《高考物理新编大一轮总复习》第3章 3 知能达标训练

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[基础题组]

1.(多选)(2020·福建三明市质检)水平地面上质量为 1 kg 的物块受到水平拉力 F1、F2的

作用，F1、F2随时间的变化如图所示，已知物块在前 2 s 内以 4 m/s 的速度做匀速直线运动，

取g＝10 m/s2，则(　　 )

A．物块与地面的动摩擦因数为 0.2

B．3 s末物块受到的摩擦力大小为 3 N

C．4 s 末物块受到的摩擦力大小为 1 N

D．5 s 末物块的加速度大小为 3 m/s2

[解析]　在0～2 s 内物块做匀速直线运动，则摩擦力 Ff＝3 N，则 μ＝＝＝0.3，选项 A

错误；2 s 后物块做匀减速直线运动，加速度 a＝＝ m/s2＝－2 m/s2，则经过 t＝＝2 s，即 4 s

末速度减为零，则 3 s 末物块受到的摩擦力大小为 3 N,4 s 末物块受到的摩擦力为静摩擦力，

大小为 6 N－5 N＝1 N，选项 B、C正确；物块停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，

则物块不再运动，则 5 s 末物决的加速度为零，选项 D错误。

[答案]　BC

2．(多选)(2021·商洛质检)如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为 m和M的物块

A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为 μ，当用水平力 F作用于 B上且

两物块共同向右以加速度 a1匀加速运动时，弹簧的伸长量为 x1；当用同样大小的恒力 F沿

着倾角为 θ的光滑斜面方向作用于 B上且两物块共同以加速度 a2匀加速沿斜面向上运动时，

弹簧的伸长量为 x2，则下列说法中正确的是(　　)

A．若 m＞M，有 x1＝x2B．若 m＜M，有 x1＝x2

C．若 μ＞sin θ，有 x1＞x2D．若 μ＜sin θ，有 x1＜x2

[解析]　在水平面上滑动时，对整体，根据牛顿第二定律，有

F－μ(m＋M)g＝(m＋M)a1①

隔离物块 A，根据牛顿第二定律，有

T－μmg＝ma1②

联立①②解得 T＝F③

在斜面上滑动时，对整体，根据牛顿第二定律，有

F－(m＋M)gsin θ＝(m＋M)a2④

隔离物块 A，根据牛顿第二定律，有

T′－mgsin θ＝ma2⑤

联立④⑤解得 T′＝F⑥

比较③⑥可知，弹簧弹力相等，与动摩擦因数和斜面的倾角无关，故 A、B正确，

C、D错误。

[答案]　AB

3．(多选)(2020·贵阳月考)有一列动车组由 8节车厢编组而成，其中第 2、3、6、7节为

提供动力的车厢(动车)，其余为不带动力的车厢(拖车)。假设该列动车组每节车厢的质量都

为m，在平直轨道上匀加速行驶时，每节动车提供大小均为 F的牵引力，每节车厢所受阻

力均为 f。则该列动车组(　　)

A．第 4、5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为 0

B．第 4、5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为 2F

C．第 7、8节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为

D．第 7、8节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为

[解析]　对动车组整体，由牛顿第二定律有 4F－8f＝8ma，设第 4、5节车厢水平连接

装置之间的相互作用力大小为 F45，对前 4节车厢，由牛顿第二定律，F45＋2F－4f＝4ma，

联立解得：F45＝0，选项 A正确，B错误；设第 7、8节车厢水平连接装置之间的相互作用

力大小为 F78，对第 8节车厢，由牛顿第二定律，F78－f＝ma，联立解得：F78＝，选项 C正

确，D错误。

[答案]　AC

4．(2021·云南昆明市 4月教学质量检测)如图所示，质量为 M的滑块 A放置在光滑水

平地面上，左侧面是圆心为 O、半径为 R的光滑四分之一圆弧面，当用一水平恒力 F作用

在滑块 A上时，一质量为 m的小球 B(可视为质点)在圆弧面上与 A保持相对静止，此时小

球B距轨道末端 Q的竖直高度为 H＝，重力加速度为 g，则 F的大小为(　　 )

A.Mg　　　　　　　 B.Mg

C.(M＋m)g D.(M＋m)g

[解析]　连接 OB，设 OB 连线与竖直方向的夹角为 θ，如图所示，由几何关系得：

cos θ＝＝

sin θ＝＝

则tan θ＝

此时小球受到的合外力

F合＝mgtan θ＝mg

由牛顿第二定律可得：a＝＝g

以整体为研究对象，由牛顿第二定律可得

F＝(M＋m)a＝(M＋m)g，

故D正确，A、B、C错误。

[答案]　D

5．(2021 ·河南顶级名校第四次联测)如右图所示，水平地面上放置一个质量为 1 kg 的

物块 A，在 A的上面放置另一个质量也为 1 kg 的物块 B，已知 A与地面之间的动摩擦因数

为μ1＝0.5，A、B之间的动摩擦因数为 μ2＝0.2。现在给物块 A施加一个与水平方向夹角为

θ＝37°、斜向右上方、大小恒为 10 N 的力 F，则物块 B所受的摩擦力(重力加速度 g取10

m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　 )

A．大小为 0.5 N，方向水平向右 B．大小为 2 N，方向水平向右

C．大小为 0.5 N，方向水平向左 D．大小为 2 N，方向水平向左

[解析]　假设 A、B一起运动，以 A、B整体为研究对象，根据牛顿第二定律有 Fcos θ

－μ1(mAg＋mBg－Fsin θ)＝(mA＋mB)a，解得 a＝0.5 m/s2；以 B为研究对象，根据牛顿第二定

律有 FfAB＝mBa＝0.5 N＜μ2mBg＝2 N，假设成立，所以物块 B所受的摩擦力为静摩擦力，大

小为 FfAB＝0.5 N，方向水平向右，故 A正确，B、C、D错误。

[答案]　A

6．(2021·江西盟校一联)质量为 m＝1 kg 的木板静止在粗糙水平面上，木板与地面间的

动摩擦因数为 μ1，在木板的左端放置一个质量也为 m＝1 kg 的大小可忽略的铁块，铁块与

木板间的动摩擦因数为 μ2，取 g＝10 m/s2。若在铁块右端施加一个从 0开始增大的水平向

右的力 F，假设木板足够长，铁块受木板摩擦力 Ff随拉力 F的变化如图所示。则两个动摩

擦因数的数值为(　　)

A．μ1＝0.1　μ2＝0.4 B．μ1＝0.1　μ2＝0.2

C．μ1＝0.2　μ2＝0.4 D．μ1＝0.4　μ2＝0.4

[解析]　由图可知，当 F≥6 N 时，铁块所受的摩擦力恒定，即变为滑动摩擦力，且 Ff

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