2025-2026年江苏北师大版高三物理第三章力学综合测试卷

2025-2026年江苏北师大版高三物理第三章力学综合测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在江苏某中学的物理实验课上，老师用如图所示的装置演示牛顿第二定律。质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动，加速度为a。若用k表示细线的劲度系数，不计滑轮摩擦和绳子质量，则下列说法正确的是（）A.若保持F不变，将物体质量m减半，则加速度a将增大为原来的2倍B.若保持m不变，将恒力F增大为2F，则加速度a将增大为原来的2倍C.若保持F不变，将细线长度减半（k不变），则加速度a将增大D.若保持m不变，将恒力F增大为2F，同时将水平面倾角θ增大，则加速度a可能不变参考答案：B解析：根据牛顿第二定律F=ma，若保持m不变，将恒力F增大为2F，则加速度a将增大为原来的2倍。选项A错误，因为加速度a与质量m成反比，减半质量会导致加速度增大为原来的2倍；选项C错误，细线长度减半会导致k增大，但根据平衡条件F=kx，加速度a仍与F成正比；选项D错误，增大倾角θ会增加沿斜面向下的分力，导致加速度a增大。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至水平位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球在最低点时，所受合力为零B.小球在最低点时，细线张力T等于mgC.小球在最低点时，向心加速度大小为gD.小球从释放到最低点的过程中，机械能守恒参考答案：C解析：小球在最低点时，所受合力不为零，而是提供向心力，故A错误；细线张力T等于重力mg与向心力mv²/L之和，即T=mg+mv²/L，故B错误；向心加速度a=v²/L，根据能量守恒计算最低点速度v=√(gL)，代入得a=g，故C正确；由于细线张力做功，系统机械能不守恒，故D错误。3.如图所示，质量为m的木块静止在倾角为θ的粗糙斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。现用与斜面平行且向上的恒力F推木块，木块仍保持静止。下列说法正确的是（）A.木块所受静摩擦力大小等于FB.木块所受支持力大小等于mgcosθC.若增大F，木块仍能保持静止，则静摩擦力会增大D.若撤去恒力F，木块将沿斜面向下加速运动参考答案：B解析：木块保持静止时，沿斜面方向受力平衡，静摩擦力f=F-mgsinθ，故A错误；垂直斜面方向受力平衡，支持力N=mgcosθ，故B正确；若增大F，静摩擦力f将增大，但最大静摩擦力f_max=μN=μmgcosθ，若F超过此值木块将滑动，故C错误；若撤去F，沿斜面方向合力为mgsinθ，木块将加速下滑，故D正确。4.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，下列说法正确的是（）A.物体滑到斜面底端时的速度大小为√(2gh)B.物体克服摩擦力做的功等于mghC.物体滑到斜面底端时的动能等于mghD.物体在圆弧连接处受到的支持力大于mg参考答案：C解析：根据动能定理，物体滑到斜面底端时动能等于重力势能的减少量，即Ek=mgh，故C正确；物体滑到底端的速度v需考虑摩擦力做功，由动能定理mg(h-μhcosθ)=½mv²，解得v=√[2g(h-μhcosθ)]，故A错误；克服摩擦力做功W_f=μmgcosθ•h，故B错误；物体在圆弧连接处受支持力等于重力与向心力之和，但若圆弧半径足够大，支持力仍可能等于mg，故D错误。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球在最低点时，所受合力为零B.小球在最低点时，细线张力T等于mgC.小球在最低点时，向心加速度大小为gD.小球从释放到最低点的过程中，机械能守恒参考答案：C解析：小球在最低点时，所受合力不为零，而是提供向心力，故A错误；细线张力T等于重力mg与向心力mv²/L之和，即T=mg+mv²/L，故B错误；向心加速度a=v²/L，根据能量守恒计算最低点速度v=√(gL)，代入得a=g，故C正确；由于细线张力做功，系统机械能不守恒，故D错误。6.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。下列说法正确的是（）A.物体所受静摩擦力大小等于FB.物体所受支持力大小等于mgC.若增大F，物体将向右做加速运动D.若撤去恒力F，物体将向左做减速运动参考答案：B解析：物体做匀速运动时，水平方向受力平衡，静摩擦力f=F，故A错误；竖直方向受力平衡，支持力N=mg，故B正确；若增大F，水平方向合力不为零，物体将向右做加速运动，故C正确；若撤去F，水平方向合力为-f，物体将向左做减速运动，故D正确。7.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，下列说法正确的是（）A.物体滑到斜面底端时的速度大小为√(2gh)B.物体克服摩擦力做的功等于mghC.物体滑到斜面底端时的动能等于mghD.物体在圆弧连接处受到的支持力大于mg参考答案：C解析：根据动能定理，物体滑到斜面底端时动能等于重力势能的减少量，即Ek=mgh，故C正确；物体滑到底端的速度v需考虑摩擦力做功，由动能定理mg(h-μhcosθ)=½mv²，解得v=√[2g(h-μhcosθ)]，故A错误；克服摩擦力做功W_f=μmgcosθ•h，故B错误；物体在圆弧连接处受支持力等于重力与向心力之和，但若圆弧半径足够大，支持力仍可能等于mg，故D错误。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球在最低点时，所受合力为零B.小球在最低点时，细线张力T等于mgC.小球在最低点时，向心加速度大小为gD.小球从释放到最低点的过程中，机械能守恒参考答案：C解析：小球在最低点时，所受合力不为零，而是提供向心力，故A错误；细线张力T等于重力mg与向心力mv²/L之和，即T=mg+mv²/L，故B错误；向心加速度a=v²/L，根据能量守恒计算最低点速度v=√(gL)，代入得a=g，故C正确；由于细线张力做功，系统机械能不守恒，故D错误。9.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。下列说法正确的是（）A.物体所受静摩擦力大小等于FB.物体所受支持力大小等于mgC.若增大F，物体将向右做加速运动D.若撤去恒力F，物体将向左做减速运动参考答案：B解析：物体做匀速运动时，水平方向受力平衡，静摩擦力f=F，故A错误；竖直方向受力平衡，支持力N=mg，故B正确；若增大F，水平方向合力不为零，物体将向右做加速运动，故C正确；若撤去F，水平方向合力为-f，物体将向左做减速运动，故D正确。10.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，下列说法正确的是（）A.物体滑到斜面底端时的速度大小为√(2gh)B.物体克服摩擦力做的功等于mghC.物体滑到斜面底端时的动能等于mghD.物体在圆弧连接处受到的支持力大于mg参考答案：C解析：根据动能定理，物体滑到斜面底端时动能等于重力势能的减少量，即Ek=mgh，故C正确；物体滑到底端的速度v需考虑摩擦力做功，由动能定理mg(h-μhcosθ)=½mv²，解得v=√[2g(h-μhcosθ)]，故A错误；克服摩擦力做功W_f=μmgcosθ•h，故B错误；物体在圆弧连接处受支持力等于重力与向心力之和，但若圆弧半径足够大，支持力仍可能等于mg，故D错误。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的粗糙斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用与斜面平行且向上的恒力F推物体，木块仍保持静止。则木块所受静摩擦力大小为________，方向________。参考答案：F-mgsinθ；沿斜面向下解析：沿斜面方向受力平衡，静摩擦力f=F-mgsinθ，方向沿斜面向下。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，则小球在最低点时向心加速度大小为________。参考答案：g；解析：根据能量守恒，最低点速度v=√(gL)，向心加速度a=v²/L=g。3.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，则物体克服摩擦力做的功为________。参考答案：μmgcosθ•h；解析：克服摩擦力做功W_f=μmgcosθ•h。4.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。则物体所受支持力大小为________。参考答案：mg；解析：竖直方向受力平衡，支持力N=mg。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，则小球在最低点时细线张力T与重力mg的差值等于________。参考答案：mv²/L；解析：细线张力T等于重力mg与向心力mv²/L之和，即T=mg+mv²/L，差值为mv²/L。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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，则物体滑到斜面底端时的动能Ek与重力势能mgh的比值等于________。参考答案：(1-μcosθ)；解析：根据动能定理，Ek=mg(h-μhcosθ)，故Ek/mgh=1-μcosθ。7.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。则物体所受静摩擦力大小为________。参考答案：F；解析：水平方向受力平衡，静摩擦力f=F。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，则小球在最低点时细线张力T与重力mg的比值等于________。参考答案：(3+2sinθ)；解析：细线张力T等于重力mg与向心力mv²/L之和，即T=mg+mv²/L，而v²=2gL(1-cosθ)=4gLsin²(θ/2)，代入得T=mg+4mgsin²(θ/2)/L，比值约为3+2sinθ（近似处理）。9.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，则物体滑到斜面底端时的速度大小v与重力加速度g的比值等于________。参考答案：√(2(1-μcosθ)/sinθ)；解析：根据动能定理，½mv²=mg(h-μhcosθ)，解得v=√[2g(h-μhcosθ)/m]，比值约为√(2(1-μcosθ)/sinθ)。10.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。则物体所受支持力与重力mg的比值等于________。参考答案：1；解析：竖直方向受力平衡，支持力N=mg，故比值等于1。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的粗糙斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用与斜面平行且向上的恒力F推物体，木块仍保持静止。若增大F，则物体所受静摩擦力会增大。参考答案：错误解析：静摩擦力最大值f_max=μN=μmgcosθ，若F超过此值物体将滑动，故静摩擦力不会无限增大。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，则小球在最低点时向心加速度大小等于g。参考答案：正确解析：根据能量守恒，最低点速度v=√(gL)，向心加速度a=v²/L=g。3.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，则物体滑到斜面底端时的动能等于mgh。参考答案：错误解析：克服摩擦力做功W_f=μmgcosθ•h，故动能Ek=mgh-W_f=mgh-μmgcosθ•h。4.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。则物体所受支持力大小等于mg。参考答案：正确解析：竖直方向受力平衡，支持力N=mg。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，则小球从释放到最低点的过程中，机械能守恒。参考答案：错误解析：细线张力做功，系统机械能不守恒。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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，则物体滑到斜面底端时的速度大小与重力加速度g有关。参考答案：正确解析：根据动能定理，½mv²=mg(h-μhcosθ)，速度v与g有关。7.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。则物体所受静摩擦力大小等于F。参考答案：正确解析：水平方向受力平衡，静摩擦力f=F。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，则小球在最低点时细线张力T大于重力mg。参考答案：正确解析：细线张力T等于重力mg与向心力mv²/L之和，即T>mg。9.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，则物体滑到斜面底端时的动能小于mgh。参考答案：正确解析：克服摩擦力做功W_f=μmgcosθ•h，故动能Ek=mgh-W_f<mgh。10.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。则物体所受支持力与重力mg的比值等于1。参考答案：正确解析：竖直方向受力平衡，支持力N=mg，故比值等于1。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用与斜面平行且向上的恒力F推物体，木块仍保持静止。请解释为什么物体不会沿斜面向上运动。参考答案：沿斜面方向受力平衡，静摩擦力f=F-mgsinθ。若F减小，静摩擦力会增大以维持平衡；若F增大，静摩擦力会减小，但最大静摩擦力f_max=μN=μmgcosθ，只要F不超过此值，物体仍能保持静止。因此，只要F足够小，物体不会沿斜面向上运动。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。请解释为什么细线张力T大于重力mg。参考答案：小球在最低点时，所受合力提供向心力，即T-mg=mv²/L。由于v=√(gL)，代入得T=mg+mv²/L>mg。因此，细线张力T大于重力mg。3.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，请解释为什么物体滑到斜面底端时的动能小于mgh。参考答案：物体滑下过程中克服摩擦力做功W_f=μmgcosθ•h，这部分能量转化为内能，故动能Ek=mgh-W_f<mgh。4.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。请解释为什么物体不会沿水平面向左运动。参考答案：水平方向受力平衡，静摩擦力f=F。若F减小，静摩擦力会增大以维持平衡；若F增大，静摩擦力会减小，但最大静摩擦力f_max=μN=μmg，只要F不超过此值，物体仍能保持静止。因此，只要F足够小，物体不会沿水平面向左运动。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。请解释为什么小球在最低点时细线张力T大于重力mg。参考答案：小球在最低点时，所受合力提供向心力，即T-mg=mv²/L。由于v=√(gL)，代入得T=mg+mv²/L>mg。因此，细线张力T大于重力mg。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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，请解释为什么物体滑到斜面底端时的速度大小与重力加速度g有关。参考答案：根据动能定理，½mv²=mg(h-μhcosθ)，速度v=√[2g(h-μhcosθ)/m]，与g有关。因此，物体滑到斜面底端时的速度大小与重力加速度g有关。7.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。请解释为什么物体不会沿水平面向左运动。参考答案：水平方向受力平衡，静摩擦力f=F。若F减小，静摩擦力会增大以维持平衡；若F增大，静摩擦力会减小，但最大静摩擦力f_max=μN=μmg，只要F不超过此值，物体仍能保持静止。因此，只要F足够小，物体不会沿水平面向左运动。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。请解释为什么小球从释放到最低点的过程中，机械能不守恒。参考答案：细线张力做功，这部分能量转化为内能，故系统机械能不守恒。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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，求物体滑到斜面底端时的速度大小。解题思路：根据动能定理，½mv²=mg(h-μhcosθ)，解得v=√[2g(h-μhcosθ)/m]。参考答案：v=√[2g(h-μhcosθ)/m]解析：根据动能定理，½mv²=mg(h-μhcosθ)，解得v=√[2g(h-μhcosθ)/m]。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，求小球在最低点时细线张力T的大小。解题思路：根据牛顿第二定律，T-mg=mv²/L，而v=√(gL)，代入得T=mg+mg=2mg。参考答案：T=2mg解析：根据牛顿第二定律，T-mg=mv²/L，而v=√(gL)，代入得T=mg+mg=2mg。3.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。求物体所受静摩擦力的大小。解题思路：水平方向受力平衡，静摩擦力f=F。参考答案：f=F解析：水平方向受力平衡，静摩擦力f=F。4.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。不计物体通过光滑圆弧连接处时的能量损失，求物体克服摩擦力做的功。解题思路：根据功的定义，W_f=μmgcosθ•h。参考答案：W_f=μmgcosθ•h解析：根据功的定义，W_f=μmgcosθ•h。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，求小球在最低点时向心加速度的大小。解题思路：根据牛顿第二定律，T-mg=mv²/L，而v=√(gL)，代入得a=v²/L=g。参考答案：a=g解析：根据牛顿第二定律，T-mg=mv²/L，而v=√(gL)，代入得a=v²/L=g。6.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面平行且向右的恒力F推物体，物体恰好做匀速直线运动。求物体所受支持力的大小。解题思路：竖直方向受力平衡，支持力N=mg。参考答案：N=mg解析：竖直方向受力平衡，支持力N=mg。7.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂于O点，将小球拉至与细线垂直的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细线张力为T。若不计空气阻力，求小球从释放到最低点的过程中，机械能的变化量。解题思路：机械能变化量等于细线张力做功，即ΔE=-½mv²=-½m(√(gL))²=-½mgL。参考答案：ΔE=