2026年广东省北师大版高中物理必修第一册第4章力学基础习题

2026年广东省北师大版高中物理必修第一册第4章力学基础习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒定拉力F作用，物体从静止开始运动，5秒内位移为25m。若改用大小相同的拉力F作用在质量为4kg的物体上，该物体从静止开始运动，则其位移大小为（）A.10mB.12.5mC.25mD.50m解析：原物体加速度a₁=F/m₁=25/(5²)=1m/s²，改用质量为4kg的物体时，加速度a₂=F/m₂=1/2=0.5m/s²，相同时间位移x₂=a₂t²=0.5×5²=12.5m。2.如图所示，一个倾角为30°的斜面，物体A和B通过轻绳连接，A质量为2kg，B质量为1kg，A与斜面动摩擦因数为0.2，B静止于地面。若系统由静止释放，则A刚离开B时，B受到的支持力大小为（）A.5NB.10NC.15ND.20N解析：设系统加速度为a，沿斜面方向F=（m₁+m₂）a，m₁gsin30°-μm₁gcos30°=m₁a，解得a=0.6m/s²，B受支持力N=m₂g-m₂a=1×10-1×0.6=9.4N，最接近10N。3.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m。现将其竖直悬挂，下端挂一个质量为5kg的物体，弹簧伸长至12cm。若将此弹簧水平放置，一端固定，另一端施加水平力F使其伸长2cm，则F的大小为（）A.20NB.40NC.80ND.100N解析：竖直悬挂时弹力kx₁=mg，x₁=2cm，F=200×0.02=4N≠5g，说明有其他力，但题目要求水平力，直接用胡克定律F=kx₂=200×0.02=4N，选项有误，正确应为20N。4.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O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.√(g/Lcosθ)C.√(g/Lsinθ)D.√(gtanθ/L)解析：水平方向Tsinθ=mv²/L，竖直方向Tcosθ=mg，联立得v=√(gLtanθ)，ω=v/L=√(gtanθ/L)。5.一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，刹车后汽车做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s²。则汽车刹车后6秒内的位移大小为（）A.100mB.120mC.180mD.200m解析：汽车刹车到停下的时间t₀=72/36=2s<6s，位移x=72×2-1/2×5×4=72m。6.如图所示，一个质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆弧轨道滑到最低点B时速度为v，若轨道半径为R，则小球在B点受到的轨道支持力大小为（）A.mgB.mv²/RC.mg+mv²/RD.mg-mv²/R解析：根据机械能守恒mgh=1/2mv²，支持力N-mg=mv²/R，N=mg+mv²/R。7.用一个水平力F推一个质量为m的物体，使物体在粗糙水平面上做匀速直线运动。若撤去水平力F，则物体（）A.立即停止运动B.速度逐渐减小，最终停止C.继续做匀速运动D.加速度方向与速度方向相反解析：撤去F后，只受摩擦力，做匀减速直线运动，B正确。8.如图所示，一个质量为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。若用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，则F的大小为（）A.mgsinθB.μmgcosθC.mg(sinθ+μcosθ)D.mgtanθ解析：沿斜面方向F-mgsinθ-μN=0，垂直方向N-mgcosθ=0，联立得F=mg(sinθ+μcosθ)。9.一颗人造地球卫星在圆形轨道上运行，轨道半径为r，运行周期为T。若该卫星从轨道上某点P出发，经过一段时间到达轨道半径为2r的新轨道，则卫星在新轨道上的运行周期为（）A.T/2B.√2TC.2TD.2√2T解析：根据开普勒第三定律r³/T²=k，(2r)³/T₁²=k，T₁=2√2T。10.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O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线速度大小为（）A.√(gL)B.√(gLcosθ)C.√(gLsinθ)D.√(gLtanθ)解析：水平方向Tsinθ=mv²/L，竖直方向Tcosθ=mg，联立得v=√(gLsinθ)。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一个质量为5kg的物体在水平面上受到一个水平向右的恒定拉力F作用，物体从静止开始运动，3秒内位移为18m。若水平面与物体间的动摩擦因数为0.2，则拉力F的大小为______N。参考答案：30解析：加速度a=18/(3²)=2m/s²，F-μmg=ma，F=5×2+0.2×5×10=30N。2.如图所示，一个倾角为37°的斜面，物体A和B通过轻绳连接，A质量为3kg，B质量为2kg，A与斜面动摩擦因数为0.3，B静止于地面。若系统由静止释放，则A刚离开B时，B受到的支持力大小为______N。参考答案：19.6解析：设系统加速度为a，沿斜面方向F=（m₁+m₂）a，m₁gsin37°-μm₁gcos37°=m₁a，解得a=2.5m/s²，B受支持力N=m₂g-m₂a=2×10-2×2.5=15N，最接近19.6N。3.一根轻质弹簧原长为12cm，劲度系数为300N/m。现将其竖直悬挂，下端挂一个质量为4kg的物体，弹簧伸长至15cm。若将此弹簧水平放置，一端固定，另一端施加水平力F使其伸长3cm，则F的大小为______N。参考答案：90解析：竖直悬挂时弹力kx₁=mg，x₁=3cm，F=300×0.03=9N≠4g，说明有其他力，但题目要求水平力，直接用胡克定律F=kx₂=300×0.03=9N，选项有误，正确应为90N。4.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O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______。参考答案：√(g/Lsinθ)解析：水平方向Tsinθ=mv²/L，竖直方向Tcosθ=mg，联立得v=√(gLsinθ)，ω=v/L=√(gsinθ/L)。5.一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，刹车后汽车做匀减速直线运动，加速度大小为4m/s²。则汽车刹车后4秒内的位移大小为______m。参考答案：128解析：汽车刹车到停下的时间t₀=72/36=2s<4s，位移x=72×2-1/2×4×4=128m。6.一个质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆弧轨道滑到最低点B时速度为v，若轨道半径为R，则小球在B点受到的轨道支持力大小为______。参考答案：3mg解析：根据机械能守恒mgh=1/2mv²，支持力N-mg=mv²/R，N=mg+mv²/R=3mg。7.用一个水平力F推一个质量为m的物体，使物体在粗糙水平面上做匀速直线运动。若撤去水平力F，则物体______。参考答案：速度逐渐减小，最终停止解析：撤去F后，只受摩擦力，做匀减速直线运动。8.如图所示，一个质量为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。若用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，则F的大小为______。参考答案：mg(sinθ+μcosθ)解析：沿斜面方向F-mgsinθ-μN=0，垂直方向N-mgcosθ=0，联立得F=mg(sinθ+μcosθ)。9.一颗人造地球卫星在圆形轨道上运行，轨道半径为r，运行周期为T。若该卫星从轨道上某点P出发，经过一段时间到达轨道半径为2r的新轨道，则卫星在新轨道上的运行周期为______。参考答案：2√2T解析：根据开普勒第三定律r³/T²=k，(2r)³/T₁²=k，T₁=2√2T。10.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O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线速度大小为______。参考答案：√(gLsinθ)解析：水平方向Tsinθ=mv²/L，竖直方向Tcosθ=mg，联立得v=√(gLsinθ)。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.物体受到的合外力越大，其速度变化越快。（）参考答案：正确解析：根据牛顿第二定律F=ma，合外力越大，加速度越大，速度变化越快。2.一个物体在水平面上做匀速直线运动，则它一定不受摩擦力。（）参考答案：错误解析：物体可能受平衡力，如匀速直线运动时受静摩擦力。3.质量为m的物体从高为h的A点由静止释放，沿光滑的圆弧轨道滑到最低点B时速度为v，若轨道半径为R，则小球在B点受到的轨道支持力大小为mg+mv²/R。（）参考答案：正确解析：根据牛顿第二定律N-mg=mv²/R，N=mg+mv²/R。4.用一个水平力F推一个质量为m的物体，使物体在粗糙水平面上做匀速直线运动。若撤去水平力F，则物体立即停止运动。（）参考答案：错误解析：物体有惯性，不会立即停止。5.如图所示，一个质量为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。若用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，则F的大小为mgsinθ。（）参考答案：错误解析：F需要克服摩擦力，F=mgsinθ+μmgcosθ。6.一颗人造地球卫星在圆形轨道上运行，轨道半径为r，运行周期为T。若该卫星从轨道上某点P出发，经过一段时间到达轨道半径为2r的新轨道，则卫星在新轨道上的运行周期为2T。（）参考答案：错误解析：根据开普勒第三定律r³/T²=k，T₁=2√2T。7.一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O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√(g/Lcosθ)。（）参考答案：错误解析：ω=√(g/Lsinθ)。8.一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，刹车后汽车做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s²。则汽车刹车后3秒内的位移大小为108m。（）参考答案：正确解析：加速度a=5m/s²，初速度v₀=20m/s，位移x=20×3-1/2×5×9=108m。9.用一个水平力F推一个质量为m的物体，使物体在粗糙水平面上做匀速直线运动。若撤去水平力F，则物体做匀减速直线运动。（）参考答案：正确解析：撤去F后，只受摩擦力，做匀减速直线运动。10.如图所示，一个质量为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。若用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，则F的大小为mgtanθ。（）参考答案：错误解析：F需要克服摩擦力，F=mgsinθ+μmgcosθ≠mgtanθ。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述牛顿第一定律的内容及其意义。参考答案：内容：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。意义：揭示了惯性是物体固有属性，建立了力的科学定义。2.简述胡克定律的内容及其适用条件。参考答案：内容：在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量或缩短量x成正比。适用条件：弹性限度内。3.简述向心力的大小和方向特点。参考答案：大小：F=mv²/r=mrω²。方向：始终指向圆心，与线速度方向垂直。4.简述匀变速直线运动的特征。参考答案：特征：加速度恒定，速度均匀变化。公式：v=v₀+at，x=v₀t+1/2at²。5.简述机械能守恒定律的内容及其条件。参考答案：内容：在只有重力或弹力做功的情况下，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。条件：只有重力或弹力做功。6.简述动摩擦力的产生条件及其方向。参考答案：产生条件：接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势、相互挤压。方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反。7.简述开普勒第三定律的内容及其意义。参考答案：内容：所有行星绕太阳运动的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。意义：揭示了行星运动的规律性。8.简述牛顿第二定律的内容及其矢量性。参考答案：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。矢量性：F、a都是矢量，遵循平行四边形定则。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，一个质量为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。若用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，求F的大小。参考答案：F=mgsin30°+μmgcos30°=5×10×0.5+0.2×5×10×√3/2=35.3N。2.一个质量为2kg的小球用长为1m的细线悬挂，悬点O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线速度大小。参考答案：水平方向Tsin45°=mv²/L，竖直方向Tcos45°=mg，联立得v=√(gLtan45°)=√(10×1)=√10≈3.16m/s。3.一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，刹车后汽车做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s²。求汽车刹车后6秒内的位移大小。参考答案：汽车刹车到停下的时间t₀=72/36=2s<6s，位移x=72×2-1/2×5×4=68m。4.一个质量为4kg的物体从高为5m的A点由静止释放，沿光滑的圆弧轨道滑到最低点B时速度为v，若轨道半径为2m，求小球在B点受到的轨道支持力大小。参考答案：根据机械能守恒mgh=1/2mv²，v=√(2gh)=√(2×10×5)=10m/s，支持力N-mg=mv²/R，N=mg+mv²/R=4×10+4×100/2=240N。5.用一个水平力F推一个质量为3kg的物体，使物体在粗糙水平面上做匀速直线运动。若撤去水平力F，则物体2秒内的位移大小为多少？参考答案：撤去F后，只受摩擦力，做匀减速直线运动。先求加速度a=μg=0.2×10=2m/s²，初速度v₀=匀速运动速度，位移x=v₀t-1/2at²=8-1/2×2×4=4m。6.一颗人造地球卫星在圆形轨道上运行，轨道半径为6.4×10⁶m，运行周期为5.0×10⁴s。求卫星的运行速度大小。参考答案：根据公式v=2πr/T=2π×6.4×10⁶/5.0×10⁴=8.04×10³m/s。7.一个质量为2kg的小球用长为0.5m的细线悬挂，悬点O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60°。求小球做圆周运动的角速度大小。参考答案：水平方向Tsin60°=mv²/L，竖直方向Tcos60°=mg，联立得ω=√(gtan60°/L)=√(10×√3/0.5)=√60≈7.75rad/s。8.如图所示，一个质量为5kg的物体静止在倾角为37°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.3。若用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，求F的大小。参考答案：F=mgsin37°+μmgcos37°=5×10×0.6+0.3×5×10×0.8=50N。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C2.B3.A4.D5.B6.C7.B8.C9.D10.D解析：1.原物体加速度a₁=F/m₁=25/(5²)=1m/s²，改用质量为4kg的物体时，加速度a₂=F/m₂=1/2=0.5m/s²，相同时间位移x₂=a₂t²=0.5×5²=12.5m。2.设系统加速度为a，沿斜面方向F=（m₁+m₂）a，m₁gsin30°-μm₁gcos30°=m₁a，解得a=0.6m/s²，B受支持力N=m₂g-m₂a=1×10-1×0.6=9.4N，最接近10N。3.竖直悬挂时弹力kx₁=mg，x₁=2cm，F=200×0.02=4N≠5g，说明有其他力，但题目要求水平力，直接用胡克定律F=kx₂=200×0.02=4N，选项有误，正确应为20N。4.水平方向Tsinθ=mv²/L，竖直方向Tcosθ=mg，联立得v=√(gLtanθ)，ω=v/L=√(gtanθ/L)。5.汽车刹车到停下的时间t₀=72/36=2s<6s，位移x=72×2-1/2×5×4=128m。6.根据机械能守恒mgh=1/2mv²，支持力N-mg=mv²/R，N=mg+mv²/R=3mg。7.撤去F后，只受摩擦力，做匀减速直线运动。8.沿斜面方向F-mgsinθ-μN=0，垂直方向N-mgcosθ=0，联立得F=mg(sinθ+μcosθ)。9.根据开普勒第三定律r³/T²=k，(2r)³/T₁²=k，T₁=2√2T。10.水平方向Tsinθ=mv²/L，竖直方向Tcosθ=mg，联立得v=√(gLsinθ)，ω=v/L=√(gsinθ/L)。二、填空题1.3012.19.613.9014.√(g/Lsinθ)15.12816.3mg17.速度逐渐减小，最终停止18.mg(sinθ+μcosθ)19.2√2T20.√(gLsinθ)三、判断题1.√22.×23.√24.×25.×26.×27.×28.√29.√30.×四、简答题1.内容：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。意义：揭示了惯性是物体固有属性，建立了力的科学定义。2.