2025-2026年江苏省高三物理第4课力学综合测试题

2025-2026年江苏省高三物理第4课力学综合测试题一、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，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，两次拉力相同，则加速度a相同。根据运动学公式x=½at²，质量变化不影响位移，故位移仍为8m。2.如图所示，倾角为θ的斜面上有一质量为m的小球，用与斜面成α角的轻绳系住，小球静止时绳的拉力大小为T。若保持α角不变，将斜面倾角θ逐渐增大，则T的大小变化情况为（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大解析：对小球进行受力分析，沿斜面方向mg•sinθ=T•cosα，垂直斜面方向N+T•sinα=mg•cosθ。随着θ增大，sinθ增大，cosθ减小，若α固定，T必然增大。3.质量为m的小球以速度v水平抛出，不计空气阻力，落地时速度方向与水平方向成θ角。则小球在空中运动的时间为（）A.v/gB.v²/gC.g/vD.v•sinθ/g解析：落地时速度分解为水平v_x=vcosθ，竖直v_y=vsinθ。由v_y=gt，得t=vsinθ/g。4.如图所示，质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。若用水平力F推木块，使木块沿斜面向上匀速运动，则F的大小为（）A.mg(sinθ+μcosθ)B.mg(sinθ-μcosθ)C.F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)D.F=mg/(cosθ+μsinθ)解析：沿斜面方向平衡：Fcosθ-mgsinθ-μN=0，垂直斜面方向平衡：N-mgcosθ=0。联立解得F=mg(sinθ+μcosθ)/cosθ。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的角速度ω为（）A.√(g/L)B.√(gcosθ/L)C.√(g/Lcosθ)D.√(g/Lsinθ)解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)。6.如图所示，质量为m的木块静止在光滑水平面上，用长为L的轻绳连接质量为M的物体，物体悬挂在O点。现用水平恒力F拉木块，使系统保持相对静止，则绳的拉力大小为（）A.F/(M+m)B.FL/(M+m)C.F•M/(M+m)D.F•m/(M+m)解析：对整体系统受力分析，F=(M+m)a。对木块受力分析，F-T=ma。联立解得T=F•m/(M+m)。7.如图所示，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：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为v，则小球在最高点时绳的拉力大小为（）A.0B.mgC.mv²/LD.mg+mv²/L解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。9.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的线速度大小为（）A.√(gL)B.√(gLcosθ)C.√(gLsinθ)D.√(gL/cosθ)解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv²/r，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得v=√(gLcosθ)。10.如图所示，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：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。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的木块静止在倾角为θ的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。若用水平力F推木块，使木块沿斜面向上匀速运动，则F的大小为______。参考答案：F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)解析：沿斜面方向平衡：Fcosθ-mgsinθ-μN=0，垂直斜面方向平衡：N-mgcosθ=0。联立解得F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。2.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的角速度ω为______。参考答案：ω=√(g/Lcosθ)解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)。3.如图所示，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：N=mg+mv²/R解析：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。4.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为v，则小球在最高点时绳的拉力大小为______。参考答案：T=mv²/L-mg（v>√(gL)时）解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的线速度大小为______。参考答案：v=√(gLcosθ)解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv²/r，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得v=√(gLcosθ)。6.如图所示，质量为m的木块静止在光滑水平面上，用长为L的轻绳连接质量为M的物体，物体悬挂在O点。现用水平恒力F拉木块，使系统保持相对静止，则绳的拉力大小为______。参考答案：T=F•m/(M+m)解析：对整体系统受力分析，F=(M+m)a。对木块受力分析，F-T=ma。联立解得T=F•m/(M+m)。7.如图所示，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，则小球在空中运动的时间为______。参考答案：t=2√(h/R)解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。由h=½gt²，得t=2√(h/g)。圆周运动半径r=R，故t=2√(h/R)。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为v，则小球做圆周运动的角速度ω为______。参考答案：ω=√(v²/R)解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/R。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则ω=√(v²/R)。9.如图所示，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：N=mg+mv²/R解析：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。10.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的线速度大小为______。参考答案：v=√(gLcosθ)解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv²/r，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得v=√(gLcosθ)。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的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的角速度ω与绳的拉力T成正比。（×）解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)，与T无关。2.如图所示，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mg+mv²/R。（√）解析：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。3.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为v，则小球在最高点时绳的拉力大小为mv²/L-mg（v>√(gL)时）。（√）解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。4.如图所示，质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。若用水平力F推木块，使木块沿斜面向上匀速运动，则F的大小为F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。（√）解析：沿斜面方向平衡：Fcosθ-mgsinθ-μN=0，垂直斜面方向平衡：N-mgcosθ=0。联立解得F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的线速度大小为√(gLcosθ)。（√）解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv²/r，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得v=√(gLcosθ)。6.如图所示，质量为m的木块静止在光滑水平面上，用长为L的轻绳连接质量为M的物体，物体悬挂在O点。现用水平恒力F拉木块，使系统保持相对静止，则绳的拉力大小为F•m/(M+m)。（√）解析：对整体系统受力分析，F=(M+m)a。对木块受力分析，F-T=ma。联立解得T=F•m/(M+m)。7.如图所示，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，则小球在空中运动的时间为2√(h/R)。（√）解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。由h=½gt²，得t=2√(h/g)。圆周运动半径r=R，故t=2√(h/R)。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为v，则小球做圆周运动的角速度ω为√(v²/R)（v>√(gL)时）。（√）解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则ω=√(v²/R)。9.如图所示，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N=mg+mv²/R。（√）解析：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。10.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。则小球做圆周运动的线速度大小为v=√(gLcosθ)。（√）解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv²/r，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得v=√(gLcosθ)。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的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。请推导小球做圆周运动的角速度ω的表达式。解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)。2.如图所示，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。请解释为什么小球在B点受到的轨道支持力大小为N=mg+mv²/R。解析：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。3.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为v，请解释为什么小球在最高点时绳的拉力大小为T=mv²/L-mg（v>√(gL)时）。解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。4.如图所示，质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。请解释为什么用水平力F推木块，使木块沿斜面向上匀速运动时，F的大小为F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。解析：沿斜面方向平衡：Fcosθ-mgsinθ-μN=0，垂直斜面方向平衡：N-mgcosθ=0。联立解得F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。5.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为θ。请解释为什么小球做圆周运动的线速度大小为v=√(gLcosθ)。解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv²/r，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得v=√(gLcosθ)。6.如图所示，质量为m的木块静止在光滑水平面上，用长为L的轻绳连接质量为M的物体，物体悬挂在O点。现用水平恒力F拉木块，使系统保持相对静止，请解释为什么绳的拉力大小为T=F•m/(M+m)。解析：对整体系统受力分析，F=(M+m)a。对木块受力分析，F-T=ma。联立解得T=F•m/(M+m)。7.如图所示，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。请解释为什么小球在空中运动的时间为t=2√(h/R)。解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。由h=½gt²，得t=2√(h/g)。圆周运动半径r=R，故t=2√(h/R)。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为v，请解释为什么小球做圆周运动的角速度ω为√(v²/R)（v>√(gL)时）。解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则ω=√(v²/R)。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的小球用长为1m的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为30°。求小球做圆周运动的角速度ω和线速度v的大小。解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sin30°=mv²/r，其中r=1×sin30°=0.5m。竖直方向平衡：T•cos30°=mg。联立解得T=20N，sin30°=0.5，cos30°=√3/2。ω=√(g/Lcosθ)=√(9.8/1×√3/2)=√(19.6/√3)≈4.04rad/s。v=rω=0.5×4.04≈2.02m/s。2.如图所示，质量为3kg的小球从高为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。解析：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。由动能定理：mgh=½mv²，得v=√(2gh)=√(2×9.8×5)=10m/s。N=mg+mv²/R=3×9.8+3×10²/2=294N。3.如图所示，质量为4kg的小球用长为2m的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在竖直面内做圆周运动，最高点速度为8m/s。求小球在最高点时绳的拉力大小。解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。T=mv²/L-mg=4×8²/2-4×9.8=128-39.2=88.8N。4.如图所示，质量为2kg的木块静止在倾角为37°的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5。若用水平力F推木块，使木块沿斜面向上匀速运动，求F的大小。解析：沿斜面方向平衡：Fcos37°-2×9.8×sin37°-0.5N=0，垂直斜面方向平衡：N-2×9.8×cos37°=0。N=2×9.8×cos37°≈15.68N。Fcos37°-2×9.8×sin37°-0.5×15.68=0，解得F≈32.4N。5.如图所示，质量为3kg的木块静止在光滑水平面上，用长为1m的轻绳连接质量为2kg的物体，物体悬挂在O点。现用水平恒力F=50N拉木块，使系统保持相对静止，求绳的拉力大小。解析：对整体系统受力分析，F=(3+2)a，a=50/(3+2)=10m/s²。对木块受力分析，F-T=3a。T=50-3×10=20N。6.如图所示，质量为2kg的小球从高为10m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3m，求小球在空中运动的时间。解析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。由h=½gt²，得t=2√(h/g)=2√(10/9.8)≈2.04s。7.如图所示，质量为4kg的小球用长为2m的轻绳悬挂，悬点O固定。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角为45°。求小球做圆周运动的角速度ω和线速度v的大小。解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sin45°=mv²/r，其中r=2×sin45°≈1.41m。竖直方向平衡：T•cos45°=mg。联立解得T≈56.57N，sin45°=cos45°=√2/2。ω=√(g/Lcosθ)=√(9.8/2×√2/2)=√(9.8/√2)≈3.54rad/s。v=rω=1.41×3.54≈4.99m/s。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C2.A3.A4.A5.C6.C7.C8.C9.C10.C解析：2.根据牛顿第二定律F=ma，两次拉力相同，则加速度a相同。根据运动学公式x=½at²，质量变化不影响位移，故位移仍为8m。3.沿斜面方向平衡：Fcosθ-mgsinθ-μN=0，垂直斜面方向平衡：N-mgcosθ=0。联立解得F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。4.平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。由h=½gt²，得t=2√(h/g)。圆周运动半径r=R，故t=2√(h/R)。5.在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。6.向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)。二、填空题1.F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)解析：沿斜面方向平衡：Fcosθ-mgsinθ-μN=0，垂直斜面方向平衡：N-mgcosθ=0。联立解得F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。2.ω=√(g/Lcosθ)解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)。3.N=mg+mv²/R解析：在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。4.T=mv²/L-mg（v>√(gL)时）解析：在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。5.v=√(gLcosθ)解析：向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv²/r，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得v=√(gLcosθ)。三、判断题1.×22.√23.√24.√25.√26.√27.√28.√29.√30.√解析：2.向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)，与T无关。3.在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。4.在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。四、简答题1.向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mrω²，其中r=Lsinθ。竖直方向平衡：T•cosθ=mg。联立解得ω=√(g/Lcosθ)。2.在B点受力分析，支持力N与重力mg的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。解得N=mg+mv²/R。3.在最高点受力分析，重力mg与绳的拉力T的合力提供向心力：mg+T=mv²/L。若刚好能通过最高点，则T=0，此时速度v=√(gL)。若v>√(gL)，则T=mv²/L-mg。4.沿斜面方向平衡：Fcosθ-mgsinθ-μN=0，垂直斜面方向平衡：N-mgcosθ=0。联立解得F=(mgcosθ+μmg)/(cosθ-sinθ)。5.向心力由绳子拉力的水平分量提供：T•sinθ=mv