湖南省平江县颐华学校2027届高三物理一轮复习中档题过关训练-第2节　相互作用——重力、弹力、摩擦力

湖南省平江县颐华学校高三物理一轮复习中档题过关训练 第2节　相互作用——重力、弹力、摩擦力 姓名：____________ 班级：____________ 考号：____________ 得分：____________ 一、单项选择题（每小题5分，共40分） 1. 物流无人机悬停在小区上空投递包裹前，关于包裹所受重力，下列说法正确的是 A. 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 B. 重力的方向总是垂直于接触面竖直向下 C. 重心是物体上重力最集中的一点，一定在物体上 D. 包裹向上运动时所受重力比悬停时大 2. 某品牌马拉松跑鞋的中底采用弹性发泡材料，其等效劲度系数 。运动员静止站立时，双脚中底共被压缩 2 ，运动员质量 60 （取 ），则中底对运动员的支持力约为 A. 60 B. 120 C. 600 D. 1200 3. 关于摩擦力，下列说法正确的是 A. 摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 B. 静止的物体不可能受到滑动摩擦力 C. 摩擦力既可以充当动力，也可以充当阻力 D. 滑动摩擦力的大小一定与物体所受重力成正比 4. 均匀木棒斜靠在光滑竖直墙壁与粗糙水平地面之间处于静止状态。木棒除两端外不受其他力，则木棒受到的力共有 A. 2 个 B. 3 个 C. 4 个 D. 5 个 5. 某机器人夹爪的两侧爪臂对工件的夹持力大小均为 40 ，两侧爪臂的夹角为 120°。则工件受到的沿两爪夹持方向中垂线方向的合力大小为 A. 20 B. 40 C. 69 D. 80 6. 滑雪赛道的直道段倾角为 37°，滑块以初速度 沿赛道向上滑行，滑块与赛道间的动摩擦因数为 0.50。取 ，，，则滑块上滑时的加速度大小为 A. 4 B. 6 C. 10 D. 12 7. 水平地面上静止着质量 20 的货箱，工人用与水平方向成 37° 斜向上的拉力 拉货箱，货箱仍保持静止。取 ，则地面对货箱的静摩擦力大小为 A. 60 B. 80 C. 100 D. 120 8. 竖直悬挂的轻弹簧下端挂 2 的钩码时，弹簧伸长量为 2 ；若改挂 6 的钩码（仍在弹性限度内），弹簧的伸长量为 A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 二、多项选择题（每小题6分，共18分。全部选对得6分，部分选对得部分分，有错选得0分） 9. 一本静止在水平桌面上的书，下列说法正确的是 A. 书对桌面的压力就是书受到的重力 B. 桌面对书的支持力与书受到的重力是一对平衡力 C. 书对桌面的压力是由于桌面发生弹性形变而产生的 D. 书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力 10. 物块在水平面上滑动的过程中，关于滑动摩擦力，下列说法正确的是 A. 滑动摩擦力的大小与物块相对地面的速度无关 B. 滑动摩擦力的方向一定与物块的运动方向相反 C. 滑动摩擦力对物块可以做正功、负功，也可以不做功 D. 物块受到的滑动摩擦力随其惯性增大而增大 11. 两个共点力的大小分别为 、 ，它们合力的大小可能为 A. 2 B. 5 C. 12 D. 16 三、非选择题（共47分，含实验题和计算题） 12. 某同学将弹簧竖直悬挂，下端逐个加挂钩码，探究弹簧弹力与形变量的关系。测得的数据如下：所挂钩码质量 m 为 0、50、100、150、200 g 时，弹簧全长 L 分别为 10.00、10.50、11.00、11.50、12.00 cm。 （1）由上述数据求弹簧的劲度系数 （结果保留两位有效数字）； （2）若改挂 300 的钩码，弹簧全长为多少？ （3）若该同学误把弹簧全长 当作伸长量 代入 求 ，所得结果比真实值偏大还是偏小？ 13. 快递分拣线上，工人用弹簧测力计水平拉着质量 0.80 的木箱在水平桌面上做匀速直线运动，稳定后弹簧测力计读数为 3.2 （取 ）。 （1）求木箱与桌面间的动摩擦因数 ； （2）若水平拉力增大到 4.8 ，求木箱的加速度 ； （3）本实验中要求“匀速拉动”的原因是什么？ 14. 智能仓储的斜面货架倾角为 37°，质量 4 的货箱沿货架匀速下滑。取 ，，。 （1）求货箱与货架间的动摩擦因数 ； （2）若对货箱施加沿斜面向上的恒定推力 ，使货箱沿斜面匀速上升，求 的大小。 15. 分拣传送带末端的缓冲装置可简化为水平长木板模型：质量 的包裹以 的初速度滑上静止在光滑水平地面上的长木板，木板质量 ，包裹与木板间的动摩擦因数 ，取 。 （1）求包裹与木板达到共同速度所需的时间 和共同速度 ； （2）为保证包裹不滑离木板，木板的长度 应满足什么条件？ 16. 桥梁检测车的吊臂通过轻绳 和轻杆 把质量为 10 的检测设备悬挂在节点 ：轻绳与竖直方向的夹角为 37°，轻杆水平（杆重不计，节点 处光滑铰接），取 ，，。 （1）求轻绳 的拉力 和轻杆 对节点 的作用力 ； （2）若轻绳能承受的最大拉力为 200 ，则该装置能悬挂的设备质量最大为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省平江县颐华学校高三物理一轮复习中档题过关训练 第2节　相互作用——重力、弹力、摩擦力（命题细目表） 说明：本表用于说明本专题各题的题型、核心考点、难度、分值与能力层级，便于教学诊断与分层练习。 题号 题型 核心知识点 难度 分值 预估得分率 能力层级 核心素养 1 单选 重力的产生与重心 基础 5 0.9 理解 物理观念 2 单选 胡克定律与二力平衡 基础 5 0.85 应用 物理观念 3 单选 摩擦力的方向与作用效果 基础 5 0.82 理解 科学思维 4 单选 受力分析顺序与弹力、静摩擦力 基础 5 0.8 应用 科学思维 5 单选 共点力的合成（特例） 基础 5 0.78 应用 科学思维 6 单选 斜面模型：牛顿第二定律 中档 5 0.68 应用 科学思维 7 单选 斜向拉力的分解与静摩擦力 中档 5 0.66 应用 科学思维 8 单选 胡克定律比例关系 中档 5 0.7 应用 科学思维 9 多选 平衡力与作用力反作用力 中等 6 0.62 理解 科学思维 10 多选 滑动摩擦力的决定因素与做功 中等 6 0.58 理解 科学思维 11 多选 合力取值范围 中等 6 0.64 应用 科学思维 12 实验 探究弹力与形变量的关系 基础中档 7 0.66 探究 科学探究 13 实验 测量动摩擦因数 基础中档 8 0.68 探究 科学探究 14 计算 斜面平衡与动摩擦因数 基础中档 8 0.72 应用 科学思维 15 计算 板块模型与相对运动 略难 12 0.55 综合 科学思维 16 计算 节点法：绳杆模型平衡 略难 12 0.58 综合 科学思维 合计 共16题 — 105 — — — 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省平江县颐华学校高三物理一轮复习中档题过关训练 第2节　相互作用——重力、弹力、摩擦力 姓名：____________ 班级：____________ 考号：____________ 得分：____________ 一、单项选择题（每小题5分，共40分） 1. 物流无人机悬停在小区上空投递包裹前，关于包裹所受重力，下列说法正确的是 A. 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 B. 重力的方向总是垂直于接触面竖直向下 C. 重心是物体上重力最集中的一点，一定在物体上 D. 包裹向上运动时所受重力比悬停时大 【答案】A 【解析】【解】重力是地球吸引而产生的力，A对；重力的方向总是竖直向下（垂直水平面），不一定垂直接触面，B错；重心是重力的等效作用点，可以在物体之外（如均匀圆环的重心在环心，不在环上），C错；重力 与运动状态无关，D错。故选A。 【考查知识点】重力的产生、方向与重心概念 【易错点】把“竖直向下”误作“垂直接触面向下”；认为重心必在物体上；认为运动状态改变会改变重力。 2. 某品牌马拉松跑鞋的中底采用弹性发泡材料，其等效劲度系数 。运动员静止站立时，双脚中底共被压缩 2 ，运动员质量 60 （取 ），则中底对运动员的支持力约为 A. 60 B. 120 C. 600 D. 1200 【答案】C 【解析】【解】静止站立时二力平衡，中底支持力等于重力： （亦可由胡克定律 验证）。故选C。 【考查知识点】二力平衡；胡克定律 【易错点】忘记 kg→N 要乘 g；把压缩量单位 mm 当作 m 直接代入；双脚与单脚混淆。 3. 关于摩擦力，下列说法正确的是 A. 摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 B. 静止的物体不可能受到滑动摩擦力 C. 摩擦力既可以充当动力，也可以充当阻力 D. 滑动摩擦力的大小一定与物体所受重力成正比 【答案】C 【解析】【解】摩擦力阻碍的是相对运动（或相对运动趋势），不一定阻碍运动：如传送带把包裹加速送到高处时，静摩擦力与包裹运动方向相同，是动力，A错、C对；静摩擦力可作用在运动物体上，滑动摩擦力也可作用在静止物体上（如黑板擦擦拭黑板时黑板受到滑动摩擦力却静止），B错；滑动摩擦力与正压力成正比，与重力无必然关系（如竖直墙面上的物块受水平压力），D错。故选C。 【考查知识点】摩擦力的方向与作用效果；滑动摩擦力的决定因素 【易错点】把“相对运动方向”与“运动方向”混为一谈；认为静止物体只能受静摩擦力；把正压力当成重力。 4. 均匀木棒斜靠在光滑竖直墙壁与粗糙水平地面之间处于静止状态。木棒除两端外不受其他力，则木棒受到的力共有 A. 2 个 B. 3 个 C. 4 个 D. 5 个 【答案】C 【解析】【解】按受力分析顺序：①重力（作用于棒中点，竖直向下）；②墙壁光滑，只有水平向右的支持力；③地面支持力（竖直向上）；④若地面光滑，棒将滑倒，故静止时必有水平向左的静摩擦力。共 4 个力。故选C。 【考查知识点】受力分析的一般顺序；弹力与静摩擦力的产生条件 【易错点】漏掉地面的静摩擦力（认为“粗糙就有摩擦”或“光滑墙就无摩擦”判断错误）；把重力作用点画错。 5. 某机器人夹爪的两侧爪臂对工件的夹持力大小均为 40 ，两侧爪臂的夹角为 120°。则工件受到的沿两爪夹持方向中垂线方向的合力大小为 A. 20 B. 40 C. 69 D. 80 【答案】B 【解析】【解】两等大分力夹角为 120° 时，合力与分力大小相等，方向沿角平分线： （也可用作图法：两力与合力构成等边三角形）。故选B。 【考查知识点】共点力的合成：平行四边形定则/等大分力夹角 120° 的特例 【易错点】误以为两力成 120° 合力为零（那是 180°）；忘记取夹角的一半 60° 代入余弦。 6. 滑雪赛道的直道段倾角为 37°，滑块以初速度 沿赛道向上滑行，滑块与赛道间的动摩擦因数为 0.50。取 ，，，则滑块上滑时的加速度大小为 A. 4 B. 6 C. 10 D. 12 【答案】C 【解析】【解】沿斜面方向：重力分力 与摩擦力均沿斜面向下，垂直斜面方向 ，滑动摩擦力 。 。故选C。 【考查知识点】斜面上的受力分析与牛顿第二定律（瞬时性） 【易错点】忘记上滑时摩擦力也沿斜面向下（误作合力相减）；正压力误写成 mg；不会沿斜面和垂直斜面分解。 7. 水平地面上静止着质量 20 的货箱，工人用与水平方向成 37° 斜向上的拉力 拉货箱，货箱仍保持静止。取 ，则地面对货箱的静摩擦力大小为 A. 60 B. 80 C. 100 D. 120 【答案】B 【解析】【解】货箱静止，水平方向合力为零。拉力的水平分量 ，故静摩擦力 ，方向水平向后（与拉力水平分量反向）。故选B。 【考查知识点】共点力平衡条件；力的分解；静摩擦力的被动性（被动力） 【易错点】把 100 N 直接当作摩擦力；误用竖直分量求正压力再乘 μ（静摩擦不满足 f=μN）。 8. 竖直悬挂的轻弹簧下端挂 2 的钩码时，弹簧伸长量为 2 ；若改挂 6 的钩码（仍在弹性限度内），弹簧的伸长量为 A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 【答案】C 【解析】【解】由胡克定律 ，同一弹簧 ，得 。故选C。 【考查知识点】胡克定律；同一弹簧 k 不变的比例关系 【易错点】把钩码重力当作弹簧长度；误以为伸长量与重力成正比但用错倍数（6 N 是 2 N 的 3 倍，伸长也应为 3 倍即 6 cm）。 二、多项选择题（每小题6分，共18分。全部选对得6分，部分选对得部分分，有错选得0分） 9. 一本静止在水平桌面上的书，下列说法正确的是 A. 书对桌面的压力就是书受到的重力 B. 桌面对书的支持力与书受到的重力是一对平衡力 C. 书对桌面的压力是由于桌面发生弹性形变而产生的 D. 书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力 【答案】BD 【解析】【解】书对桌面的压力施力物体是书、受力物体是桌面，与书的重力（施力物体是地球）是不同性质的力，只是此时大小相等，A错；桌面对书的支持力与书的重力都作用在书上、等大反向，是一对平衡力，B对；书对桌面的压力是书发生形变要恢复原状而产生的，C错；书对桌面的压力与桌面对书的支持力分别作用在桌面和书上、等大反向，是一对作用力与反作用力，D对。故选BD。 【考查知识点】平衡力与作用力反作用力的区别；弹力的产生原因 【易错点】把“压力等于重力”等同于“压力就是重力”；混淆平衡力（同体）与作用力反作用力（异体）。 10. 物块在水平面上滑动的过程中，关于滑动摩擦力，下列说法正确的是 A. 滑动摩擦力的大小与物块相对地面的速度无关 B. 滑动摩擦力的方向一定与物块的运动方向相反 C. 滑动摩擦力对物块可以做正功、负功，也可以不做功 D. 物块受到的滑动摩擦力随其惯性增大而增大 【答案】AC 【解析】【解】由 ，滑动摩擦力只与动摩擦因数和正压力有关，与相对速度无关（中学模型），A对、D错；摩擦力阻碍相对运动，当摩擦力与物块运动方向相同时做正功（如轻轻放上传送带的物块被加速），B错、C对。故选AC。 【考查知识点】滑动摩擦力的决定因素；摩擦力做功的正负 【易错点】误认为速度越大滑动摩擦力越大；把“相对运动”与“对地运动”混淆；认为摩擦力一定做负功。 11. 两个共点力的大小分别为 、 ，它们合力的大小可能为 A. 2 B. 5 C. 12 D. 16 【答案】ABC 【解析】【解】两共点力合力范围 ，即 2 N ≤ F ≤ 14 N：两力反向时合力最小为 2 N，同向时最大为 14 N，故 2 N、5 N、12 N 均可能，16 N 超出范围不可能。故选ABC。 【考查知识点】共点力合成的合力取值范围（三角形法则） 【易错点】记错合力范围端点（最小值是 |F₁-F₂| 而非 |F₁+F₂|）；把“可能取值”当成“一定取值”。 三、非选择题（共47分，含实验题和计算题） 12. 某同学将弹簧竖直悬挂，下端逐个加挂钩码，探究弹簧弹力与形变量的关系。测得的数据如下：所挂钩码质量 m 为 0、50、100、150、200 g 时，弹簧全长 L 分别为 10.00、10.50、11.00、11.50、12.00 cm。 （1）由上述数据求弹簧的劲度系数 （结果保留两位有效数字）； （2）若改挂 300 的钩码，弹簧全长为多少？ （3）若该同学误把弹簧全长 当作伸长量 代入 求 ，所得结果比真实值偏大还是偏小？ 【答案】（1）1.0×10² N/m；（2）13.00 cm；（3）偏小 【解析】【解】（1）由逐差/比例关系，所加重力与伸长量成正比： 对应 ， 。 （2）300 g 钩码重 ，伸长量 ， 弹簧全长 。 （3）全长 大于真实伸长量 （），由 知分母偏大，所得 偏小。 【考查知识点】探究弹簧弹力与形变量的关系：数据处理、k 的计算、系统误差分析 【易错点】把弹簧全长当伸长量（忘记减原长）；单位 cm 未换算成 m；图像法求斜率时纵横轴选反。 13. 快递分拣线上，工人用弹簧测力计水平拉着质量 0.80 的木箱在水平桌面上做匀速直线运动，稳定后弹簧测力计读数为 3.2 （取 ）。 （1）求木箱与桌面间的动摩擦因数 ； （2）若水平拉力增大到 4.8 ，求木箱的加速度 ； （3）本实验中要求“匀速拉动”的原因是什么？ 【答案】（1）0.40；（2）2.0 m/s²；（3）只有匀速运动时，拉力才等于滑动摩擦力（二力平衡） 【解析】【解】（1）匀速时拉力与滑动摩擦力平衡： ，正压力 ， 。 （2）由牛顿第二定律 ，得 。 （3）木箱做匀速直线运动时处于平衡状态，弹簧测力计的读数才等于滑动摩擦力的大小；若加速拉动，读数大于摩擦力，直接读数会高估 。 【考查知识点】用转换法测动摩擦因数；牛顿第二定律的瞬时性 【易错点】忘记质量乘 g 求正压力；加速时仍把测力计读数当作摩擦力；单位漏算。 14. 智能仓储的斜面货架倾角为 37°，质量 4 的货箱沿货架匀速下滑。取 ，，。 （1）求货箱与货架间的动摩擦因数 ； （2）若对货箱施加沿斜面向上的恒定推力 ，使货箱沿斜面匀速上升，求 的大小。 【答案】（1）0.75；（2）48 N 【解析】【解】（1）匀速下滑时合力为零。垂直斜面 ，沿斜面 ， 。 （2）匀速上滑时，推力需平衡重力沿斜面向下的分力与沿斜面向下的摩擦力： 。 【考查知识点】斜面上的共点力平衡；动摩擦因数的求解；上滑与下滑时摩擦力方向的差异 【易错点】认为上滑与下滑时摩擦力方向相同（上滑时摩擦力沿斜面向下）；下滑时漏写摩擦力导致 μ 求错。 15. 分拣传送带末端的缓冲装置可简化为水平长木板模型：质量 的包裹以 的初速度滑上静止在光滑水平地面上的长木板，木板质量 ，包裹与木板间的动摩擦因数 ，取 。 （1）求包裹与木板达到共同速度所需的时间 和共同速度 ； （2）为保证包裹不滑离木板，木板的长度 应满足什么条件？ 【答案】（1）t=0.6 s，v=1 m/s；（2）L≥1.2 m 【解析】【解】（1）包裹受向左的滑动摩擦力做减速运动，摩擦力 ， 包裹加速度大小 （方向与 相反）； 木板受向右的摩擦力加速， 。 设共同速度为 ，则 ，得 ， 。 （2）此过程中包裹位移 ， 木板位移 ， 相对位移 。 要不滑离木板，需 。 （亦可直接用 求解。） 【考查知识点】板块模型：摩擦力作为内力使系统动量守恒、相对运动分析、恰好不滑离的临界条件 【易错点】忘记木板也动（误把地面当参考系认为包裹对地位移等于相对位移）；共同速度条件列错；相对位移用错公式。 16. 桥梁检测车的吊臂通过轻绳 和轻杆 把质量为 10 的检测设备悬挂在节点 ：轻绳与竖直方向的夹角为 37°，轻杆水平（杆重不计，节点 处光滑铰接），取 ，，。 （1）求轻绳 的拉力 和轻杆 对节点 的作用力 ； （2）若轻绳能承受的最大拉力为 200 ，则该装置能悬挂的设备质量最大为多少？ 【答案】（1）F_T=125 N，F_N=75 N；（2）16 kg 【解析】【解】（1）节点 受三力：绳的拉力 （沿绳斜向左上）、杆的作用力 （轻杆只能沿杆方向，水平向右）、下挂设备的拉力 （竖直向下）。 由共点力平衡，竖直方向：，得 ； 水平方向： 。 （2）绳达最大拉力时 ，对应 ， 。 【考查知识点】节点法受力分析；轻绳与轻杆的力学模型差异；共点力平衡的正交分解 【易错点】把轻杆的作用力方向搞错（杆的弹力必沿杆，绳的拉力才沿绳）；忘记节点还受设备向下的拉力；三角函数用错（该用 cos37° 平衡竖直方向）。 学科网（北京）股份有限公司 $