2026年湖南省人教版高中物理第4章力学原理综合练习题

2026年湖南省人教版高中物理第4章力学原理综合练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在探究“力的平行四边形定则”实验中，某同学用弹簧测力计拉橡皮筋时，弹簧测力计的指针偏转角度较大，为了减小实验误差，他应该采取的措施是（）A.增大橡皮筋的原长B.增大两个弹簧测力计的拉力C.减小两个弹簧测力计的拉力D.增大橡皮筋的劲度系数解析：本实验采用“等效法”验证力的平行四边形定则，要求橡皮筋的形变在弹性限度内，且便于观察。当弹簧测力计的指针偏转角度较大时，说明拉力较大，橡皮筋形变明显，可能超出弹性限度或难以精确读数。增大橡皮筋的原长会降低其劲度系数，导致形变更难控制；减小拉力虽然能减小形变，但可能使形变过小，难以精确测量；增大橡皮筋的劲度系数会使其更难形变，同样不利于实验操作。因此，增大两个弹簧测力计的拉力可以使橡皮筋形变更明显，同时保持形变在弹性限度内，便于观察和读数，从而减小实验误差。正确答案为B。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，此时细线对小球的拉力大小为（）A.mgB.FC.mg/cosθD.(mg+F)/cosθ解析：对小球进行受力分析，受重力mg、拉力T和水平力F的作用。根据平衡条件，水平方向上F=Tsinθ，竖直方向上mg=Tcosθ，联立可得T=mg/cosθ。因此，细线对小球的拉力大小为mg/cosθ。正确答案为C。3.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的静摩擦力大小为（）A.μmgcosθB.mgsinθC.μmgsinθD.μmgcosθ解析：对物体进行受力分析，受重力mg、支持力N和静摩擦力f的作用。沿斜面方向，重力分力为mgsinθ，静摩擦力f与该分力平衡，因此f=mgsinθ。沿垂直斜面方向，支持力N与重力分力mgcosθ平衡，N=mgcosθ。动摩擦力fmax=μN=μmgcosθ，但实际静摩擦力f小于等于fmax，且在本题中f=mgsinθ，因此f=mgsinθ。正确答案为B。4.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为v，则物体受到的摩擦力大小为（）A.FB.FcosθC.FsinθD.μmg解析：物体做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受恒力F和摩擦力f的作用，二者平衡，因此f=Fcosθ。选项A错误，因为F是拉力，不是摩擦力；选项C错误，因为Fsinθ是竖直方向的分力，与摩擦力无关；选项D错误，因为μmg是最大静摩擦力，实际摩擦力取决于平衡条件。正确答案为B。5.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上以速度v做匀速圆周运动，半径为R，则小球受到的向心力大小为（）A.mv²/RB.mgC.0D.mv/R解析：小球做匀速圆周运动，需要向心力提供向心加速度，向心力大小为F=mv²/R。选项B错误，mg是重力；选项C错误，光滑水平面没有摩擦力，但仍有向心力；选项D错误，mv/R是线速度与半径的比值，不是向心力。正确答案为A。6.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为（）A.√(2gh)B.√(2gh(1-μcosθ))C.√(2gh(1-μsinθ))D.√(2ghsinθ)解析：对物体进行受力分析，受重力mg、支持力N和摩擦力f的作用。沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ，加速度a=F/m=gsinθ-μgcosθ。根据运动学公式v²=2as，v=√[2(h/g)(gsinθ-μgcosθ)]=√[2gh(1-μcosθ)]。正确答案为B。7.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，此时小球的速度大小为v，则小球受到的向心力大小为（）A.mv²/LB.mgC.FsinθD.mv/Lcosθ解析：小球做圆周运动的向心力由拉力的水平分力提供，F向=Fsinθ=mv²/L，因此向心力大小为mv²/L。选项B错误，mg是重力；选项C错误，Fsinθ是拉力的水平分力，不是向心力；选项D错误，mv/Lcosθ无物理意义。正确答案为A。8.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上以速度v做匀速圆周运动，半径为R，则小球受到的向心加速度大小为（）A.v²/RB.gC.0D.v/R解析：向心加速度a=v²/R，由向心力F=ma提供。选项B错误，g是重力加速度；选项C错误，虽然水平面光滑，但仍有向心加速度；选项D错误，v/R是线速度与半径的比值，不是加速度。正确答案为A。9.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的合力大小为（）A.0B.mgC.μmgcosθD.mgsinθ解析：对物体进行受力分析，受重力mg、支持力N和摩擦力f的作用。沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ，不为零。因此物体受到的合力不为零。正确答案为D。10.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，则物体受到的摩擦力大小为（）A.FB.FcosθC.FsinθD.ma解析：物体做匀加速直线运动，水平方向上受恒力F和摩擦力f的作用，合力为F-Fcosθ=ma，因此f=Fcosθ-ma。选项A错误，F是拉力，不是摩擦力；选项C错误，Fsinθ是竖直方向的分力，与摩擦力无关；选项D错误，ma是合力，不是摩擦力。正确答案为B。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的静摩擦力大小为______。参考答案：mgsinθ解析：沿斜面方向，重力分力为mgsinθ，静摩擦力f与该分力平衡，因此f=mgsinθ。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，此时细线对小球的拉力大小为______。参考答案：mg/cosθ解析：水平方向上F=Tsinθ，竖直方向上mg=Tcosθ，联立可得T=mg/cosθ。3.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为v，则物体受到的摩擦力大小为______。参考答案：Fcosθ解析：水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。4.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上以速度v做匀速圆周运动，半径为R，则小球受到的向心力大小为______。参考答案：mv²/R解析：向心力F=mv²/R。5.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为______。参考答案：√(2gh(1-μcosθ))解析：沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ，加速度a=F/m=gsinθ-μgcosθ。根据运动学公式v²=2as，v=√[2(h/g)(gsinθ-μgcosθ)]=√[2gh(1-μcosθ)]。6.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，此时小球的速度大小为v，则小球受到的向心力大小为______。参考答案：mv²/L解析：向心力由拉力的水平分力提供，F向=Fsinθ=mv²/L，因此向心力大小为mv²/L。7.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上以速度v做匀速圆周运动，半径为R，则小球受到的向心加速度大小为______。参考答案：v²/R解析：向心加速度a=v²/R。8.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的合力大小为______。参考答案：mgsinθ-μmgcosθ解析：沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ。9.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，则物体受到的摩擦力大小为______。参考答案：Fcosθ-ma解析：水平方向上F-f=ma，因此f=Fcosθ-ma。10.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为v，则物体受到的摩擦力大小为______。参考答案：Fcosθ解析：水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的静摩擦力大小为μmgcosθ。参考答案：×解析：沿斜面方向，重力分力为mgsinθ，静摩擦力f与该分力平衡，因此f=mgsinθ，小于等于μmgcosθ。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，此时细线对小球的拉力大小为mg/cosθ。参考答案：√解析：水平方向上F=Tsinθ，竖直方向上mg=Tcosθ，联立可得T=mg/cosθ。3.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为v，则物体受到的摩擦力大小为Fcosθ。参考答案：√解析：水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。4.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上以速度v做匀速圆周运动，半径为R，则小球受到的向心力大小为mv²/R。参考答案：√解析：向心力F=mv²/R。5.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为√(2gh)。参考答案：×解析：物体滑到底端时的速度大小为√(2gh(1-μcosθ))，不是√(2gh)。6.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，此时小球的速度大小为v，则小球受到的向心力大小为mv²/L。参考答案：√解析：向心力由拉力的水平分力提供，F向=Fsinθ=mv²/L，因此向心力大小为mv²/L。7.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上以速度v做匀速圆周运动，半径为R，则小球受到的向心加速度大小为v²/R。参考答案：√解析：向心加速度a=v²/R。8.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的合力大小为mgsinθ-μmgcosθ。参考答案：√解析：沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ。9.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，则物体受到的摩擦力大小为Fcosθ-ma。参考答案：√解析：水平方向上F-f=ma，因此f=Fcosθ-ma。10.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为v，则物体受到的摩擦力大小为Fcosθ。参考答案：√解析：水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述“力的平行四边形定则”的实验原理和步骤。参考答案：实验原理是力的合成与分解，步骤包括：（1）用弹簧测力计拉橡皮筋，记录拉力大小和方向；（2）用两个弹簧测力计拉橡皮筋，记录两个拉力大小和方向；（3）用力的图示法作出两个拉力的合力，与一个拉力的效果比较；（4）改变拉力大小和方向，重复实验，验证定则。评分标准：每点1分，共2分。2.简述向心力的概念和作用。参考答案：向心力是使物体做圆周运动的力，方向指向圆心，作用是提供向心加速度，改变物体速度方向。评分标准：概念1分，作用1分，共2分。3.简述静摩擦力的概念和特点。参考答案：静摩擦力是物体相对静止时阻碍相对运动的力，大小与外力有关，方向与相对运动趋势相反，最大值为μN。评分标准：概念1分，特点1分，共2分。4.简述动摩擦力的概念和特点。参考答案：动摩擦力是物体相对运动时阻碍相对运动的力，大小为μN，方向与相对运动方向相反。评分标准：概念1分，特点1分，共2分。5.简述匀速圆周运动的特点。参考答案：线速度大小不变，方向时刻改变；向心加速度大小不变，方向时刻改变；向心力大小不变，方向时刻改变。评分标准：每点0.5分，共2分。6.简述牛顿第二定律的内容和公式。参考答案：内容是物体加速度与合外力成正比，与质量成反比；公式为F=ma。评分标准：内容1分，公式1分，共2分。7.简述牛顿第一定律的内容。参考答案：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。评分标准：1分，共2分。8.简述牛顿第三定律的内容。参考答案：两个物体之间的作用力与反作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上。评分标准：1分，共2分。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体受到的静摩擦力大小。案例背景：质量为5kg的物体静止在倾角为30°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，求物体受到的静摩擦力大小。参考答案：沿斜面方向，重力分力为mgsinθ=5×9.8×sin30°=24.5N，静摩擦力f与该分力平衡，因此f=24.5N。评分标准：受力分析2分，计算2分，共4分。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，求细线对小球的拉力大小。案例背景：质量为0.5kg的小球用长为1m的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成45°角的位置，求细线对小球的拉力大小。参考答案：水平方向上F=Tsinθ，竖直方向上mg=Tcosθ，联立可得T=mg/cosθ=0.5×9.8/cos45°≈7.0N。评分标准：受力分析2分，计算2分，共4分。3.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为v，求物体受到的摩擦力大小。案例背景：质量为2kg的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为4m/s，求物体受到的摩擦力大小。参考答案：水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。由于物体做匀速直线运动，F=f，因此f=Fcosθ。评分标准：受力分析2分，计算2分，共4分。4.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上以速度v做匀速圆周运动，半径为R，求小球受到的向心力大小。案例背景：质量为1kg的小球在光滑水平面上以速度5m/s做匀速圆周运动，半径为2m，求小球受到的向心力大小。参考答案：向心力F=mv²/R=1×5²/2=12.5N。评分标准：公式应用2分，计算2分，共4分。5.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体滑到底端时的速度大小。案例背景：质量为3kg的物体从高为10m的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为60°，物体与斜面间的动摩擦因数为0.1，求物体滑到底端时的速度大小。参考答案：沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ，加速度a=F/m=gsinθ-μgcosθ=9.8(sin60°-0.1cos60°)≈8.0m/s²。根据运动学公式v²=2as，v=√[2(h/g)(gsinθ-μgcosθ)]=√[2×10/(9.8)(sin60°-0.1cos60°)]≈4.1m/s。评分标准：受力分析2分，计算2分，共4分。6.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成θ角的位置，此时小球的速度大小为v，求小球受到的向心力大小。案例背景：质量为0.2kg的小球用长为0.5m的细线悬挂于O点，现用水平力F将小球拉至细线与竖直方向成30°角的位置，此时小球的速度大小为2m/s，求小球受到的向心力大小。参考答案：向心力由拉力的水平分力提供，F向=Fsinθ=mv²/L，因此向心力大小为mv²/L=0.2×2²/0.5=8.0N。评分标准：公式应用2分，计算2分，共4分。7.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，求物体受到的摩擦力大小。案例背景：质量为4kg的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为3m/s²，求物体受到的摩擦力大小。参考答案：水平方向上F-f=ma，因此f=F-ma。由于题目未给出F，无法计算具体数值。评分标准：公式应用2分，说明不足2分，共4分。8.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为v，求物体受到的摩擦力大小。案例背景：质量为1kg的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，速度为6m/s，求物体受到的摩擦力大小。参考答案：水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。由于物体做匀速直线运动，F=f，因此f=Fcosθ。评分标准：受力分析2分，计算2分，共4分。标准答案及解析一、单项选择题1.B2.C3.B4.B5.A6.B7.A8.A9.D10.B解析：2.增大拉力可以使橡皮筋形变更明显，便于观察和读数，从而减小实验误差。3.水平方向上F=Tsinθ，竖直方向上mg=Tcosθ，联立可得T=mg/cosθ。4.沿斜面方向，重力分力为mgsinθ，静摩擦力f与该分力平衡，因此f=mgsinθ。5.水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。6.向心力F=mv²/R。7.沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ，加速度a=F/m=gsinθ-μgcosθ。根据运动学公式v²=2as，v=√[2(h/g)(gsinθ-μgcosθ)]=√[2gh(1-μcosθ)]。8.向心力由拉力的水平分力提供，F向=Fsinθ=mv²/L，因此向心力大小为mv²/L。9.向心加速度a=v²/R。10.沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ，不为零。11.水平方向上F-f=ma，因此f=Fcosθ-ma。二、填空题1.mgsinθ2.mg/cosθ3.Fcosθ4.mv²/R5.√(2gh(1-μcosθ))6.mv²/L7.v²/R8.mgsinθ-μmgcosθ9.Fcosθ-ma10.Fcosθ三、判断题1.×2.√3.√4.√5.×6.√7.√8.√9.√10.√解析：11.沿斜面方向，重力分力为mgsinθ，静摩擦力f与该分力平衡，因此f=mgsinθ，小于等于μmgcosθ。12.水平方向上F=Tsinθ，竖直方向上mg=Tcosθ，联立可得T=mg/cosθ。13.水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。14.向心力F=mv²/R。15.物体滑到底端时的速度大小为√(2gh(1-μcosθ))，不是√(2gh)。16.向心力由拉力的水平分力提供，F向=Fsinθ=mv²/L，因此向心力大小为mv²/L。17.向心加速度a=v²/R。18.沿斜面方向，合力为F=mgsinθ-μN=mgsinθ-μmgcosθ。19.水平方向上F-f=ma，因此f=Fcosθ-ma。20.水平方向上F=f，因此f=Fcosθ。四、简答题1.实验原理是力的合成与分解，步骤包括：（1）用弹簧测力计拉橡皮筋，记录拉力大小和方向；（2）用两个弹簧测力计拉橡皮筋，记录两个拉力大小和方向；（3）用力的图示法作出两个拉力的合力，与一个拉力的效果比较；（4）改变拉力大小和方向，重复实验，验证定则。评分标准：每点1分，共2分。2.向心力是使物体做圆周运动的力，方向指向圆心，作用是提供向心加速度，改变物体速度方向。评分标准：概念1分，作用1分，共2分。3.静摩擦力是物体相对静止时阻碍相对运动的力，大小与外力有关，方向与相对运动趋势相反，最大值为μN。评分标准：概念1分，特点1分，共2分。4.动摩擦力是物体相对运动时阻碍相对运动的力，大小为μN，方向与相对运动方向相反。评分标准：概念1分，特点