【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版摩擦力限时过关练（解析版）

【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版摩擦力限时过关练（解析版）

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：摩擦力（解析版)‎ ‎1．如图所示，质量为‎20kg的物体在水平面上向右运动，物体和水平面之间的动摩擦因数为0.1，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则物体受到的摩擦力为（　　）‎ A．10N，向右 B．30N，向左 C．20N，向右 D．20N，向左 ‎2．如图所示，一只小甲虫沿着倾斜的树枝向上匀速爬行，则（　　）‎ A．甲虫速度越大所受摩擦力越大 B．树枝对甲虫的摩擦力方向沿树枝向下 C．树枝对甲虫的作用力与甲虫所受的重力是一对平衡力 D．甲虫匀速向下爬行与向匀速上爬行所受摩擦力方向相反 ‎3．如图所示，在甲图中，小孩用80N的水平力推木箱，木箱不动；在乙图中，小孩用至少100N的水平力推木箱，木箱才能被推动；在丙图中，小孩用大小为90N水平力推动木箱匀速运动。则（　　）‎ A．甲图木箱没有受到摩擦力 B．乙图木箱没有受到摩擦力 C．丙图木箱受到摩擦力 D．上述木箱受到的滑动摩擦力为100N ‎4．关于摩擦力，下列说法正确的是（ ）‎ A．摩擦力是在两个相对滑动的物体之间产生的 B．两个相互接触的物体间一定产生摩擦力 C．滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反 D．静摩擦力的大小与两个物体间的压力成正比 ‎5．如图所示，质量为m的木块放置在质量为‎2m的长木板上，在水平向右的拉力F的作用下，木块和木板一起以相等的速度做匀速直线运动，木块与木板之间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）‎ A．1=22‎ B．1<22‎ C．1≤32‎ D．1≥32‎ ‎6．下列各实例中力的方向描述正确的是（ ）‎ A．图甲中，碗对筷子的弹力 B．图乙中，篮球与地面作用时，地面对篮球的弹力 C．图丙中，物体A与传送带一起匀速向右行驶，传送带对A的摩擦力 D．图丁中，物体A上滑时，斜面对A的摩擦力 ‎7．如图为一皮带运输机，当传送带和物块一起匀速向上传送时，物块受到摩擦力的方向：（ ）‎ A．沿传送带向下 B．沿传送带向上 C．因物体匀速运动，故摩擦力为零 D．无法判断 ‎8． 对于弹力和摩擦力，下列说法正确的是：（ ）‎ A．相互接触的物体间若有弹力，则它们之间也一定会有摩擦力 B．受到静摩擦力的物体，它一定是静止的 C．物体所受到摩擦力的方向一定与该物体的运动方向相反 D．物体受到滑动摩擦力与该物体受到的压力成正比 ‎9．有关滑动摩擦力的下列说法正确的是（ ）‎ A．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比 B．滑动摩擦力总是与物体运动方向相反 C．滑动摩擦力总是阻力 D．滑动摩擦力随压力增大而增大 ‎10．质量为M的物体，在与竖直线成θ角，大小为F的恒力作用下，沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小 其中正确的是( )‎ A．Mg-Fcosθ B．μ（Mg+Fcosθ）‎ C．μFsinθ D．μ(Mg-Fcosθ)‎ ‎11．某实验小组使用力的传感器代替弹簧测力计研究摩擦力，在计算机屏幕上直接得到摩擦力随时间变化的关系图，装置如图所示： ‎ ‎（1）保持接触面的压力、面积等因素不变，只研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响，这种研究方法称为___。‎ ‎（2）仅改变物块质量进行试验，得到甲、乙两图，可以判断物块质量较大的是___（填“甲”或者“乙”）‎ ‎（3）图甲所用物块质量为m=‎0.14kg，图中所示的最大静摩擦力为___N，物块与木板间的动摩擦因数为____。（保留两位有效数字，g=‎9.8m/s2）‎ ‎12．如图所示为某同学设计“探究滑动摩擦力大小与物体间压力的关系”的原理图。弹簧秤一端固定于P点，自由端系一细线，与铜块水平连接。拉动长木板，弹簧秤的读数T总等于铜块与长木板间的滑动摩擦力f。在铜块上添加砝码，改变压力N，测出每次对应的T，记录每次添加砝码的质量m与T值如下表：‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 添加砝码质量（m/kg）‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ 弹簧秤读数（T/N）‎ ‎2.5‎ ‎2.9‎ ‎4.0‎ ‎(1)某同学在第3次实验时弹簧秤的示数如图，忘记了读数，请你读出该同学第3次弹簧秤的读数_____N。‎ ‎(2)实验结果表明：滑动摩擦力的大小与正压力的大小成_______（填“线性关系”、“非线性关系”）。‎ ‎(3)通过表中数据可知，铜块与长木板之间的动摩擦因素为_____（，且保留两位有效数字）。‎ ‎13．质量为‎2kg 的物体放在水平地板上，用一轻质弹簧水平拉物体。当它刚开始运动时，弹簧的伸长为‎4cm；当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的伸长是‎3cm。弹簧的劲度系数为200N/m，取g＝10N/kg，求：‎ ‎（1）物体受到的最大静摩擦力；‎ ‎（2）物体受到的滑动摩擦力；‎ ‎（3）物体与水平面间的动摩擦因数μ。‎ ‎14．质量为‎1kg的物体，静止在水平地面；物体与地面的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等．对物体施加一水平拉力F．求： ‎ ‎（1）当拉力F=3N时，地面对物体的摩擦力是多少？ ‎ ‎（2）当拉力F=8N时，地面对物体的摩擦力是多少？‎ ‎15．静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L＝‎1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m1＝‎2kg，B的质量m2＝‎8kg，A、B与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，现用一逐渐增大的水平力作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断(g＝‎10 m/s2)‎ ‎(1)求绳刚被拉断时F的大小．‎ ‎(2)若绳刚被拉断时，A、B的速度为‎2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B间的距离为多少？‎ ‎16．如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面上．已知A的质量mA和B的质量mB均为‎2.0 kg，A、B之间的动摩擦因数μ1＝0.2，B与水平面之间的动摩擦因数μ2＝0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取‎10 m/s2.若从t＝0开始，木板B受F1＝16 N的水平恒力作用，t＝1 s时F1改为F2＝4 N，方向不变，t＝3 s时撤去F2.求：‎ ‎（1）木板B受F1＝16 N的水平恒力作用时，A、B的加速度aA、aB各为多少？‎ ‎（2）从t＝0开始，到A、B都静止，A在B上相对B滑行的时间为多少？‎ ‎（3）请以纵坐标表示A受到B的摩擦力FfA，横坐标表示运动时间t(从t＝0开始，到A、B都静止)，取运动方向为正方向，在图中画出FfA－t的关系图线(以图线评分，不必写出分析和计算过程)．‎ ‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 滑动摩擦力的大小可以根据f=μFN去求，方向与相对运动方向相反，从而即可求解。‎ ‎【详解】‎ 依据f=μFN=0.1×200N=20N，方向与相对运动方向相反，所以为水平向左，故ABC错误，D正确。故选D。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 甲虫匀速爬行，合力为零，受重力、支持力和静摩擦力处于平衡，根据平衡得出摩擦力的变化。‎ ‎【详解】‎ 设倾角为θ，根据平衡条件可知甲虫所受的摩擦力f＝mgsinθ，方向沿树枝向上，匀速运动过程中，θ不变，则摩擦力不变，故AB错误。匀速运动，受力平衡，树枝对甲虫的作用力与甲虫所受的重力是一对平衡力，故C正确；甲虫匀速向下爬行与向匀速上爬行所受摩擦力方向相同，均为沿树枝向上，故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意匀速运动时摩擦力的大小和方向与速度大小无关。‎ ‎3．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据力的平衡可知甲图受到静摩擦力及其大小，以及丙图受到滑动摩擦力及其大小，至少推动木箱的水平推力等于最大静摩擦力。‎ ‎【详解】‎ A．甲图中，小孩用80N的水平力推木箱，木箱不动，说明推力与静摩擦力平衡，且静摩擦力大小为80N，故A错误；‎ B．乙图中，小孩用至少100N的水平力推木箱，木箱才能被推动，即最大静摩擦力为100N，故B错误；‎ CD．丙图中小孩用大小为90N水平力推动木箱匀速运动，说明木箱受到推力和滑动摩擦力作用处于平衡状态，滑动摩擦力是90N，故C正确，D错误。‎ ‎4．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 两物体的接触面粗糙、物体间存在压力、物体间有相对运动或相对运动趋势时，物体间存在摩擦力；如果两物体相对静止，则物体间的摩擦力为静摩擦力，如果两物体相对滑动，则物体间的摩擦力为滑动摩擦力．‎ ‎【详解】‎ 物体间有相对运动或相对运动趋势时，物体间存在摩擦力，故A错误；相互压紧的粗糙物体间如果既没有没有相对运动，也没有相对于运动趋势，则两物体间不存在摩擦力，故B错误；滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反，故C正确；滑动摩擦力的大小与两个物体间的压力成正比，静摩擦力大小与外力有关，与压力无关，故D错误；故选C。‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 以木板为研究对象，根据平衡条件求出地面对木板的摩擦力大小以及木板与木块之间静摩擦力的大小，其静摩擦力大小小于或者等于二者之间的最大静摩擦力；‎ ‎【详解】‎ 以木板为研究对象，木板水平方向受到两个力：m给的向右的静摩擦力，大小为，和地面给的向左的滑动摩擦力 对木板根据平衡条件有：‎ ‎ 由题可知：最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则 即：，因此，故ABC错误，D正确。‎ ‎【点睛】‎ 本题采用隔离法分析木板的受力情况，木板所受木块给的静摩擦力要小于或等于二者之间的最大静摩擦力。‎ ‎6．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 物体受到的弹力是由于施力物体由于恢复形变而产生的，其方向与接触面垂直，摩擦力的方向与二者相对运动的方向相反；‎ ‎【详解】‎ A、图甲中，圆弧对杆的弹力的方向指向半圆形碗的圆心，故A错误；‎ B、图乙中，篮球与地面作用时，地面对篮球的弹力垂直接触面竖直向上，故B正确；‎ C、图丙中，物体A与传送带一起匀速向右行驶，传送带对A没有摩擦力作用，故C错误；‎ D、图丁中，物体A上滑时，斜面对A的摩擦力方向与二者相对运动的方向相反，即A受到的摩擦力方向为平行斜面向下，故D错误。‎ ‎【点睛】‎ 对于弹力要注意理解弹力产生的原因，这样有助于理解掌握弹力的方向，同时要注意摩擦力的方向的判断问题。‎ ‎7．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 皮带运输机把物体匀速送经高处时，物体受力平衡，分析物体受力情况，由平衡条件分析物体受到的摩擦力的方向．‎ ‎【详解】‎ 皮带运输机把物体匀速送经高处时，物体处于平衡状态，分析物体的受力情况：重力、皮带的支持力和静摩擦力，根据平衡条件得知，摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡，即摩擦力的大小为mgsinθ，方向沿斜面向上，则选项B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎【点睛】‎ 本题也可以根据静摩擦力方向特点：静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反，进行判断．‎ ‎8．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 摩擦力产生的条件包括：①接触面粗糙，②相互接触且挤压（即有弹力），③有相对运动趋势或发生相对运动。摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度以及正压力有关。受到动摩擦力的物体不一定是运动的，受到静摩擦力的物体不一定是静止的。‎ ‎【详解】‎ 摩擦力产生的条件包括：①接触面粗糙，②相互接触且挤压（即有弹力），③有相对运动趋势或发生相对运动，则相互接触的物体间若有弹力，则它们之间不一定会有摩擦力，故A错误。受到静摩擦力的物体不一定是静止的，故B错误。物体所受到的摩擦力方向一定与该物体的相对运动方向相反，故C错误。由可知，接触面的粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与正压力成正比，故D正确。‎ ‎9．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 摩擦力有静摩擦力与滑动摩擦力之分，它们的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，而大小只有滑动摩擦力大小一定与压力成正比；摩擦力不一定是阻力，也可能是动力；静止的物体不一定受到静摩擦力，运动的物体不一定是滑动摩擦力．‎ ‎【详解】‎ A、D、滑动摩擦力的大小才与正压力成正比，与重力不一定成正比，故A错误，D正确；‎ B、摩擦力的方向与相对运动方向相反，可能与运动方向相同，故B错误；‎ C、摩擦力的方向一定与相对运动方向相反，可能与物体的运动方向相同，可能与物体的运动方向相反，所以可以是动力，故C错误；‎ 故选D.‎ ‎【点睛】‎ 本题滑动摩擦力的性质，考查摩擦力的类型：静摩擦力与滑动摩擦力方向及大小，同时涉及摩擦力是动力还是阻力等．‎ ‎10．AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对物体进行受力分析，抓住合力为零，运用正交分解求出物体所受的摩擦力的大小．‎ ‎【详解】‎ 物体受重力、推力F、墙壁的弹力N和滑动摩擦力。受力如图。‎ ‎ 在竖直方向上有：Mg=Fcosθ+f．所以f=Mg-Fcosθ。在水平方向上有：N=Fsinθ．则摩擦力f=μN=μFsinθ．故AC正确，BD错误。故选AC。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键能够正确地进行受力分析，抓住水平方向和竖直方向上的合力为零进行求解．‎ ‎11．控制变量法 乙 0.61（0.60~0.63） 0.45（0.44~0.46） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 第一空、控制变量法 多种因素影响到所测物理量的时候，通常在保证其它因素不变的情况下，只考虑某一种因素对研究物理量的影响，这种方法称为控制变量法。‎ 第二空、乙 仅改变物块质量，从甲、乙两图可知，乙物体的质量较大。‎ 第三空、0.61（0.60~0.63）‎ 图甲中所示的最大静摩擦力为0.61N；‎ 第四空、0.45（0.44~0.46）‎ 物块与木板间的动摩擦因数====0.45。‎ ‎12．（1）3.5N （2）线性关系 （3）0.25 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）该同学第3次弹簧秤的读数为3.5N。‎ ‎（2）实验结果表明：滑动摩擦力的大小与正压力的大小成线性关系。‎ ‎（3）设铜块的质量为M，则T=μ(Mg+mg)，则2.5=μ(Mg+0.2×10)；4.0=μ(Mg+0.8×10)；联立解得μ=0.25‎ ‎13．（1）物体受到的最大静摩擦力为8N；（2）物体受到的滑动摩擦力为6N；（3）物体与水平面间的动摩擦因数μ为0.3‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“当它刚开始运动时，弹簧的伸长为‎4cm”、“当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的伸长是‎3cm”可知，本题考查最大静摩擦力和滑动摩擦力，根据最大静摩擦力的定义和滑动摩擦力公式，列式求解。‎ ‎【详解】‎ ‎（1）根据最大静摩擦力的定义，弹簧伸长‎4 cm时产生的拉力F＝kx与最大静摩擦力相等，‎ 所以最大静摩擦力fmax＝kx＝200×0.04N＝8N。‎ ‎（2）物体匀速运动时，拉力F′＝kx′等于滑动摩擦力，则滑动摩擦力f＝200×0.03N＝6N。‎ ‎（3）根据f＝μN可得 动摩擦因数μ＝＝＝＝0.3。‎ 答：（1）物体受到的最大静摩擦力为8N；‎ ‎（2）物体受到的滑动摩擦力为6N；‎ ‎（3）物体与水平面间的动摩擦因数μ为0.3。‎ ‎【点睛】‎ 刚开始运动时，拉力等于最大静摩擦力；匀速前进时，拉力等于滑动摩擦力。‎ ‎14．(1) 3N (2) 5N ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解：由题意可知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：； ‎ ‎（1）当拉力为3N时，3N＜5N，物体未被拉动，此时物体受到静摩擦力大小等于拉力，所以地面对物体的摩擦力是3N； ‎ ‎（2）当拉力为8N时，8N＞5N，物体被拉动，此时物体受到滑动摩擦力，所以地面对物体的摩擦力是5N；‎ ‎15．（1）F＝50N （2）Δx＝‎‎4.125m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）先分析A当绳达拉力最大时产生的加速度，再整体分析产生该加速度时整体需要受到的拉力；‎ ‎（2）绳断后，A在摩擦力作用下做匀减速直线运动，B在拉力作用下做匀加速直线运动，分析地A的运动时间，确定B和A的位移可得AB间距．‎ 解：（1）设绳刚要拉断时产生的拉力为F1，根据牛顿第二定律对A物体有：‎ F1﹣μm‎1g=m‎1a 代入数值得 a=‎2m/s2‎ 对AB整体分析有：‎ F﹣μ（m1+m2）g=（m1+m2）a 代入数值计算得F=40N；‎ ‎（2）设绳断后，A的加速度为a1B的加速度为a2，则有 a2==﹣μg=﹣0.2×10=‎3m/s2．‎ A停下来的时间为 A的位移为：‎ B的位移为：==‎‎3.5m 则此时AB间距离△x=x2+L﹣x1=‎‎2.5m 答：（1）绳刚被拉断时F的大小为40N．‎ ‎（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为‎2m/s，保持此时的F大小不变，当A静止时，A、B间的距离为‎2.5m．‎ ‎【点评】整体法和隔离法是解决连接体问题的主要方法，抓住一起运动时加速度相同的联系点是解题的关键．‎ ‎16．(1)=‎2m/s2，=‎4m/s2 (2)1.5s (3) ‎ ‎【解析】试题分析：(1)根据牛顿第二定律得 μ1mAg＝mAaA aA＝μ‎1g＝0.2×‎10 m/s2＝‎2 m/s2‎ F1－μ2(mA＋mB)g－μ1mAg＝mBaB 代入数据得aB＝‎4 m/s2‎ ‎(2)t1＝1 s时，A、B的速度分别为vA、vB vA＝aAt1＝2×‎1 m/s＝‎2 m/s vB＝aBt1＝4×‎1 m/s＝‎4 m/s F1改为F2＝4 N后，在B速度大于A速度的过程，A的加速度不变，B的加速度设为aB′，根据牛顿第二定律得 F2－μ2(mA＋mB)g－μ1mAg＝mBaB′‎ 代入数据得aB′＝－‎2 m/s2‎ 设经过时间t2，A、B速度相等，此后它们保持相对静止，则 vA＋aAt2＝vB＋aB′t2‎ 代入数据得t2＝0.5 s A在B上相对B滑行的时间为t＝t1＋t2＝1.5 s 在时间t内A、B运动的位移分别为 A在B上相对B滑行的距离为 ‎(3)FfA－t的关系图线如图所示．‎ 考点：牛顿第二定律的综合应用 ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律的综合应用问题；解决本题的关键理清木板和木块的运动情况，将物体的运动过程分段处理，灵活选取物理规律结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。‎