D．弹簧对挡板的拉力大小等于手对弹簧的拉力大小 14．在田径跳远中运动员全力起跳，最终双脚陷入松软的沙坑，关于双脚陷入沙坑的过程中，下列说法正确的是（　　） A．脚对沙坑的作用力大于沙坑对脚的作用力 B．脚对沙坑的作用力等于沙坑对脚的作用力 C．脚对沙坑的作用力小于沙坑对脚的作用力 D．运动员有加速度，无法比较两力的大小 15．如图所示，物块静止在粗糙斜面上，两者间的动摩擦因数为，和是物块重力G的两个分力，下列说法正确的是（　　） A．斜面对物块的支持力大小总是等于物块对斜面的压力大小 B．重力的分力就是压力 C．物块受到5个力的作用 D．摩擦力的大小一定等于 二、多选题 16．如图所示，质量为的物块和质量为的物块静止在水平面上，被压缩的轻弹簧连接在、之间，轻弹簧的压缩量为，轻弹簧的劲度系数为，两物块与地面间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给物块施加一个水平向左的推力，使推力从零开始缓慢增大，重力加速度取，弹簧始终在弹性限度内，则在推力增大的过程中，下列说法正确的是（     ） A．推力增大的过程中，物块受到的摩擦力先增大后不变 B．当推力时，物块开始滑动 C．当刚要滑动时，物块已沿水平面移动距离 D．当刚要滑动时，物块已沿水平面移动距离 三、实验题 17．物体的最大静摩擦力和压力成正比，比例系数称为“静摩擦因数”。某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与水平桌面间的静摩擦因数，步骤如下： ①按图组装好器材，使连接物块A的细线与水平桌面平行； ②缓慢向矿泉水瓶内加水，直至物块A恰好开始运动； ③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m； ④用天平测出物块A的质量M。 (1)该小组根据以上实验步骤测得的物块A与桌面间的最大静摩擦力F=__________。（用测量量和g表示） (2)经过计算，物块A与桌面间的静摩擦因数μ=________。（用测量量表示） (3)采用注水法的好处是_________________________________________________。 (4)请提出一条提高测量μ准确性的方法______________________________________________。 18．为了测定物块A和B间的动摩擦因数，小华设计了如图所示的实验方案。用水平力F向右拉物块B，使其向右运动。已知A质量为，B质量为，重力加速度大小取。 (1)实验中____ （选填“需要”或“不需要”）匀速拉动B； (2)弹簧测力计示数稳定后的放大情况如图所示，弹簧测力计的示数为 ____N； (3)A、B间的动摩擦因数_____。 19．巴蜀中学物理兴趣小组为了测量某轻弹簧劲度系数与物体间的动摩擦因数，设计了如下实验： （1）首先，将轻弹簧竖直悬挂（如图甲），用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度。 （2）其次，在弹簧的下端悬挂质量为的小木块（如图乙），用刻度尺测出稳定时弹簧的长度_________cm，可知该弹簧的劲度系数为_________（用、、、表示）。 （3）接着，为测量图丙中小木块与长木板间的动摩擦因数，小巴同学将（2）中弹簧和小木块放置于木板上，将弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端拴接小木块，使弹簧水平，用力向右拉动长木板，使长木板与小木块发生相对运动。当小木块静止后，测出此时弹簧的长度。若认为弹簧的原长仍为，则小木块与长木板间的动摩擦因数_________（结果保留两位有效数字）。 四、解答题 20．如图甲，质量m=1 kg的小滑块P（可视为质点），以大小v1=2 m/s、方向水平向右的速度从木板Q左端滑上木板，此时木板Q的速度大小v2=4 m/s，方向水平向左，从该时刻开始0.4 s内两物体运动的v-t图像如图乙所示。已知木板Q的质量M=3 kg，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求P、Q间的动摩擦因数μ1及Q与地面间的动摩擦因数μ2； (2)求P第一次速度为零时，P到Q左端的距离Δx； (3)若最终P刚好不从木板Q上掉落，求木板Q的长度L。 21．用劲度系数的弹簧竖直吊起一质量的木块，木块静止后弹簧长；用该弹簧在水平桌面上水平拉动该木块，当木块在水平方向做匀速运动时，弹簧长，取。求： (1)弹簧的原长； (2)木块与桌面间的动摩擦因数。 试卷第2页（共3页） 试卷第3页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《摩擦力、牛顿第三定律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D B A C D B C B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 C D D B A BD 1．D 【详解】AB．容器始终静止，竖直方向受力平衡：静摩擦力与容器和水的总重力等大反向。注水过程中总重力不断增大，因此容器受到的静摩擦力也随之不断增大，故AB错误； CD．墙面能提供的最大静摩擦力和正压力成正比，正压力等于水平力F。只要初始设定的F足够大，使得注满水后的总重力仍然小于此时F对应的最大静摩擦力，容器就可以保持静止，因此整个过程中水平力F不需要增大，是可以保持不变的，并非“必须逐渐增大”，故C错误，D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．滑动摩擦力产生条件为接触面粗糙、两物体接触且挤压（存在弹力）、两物体间有相对滑动。静止的物体也可受到滑动摩擦力，例如木块在静止的桌面滑动时，桌面静止但受到木块施加的滑动摩擦力，故A错误； B．物体对地面的压力是弹力，施力物体是该物体，受力物体是地面；重力是地球对物体的吸引力的分力，施力物体是地球，受力物体是该物体，二者是不同性质的力，仅在水平地面物体无竖直方向其他外力时大小近似相等，不能说“就是”，故B错误； C．弹力是摩擦力产生的必要条件之一，因此两物体间有摩擦力时一定有弹力；弹力方向垂直于接触面指向受力物体，摩擦力方向沿接触面切线方向，二者方向互相垂直，故C正确； D．只有滑动摩擦力大小满足，与弹力大小成正比，静摩擦力大小随外力变化，与弹力大小无直接正比关系，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．由图乙可知，在木箱滑动前，静摩擦力 f 随推力 F 的增大而线性增大，满足 f=F，其最大值为 21N，并非始终为 21N，故A错误； B．由图乙可知，当推力 F>21N 时，木箱开始滑动，此时摩擦力突变为滑动摩擦力，大小恒为20N，故B错误； CD．根据滑动摩擦力公式 解得动摩擦因数，故C错误，D正确； 故选D。 4．B 【详解】A．图1中物体保持静止时，物体在竖直方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡条件，此时拉力大小等于物体受到的重力，即用弹簧测力计可以间接测出重力大小，故A错误； B．图2中研究硬木板微小形变的方法，叫作“微小放大法”，故B正确； C．图3中物块对斜面的压力F1是因为物体发生形变产生的，故C错误； D．图4中物块受到的滑动摩擦力与相对运动方向相反，即水平向左，故D错误。 故选B。 5．A 【详解】首先对5本书整体受力分析，竖直方向重力与双手静摩擦力平衡 其中，代入得总重力，故。 手与书的最大静摩擦力满足，，代入得，解得。 再对中间3本书受力分析，竖直方向重力与两侧书的静摩擦力平衡 故 书与书的最大静摩擦力满足，，代入得，解得。 需同时满足两个限制条件，故每只手对书的压力至少为10N。 故选A。 6．C 【详解】AB．A点处细杆端点与球面接触，支持力方向垂直于球面的切面，即指向球心，支持力是由于施力物体（容器）发生形变而产生的，故AB错误； C．B点处细杆侧面与容器边缘接触，支持力方向垂直于细杆斜向左上方，支持力是由于施力物体（容器）发生形变而产生的，故C正确； D．碗给细杆的支持力与细杆给碗的压力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．质点是忽略物体形状、大小的理想化模型，研究运动员抬脚动作时，肢体运动是研究核心，不能忽略其形状大小，不可视为质点，故A错误； B．竞走时运动员的脚与地面接触时无相对滑动，受到的是静摩擦力，不是滑动摩擦力，故B错误； C．平衡力需要满足作用在同一物体上、大小相等、方向相反、共线的条件。杠铃对运动员的压力作用在运动员身上，运动员对杠铃的支持力作用在杠铃上，二者是一对作用力与反作用力，不是平衡力，故C错误； D．平均速度的定义式为，时间是标量，因此平均速度的方向与位移的方向完全一致，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】AB．水对车的力与车对水的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，两个力大小相等、方向相反，故A错误，B正确； CD．水对水枪的作用力与水枪对水的作用力是一对作用力与反作用力，两个力同时产生，故C错误，D错误。 故选B。 9．C 【详解】A．地球不同位置的重力加速度g随纬度、海拔变化而不同，机器人质量不变，由可知，在地球上不同位置受到的重力大小不相等，故A正确； B．重心位置由物体的质量分布和形状决定，机器人空中做回旋踢时肢体大幅形变，重心完全可能移动到身体外部，故B正确； C．空中回旋踢过程中机器人不断调整肢体姿态，质量分布发生变化，重心位置会随之改变，并非始终保持不变，故C错误； D．机器人对地面的压力与地面对它的支持力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，二者力的大小始终相等，故D正确。 由于本题选择错误的，故选C。 10．B 【详解】A．绳对重物的拉力受力物体是重物，重物对绳的拉力受力物体是绳，两个力作用在不同物体上，是一对作用力与反作用力，不是平衡力，故A错误； BC．绳对重物的拉力和重物的重力都作用在重物上，重物静止时二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，满足二力平衡的条件，故B正确，C错误； D．重物重力的施力物体是地球，其反作用力是重物对地球的引力；重物对绳的拉力的反作用力是绳对重物的拉力，二者不满足作用力与反作用力的对应关系，故D错误。 故选B。 11．C 【详解】脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，则有 故选C。 12．D 【详解】AB．与为一对相互作用力，根据牛顿第三定律，可得与同时出现，同时消失，同时变化，故AB错误； CD．与为一对相互作用力，根据牛顿第三定律，可得与等大、反向、共线，故C错误，D正确。 故选D。 13．D 【详解】A．手对弹簧的拉力与弹簧对手的拉力，是相互作用力,作用在两个不同物体上，不是平衡力，故A错误。 B．弹簧对挡板的拉力（作用在挡板），手对弹簧的拉力（作用在弹簧）。并不满足相互作用力“仅在两个物体间发生、施力受力主体互换”的特征，因此二者不是一对相互作用力，故B错误； C．手对弹簧的拉力与弹簧对手的拉力是相互作用力，二者是同时产生、同时消失的，不存在先后顺序，故C错误； D．弹簧处于平衡状态，受到手的拉力和挡板对弹簧的拉力，这是一对平衡力，大小相等；而弹簧对挡板的拉力与挡板对弹簧的拉力是相互作用力，大小也相等。因此弹簧对挡板的拉力大小等于手对弹簧的拉力大小，故D正确。 故选D。 14．B 【详解】脚对沙坑的作用力与沙坑对脚的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律：相互作用力的大小始终相等，与物体的运动状态无关，因此两力大小相等。 故选B。 15．A 【详解】A．由牛顿第三定律，斜面对物块的支持力与物块对斜面的压力是相互作用力，总是等大反向，A正确。 B．重力的分力是物块受到的力，压力的受力物体是斜面，受力对象不同，性质不同，B错误。 C．物块受到3个力的作用，即重力、支持力和摩擦力，重力和分力和是等效替代的关系，C错误。 D．物块受到的是静摩擦力，大小等于重力的分力，不一定等于滑动摩擦力，D错误。 故选A。 16．BD 【详解】AB．弹簧的弹力为 B受到地面的摩擦力最大为 对B受力分析可知，推力增大的过程中，物块受到的摩擦力先减小到0后，再反向增大到5N时，B开始向左滑动，此时推力为 此后物块受到的摩擦力变为滑动摩擦力保持不变，故A错误，B正确； CD．A受到地面的摩擦力最大为 当刚要滑动时，弹簧弹力为 解得此时弹簧压缩量为 物块已沿水平面移动的距离为，故C错误，D正确。 故选BD。 17．(1)mg (2) (3)拉力可以连续变化 (4)多次测量取μ的平均值 【详解】（1）物块A恰好开始运动时处于临界平衡状态，水平方向的最大静摩擦力与细线拉力大小相等；忽略矿泉水瓶的运动趋势影响时，细线拉力等于瓶和水的总重力，因此最大静摩擦力 （2）根据题干给出的最大静摩擦力与压力的正比关系 物块A对桌面的压力等于自身重力，代入 可得 （3）向瓶内缓慢加水时，总质量可以连续、小幅度地调整，相比直接加砝码的阶梯式质量变化，能更精准地让拉力逼近最大静摩擦力的临界值，降低临界状态的判断误差。 （4）通过多次重复实验测量再取平均值，可以抵消单次实验的偶然误差；也可通过保证细线严格平行桌面、选用更平整的桌面等方式减小系统误差，合理即可。 18．(1)不需要 (2) (3) 【详解】（1）实验中只需保持物块与相对滑动并读出弹簧测力计示数。滑动摩擦力的大小与接触面的情况和压力有关，与相对运动速度无关，因此不要求匀速拉动。 （2）放大图中指针正好对准刻度，按仪器精度估读到，所以弹簧测力计示数为。 （3）取物块为研究对象。物块与相对滑动且水平方向平衡，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计读数，所以 由小问2得，故。竖直方向平衡，故支持力满足，代入和，得。由滑动摩擦力规律 代入和得 19． 【详解】[1]图乙中弹簧上端对齐零刻度，下端对齐刻度，刻度尺分度值为，估读一位，弹簧长度为。 [2]悬挂小木块后静止时，弹簧弹力与小木块重力平衡。由胡克定律得 因此 [3]图丙中木板相对小木块向右滑动，小木块所受滑动摩擦力向右，弹簧弹力向左。小木块静止，竖直方向支持力为 水平方向摩擦力与弹簧弹力平衡，故 由图丙和图乙对应的弹簧伸长量分别为和，结合第（2）步的平衡关系可得 20．(1)， (2) (3) 【详解】（1）取水平方向向右为正方向。由图线的斜率可得的加速度为 的加速度为 开始时相对向右运动，受到的滑动摩擦力向左。对沿水平方向应用牛顿第二定律，有 所以。向左运动，地面对的滑动摩擦力向右，对的摩擦力也向右。因竖直方向平衡，地面对木板的支持力大小为 对沿水平方向应用牛顿第二定律，有 所以 （2）在图像中，图线与时间轴围成的有向面积表示位移。内的位移为 同一时间内的位移为 初始时位于的左端，所以第一次速度为零时到左端的距离为 （3）在时，，，相对仍向右滑动。在两者速度相等前，摩擦方向不变，故，。设从后经过时间达到共同速度，则两者速度分别为和 速度相等时有 解得，此时共同速度为 在这时间内，的位移为 的位移为 因此该阶段相对左端的距离增加 达到共同速度后，两物体可保持相对静止。此时地面对整体的滑动摩擦力使整体向右加速，整体加速度为 所需的接触摩擦力满足 所以之后，保持相对静止，与左端的距离不再增加。木板恰好不让掉落时，长度等于最大相对距离，故 21．(1)15cm (2)0.4 【详解】（1）设弹簧原长为，竖直吊起木块时，木块处于平衡状态，则有 解得 （2）水平拉动木块时，由胡克定律得，弹簧弹力大小 由于木块在水平桌面上匀速前进，故木块所受的滑动摩擦力大小为 而 解得 答案第4页（共4页） 答案第3页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $