2026年陕西省高中物理选修第三册力学专项测试卷

2026年陕西省高中物理选修第三册力学专项测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）A.物体所受合外力一定指向圆心，因此合外力不做功B.物体的加速度方向始终与速度方向相同，因此物体做直线运动C.物体在相等时间内通过的弧长一定相等，但位移可能不同D.物体的向心加速度大小不变，但方向时刻变化，因此是变加速运动参考答案：D解析：匀速圆周运动中，物体所受合外力（向心力）始终指向圆心，因此对物体不做功（A错误）；加速度方向始终指向圆心，与速度方向垂直，导致物体运动（B错误）；匀速圆周运动中弧长与时间成正比，但位移方向随位置变化（C正确但非核心考点）；向心加速度大小恒定，但方向随物体位置变化，属于变加速运动（D正确且为核心考点）。本题考查匀速圆周运动的核心特征，D选项最符合题意。2.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球所受的向心力大小为（）A.mg•tanθB.mg•sinθC.mg•cosθD.mg•cotθ参考答案：A解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向，将拉力分解为水平方向（T•sinθ）和竖直方向（T•cosθ），水平分力提供向心力，即F向=T•sinθ。根据平衡条件，竖直方向T•cosθ=mg，解得T=mg/cosθ，代入F向得F向=mg•sinθ/cosθ=mg•tanθ（A正确）。其他选项均因未正确分解受力或忽略几何关系而错误。3.如图所示，质量为m的小物块从倾角为α的斜面顶端由静止下滑，斜面与物块间的动摩擦因数为μ，则物块下滑过程中受到的摩擦力大小为（）A.μmg•cosαB.μmg•sinαC.mg•(sinα-μcosα)D.μmg•cosα/(sinα+μcosα)参考答案：A解析：物块下滑时受到重力mg、支持力N和摩擦力f。沿斜面方向有分力mg•sinα，垂直方向有mg•cosα=N，摩擦力f=μN=μmg•cosα（A正确）。选项B错误因未考虑支持力，C错误因未正确表达摩擦力与重力分力的关系，D错误因混淆了最大静摩擦力公式。4.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动，加速度为a，若将水平力增大到2F，物体的加速度变为2a，则物体与水平面间的动摩擦因数为（）A.1/2B.1/3C.1/4D.2/3参考答案：B解析：根据牛顿第二定律，F-μmg=ma，2F-μmg=2ma，两式相减得F=ma，代入第一式得μmg=ma，解得μ=a/(mg)。代入第二式验证成立，故μ=1/3（B正确）。其他选项因未正确建立力与加速度的线性关系而错误。5.一质量为m的小球以速度v水平抛出，落地时速度方向与水平方向成θ角，不计空气阻力，则小球在空中运动的时间为（）A.v•sinθ/gB.v•cosθ/gC.v/gD.2v•sinθ/g参考答案：A解析：水平抛出时水平速度vx=v，竖直方向做自由落体运动。落地时竖直速度vy=gt，vy=v•tanθ，解得t=v•tanθ/g。但题目要求时间，需用水平方向运动关系验证，水平方向v=vx=常数，故t=水平位移/vx。若设水平位移为x，则vy=gt，tanθ=vy/vx，解得t=v•sinθ/g（A正确）。其他选项因未正确分解运动或忽略落地条件而错误。6.如图所示，两根轻质弹簧甲和乙并联，甲的劲度系数为k1，乙的劲度系数为k2，弹簧下端悬挂一质量为m的物体，系统静止时弹簧甲伸长量为x1，弹簧乙伸长量为x2，则（）A.k1=k2，x1=x2B.k1=k2，x1≠x2C.k1≠k2，x1=x2D.k1≠k2，x1≠x2参考答案：C解析：并联弹簧受力相同，总弹力F=mg。对甲弹簧F=k1x1，对乙弹簧F=k2x2，因F相同，故k1x1=k2x2，若k1≠k2则x1≠x2。但题目未说明弹簧特性，若k1≠k2，为保持平衡需x1≠x2（C正确）。选项A错误因未考虑弹簧特性差异，B错误因并联弹簧伸长量与劲度系数成反比，D错误因未正确表达关系。7.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，最高点速度为v，则小球在最高点受到的支持力大小为（）A.mgB.mv²/R-mgC.mv²/R+mgD.mv²/R参考答案：B解析：小球在最高点受重力mg和支持力N，合力提供向心力，即N+mg=mv²/R，解得N=mv²/R-mg（B正确）。若v=√(gR)则N=0，v>√(gR)则N>0，v<√(gR)时小球无法维持圆周运动。其他选项均因未正确建立动力学方程而错误。8.一质量为m的物体在粗糙水平面上受水平力F作用做匀速直线运动，速度为v，若将水平力增大到2F，物体的加速度大小为（）A.aB.2aC.3aD.a/2参考答案：C解析：原运动时F-f=ma，f=μmg。增大力后F-f=ma'，代入f得2F-μmg=ma'，联立解得a'=3a（C正确）。其他选项因未正确表达加速度与力的线性关系而错误。9.一质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为α，动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为（）A.√(2gh)B.√(2gh•(1-μcosα))C.√(2gh•(1-μsinα))D.√(2gh•(1-μtanα))参考答案：D解析：沿斜面方向合力F=mg•sinα-μmg•cosα，加速度a=F/m=gsinα-μgcosα=gsinα-μgtanα。根据动能定理，mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh•(1-μtanα))（D正确）。其他选项因未正确分解受力或忽略摩擦力对动能的影响而错误。10.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的周期为（）A.2π√(L/g)B.2π√(Lcosθ/g)C.2π√(Lsinθ/g)D.2π√(L/g•cosθ)参考答案：B解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，向心加速度a向=F向/m=gtanθ，角速度ω=a向/R=a向/(Lcosθ)=gtanθ/(Lcosθ)=gsinθ/L，周期T=2π/ω=2π√(Lcosθ/g)（B正确）。其他选项因未正确建立角速度与几何关系的数学模型而错误。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动，加速度为a，若将水平力增大到2F，物体的加速度变为2a，则物体与水平面间的动摩擦因数为______。参考答案：1/3解析：根据牛顿第二定律，F-μmg=ma，2F-μmg=2ma，两式相减得F=ma，代入第一式得μmg=ma，解得μ=a/(mg)，故μ=1/3。2.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的角速度大小为______。参考答案：√(g/(Lcosθ))解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，向心加速度a向=F向/m=gtanθ，角速度ω=a向/R=a向/(Lcosθ)=gtanθ/(Lcosθ)=√(g/(Lcosθ))。3.一质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为α，动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为______。参考答案：√(2gh•(1-μtanα))解析：沿斜面方向合力F=mg•sinα-μmg•cosα，加速度a=F/m=gsinα-μgcosα=gsinα-μgtanα。根据动能定理，mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh•(1-μtanα))。4.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，最高点速度为v，则小球在最高点受到的支持力大小为______。参考答案：mv²/R-mg解析：小球在最高点受重力mg和支持力N，合力提供向心力，即N+mg=mv²/R，解得N=mv²/R-mg。5.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀速直线运动，速度为v，若将水平力增大到2F，物体的加速度大小为______。参考答案：3a解析：原运动时F-f=ma，f=μmg。增大力后F-f=ma'，代入f得2F-μmg=ma'，联立解得a'=3a。6.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的周期为______。参考答案：2π√(Lcosθ/g)解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，向心加速度a向=F向/m=gtanθ，角速度ω=a向/R=a向/(Lcosθ)=gtanθ/(Lcosθ)=gsinθ/L，周期T=2π/ω=2π√(Lcosθ/g)。7.一质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为α，动摩擦因数为μ，若斜面长度为s，则物体滑到底端时的速度大小为______。参考答案：√(2gh•(1-μs/g•cosα))解析：沿斜面方向合力F=mg•sinα-μmg•cosα，加速度a=F/m=gsinα-μgcosα。根据动能定理，mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh•(1-μs/g•cosα))。8.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，最低点速度为v，则小球在最低点受到的支持力大小为______。参考答案：mv²/R+mg解析：小球在最低点受重力mg和支持力N，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得N=mv²/R+mg。9.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动，加速度为a，若将水平力增大到2F，物体的加速度变为2a，则物体与水平面间的动摩擦力大小为______。参考答案：μmg解析：根据牛顿第二定律，F-μmg=ma，2F-μmg=2ma，两式相减得F=ma，代入第一式得μmg=ma，解得μ=a/(mg)，故μmg=mg•a/m=ma，即f=μmg。10.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的向心力大小为______。参考答案：mg•tanθ解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，故F向=mg•tanθ。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.匀速圆周运动是加速度恒定的运动。（×）解析：匀速圆周运动加速度大小不变，但方向始终指向圆心，时刻变化，因此是变加速运动。2.物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动，加速度为a，若将水平力增大到2F，物体的加速度变为2a。（×）解析：根据牛顿第二定律，F-μmg=ma，2F-μmg=ma'，解得a'=3a，而非2a。3.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，最高点速度为v，若v=√(gR)，则小球在最高点受到的支持力大小为mg。（×）解析：若v=√(gR)，向心力F向=mg，支持力N=0，而非mg。4.一质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为α，动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为√(2gh)。（×）解析：若斜面光滑，速度为√(2gh)，但存在摩擦力时速度小于√(2gh)。5.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的周期为2π√(L/g)。（×）解析：周期T=2π√(Lcosθ/g)，而非2π√(L/g)。6.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀速直线运动，速度为v，若将水平力增大到2F，物体的加速度大小为3a。（√）解析：根据牛顿第二定律，F-μmg=ma，2F-μmg=ma'，解得a'=3a。7.一质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为α，动摩擦因数为μ，若斜面长度为s，则物体滑到底端时的速度大小为√(2gh•(1-μs/g•cosα))。（√）解析：沿斜面方向合力F=mg•sinα-μmg•cosα，加速度a=gsinα-μgcosα，根据动能定理，mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh•(1-μs/g•cosα))。8.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，最低点速度为v，则小球在最低点受到的支持力大小为mv²/R+mg。（√）解析：小球在最低点受重力mg和支持力N，合力提供向心力，即N-mg=mv²/R，解得N=mv²/R+mg。9.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动，加速度为a，若将水平力增大到2F，物体的加速度变为2a。（×）解析：根据牛顿第二定律，F-μmg=ma，2F-μmg=ma'，解得a'=3a，而非2a。10.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的向心力大小为mg•sinθ。（×）解析：向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，而非mg•sinθ。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述匀速圆周运动的特点。解析：匀速圆周运动是速度大小不变但方向时刻变化的曲线运动，加速度大小恒定但方向始终指向圆心，属于变加速运动。2.为什么物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动时，加速度大小与力的大小成正比？解析：根据牛顿第二定律F=ma，若质量m不变，加速度a与合外力F成正比。水平力F克服摩擦力后产生净外力，故a与F成正比。3.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，如何计算小球做圆周运动的角速度？解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，向心加速度a向=F向/m=gtanθ，角速度ω=a向/R=a向/(Lcosθ)=gtanθ/(Lcosθ)=√(g/(Lcosθ))。4.一质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为α，动摩擦因数为μ，如何计算物体滑到底端时的速度大小？解析：沿斜面方向合力F=mg•sinα-μmg•cosα，加速度a=gsinα-μgcosα。根据动能定理，mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh•(1-μsinα))。5.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，如何计算小球在最高点和最低点受到的支持力大小？解析：最高点：N+mg=mv²/R，N=mv²/R-mg；最低点：N-mg=mv²/R，N=mv²/R+mg。6.为什么物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动时，加速度大小与力的大小成正比？解析：根据牛顿第二定律F=ma，若质量m不变，加速度a与合外力F成正比。水平力F克服摩擦力后产生净外力，故a与F成正比。7.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀速直线运动，速度为v，若将水平力增大到2F，如何计算物体的加速度变化？解析：原运动时F-μmg=ma，增大力后2F-μmg=ma'，联立解得a'=3a。8.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，如何计算小球做圆周运动的周期？解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，向心加速度a向=F向/m=gtanθ，角速度ω=a向/R=a向/(Lcosθ)=gtanθ/(Lcosθ)=√(g/(Lcosθ))，周期T=2π/ω=2π√(Lcosθ/g)。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，两根轻质弹簧甲和乙并联，甲的劲度系数为k1，乙的劲度系数为k2，弹簧下端悬挂一质量为m的物体，系统静止时弹簧甲伸长量为x1，弹簧乙伸长量为x2，如何计算物体受到的总弹力？解析：并联弹簧受力相同，总弹力F=k1x1=k2x2。若k1≠k2，则x1≠x2，但总弹力F=mg。2.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，如何计算小球做圆周运动的向心力大小？解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，故F向=mg•tanθ。3.一质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为α，动摩擦因数为μ，如何计算物体滑到底端时的速度大小？解析：沿斜面方向合力F=mg•sinα-μmg•cosα，加速度a=gsinα-μgcosα。根据动能定理，mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh•(1-μsinα))。4.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，最高点速度为v，如何计算小球在最高点受到的支持力大小？解析：最高点：N+mg=mv²/R，N=mv²/R-mg。若v=√(gR)则N=0，v>√(gR)则N>0，v<√(gR)时小球无法维持圆周运动。5.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀加速直线运动，加速度为a，若将水平力增大到2F，如何计算物体的加速度变化？解析：原运动时F-μmg=ma，增大力后2F-μmg=ma'，联立解得a'=3a。6.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，如何计算小球做圆周运动的角速度？解析：水平方向向心力F向=T•sinθ=mg•tanθ，向心加速度a向=F向/m=gtanθ，角速度ω=a向/R=a向/(Lcosθ)=gtanθ/(Lcosθ)=√(g/(Lcosθ))。7.一质量为m的物体在水平面上受水平力F作用做匀速直线运动，速度为v，若将水平力增大到2F，如何计算物体的加速度变化？解析：原运动时F-μmg=ma，增大力后2F-μmg=ma'，联立解得a'=3a。8.一质量为m的小球在半径为R的竖直圆轨道内做匀速圆周运动，最低点速度为v，如何计算小球在最低点受到的支持力大小？解析：最低点：N-mg=mv²/R，N=mv²/R+mg。【标准答案及解析】一、单项选择题1.D2.A3.A4.B5.A6.C7.B8.C9.D10.B二、填空题1.1/312.√(g/(Lcosθ))13.√(2gh•(1-μtanα))14.mv²/R-mg2.3a16.2π√(Lcosθ/g)17.√(2gh•(1-μs/g•cosα))18.mv²/R+mg3.μmg20.mg•tanθ三、判断题1.×22.×23.×24.×25.×26.√27.√28.√29.×30.×四、简答题1.匀速圆周运动是速度大小不变但方向时刻变化的曲线运动，加速度大小恒定但方向始终指向圆心，属于变加速运动。2.根据牛顿第二定律F=ma，若质量m不变，加速度a与合外力F成正比。水平力F克服摩擦力后产生净外力，故a与F成正比。3.水平方向