2026年山西省北师大版高中物理高三上册力学综合测试卷

2026年山西省北师大版高中物理高三上册力学综合测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在光滑水平面上，质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒力F作用，从静止开始运动，5秒内位移为25m。若撤去该力后，物体再运动4秒停止，则恒力F的大小为（）A.4NB.6NC.8ND.10N解析：物体在恒力F作用下做匀加速直线运动，根据位移公式x=½at²，可得加速度a=2x/t²=2×25/25=2m/s²。由牛顿第二定律F=ma，F=2×2=4N。撤去F后，物体做匀减速运动，加速度大小等于之前加速度，即a=2m/s²。设撤去F时速度为v，则v=at=2×5=10m/s。由v=at，可得减速时间t=v/a=10/2=5s，但实际运动4s停止，说明存在其他阻力，但题目未给出，故按理想情况选A。2.质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，则小球做圆周运动的角速度ω为（）A.√(g/L)B.√(gcosθ/L)C.√(gsinθ/L)D.√(gL/gcosθ)解析：小球受重力和细线拉力，拉力分解为水平方向Fₓ=Tsinθ，提供向心力Fₓ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向Fy=Tcosθ=mg，无加速度。由Fₓ=mrω²，得Tsinθ=mLsinθω²，解得ω=√(g/L)，故选A。3.一质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为α，物体与斜面动摩擦因数为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.√(2ghμ)解析：物体受重力mg、支持力N和摩擦力f=μN。沿斜面方向合力F=mgsinα-μmgcosα=mg(sinα-μcosα)，加速度a=g(sinα-μcosα)。由v²=2ax，v=√[2gh(1-μcosα)]，故选B。4.质量为m的木块静止在光滑水平面上，一颗质量为m₁的子弹以速度v₀水平射入木块并留在其中，木块获得速度v。若木块与地面有动摩擦因数μ，则子弹穿出木块时速度大小为（）A.v₀B.v₀(1-μ/m₁)C.v₀(1-μm/m₁)D.v₀(1-2μm/m₁)解析：子弹穿出木块过程系统动量守恒，设穿出时速度为v₁，m₁v₀=mv+m₁v₁，v=mv₀/(m₁+m)。由能量守恒，初动能减去摩擦生热等于末动能，½m₁v₀²=½mv²+½m₁v₁²+μmgh，其中h为木块移动距离x，x=½vt=½v²v₀/(m₁+m)。代入解得v₁=v₀(1-μm/m₁)，故选C。5.质量为m的小球以速度v₀沿与水平面成θ角的方向抛出，不计空气阻力，则小球在最高点时受到的合力大小为（）A.0B.mgC.mv₀²sinθD.mgcosθ解析：小球在最高点时只受重力mg，水平方向速度不为零，但水平方向不受力。合力等于重力，大小为mg，故选B。6.一根轻质弹簧原长为L₀，劲度系数为k，将其一端固定，另一端连接一质量为m的物体，放在光滑水平面上。现用水平力F缓慢拉伸弹簧至长度L，此时弹簧伸长量为x=L-L₀，则物体受到的弹力大小为（）A.kL₀B.kxC.FD.kF/L解析：根据胡克定律，弹力F弹=kx=k(L-L₀)，故选B。7.质量为m的物体静止在倾角为α的粗糙斜面上，斜面与物体动摩擦因数为μ，现对物体施加一个平行于斜面向上的力F，使物体沿斜面向上匀速运动，则F的大小为（）A.mg(sinα+μcosα)B.mg(sinα-μcosα)C.μmgcosαD.mg(sinα+μsinα)解析：物体匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F-mgsinα-μN=0，垂直方向N-mgcosα=0，解得N=mgcosα，代入前式F=mgsinα+μmgcosα，故选A。8.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，则小球做圆周运动的周期T为（）A.2π√(L/g)B.2π√(Lcosθ/g)C.2π√(Lsinθ/g)D.2π√(L/gcosθ)解析：由第2题可知ω=√(g/Lsinθ)，周期T=2π/ω=2π√(Lsinθ/g)，故选C。9.一质量为m的物体从高为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，物体与轨道动摩擦因数为μ，则物体滑到最低点时速度大小为（）A.√(2gh)B.√(2gh(1-μ))C.√(2gh(1-μR/h))D.√(2gh(1-μ²))解析：物体受重力mg、支持力N和摩擦力f=μN。在最低点，沿半径方向合力F=mg+N-f=mv²/R，N=mv²/R+mg-μN，解得N=(mv²/R+mg)/(1+μ)，摩擦力f=μN。由能量守恒，½mv²=½mgh-fh，f=μN，代入解得v=√[2gh(1-μR/h)]，故选C。10.一质量为m的物体静止在倾角为α的粗糙斜面上，斜面与物体动摩擦因数为μ，现对物体施加一个平行于斜面向下的力F，使物体沿斜面向下匀速运动，则F的大小为（）A.mg(sinα-μcosα)B.μmgcosαC.mg(sinα+μcosα)D.mg(sinα+μsinα)解析：物体匀速运动时受力平衡，沿斜面方向F+mgsinα-μN=0，垂直方向N-mgcosα=0，解得N=mgcosα，代入前式F=mgsinα-μmgcosα，故选A。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的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，前5秒做匀加速直线运动，后5秒撤去F做匀减速直线运动，总位移为50m，加速度大小分别为a₁和a₂，则a₁∶a₂=________。解析：设前5秒位移x₁，后5秒位移x₂，总位移x=x₁+x₂=50m。匀加速运动x₁=½a₁t₁²，匀减速运动x₂=½a₂t₂²，且末速度v₁=a₁t₁=a₂t₂。由x₁+x₂=50，v₁²=2a₁x₁=2a₂x₂，解得a₁∶a₂=1∶3。2.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α，物体与斜面动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的动能Ek为________。解析：由第3题可知末速度v=√[2gh(1-μcosα)]，动能Ek=½mv²=½m[2gh(1-μcosα)]=mgh(1-μcosα)。3.一颗质量为m₁的子弹以速度v₀水平射入质量为m₂的静止木块并留在其中，木块获得速度v，则子弹穿出木块时速度大小v₁为________。解析：由动量守恒m₁v₀=mv+m₁v₁，v=mv₀/(m₁+m)，代入得v₁=v₀(1-m/m₁)。4.质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，则小球做圆周运动的向心力大小F向为________。解析：向心力由水平分力提供，F向=Tsinθ=mgtanθ，其中T=mg/cosθ。5.一根轻质弹簧原长为L₀，劲度系数为k，将其一端固定，另一端连接一质量为m的物体，放在光滑水平面上。现用水平力F缓慢拉伸弹簧至长度L，此时弹簧伸长量为x=L-L₀，则物体受到的弹力大小F弹为________。解析：由胡克定律F弹=kx=k(L-L₀)。6.质量为m的物体静止在倾角为α的粗糙斜面上，斜面与物体动摩擦因数为μ，现对物体施加一个平行于斜面向上的力F，使物体沿斜面向上匀速运动，则物体受到的摩擦力大小f为________。解析：摩擦力f=μN，其中N=mgcosα，故f=μmgcosα。7.一质量为m的物体从高为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，物体与轨道动摩擦因数为μ，则物体滑到最低点时受到的支持力N为________。解析：由第9题可知N=mv²/R+mg/(1+μ)，其中v=√[2gh(1-μR/h)]。8.一质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，前5秒做匀加速直线运动，后5秒撤去F做匀减速直线运动，总位移为50m，加速度大小分别为a₁和a₂，则前5秒末速度v为________。解析：由第11题可知a₁∶a₂=1∶3，设a₁=a，a₂=3a，总位移x=½a₁t₁²+½a₂t₂²=½at₁²+½×3a×5²=50，解得a=1m/s²，t₁=5s，故v=a₁t₁=1×5=5m/s。9.质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，则小球做圆周运动的角速度ω为________。解析：由第2题可知ω=√(g/Lsinθ)。10.一质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为α，物体与斜面动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时机械能损失ΔE为________。解析：机械能损失等于摩擦力做功，ΔE=fh=μmgcosαh。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在光滑水平面上，质量为m的物体受到一个水平恒力F作用，从静止开始运动，5秒内位移为25m。则该力做功为125J。（）解析：错误。由位移公式x=½at²，a=2x/t²=2×25/25=2m/s²。力做功W=½mv²=½ma²t²=½×m×2²×25=50mJ，与质量m有关，无法确定具体数值。2.质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，则小球做圆周运动的向心力大小等于重力mg。（）解析：错误。向心力F向=Tsinθ=mgtanθ，重力mg是总受力，不等于向心力。3.一颗质量为m₁的子弹以速度v₀水平射入质量为m₂的静止木块并留在其中，木块获得速度v，则子弹穿出木块时速度大小v₁一定小于v₀。（）解析：错误。若木块足够大或摩擦力足够小，子弹可能穿出，此时v₁可能大于v₀。4.质量为m的物体静止在倾角为α的粗糙斜面上，斜面与物体动摩擦因数为μ，现对物体施加一个平行于斜面向上的力F，使物体沿斜面向上匀速运动，则物体受到的合力为零。（）解析：错误。物体匀速运动时沿斜面方向受力平衡，但垂直方向受支持力N和重力分力mgsinα，合力不为零。5.一根轻质弹簧原长为L₀，劲度系数为k，将其一端固定，另一端连接一质量为m的物体，放在光滑水平面上。现用水平力F缓慢拉伸弹簧至长度L，此时弹簧伸长量为x=L-L₀，则物体受到的弹力大小等于水平力F。（）解析：正确。缓慢拉伸时系统处于平衡状态，弹力F弹=F=kx。6.质量为m的物体从高为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，物体与轨道动摩擦因数为μ，则物体滑到最低点时速度大小v=√(2gh)。（）解析：错误。有摩擦力时机械能不守恒，v<√(2gh)。7.一质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，前5秒做匀加速直线运动，后5秒撤去F做匀减速直线运动，总位移为50m，则前5秒平均速度等于后5秒平均速度。（）解析：错误。前5秒加速度a₁，后5秒加速度a₂=a₁/3，平均速度v₁=½(a₁+0)t₁=½a₁t₁，v₂=½(0+a₂)t₂=½a₂t₂=a₁/6×5=a₁/3，v₁≠v₂。8.质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，则小球做圆周运动的周期T与半径无关。（）解析：正确。由第8题可知T=2π√(Lsinθ/g)，与水平半径无关。9.一质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为α，物体与斜面动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时动能Ek等于mgh。（）解析：错误。有摩擦力时机械能不守恒，Ek<mgh。10.一质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，前5秒做匀加速直线运动，后5秒撤去F做匀减速直线运动，总位移为50m，则该过程加速度大小不变。（）解析：错误。前5秒加速度a₁，后5秒加速度a₂=a₁/3，加速度大小变化。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述牛顿第二定律的内容及其表达式。（答对内容得1分，答对表达式得1分）解析：内容：物体的加速度a与它所受的合外力F成正比，与它的质量m成反比，加速度的方向与合外力方向相同。（2分）表达式：F=ma。（2分）2.解释什么是向心力，并举例说明。（答对定义得1分，答对例子得1分）解析：定义：做圆周运动的物体所受的指向圆心的合外力。（2分）例子：卫星绕地球运动时受到的地球引力是向心力。（2分）3.为什么在粗糙水平面上滑动的物体最终会停下来？（答对原因得2分）解析：因为物体受到摩擦力作用，摩擦力做负功，消耗动能，最终动能减为零。（2分）4.什么是机械能守恒定律？适用条件是什么？（答对定律得1分，答对条件得1分）解析：定律：在只有重力或系统内弹力做功的情况下，物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。（2分）条件：只有重力或系统内弹力做功。（2分）5.解释什么是功，并说明功的计算公式。（答对定义得1分，答对公式得1分）解析：定义：力对物体作用的空间累积效应。（2分）公式：W=Flcosα，其中F是力，l是位移，α是力与位移夹角。（2分）6.为什么在水平面上做匀速圆周运动的物体需要向心力？（答对原因得2分）解析：因为物体速度方向不断变化，需要合外力提供改变速度方向的加速度，即向心加速度。（2分）7.解释什么是动量守恒定律，并说明适用条件。（答对定律得1分，答对条件得1分）解析：定律：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。（2分）条件：系统不受外力或外力之和为零。（2分）8.为什么在光滑水平面上滑动的物体最终会停下来？（答对原因得2分）解析：因为题目条件是粗糙水平面，存在摩擦力，摩擦力做负功，消耗动能，最终动能减为零。（2分）五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.质量为2kg的物体静止在光滑水平面上，受到一个水平向右的恒力F作用，5秒内位移为25m。求恒力F的大小。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：由位移公式x=½at²，a=2x/t²=2×25/25=2m/s²。由牛顿第二定律F=ma，F=2×2=4N。（4分）2.质量为1kg的小球用长为1m的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为30°，求小球做圆周运动的角速度ω。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：由第2题可知ω=√(g/Lsinθ)=√(10/(1×sin30°))=√(10/0.5)=√20=2√5rad/s。（4分）3.质量为2kg的物体从高为5m的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为37°，物体与斜面动摩擦因数为0.5，求物体滑到底端时的速度大小。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：由第3题可知v=√[2gh(1-μcosα)]=√[2×10×5(1-0.5×0.8)]=√[100×0.6]=√60=2√15m/s。（4分）4.质量为1kg的子弹以速度500m/s水平射入质量为4kg的静止木块并留在其中，求木块获得的速度大小。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：由动量守恒m₁v₀=mv，v=500×1/(1+4)=100m/s。（4分）5.质量为2kg的物体静止在倾角为30°的粗糙斜面上，斜面与物体动摩擦因数为0.5，现对物体施加一个平行于斜面向上的力F，使物体沿斜面向上匀速运动，求力F的大小。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：沿斜面方向F-mgsinα-μN=0，垂直方向N-mgcosα=0，N=mgcosα=2×10×0.866=17.32N。F=2×10×0.5+17.32×0.5=10+8.66=18.66N。（4分）6.质量为2kg的物体从高为10m的竖直圆轨道顶端由静止滑下，轨道半径为5m，物体与轨道动摩擦因数为0.2，求物体滑到最低点时速度大小。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：由第9题可知v=√[2gh(1-μR/h)]=√[2×10×10(1-0.2×5/10)]=√[200×0.8]=√160=4√10m/s。（4分）7.质量为2kg的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，前5秒做匀加速直线运动，后5秒撤去F做匀减速直线运动，总位移为50m，加速度大小分别为a₁和a₂，且a₁=3a₂，求前5秒末速度v。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：设a₁=a，a₂=a/3，总位移x=½a₁t₁²+½a₂t₂²=½at₁²+½×a/3×5²=50，解得a=6m/s²，t₁=5s，故v=a₁t₁=6×5=30m/s。（4分）8.质量为2kg的物体用长为1m的细线悬挂，悬点固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为45°，求小球做圆周运动的周期T。（答对公式得2分，答对计算得2分）解析：由第8题可知T=2π√(Lsinθ/g)=2π√(1×sin45°/10)=2π√(0.707/10)=2π√0.0707≈2.27s。（4分）【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.A3.B4.C5.B6.B7.A8.C9.C10.A二、填空题1.1∶312.mgh(1-μcosα)13.v₀(1-m/m₁)14.mgtanθ15.k(L-L₀)2.μmgcosα17.mgcosα/(1+μ)18.5m/s19.√(g/Lsinθ)20.μmgcosαh三、判断题1.×22.×23.×24.×25.√26.×27.×28.√29.×30.×四、简答题1.内容：物体的加速度a与它所受的合外力F成正比，与它的质量m成反比，加速度的方向与合外力方向相同。表达式：F=ma。（4分）2.定义：做圆周运动的物体所受的指向圆心的合外力。例子：卫星绕地球运动时受到的