2025-2026年陕西省苏教版高三物理第10章牛顿运动定律专项题库

2025-2026年陕西省苏教版高三物理第10章牛顿运动定律专项题库一、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定拉力F作用，物体从静止开始运动，2秒内位移为8m。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2秒内的位移大小为（）A.2mB.4mC.8mD.16m解析：根据牛顿第二定律F=ma，两次拉力F相同，则加速度a相同。由运动学公式x=½at²，质量变化不影响加速度，故位移相同，答案为C。2.一质量为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。下列说法正确的是（）A.小球所受合外力大小为mgB.小球所受向心力大小为mg•sinθC.小球做圆周运动的角速度为√(g/L)D.小球做圆周运动的线速度大小为√(gL•cosθ)解析：向心力由拉力水平分量提供，大小为T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得ω=√(g•sinθ/cosθ)，选项D正确。3.如图所示，倾角为α的斜面体静止在水平面上，质量为m的小物块以恒定加速度a沿斜面向上运动。若突然撤去水平面对斜面体的支持力，则斜面体受到的摩擦力变化情况是（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定解析：撤去支持力前，系统处于临界状态，摩擦力达到最大值。撤去后，斜面体加速度增大，静摩擦力减小，答案为B。4.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为μ。现用与水平方向成θ角的力F推物体，物体刚好开始运动。下列说法正确的是（）A.物体所受最大静摩擦力为μmgB.推力F的水平分量等于μmgC.推力F的竖直分量等于mgD.物体开始运动时合力为零解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得F=mg/(μcosθ+sinθ)，选项B正确。5.如图所示，质量为m的小球在光滑的圆弧轨道顶端由静止滑下，圆弧半径为R。当小球滑到圆弧中点时，它对轨道的压力大小为（）A.mgB.2mgC.3mgD.4mg解析：中点时，支持力N提供向心力，N-mg=mv²/(2R)，结合v²=2gR，解得N=3mg，答案为C。6.如图所示，质量为m的物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的最大静摩擦力为f_max。若圆盘角速度为ω，则物体做圆周运动的最大半径为（）A.f_max/(mω²)B.f_max/(mω)C.f_max/(mgω²)D.f_max/(mgω)解析：临界状态时f_max=mω²r，解得r=f_max/(mω²)，答案为A。7.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为α的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动。则水平力F的大小为（）A.mg•sinα+μmg•cosαB.(mg•sinα+μmg•cosα)/cosαC.(mg•sinα+μmg•cosα)/sinαD.mg•tanα+μmg解析：受力分析得Fcosα=mg•sinα+μmg•cosα，解得F=(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα，答案为B。8.如图所示，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。下列说法正确的是（）A.小球所受合外力大小为mgB.小球所受向心力大小为mg•sinθC.小球做圆周运动的角速度为√(g/L)D.小球做圆周运动的线速度大小为√(gL•cosθ)解析：向心力由拉力水平分量提供，大小为T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得ω=√(g•sinθ/cosθ)，选项D正确。9.如图所示，质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为μ。现用与水平方向成θ角的力F推物体，物体刚好开始运动。下列说法正确的是（）A.物体所受最大静摩擦力为μmgB.推力F的水平分量等于μmgC.推力F的竖直分量等于mgD.物体开始运动时合力为零解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得F=mg/(μcosθ+sinθ)，选项B正确。10.如图所示，质量为m的小球在光滑的圆弧轨道顶端由静止滑下，圆弧半径为R。当小球滑到圆弧中点时，它对轨道的压力大小为（）A.mgB.2mgC.3mgD.4mg解析：中点时，支持力N提供向心力，N-mg=mv²/(2R)，结合v²=2gR，解得N=3mg，答案为C。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，物体与地面动摩擦因数为μ，则物体在时间t内克服摩擦力做的功为________。参考答案：½μmg²t²/F解析：根据牛顿第二定律F-μmg=ma，位移x=½at²，功W=μmgx，联立解得。2.如图所示，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为________。参考答案：√(g•sinθ/cosθ)解析：向心力由拉力水平分量提供，T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得。3.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为μ。现用与水平方向成θ角的力F推物体，物体刚好开始运动。则推力F的水平分量等于________。参考答案：μ(mg-F•sinθ)解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得。4.如图所示，质量为m的小球在光滑的圆弧轨道顶端由静止滑下，圆弧半径为R。当小球滑到圆弧中点时，它对轨道的压力大小为________。参考答案：3mg解析：中点时，支持力N提供向心力，N-mg=mv²/(2R)，结合v²=2gR，解得N=3mg。5.质量为m的物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的最大静摩擦力为f_max。若圆盘角速度为ω，则物体做圆周运动的最大半径为________。参考答案：f_max/(mω²)解析：临界状态时f_max=mω²r，解得r=f_max/(mω²)。6.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为α的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动。则水平力F的大小为________。参考答案：(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα解析：受力分析得Fcosα=mg•sinα+μmg•cosα，解得F=(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα。7.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线速度大小为________。参考答案：√(gL•cosθ)解析：向心力由拉力水平分量提供，T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得。8.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为μ。现用与水平方向成θ角的力F推物体，物体刚好开始运动。则物体开始运动时合力大小为________。参考答案：F•sinθ+μmg•cosθ解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得F=(mg•sinθ+μmg•cosθ)/cosθ，合力不为零。9.如图所示，质量为m的小球在光滑的圆弧轨道顶端由静止滑下，圆弧半径为R。当小球滑到圆弧中点时，它对轨道的压力大小为________。参考答案：3mg解析：中点时，支持力N提供向心力，N-mg=mv²/(2R)，结合v²=2gR，解得N=3mg。10.质量为m的物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的最大静摩擦力为f_max。若圆盘角速度为ω，则物体做圆周运动的最大半径为________。参考答案：f_max/(mω²)解析：临界状态时f_max=mω²r，解得r=f_max/(mω²)。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，物体与地面动摩擦因数为μ，则物体在时间t内克服摩擦力做的功为½μmg²t²/F。参考答案：正确解析：根据牛顿第二定律F-μmg=ma，位移x=½at²，功W=μmgx，联立解得。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为√(g•sinθ/cosθ)。参考答案：正确解析：向心力由拉力水平分量提供，T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得。3.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为μ。现用与水平方向成θ角的力F推物体，物体刚好开始运动。则推力F的水平分量等于μ(mg-F•sinθ)。参考答案：错误解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得F=(mg•sinθ+μmg•cosθ)/cosθ。4.如图所示，质量为m的小球在光滑的圆弧轨道顶端由静止滑下，圆弧半径为R。当小球滑到圆弧中点时，它对轨道的压力大小为3mg。参考答案：正确解析：中点时，支持力N提供向心力，N-mg=mv²/(2R)，结合v²=2gR，解得N=3mg。5.质量为m的物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的最大静摩擦力为f_max。若圆盘角速度为ω，则物体做圆周运动的最大半径为f_max/(mω²)。参考答案：正确解析：临界状态时f_max=mω²r，解得r=f_max/(mω²)。6.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为α的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动。则水平力F的大小为(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα。参考答案：正确解析：受力分析得Fcosα=mg•sinα+μmg•cosα，解得F=(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα。7.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线速度大小为√(gL•cosθ)。参考答案：正确解析：向心力由拉力水平分量提供，T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得。8.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为μ。现用与水平方向成θ角的力F推物体，物体刚好开始运动。则物体开始运动时合力大小为F•sinθ+μmg•cosθ。参考答案：错误解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得F=(mg•sinθ+μmg•cosθ)/cosθ，合力不为零。9.如图所示，质量为m的小球在光滑的圆弧轨道顶端由静止滑下，圆弧半径为R。当小球滑到圆弧中点时，它对轨道的压力大小为3mg。参考答案：正确解析：中点时，支持力N提供向心力，N-mg=mv²/(2R)，结合v²=2gR，解得N=3mg。10.质量为m的物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的最大静摩擦力为f_max。若圆盘角速度为ω，则物体做圆周运动的最大半径为f_max/(mω²)。参考答案：正确解析：临界状态时f_max=mω²r，解得r=f_max/(mω²)。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物理意义。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。揭示了惯性是物体固有属性，力是改变物体运动状态的原因。2.简述牛顿第二定律的数学表达式及其物理意义。参考答案：F=ma，表示物体所受合外力与物体质量成正比，与加速度成正比，方向与加速度方向相同。揭示了力、质量和加速度的定量关系。3.简述牛顿第三定律的内容及其适用条件。参考答案：两个物体之间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上。适用于相互作用的物体，作用力与反作用力同时产生、同时消失。4.简述匀变速直线运动的加速度与合外力的关系。参考答案：加速度方向与合外力方向相同，加速度大小与合外力成正比，与质量成反比。即a=F_net/m。5.简述圆周运动中向心力的来源。参考答案：向心力可以是物体所受的某一个力，也可以是几个力的合力，或者是某个力的某个分力。例如，匀速圆周运动中向心力由拉力、重力或弹力提供。6.简述静摩擦力的特点。参考答案：静摩擦力的大小随外力变化，在零到最大静摩擦力之间，方向与相对运动趋势方向相反。最大静摩擦力f_max=μ_sN，其中μ_s为静摩擦因数。7.简述动摩擦力的特点。参考答案：动摩擦力的大小f_k=μ_kN，方向与相对运动方向相反。其中μ_k为动摩擦因数，通常小于静摩擦因数。8.简述超重与失重的条件。参考答案：超重：物体对支持物的压力大于重力，即加速度方向向上，a>0。失重：物体对支持物的压力小于重力，即加速度方向向下，a<0。完全失重时a=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，质量为2kg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。现用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动。求水平力F的大小。参考答案：F=(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα解析：受力分析得Fcosα=mg•sinα+μmg•cosα，解得F=(2×9.8×sin30°+0.2×2×9.8×cos30°)/cos30°≈17.9N。2.如图所示，质量为5kg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37°。求小球做圆周运动的角速度。参考答案：ω=√(g•sinθ/cosθ)解析：向心力由拉力水平分量提供，T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得ω=√(9.8×sin37°/cos37°)≈3.14rad/s。3.如图所示，质量为3kg的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为0.3。现用与水平方向成45°角的力F推物体，物体刚好开始运动。求推力F的大小。参考答案：F=μ(mg-F•sinθ)解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得F=(3×9.8×sin45°+0.3×3×9.8×cos45°)/cos45°≈32.4N。4.如图所示，质量为2kg的小球在光滑的圆弧轨道顶端由静止滑下，圆弧半径为0.5m。当小球滑到圆弧中点时，求它对轨道的压力大小。参考答案：N=3mg解析：中点时，支持力N提供向心力，N-mg=mv²/(2R)，结合v²=2gR，解得N=3×2×9.8≈58.8N。5.如图所示，质量为4kg的物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的最大静摩擦力为20N。若圆盘角速度为5rad/s，求物体做圆周运动的最大半径。参考答案：r=f_max/(mω²)解析：临界状态时f_max=mω²r，解得r=20/(4×25)≈0.2m。6.如图所示，质量为2kg的物体静止在倾角为20°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.1。现用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动。求水平力F的大小。参考答案：F=(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα解析：受力分析得Fcosα=mg•sinα+μmg•cosα，解得F=(2×9.8×sin20°+0.1×2×9.8×cos20°)/cos20°≈8.7N。7.如图所示，质量为3kg的小球用长为0.8m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线速度大小。参考答案：v=√(gL•cosθ)解析：向心力由拉力水平分量提供，T•sinθ=mv²/L，结合几何关系v=Lω，解得v=√(9.8×0.8×cos45°)≈2.4m/s。8.如图所示，质量为5kg的物体静止在粗糙的水平面上，物体与地面动摩擦因数为0.2。现用与水平方向成30°角的力F推物体，物体刚好开始运动。求推力F的大小。参考答案：F=μ(mg-F•sinθ)解析：临界状态时，水平方向F•cosθ=μ(mg-F•sinθ)，解得F=(5×9.8×sin30°+0.2×5×9.8×cos30°)/cos30°≈31.6N。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C2.D3.B4.B5.C6.A7.B8.D9.B10.C二、填空题1.½μmg²t²/F12.√(g•sinθ/cosθ)13.μ(mg-F•sinθ)2.3mg15.f_max/(mω²)16.(mg•sinα+μmg•cosα)/cosα3.√(gL•cosθ)18.F•sinθ+μmg•cosθ19.3mg4.f_max/(mω²)三、判断题1.√22.√23.×24.√25.√26.√27.√2.×29.√30.√四、简答题1.牛顿第一定律的内容是：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。物理意义是揭示了惯性是物体固有属性，力是改变物体运动状态的原因。2.牛顿第二定律的数学表达式是F=ma，物理意义是：物体所受合外力与物体质量成正比，与加速度成正比，方向与加速度方向相同。揭示了力、质量和加速度的定量关系。3.牛顿第三定律的内容是：两个物体之间的作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上。适用条件是适用于相互作用的物体，作用力与反作用力同时产生、同时消失。4.匀变速直线运动的加速度与合外力的关系是：加速度方向与合外力方向相同，加速度大小与合外力成正比，与质量成反比。即a=F_net/m。5.圆周运动中向心力的来源是：向