2026年北师大版高中物理选修3-1第4章力学练习题

2026年北师大版高中物理选修3-1第4章力学练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，关于力的合成与分解，下列说法正确的是（）A.两个互成角度的力合成时，合力一定大于分力B.力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则C.在共点力作用下，物体平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力等大反向D.分力的大小一定小于合力的大小2.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面对物体的支持力大小为N，摩擦力大小为f。下列关于支持力与摩擦力的说法，正确的是（）A.支持力N等于重力mg的垂直分量mgsinθB.摩擦力f等于重力mg的平行分量mgcosθC.若斜面光滑（f=0），则N=mgcosθ，此时物体仍受静摩擦力作用D.支持力N与摩擦力f的合力等于重力mg3.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，关于牛顿运动定律的应用，下列说法正确的是（）A.牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因B.牛顿第二定律F=ma中的加速度a与合外力F成正比，与质量m成反比C.牛顿第三定律适用于一切相互作用力，包括接触力和非接触力D.在非惯性参考系中，牛顿运动定律仍然完全适用4.如图所示，质量为m的物体用细绳悬挂在O点，细绳与竖直方向的夹角为α。下列关于物体受力分析的说法，正确的是（）A.物体受重力mg和拉力T两个力的作用B.拉力T的大小等于重力mgC.拉力T的水平分量等于Tsinα，竖直分量等于TcosαD.细绳对物体的拉力方向沿细绳方向5.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，关于曲线运动的描述，下列说法正确的是（）A.做曲线运动的物体，其速度方向一定改变，但加速度可能为零B.平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度方向始终指向轨迹的凹侧C.匀速圆周运动是变加速运动，其加速度大小不变但方向时刻改变D.在任何曲线运动中，物体的速度大小和方向都同时改变6.如图所示，质量为m的物体在粗糙水平面上向右运动，受到水平拉力F的作用，动摩擦因数为μ。下列关于物体受力的说法，正确的是（）A.物体受重力mg、支持力N、拉力F和摩擦力f四个力的作用B.摩擦力f的大小等于μmg，方向水平向左C.若拉力F增大，摩擦力f的大小也一定增大D.物体做匀速运动时，拉力F等于摩擦力f7.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，关于功和能的关系，下列说法正确的是（）A.功是标量，没有方向但有正负之分B.重力做正功时，重力势能一定减小C.摩擦力做功时，机械能一定守恒D.动能定理表明合外力做功等于物体动能的变化量8.如图所示，质量为m的小球从高度为h的A点自由下落，与地面碰撞后反弹到高度为h/2的B点。不计空气阻力，下列关于小球运动的说法，正确的是（）A.小球从A点到地面的过程中，重力做正功mghB.小球从地面反弹到B点的过程中，重力做负功mgh/2C.小球碰撞地面时，机械能守恒D.小球从A点到B点的过程中，机械能不守恒9.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，关于冲量和动量的关系，下列说法正确的是（）A.冲量是矢量，方向与动量方向相同B.动量定理表明合外力的冲量等于物体动量的变化量C.在碰撞过程中，系统的动量守恒但机械能不一定守恒D.冲量越大，物体的动量变化量越小10.如图所示，质量为m的物体在光滑水平面上以速度v向右运动，与质量为2m的静止物体发生弹性正碰。碰撞后，两物体的速度分别为v₁和v₂，下列关于碰撞后速度的说法，正确的是（）A.动量守恒，mv=mv₁+2mv₂B.机械能守恒，1/2mv²=1/2mv₁²+1/2×2mv₂²C.碰撞后两物体速度方向一定相反D.碰撞后两物体速度大小关系为v₁>v₂二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，两个共点力的大小分别为F₁=10N和F₂=8N，它们的夹角为θ。当θ=30°时，合力的大小为________N；当θ=120°时，合力的大小为________N。2.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面对物体的支持力大小为N，摩擦力大小为f。若θ增大，支持力N将________（填“增大”“减小”或“不变”），摩擦力f将________（填“增大”“减小”或“不变”）。3.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，牛顿第二定律的表达式为F=ma，其中F表示合外力，m表示质量，a表示加速度。该定律的适用条件是________和________。4.如图所示，质量为m的物体用细绳悬挂在O点，细绳与竖直方向的夹角为α。细绳对物体的拉力大小为________，拉力的水平分量大小为________，竖直分量大小为________。5.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，做平抛运动的物体，其水平方向做________运动，竖直方向做________运动，加速度大小为________，方向为________。6.如图所示，质量为m的物体在粗糙水平面上向右运动，受到水平拉力F的作用，动摩擦因数为μ。若物体做匀速运动，拉力F的大小为________；若物体做加速运动，拉力F的大小将________（填“大于”“小于”或“等于”）摩擦力f。7.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，功的定义是力与位移的乘积，表达式为W=________。重力做功与路径________（填“有关”或“无关”）。8.如图所示，质量为m的小球从高度为h的A点自由下落，与地面碰撞后反弹到高度为h/2的B点。不计空气阻力，小球从A点到地面的过程中，重力做功为________，小球碰撞地面时，机械能________（填“守恒”或“不守恒”）。9.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，冲量的定义是力与时间的乘积，表达式为I=________。动量定理表明合外力的冲量等于物体动量的________。10.如图所示，质量为m的物体在光滑水平面上以速度v向右运动，与质量为2m的静止物体发生弹性正碰。碰撞后，两物体的速度分别为v₁和v₂，根据动量守恒定律，有________；根据机械能守恒定律，有________。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，两个互成角度的力合成时，合力一定大于任意一个分力。2.力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。3.在共点力作用下，物体平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力等大反向。4.分力的大小一定大于合力的大小。5.若斜面光滑（f=0），则支持力N等于重力mg的垂直分量mgsinθ。6.牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因。7.牛顿第二定律F=ma中的加速度a与合外力F成正比，与质量m成反比。8.牛顿第三定律适用于一切相互作用力，包括接触力和非接触力。9.在非惯性参考系中，牛顿运动定律仍然完全适用。10.做曲线运动的物体，其速度方向一定改变，但加速度可能为零。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，简述力的合成与分解的基本原理。2.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面对物体的支持力大小为N，摩擦力大小为f。请写出支持力N和摩擦力f的表达式。3.请简述牛顿运动定律的三个定律分别揭示了什么物理规律。4.如图所示，质量为m的物体用细绳悬挂在O点，细绳与竖直方向的夹角为α。请写出细绳对物体的拉力大小和方向的表达式。5.请简述平抛运动的特点和规律。6.请简述功和能的关系，并举例说明。7.请简述冲量和动量的关系，并举例说明。8.请简述弹性碰撞和非弹性碰撞的区别。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的物体在粗糙水平面上向右运动，受到水平拉力F的作用，动摩擦因数为μ。请写出物体受力的完整表达式，并分析物体做匀速运动和加速运动时拉力F的大小关系。2.如图所示，质量为m的小球从高度为h的A点自由下落，与地面碰撞后反弹到高度为h/2的B点。不计空气阻力，请计算小球从A点到地面的过程中，重力做功的大小。3.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，请写出动量定理的表达式，并解释其物理意义。4.如图所示，质量为m的物体在光滑水平面上以速度v向右运动，与质量为2m的静止物体发生弹性正碰。请写出碰撞前后动量守恒和机械能守恒的表达式。5.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，请解释什么是功，并举例说明正功、负功和零功的区别。6.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，请解释什么是冲量，并举例说明冲量与动量的关系。7.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，请解释什么是机械能守恒，并举例说明机械能守恒的条件。8.在北师大版高中物理选修3-1第4章力学中，请解释什么是曲线运动，并举例说明曲线运动的条件。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B解析：力的合成与分解遵循平行四边形定则，力的分解是力的合成的逆运算。选项A错误，因为合力可能大于、小于或等于分力；选项B正确；选项C错误，因为平衡时任意两个力的合力与第三个力等大反向；选项D错误，因为分力的大小可能大于、小于或等于合力。2.C解析：支持力N等于重力mg的垂直分量mgcosθ，摩擦力f等于重力mg的平行分量mgsinθ。选项A错误；选项B错误；选项C正确，若斜面光滑（f=0），则N=mgcosθ，此时物体仍受静摩擦力作用；选项D错误，支持力N与摩擦力f的合力不一定等于重力mg。3.B解析：牛顿第一定律揭示了惯性是物体保持运动状态的原因，选项A错误；牛顿第二定律F=ma中的加速度a与合外力F成正比，与质量m成反比，选项B正确；牛顿第三定律适用于接触力，不适用于非接触力，选项C错误；在非惯性参考系中，牛顿运动定律不适用，选项D错误。4.A解析：物体受重力mg和拉力T两个力的作用，选项A正确；拉力T的大小等于重力mg的分量，但不等于mg，选项B错误；拉力T的水平分量等于Tsinα，竖直分量等于Tcosα，选项C错误；细绳对物体的拉力方向沿细绳方向，选项D错误。5.C解析：做曲线运动的物体，其速度方向一定改变，加速度不为零，选项A错误；平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度方向始终竖直向下，选项B错误；匀速圆周运动是变加速运动，其加速度大小不变但方向时刻改变，选项C正确；在曲线运动中，速度大小和方向可能同时改变，也可能只改变方向，选项D错误。6.B解析：物体受重力mg、支持力N、拉力F和摩擦力f四个力的作用，选项A正确；摩擦力f的大小等于μmg，方向水平向左，选项B正确；若拉力F增大，摩擦力f的大小不一定增大，因为静摩擦力的大小与外力有关，选项C错误；物体做匀速运动时，拉力F等于摩擦力f，选项D错误。7.A解析：功是标量，没有方向但有正负之分，选项A正确；重力做正功时，重力势能一定减小，选项B正确但不是最佳答案；摩擦力做功时，机械能不一定守恒，选项C错误；动能定理表明合外力做功等于物体动能的变化量，选项D正确但不是最佳答案。8.A解析：小球从A点到地面的过程中，重力做正功mgh，选项A正确；小球从地面反弹到B点的过程中，重力做负功mgh/2，选项B错误；小球碰撞地面时，机械能不守恒，选项C错误；小球从A点到B点的过程中，机械能不守恒，选项D错误。9.B解析：冲量是矢量，方向与动量变化量方向相同，选项A错误；动量定理表明合外力的冲量等于物体动量的变化量，选项B正确；在碰撞过程中，系统的动量守恒但机械能不一定守恒，选项C正确但不是最佳答案；冲量越大，物体的动量变化量越大，选项D错误。10.B解析：动量守恒，mv=mv₁+2mv₂，选项A错误；机械能守恒，1/2mv²=1/2mv₁²+1/2×2mv₂²，选项B正确；碰撞后两物体速度方向不一定相反，选项C错误；碰撞后两物体速度大小关系为v₁<v₂，选项D错误。二、填空题1.17.6N；4N解析：当θ=30°时，合力的大小为√(F₁²+F₂²+2F₁F₂cosθ)=√(10²+8²+2×10×8×cos30°)=17.6N；当θ=120°时，合力的大小为√(F₁²+F₂²-2F₁F₂cosθ)=√(10²+8²-2×10×8×cos120°)=4N。2.增大；增大解析：若θ增大，支持力N将增大，因为N=mgcosθ；摩擦力f将增大，因为f=mgsinθ。3.惯性参考系；宏观低速解析：牛顿第二定律的适用条件是惯性参考系和宏观低速。4.√(mgcosα)²+(mgsinα)²=mg；mgsinα；mgcosα解析：细绳对物体的拉力大小为√(T_x²+T_y²)=√((mgsinα)²+(mgcosα)²)=mg；拉力的水平分量大小为mgsinα；竖直分量大小为mgcosα。5.匀速直线；自由落体；g；竖直向下解析：做平抛运动的物体，其水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，加速度大小为g，方向为竖直向下。6.μmg；大于解析：若物体做匀速运动，拉力F等于摩擦力f，大小为μmg；若物体做加速运动，拉力F大于摩擦力f。7.Fscosθ；无关解析：功的定义是力与位移的乘积，表达式为W=Fscosθ；重力做功与路径无关。8.mgh；不守恒解析：小球从A点到地面的过程中，重力做功为mgh；小球碰撞地面时，机械能不守恒。9.FΔt；变化量解析：冲量的定义是力与时间的乘积，表达式为I=FΔt；动量定理表明合外力的冲量等于物体动量的变化量。10.mv=mv₁+2mv₂；1/2mv²=1/2mv₁²+1/2×2mv₂²解析：根据动量守恒定律，有mv=mv₁+2mv₂；根据机械能守恒定律，有1/2mv²=1/2mv₁²+1/2×2mv₂²。三、判断题1.×解析：两个互成角度的力合成时，合力可能大于、小于或等于任意一个分力。2.√解析：力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。3.√解析：在共点力作用下，物体平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力等大反向。4.×解析：分力的大小可能大于、小于或等于合力。5.×解析：若斜面光滑（f=0），则支持力N等于重力mg的垂直分量mgcosθ。6.√解析：牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因。7.√解析：牛顿第二定律F=ma中的加速度a与合外力F成正比，与质量m成反比。8.×解析：牛顿第三定律适用于接触力，不适用于非接触力。9.×解析：在非惯性参考系中，牛顿运动定律不适用。10.√解析：做曲线运动的物体，其速度方向一定改变，但加速度可能为零。四、简答题1.力的合成与分解遵循平行四边形定则，力的分解是力的合成的逆运算。力的合成是将多个力合成为一个力，力的分解是将一个力分解为多个分力。力的合成与分解的基本原理是矢量运算，遵循平行四边形定则。2.支持力N等于重力mg的垂直分量mgcosθ，摩擦力f等于重力mg的平行分量mgsinθ。3.牛顿第一定律揭示了惯性是物体保持运动状态的原因；牛顿第二定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，F=ma；牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力总是等大反向。4.细绳对物体的拉力大小为√(mgcosα)²+(mgsinα)²=mg；拉力的水平分量大小为mgsinα；竖直分量大小为mgcosα。5.平抛运动是匀变速曲