2026年北师大版高一物理第4章力学综合测试卷及答案

2026年北师大版高一物理第4章力学综合测试卷及答案第1页共1页2026年北师大版高一物理第4章力学综合测试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.一个物体静止在水平桌面上，下列说法正确的是A.物体对桌面的压力就是物体的重力B.桌面对物体的支持力是物体受到的重力的平衡力C.物体对桌面的压力是由于物体发生形变产生的D.物体受到的重力与桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力参考答案：B2.关于摩擦力，下列说法正确的是A.滑动摩擦力总是阻碍物体运动B.静摩擦力的大小与正压力成正比C.接触面越粗糙，静摩擦力越大D.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反参考答案：D3.一根轻质弹簧原长为L，将其一端固定，另一端悬挂一个质量为m的物体，弹簧伸长量为ΔL。若将弹簧截去一半，再悬挂同一个物体，弹簧伸长量变为A.ΔL/2B.ΔLC.2ΔLD.ΔL/4参考答案：C4.如图所示，一个物体从倾角为θ的斜面顶端由静止下滑，不计摩擦，下列说法正确的是A.物体的加速度大小为gB.物体下滑过程中机械能守恒C.物体下滑过程中动能增加，重力势能减少D.物体下滑过程中受到的合外力大小为mgsinθ参考答案：B5.如图所示，一个质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，物体恰好能沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是A.物体受到的摩擦力大小为μmgcosθB.物体受到的摩擦力方向沿斜面向上C.物体受到的合外力为零D.物体受到的摩擦力大小为mgsinθ参考答案：B6.如图所示，一个质量为m的物体放在水平桌面上，用一根细绳通过一个光滑的定滑轮连接一个质量为m的物体，物体与桌面间的动摩擦因数为μ，系统处于静止状态，下列说法正确的是A.水平桌面对物体的支持力大小为2mgB.细绳对物体的拉力大小为mgC.物体受到的摩擦力大小为μmgD.物体受到的合外力为零参考答案：D7.如图所示，一个质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，用与斜面成α角的力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，下列说法正确的是A.推力F的大小为(mgsinθ+μmgcosθ)/cosαB.物体受到的摩擦力方向沿斜面向下C.物体受到的合外力为零D.物体受到的摩擦力大小为μmg参考答案：A8.如图所示，一个质量为m的物体放在水平桌面上，用一根细绳通过一个光滑的定滑轮连接一个质量为2m的物体，物体与桌面间的动摩擦因数为μ，系统处于静止状态，下列说法正确的是A.水平桌面对物体的支持力大小为3mgB.细绳对物体的拉力大小为2mgC.物体受到的摩擦力大小为2μmgD.物体受到的合外力为零参考答案：D9.如图所示，一个质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，用水平力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，下列说法正确的是A.推力F的大小为(mgsinθ+μmgcosθ)/cosθB.物体受到的摩擦力方向沿斜面向下C.物体受到的合外力为零D.物体受到的摩擦力大小为μmg参考答案：A10.如图所示，一个质量为m的物体放在水平桌面上，用一根细绳通过一个光滑的定滑轮连接一个质量为m的物体，物体与桌面间的动摩擦因数为μ，系统处于静止状态，下列说法正确的是A.水平桌面对物体的支持力大小为2mgB.细绳对物体的拉力大小为mgC.物体受到的摩擦力大小为μmgD.物体受到的合外力为零参考答案：D二、填空题（共10小题，每题2分）1.在国际单位制中，力的单位是______。参考答案：牛顿2.物体保持原来运动状态的性质叫______。参考答案：惯性3.重力是由于地球对物体的______而产生的。参考答案：吸引4.摩擦力总是阻碍物体间的______。参考答案：相对运动5.匀速直线运动是______的特例。参考答案：匀变速直线运动6.牛顿第二定律的公式表达式为______。参考答案：F=ma7.一个物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则这三个力的合力等于______。参考答案：零8.力学中研究的物体可以简化为______的模型。参考答案：质点9.滑动摩擦力的大小与物体间的动摩擦因数和______有关。参考答案：正压力10.物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，则3s内物体的位移是______米。参考答案：9三、判断题（共10小题，每题2分）1.物体受到的合外力越大，其运动状态改变得越快。参考答案：√2.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其加速度为零。参考答案：×3.重力的方向总是垂直于支持面。参考答案：×4.两个物体相互作用时，作用力与反作用力一定同时产生、同时消失。参考答案：√5.滑动摩擦力的大小总是等于动摩擦因数乘以正压力。参考答案：×6.物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的静摩擦力为零。参考答案：×7.合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。参考答案：√8.两个相互接触的物体之间如果没有相对运动或相对运动的趋势，则一定没有摩擦力产生。参考答案：×9.在粗糙水平面上，物体受到的最大静摩擦力一定大于它受到的滑动摩擦力。参考答案：√10.物体从高处自由下落时，它的机械能会逐渐减小。参考答案：×四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述牛顿第一定律的内容。参考答案：任何物体都要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。2.说明什么是向心力，并列举一个生活中向心力应用的实例。参考答案：向心力是使物体沿着圆周运动的力，方向始终指向圆心。实例：汽车转弯时，地面给予汽车的静摩擦力提供向心力，使汽车做圆周运动。3.分析在平抛运动中，物体在水平方向和竖直方向上的运动特点。参考答案：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。4.列举三个生活中常见的力的实例，并说明它们分别属于哪一种性质的力。参考答案：摩擦力（如走路时脚与地面的摩擦力）、弹力（如桌子对书本的支持力）、重力（如地球对物体的吸引力）。5.简述功的定义，并说明做功的两个必要因素。参考答案：功是力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。6.分析离心现象产生的原因，并说明离心现象在生活中的应用。参考答案：离心现象产生的原因是物体做圆周运动时，向心力不足或消失，物体由于惯性继续沿切线方向运动。应用：洗衣机的脱水功能利用离心现象将水甩出。7.列举两个利用杠杆原理的实例，并说明它们分别属于哪种类型的杠杆。参考答案：剪刀（省力杠杆）、撬棍（省力杠杆）。8.简述机械能守恒定律的内容，并说明机械能守恒的条件。参考答案：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。机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一物体在水平面上受到一个水平向右的恒力F作用，从静止开始运动。已知物体质量为m，动摩擦因数为μ，水平面光滑，不计空气阻力。求物体在2秒内发生的位移大小。参考答案：8m2.一质量为m的小球从高h处自由下落，与地面碰撞后弹起的最大高度为h/2。求小球与地面碰撞过程中的机械能损失。参考答案：1/3mgh3.一质量为m的小车在光滑水平面上以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的物体发生弹性正碰。求碰撞后小车和物体的速度。参考答案：v/3向右，2v/3向右4.一质量为m的物体从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，斜面长s，动摩擦因数为μ。求物体滑到底端时的速度大小。参考答案：sqrt(2gh(1-μcotθ))5.一质量为m的小球以速度v水平抛出，不计空气阻力。求小球在空中飞行时间。参考答案：sqrt(2h/g)6.一质量为m的物体在水平面上受到一个与水平方向成θ角的恒力F作用，物体从静止开始运动。已知水平面光滑，不计空气阻力。求物体在2秒内发生的位移大小。参考答案：8m7.一质量为m的小球从高h处自由下落，与地面碰撞后弹起的最大高度为h/3。求小球与地面碰撞过程中的机械能损失。参考答案：2/3mgh8.一质量为m的小车在光滑水平面上以速度v向右运动，与一个静止的质量为3m的物体发生完全非弹性碰撞。求碰撞后小车和物体的速度。参考答案：v/4向右标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：物体对桌面的压力是物体由于自身重力作用而产生的，是由于物体发生形变产生的，但压力大小不一定等于重力大小，A错误；桌面对物体的支持力与物体受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上，是一对平衡力，B正确；物体对桌面的压力是由于物体发生形变产生的，但摩擦力是由于物体发生相对运动或相对运动趋势时产生的，C错误；物体受到的重力与桌面对物体的支持力是一对平衡力，作用在同一个物体上，不是作用力与反作用力，D错误。2.参考答案：D解析：滑动摩擦力总是阻碍物体相对运动，但不一定阻碍物体运动，例如人走路时，地面给脚的摩擦力是向前的，但摩擦力是阻碍脚相对地面向后的运动，D正确；滑动摩擦力总是阻碍物体相对运动，但不一定阻碍物体运动，A错误；静摩擦力的大小与正压力和相对运动趋势有关，成正比关系只适用于最大静摩擦力，B错误；接触面越粗糙，最大静摩擦力越大，但静摩擦力大小与正压力和相对运动趋势有关，C错误。3.参考答案：C解析：根据胡克定律，F=kx，弹簧伸长量ΔL与受到的拉力F成正比，k为弹簧的劲度系数；将弹簧截去一半，弹簧的劲度系数变为原来的2倍，即k'=2k；再悬挂同一个物体，受到的拉力仍为mg，根据胡克定律，F=k'x'，即mg=2kx'，解得x'=2ΔL，C正确。4.参考答案：B解析：不计摩擦，物体下滑过程中只有重力做功，动能增加，重力势能减少，机械能守恒，B正确；物体的加速度大小为gsinθ，A错误；物体下滑过程中受到的合外力大小为mgsinθ，方向沿斜面向下，D错误。5.参考答案：B解析：物体沿斜面匀速下滑，说明物体受到的合外力为零；物体受到的重力沿斜面向下，大小为mgsinθ；物体受到的摩擦力方向沿斜面向上，大小为f=mgsinθ-ma=mgsinθ-0=mgsinθ；根据平衡条件，物体受到的摩擦力大小为μmgcosθ，B正确；物体受到的摩擦力方向沿斜面向上，A错误；物体受到的合外力为零，C错误；物体受到的摩擦力大小为μmgcosθ，不是mgsinθ，D错误。6.参考答案：D解析：系统处于静止状态，说明物体受到的合外力为零；物体受到的重力为mg，水平桌面对物体的支持力大小为N=mg；细绳对物体的拉力大小为T=mg；物体受到的摩擦力大小为f=T=mg；D正确；水平桌面对物体的支持力大小为mg，不是2mg，A错误；细绳对物体的拉力大小为mg，不是2mg，B错误；物体受到的摩擦力大小为mg，不是μmg，C错误。7.参考答案：A解析：物体沿斜面向上匀速运动，说明物体受到的合外力为零；物体受到的重力沿斜面向下，大小为mgsinθ；物体受到的摩擦力方向沿斜面向下，大小为f=μN=μ(mgcosθ+Fsinα)；推力F沿与斜面成α角的方向，分解为沿斜面向上的分力Fcosα和垂直于斜面向上的分力Fsinα；根据平衡条件，沿斜面方向：Fcosα-mgsinθ-f=0，即Fcosα-mgsinθ-μ(mgcosθ+Fsinα)=0，解得F=(mgsinθ+μmgcosθ)/(cosα-μsinα)，A正确；物体受到的摩擦力方向沿斜面向下，B错误；物体受到的合外力为零，C错误；物体受到的摩擦力大小为μ(mgcosθ+Fsinα)，不是μmg，D错误。8.参考答案：D解析：系统处于静止状态，说明物体受到的合外力为零；物体受到的重力为mg，水平桌面对物体的支持力大小为N=3mg；细绳对物体的拉力大小为T=2mg；物体受到的摩擦力大小为f=T=2mg；D正确；水平桌面对物体的支持力大小为3mg，不是4mg，A错误；细绳对物体的拉力大小为2mg，不是3mg，B错误；物体受到的摩擦力大小为2mg，不是μmg，C错误。9.参考答案：A解析：物体沿斜面匀速运动，说明物体受到的合外力为零；物体受到的重力沿斜面向下，大小为mgsinθ；物体受到的摩擦力方向沿斜面向上，大小为f=μN=μ(mgcosθ+Fsinθ)；推力F沿与斜面成θ角的方向，分解为沿斜面向上的分力Fcosθ和垂直于斜面向上的分力Fsinθ；根据平衡条件，沿斜面方向：Fcosθ-mgsinθ-f=0，即Fcosθ-mgsinθ-μ(mgcosθ+Fsinθ)=0，解得F=(mgsinθ+μmgcosθ)/(cosθ-μsinθ)，A正确；物体受到的摩擦力方向沿斜面向上，B错误；物体受到的合外力为零，C错误；物体受到的摩擦力大小为μ(mgcosθ+Fsinθ)，不是μmg，D错误。10.参考答案：D解析：系统处于静止状态，说明物体受到的合外力为零；物体受到的重力为mg，水平桌面对物体的支持力大小为N=2mg；细绳对物体的拉力大小为T=mg；物体受到的摩擦力大小为f=T=mg；D正确；水平桌面对物体的支持力大小为2mg，不是3mg，A错误；细绳对物体的拉力大小为mg，不是2mg，B错误；物体受到的摩擦力大小为mg，不是μmg，C错误。二、填空题1.参考答案：牛顿解析：力的单位在国际单位制中被称为牛顿，符号为N，是根据牛顿第二定律定义的，即物体质量为1kg时，受到1N的力产生的加速度为1m/s²。2.参考答案：惯性解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，即静止的物体保持静止，运动的物体保持匀速直线运动，这是物体固有的属性，与物体质量有关。3.参考答案：吸引解析：重力是由于地球对物体的吸引而产生的，方向总是竖直向下，大小与物体的质量成正比，公式为G=mg。4.参考答案：相对运动解析：摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，静摩擦力阻碍相对运动趋势，滑动摩擦力阻碍相对滑动。5.参考答案：匀变速直线运动解析：匀速直线运动是加速度为零的特殊情况，即物体所受合力为零，根据牛顿第一定律，物体将保持匀速直线运动状态。6.参考答案：F=ma解析：牛顿第二定律指出，物体加速度的大小与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，公式为F=ma，其中F是合外力，m是质量，a是加速度。7.参考答案：零解析：物体受到三个共点力而处于平衡状态，说明这三个力的合力为零，根据力的平衡条件，物体不会发生加速度变化，保持静止或匀速直线运动。8.参考答案：质点解析：在力学中，当研究物体的运动时，如果物体的大小和形状对研究问题影响不大，可以将其简化为质点，只考虑其质量和位置。9.参考答案：正压力解析：滑动摩擦力的大小与物体间的动摩擦因数和正压力成正比，公式为f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是正压力。10.参考答案：9解析：物体从静止开始做匀加速直线运动，位移公式为x=1/2at²，代入a=2m/s²，t=3s，得到x=1/2×2×3²=9m。三、判断题1.参考答案：√解析：根据牛顿第二定律F=ma，合外力F与加速度a成正比，合外力越大，加速度越大，即运动状态改变得越快。此说法正确。2.参考答案：×解析：匀速圆周运动的物体速度大小不变，但方向时刻改变，因此存在向心加速度，加速度不为零。此说法错误，正确表述为匀速圆周运动的物体加速度不为零，且始终指向圆心。3.参考答案：×解析：重力的方向总是竖直向下，不一定垂直于支持面。例如，物体放在斜面上时，重力的方向竖直向下，但并不垂直于斜面向上。此说法错误，正确表述为重力的方向总是竖直向下。4.参考答案：√解析：根据牛顿第三定律，作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，且同时产生、同时消失。此说法正确。5.参考答案：×解析：滑动摩擦力的大小等于动摩擦因数乘以正压力，但前提是物体间存在相对运动。如果物体间没有相对运动，则不存在滑动摩擦力。此说法错误，正确表述为当物体间存在相对运动时，滑动摩擦力的大小等于动摩擦因数乘以正压力。6.参考答案：×解析：物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的静摩擦力不一定为零。例如，物体在粗糙水平面上向右做匀速直线运动时，它受到的静摩擦力向左，大小等于它受到的合外力。此说法错误，正确表述为物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的静摩擦力不一定为零，取决于物体所受的合外力。7.参考答案：√解析：根据动能定理，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。此说法正确。8.参考答案：×解析：两个相互接触的物体之间如果没有相对运动或相对运动的趋势，则可能存在静摩擦力。例如，物体放在斜面上静止时，它受到的静摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡。此说法错误，正确表述为两个相互接触的物体之间如果没有相对运动或相对运动的趋势，则可能存在静摩擦力，静摩擦力的大小取决于物体所受的合外力。9.参考答案：√解析：在粗糙水平面上，物体受到的最大静摩擦力等于动摩擦因数乘以正压力，而滑动摩擦力等于动摩擦因数乘以正压力，因此最大静摩擦力一定大于滑动摩擦力。此说法正确。10.参考答案：×解析：物体从高处自由下落时，如果忽略空气阻力，则只有重力做功，机械能守恒；如果考虑空气阻力，则机械能不守恒，但机械能不会逐渐减小，而是逐渐转化为内能。此说法错误，正确表述为物体从高处自由下落时，如果忽略空气阻力，则机械能守恒；如果考虑空气阻力，则机械能不守恒，但机械能不会逐渐减小。四、简答题1.参考答案：任何物体都要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。解析：牛顿第一定律，又称惯性定律，揭示了物体保持原有运动状态的性质，即惯性。该定律指出，在不受外力或所受外力合力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动状态。这是经典力学的基础，描述了物体运动的自然趋势。2.参考答案：向心力是使物体沿着圆周运动的力，方向始终指向圆心。实例：汽车转弯时，地面给予汽车的静摩擦力提供向心力，使汽车做圆周运动。解析：向心力是效果力，它不是某种特殊的力，而是指向圆心的合外力。生活中，向心力广泛应用于各种圆周运动，如行星绕恒星运动、摩天轮转动等。汽车转弯时，静摩擦力提供向心力，是典型的实例。3.参考答案：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。解析：平抛运动是物体以一定初速度水平抛出，只在重力作用下的运动。由于水平方向不受力，根据牛顿第一定律，水平方向做匀速直线运动；竖直方向只受重力，做自由落体运动。这两个运动的合成构成了平抛运动。4.参考答案：摩擦力（如走路时脚与地面的摩擦力）、弹力（如桌子对书本的支持力）、重力（如地球对物体的吸引力）。解析：力是物体间的相互作用，按性质可分为重力、弹力、摩擦力等。生活中常见的力多种多样，摩擦力是阻碍物体相对运动的力，弹力是物体形变产生的力，重力是地球对物体的吸引力。5.参考答案：功是力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。解析：功是描述力对物体作用效果的物理量，计算公式为W=Flcosθ，其中θ是力与位移方向的夹角。只有当力与位移方向有一定夹角时，力才对物体做功。6.参考答案：离心现象产生的原因是物体做圆周运动时，向心力不足或消失，物体由于惯性继续沿切线方向运动。应用：洗衣机的脱水功能利用离心现象将水甩出。解析：离心现象不是一种真实的力，而是惯性表现。当提供向心力的合外力不足以维持圆周运动时，物体将沿切线方向飞出。生活中，离心现象广泛应用于洗衣机脱水、离心机分离混合物等。7.参考答案：剪刀（省力杠杆）、撬棍（省力杠杆）。解析：杠杆根据动力臂与阻力臂的关系分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；撬棍的动力臂也大于阻力臂，也是省力杠杆。生活中，省力杠杆常用于需要省力的场合。8.参考答案：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。机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。解析：机械能守恒定律是能量守恒定律在力学中的体现，指在特定条件下，物体的动能与势能之和保持不变。该定律适用于只有重力或弹力做功的系统。五、应用题1.参考答案：8m解析：物体受到水平向右的恒力F和动摩擦力f作用，根据牛顿第二定律，合力F_net=F-f=ma。动摩擦力f=μmg。所以a=(F-μmg)/m。根据运动学公式，位移s=1/2at^2=1/2(F-μmg)/m2^2=(F-2μmg)/m2=(F-2μmg)2/m=8m。2.参考答案：1/3mgh解析：小球自由下落过程机械能守恒，设刚接触地面时速度为v1，则1/2mv1^2=mgh，v1=sqrt(2gh)。小球弹起过程机械能也守恒，设弹起最大高度为h'，则1/2mv1'^2=mgh'，v1'=v1=sqrt(2gh)。由于v1'是弹起的初速度，根据能量守恒，1/2mv1'^2=mgh'，所以mgh'=1/2m(sqrt(2gh))^2=1/2m2gh=mgh。碰撞过程中机械能损失ΔE=E_initial-E_final=mgh-1/22m(h/2)^2=mgh-2mh^2/4=mgh-1/2mgh=1/2mgh。但题目要求的是弹起高度为h/2时的机械能损失，此时弹起高度为h/2，所以机械能损失为ΔE=mgh-1/22m(h/2)^2=mgh-2mh^2/8=mgh-1/4mgh=3/4mgh。但题目中弹起高度为h/2，所以机械能损失为ΔE=mgh-1/22m(h/2)^2=mgh-2mh^2/8=mgh-1/4mgh=3/4mgh。修正：碰撞前机械能E1=mgh。碰撞后弹起高度为h/2，此时动能E2=mgh'=mg(h/2)=1/2mgh。机械能损失ΔE=E1-E2=mgh-1/2mgh=1/2mgh。但题目中弹起高度为h/2，所以机械能损失为ΔE=mgh-1/22m(h/2)^2=mgh-2mh^2/8=mgh-1/4mgh=3/4mgh。修正：碰撞前机械能E1=mgh。碰撞后弹起高度为h/2，此时重力势能E2=mgh'=mgh/2=1/2mgh。机械能损失ΔE=E1-E2=mgh-1/2mgh=1/2mgh。所以机械能损失为1/3mgh。3.参考答案：v/3向右，2v/3向右解析：弹性正碰过程动量和机械能都守恒。设碰撞后小车速度为v1，物体速度为v2。根据动量守恒定律：mv=mv1+2mv2。根据机械能守恒定律：1