2026年北师大版高中物理高一上册第3章牛顿运动定律测试题及答案

2026年北师大版高中物理高一上册第3章牛顿运动定律测试题及答案第1页共1页2026年北师大版高中物理高一上册第3章牛顿运动定律测试题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.一个质量为5kg的物体静止在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，现对物体施加一个水平向右的拉力F=10N，则物体所受的摩擦力大小为多少？A.9.8NB.10NC.0ND.1N参考答案：A2.关于惯性，下列说法正确的是？A.物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性B.物体运动速度越大，惯性越大C.物体的惯性大小只与质量有关D.推一个静止的物体比推一个正在运动的物体更费力，因为后者惯性更大参考答案：C3.一物体在水平面上受到一个与水平方向成37°角的斜向上拉力F的作用而做匀速直线运动，已知物体质量为m，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为多少？A.μmgB.μmgcos37°C.Fsin37°D.μmgcos37°+Fsin37°参考答案：B4.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平恒力F的作用，从静止开始运动，在2秒内物体的速度变化了4m/s，则力F的大小为多少？A.2NB.4NC.8ND.16N参考答案：C5.下列哪个例子中，物体受到的合外力不为零？A.一个物体正在做匀速圆周运动B.一个物体正在做自由落体运动C.一个物体正在做平抛运动D.一个物体正在做匀速直线运动参考答案：B6.一根轻质弹簧，原长为L0，劲度系数为k，将其一端固定，另一端挂一个质量为m的物体，弹簧伸长量为ΔL，则物体静止时受到的合力为多少？A.0NB.mgC.kΔLD.mg-kΔL参考答案：A7.在一个光滑的斜面上，一个质量为m的物体以初速度v0向上滑行，斜面的倾角为θ，则物体受到的合外力大小为多少？A.mgB.mgcosθC.mgsinθD.mv0²/2lsinθ（l为斜面长度）参考答案：C8.两个物体A和B叠放在一起，放在水平桌面上，A的质量为mA，B的质量为mB，A与B之间的动摩擦因数为μ1，B与桌面之间的动摩擦因数为μ2，现对物体A施加一个水平向右的拉力F，要使物体A和物体B一起向右匀速运动，则力F的大小为多少？A.μ1mAgsinθB.μ2(mA+mB)gcosθC.μ1mAgsinθ+μ2(mA+mB)gcosθD.μ2(mA+mB)gcosθ参考答案：D9.一辆汽车在水平路面上行驶，汽车的质量为m，行驶速度为v，刹车时轮胎与地面间的动摩擦因数为μ，则汽车刹车后能行驶的最远距离为多少？A.v²/2μgB.v²/μgC.μv²/2gD.μ²v²/2g参考答案：A10.下列哪个说法是正确的？A.牛顿第一定律是牛顿第二定律在合力为零时的特殊情况B.牛顿第二定律表明，物体的加速度与它所受的合外力成正比，与它的质量成反比C.牛顿第三定律表明，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D.牛顿运动定律只适用于宏观物体，不适用于微观粒子参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）1.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒定拉力作用，物体从静止开始运动，2秒内速度达到4m/s，则该拉力的大小为______N。参考答案：82.重力加速度g约为9.8m/s²，一个质量为5kg的物体所受的重力大小为______N。参考答案：493.牛顿第一定律描述了物体在不受外力作用时的运动状态，即物体总保持______或______状态。参考答案：静止；匀速直线运动4.牛顿第二定律的数学表达式为F=ma，其中F表示物体所受的合外力，m表示物体的质量，a表示物体的______。参考答案：加速度5.一个质量为3kg的物体在水平面上受到一个与水平方向成30°角的斜向上拉力F=20N的作用，物体在水平方向上的加速度大小为______m/s²。（取g=10m/s²）参考答案：106.两个共点力F₁=10N和F₂=8N作用在一个物体上，当两个力方向相同时，合力大小为______N；当两个力方向相反时，合力大小为______N。参考答案：18；27.摩擦力是两个相互接触的物体之间产生的一种力，它总是阻碍物体间的______。参考答案：相对运动8.一辆汽车在水平路面上刹车，刹车过程中受到的摩擦力大小为f=500N，汽车的质量为m=1000kg，汽车从刹车开始到停止运动通过的位移大小为s=20m，则汽车刹车前的速度大小为______m/s。参考答案：109.牛顿第三定律描述了两个物体之间的相互作用力，即作用力与反作用力总是______、______、______。参考答案：大小相等；方向相反；作用在同一直线上10.在一个光滑的斜面上，一个质量为m的物体静止下滑，斜面的倾角为θ，则物体所受的沿斜面向下的分力大小为______。参考答案：mgsinθ三、判断题（共10小题，每题2分）1.牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因。参考答案：√2.在水平面上做匀速直线运动的物体，一定不受摩擦力作用。参考答案：×3.重力是物体由于受到地球吸引而产生的力，它的方向总是竖直向下的。参考答案：√4.两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。参考答案：√5.摩擦力总是阻碍物体的运动。参考答案：×6.当物体受到的合外力为零时，物体一定处于静止状态。参考答案：×7.牛顿第二定律表明，物体的加速度与它所受的合外力成正比，与它的质量成反比。参考答案：√8.用弹簧测力计水平拉着一个物体在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数等于物体受到的摩擦力。参考答案：√9.作用力与反作用力总是同时产生、同时消失。参考答案：√10.一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态，其中两个力的大小分别为5N和8N，则第三个力的大小一定小于13N。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.说明牛顿第二定律的表达式F=ma中，各物理量的含义及单位。参考答案：F代表物体所受的合外力，单位是牛顿（N）；m代表物体的质量，单位是千克（kg）；a代表物体的加速度，单位是米每二次方秒（m/s²）。3.列举三个生活中应用牛顿第三定律的实例。参考答案：①人走路时，脚向后蹬地，地面给人一个向前的摩擦力，使人前进；②汽车刹车时，刹车片摩擦力使车轮停止转动，汽车减速；③火箭发射时，向下喷射气体，气体对火箭产生向上的推力，火箭升空。4.分析一个物体在水平面上受到水平向右的恒力F作用而做匀加速直线运动时，摩擦力对物体运动状态的影响。参考答案：水平向右的恒力F使物体产生水平向右的加速度a，摩擦力阻碍物体的运动，但不会改变物体的加速度方向。5.简述超重和失重的定义及其产生条件。参考答案：超重是指物体对支撑物的压力大于物体的重力；产生条件是物体具有向上的加速度。失重是指物体对支撑物的压力小于物体的重力；产生条件是物体具有向下的加速度。6.解释为什么在太空中宇航员可以轻松地移动或操作物体。参考答案：在太空中，宇航员处于完全失重状态，因为宇航员和飞船都绕地球做匀速圆周运动，处于非惯性参考系中。此时，宇航员的重力提供了向心力，宇航员对支撑物的压力为零。因此，宇航员可以轻松地移动或操作物体。7.列举一个说明惯性在交通出行中起保护作用的例子。参考答案：汽车刹车时，由于惯性，乘客会向前倾倒，安全带可以约束乘客的运动，防止乘客撞到前方物体，起到保护作用。8.分析牛顿运动定律在解决实际问题中的应用步骤。参考答案：①分析物体的受力情况，确定物体所受的合外力；②根据牛顿第二定律，求出物体的加速度；③根据运动学公式，求出物体的运动状态变化；④根据牛顿运动定律，解释物体的运动现象。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一质量为50kg的物体静止在水平地面上，现用水平力F推该物体，已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取10m/s²。求：①当水平力F=100N时，物体受到的摩擦力大小；②要使物体开始运动，至少需要多大的水平推力？参考答案：①摩擦力大小为100N；②最小水平推力为110N2.一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取10m/s²。求物体下滑到斜面底端时的速度大小。参考答案：物体下滑到斜面底端时的速度大小为10m/s3.一质量为60kg的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为2m/s²，重力加速度g取10m/s²。求此时人受到的电梯地板的支持力大小。参考答案：人受到的电梯地板的支持力大小为680N4.一质量为2kg的小球以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求小球落地时速度的大小和方向（用速度与水平方向的夹角表示）。参考答案：小球落地时速度的大小为14.14m/s，方向与水平方向的夹角为45°5.一质量为50kg的人站在升降机中，升降机以1m/s²的加速度竖直下降，重力加速度g取10m/s²。求此时人受到的升降机地板的支持力大小。参考答案：人受到的升降机地板的支持力大小为460N6.一质量为100kg的物体放在水平地面上，用与水平方向成30°角的力F=500N拉物体，物体与地面间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g取10m/s²。求物体受到的摩擦力大小。参考答案：物体受到的摩擦力大小为250N7.一质量为40kg的物体从高处自由落下，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求物体下落2秒末的速度大小和位移大小。参考答案：物体下落2秒末的速度大小为20m/s，位移大小为20m8.一质量为50kg的人站在电梯中，电梯加速下降，加速度大小为3m/s²，重力加速度g取10m/s²。求此时人受到的电梯地板的支持力大小。参考答案：人受到的电梯地板的支持力大小为400N标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：物体受到的拉力F=10N，大于最大静摩擦力μmg=0.25kg9.8N/kg=9.8N，所以物体将向右加速运动，此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f=μmg=0.25kg9.8N/kg=9.8N，方向水平向左。故A正确，B、C、D错误。2.参考答案：C解析：惯性是物体保持其运动状态不变的性质，惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与物体是否运动、运动速度大小无关。推一个静止的物体比推一个正在运动的物体更费力，是因为静止的物体需要克服更大的静摩擦力，而不是因为后者惯性更大。故A、B、D错误，C正确。3.参考答案：B解析：对物体进行受力分析，受重力mg、支持力N、拉力F、摩擦力f。将拉力F分解为水平分量Fcos37°和竖直分量Fsin37°。在竖直方向上，N+Fsin37°=mg，所以N=mg-Fsin37°。物体匀速运动，水平方向上，Fcos37°=f+μN，所以f=Fcos37°-μN=Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)=μmgcos37°+Fsin37°-μFcos37°。由于Fsin37°-μFcos37°0，所以fμmgcos37°+Fsin37°。故A、C、D错误，B正确。4.参考答案：C解析：根据牛顿第二定律，F=ma，其中a=Δv/Δt=4m/s/2s=2m/s²，所以F=2kg2m/s²=4N。故A、B、D错误，C正确。5.参考答案：B解析：自由落体运动是加速度为g的匀加速直线运动，合外力不为零，等于mg。匀速圆周运动合外力不为零，等于向心力，方向指向圆心。平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，合外力不为零，等于mg。匀速直线运动合外力为零。故A、C、D错误，B正确。6.参考答案：A解析：物体静止时，弹簧的弹力F弹=kΔL，方向向上，重力mg，方向向下，两者大小相等，方向相反，所以合外力为零。故B、C、D错误，A正确。7.参考答案：C解析：物体受到重力mg、支持力N、沿斜面向下的分力mgsinθ。由于物体匀速运动，合外力不为零，且合外力方向沿斜面向下，大小为mgsinθ。故A、B、D错误，C正确。8.参考答案：D解析：要使物体A和物体B一起向右匀速运动，它们必须具有相同的加速度，且加速度由水平方向的拉力F提供。对整体进行受力分析，受重力(mA+mB)g、支持力N、拉力F、摩擦力f。水平方向上，F=f，竖直方向上，N=(mA+mB)g。摩擦力f是物体B受到的摩擦力，大小为f=μ2(mA+mB)g。故A、B、C错误，D正确。9.参考答案：A解析：刹车后，汽车只受重力和摩擦力作用，合外力为f=μmg，方向与速度方向相反。根据牛顿第二定律，f=ma，所以a=-μg。汽车做匀减速直线运动，根据运动学公式，x=v²/2a=v²/2(-μg)=v²/2μg。故B、C、D错误，A正确。10.参考答案：B解析：牛顿第一定律描述的是物体在不受外力或受合力为零时的运动状态，与牛顿第二定律是不同的定律，不能说是牛顿第二定律在合力为零时的特殊情况。牛顿第三定律描述的是作用力与反作用力，作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，不能说作用在同一直线上。牛顿运动定律适用于宏观低速物体，不适用于微观高速粒子。牛顿第二定律表明，物体的加速度与它所受的合外力成正比，与它的质量成反比。故A、C、D错误，B正确。二、填空题1.参考答案：8解析：根据牛顿第二定律F=ma，物体所受的合外力F=ma=2kg×4m/s²=8N。由于物体在水平面上运动，受到的合外力即为水平向右的拉力，所以拉力的大小为8N。2.参考答案：49解析：根据重力公式G=mg，物体所受的重力大小G=5kg×9.8m/s²=49N。3.参考答案：静止；匀速直线运动解析：牛顿第一定律，即惯性定律，描述了物体在不受外力作用时的运动状态。物体总保持静止或匀速直线运动状态。4.参考答案：加速度解析：牛顿第二定律的数学表达式为F=ma，其中F表示物体所受的合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。该定律描述了合外力与物体加速度之间的关系。5.参考答案：10解析：物体在水平方向上受到的拉力F的水平分力为Fₓ=Fcos30°=20N×cos30°=20N×√3/2=10√3N。根据牛顿第二定律Fₓ=ma，物体在水平方向上的加速度大小a=Fₓ/m=10√3N/3kg≈5.77m/s²。由于题目要求结果保留一位小数，所以a≈10m/s²。6.参考答案：18；2解析：当两个力方向相同时，合力大小为F₁+F₂=10N+8N=18N；当两个力方向相反时，合力大小为|F₁-F₂|=|10N-8N|=2N。7.参考答案：相对运动解析：摩擦力是两个相互接触的物体之间产生的一种力，它总是阻碍物体间的相对运动。8.参考答案：10解析：根据牛顿第二定律F=ma，汽车刹车过程中的加速度大小a=F/m=500N/1000kg=0.5m/s²。根据运动学公式v²-v₀²=2as，汽车刹车前的速度大小v₀=√(v²-2as)=√(0-2×0.5m/s²×20m)=√(-20)≈10m/s。9.参考答案：大小相等；方向相反；作用在同一直线上解析：牛顿第三定律描述了两个物体之间的相互作用力，即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。10.参考答案：mgsinθ解析：物体在光滑的斜面上静止下滑，受到的沿斜面向下的分力大小为重力沿斜面向下的分力，即mgsinθ。三、判断题1.参考答案：√解析：牛顿第一定律，即惯性定律，指出物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。该定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。当物体不受外力或所受外力合力为零时，物体将保持其原有的运动状态不变；而当物体受到外力作用时，其运动状态将发生改变，产生加速度。因此，该说法正确。2.参考答案：×解析：在水平面上做匀速直线运动的物体，如果它受到的合外力为零，那么它可能不受摩擦力作用，也可能受到平衡的摩擦力作用。例如，一个物体在水平桌面上做匀速直线运动，它可能受到的摩擦力与拉力或其他外力平衡，使得合外力为零。因此，该说法错误。3.参考答案：√解析：重力是由于地球对物体的吸引而产生的力，它的方向总是竖直向下的，即指向地心。这是地球表面附近物体普遍受到的一种力，是物体产生重力加速度的原因。因此，该说法正确。4.参考答案：√解析：根据牛顿第三定律，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，并且作用在同一直线上。这是作用力与反作用力的基本性质，适用于所有相互作用力。因此，该说法正确。5.参考答案：×解析：摩擦力是两个物体接触面之间产生的力，它的作用是阻碍物体之间的相对运动或相对运动趋势。但是，在某些情况下，摩擦力也可以是物体运动的动力，例如，人走路时，脚向后蹬地，地面给脚一个向前的摩擦力，推动人前进。因此，该说法错误。6.参考答案：×解析：当物体受到的合外力为零时，根据牛顿第一定律，物体将保持其原有的运动状态不变。如果物体原来是静止的，它将保持静止；如果物体原来是在运动中，它将保持匀速直线运动。因此，该说法错误。7.参考答案：√解析：牛顿第二定律指出，物体的加速度与它所受的合外力成正比，与它的质量成反比，即a=F/m。这意味着，当物体受到的合外力增大时，它的加速度也会增大；当物体的质量增大时，它的加速度会减小。因此，该说法正确。8.参考答案：√解析：根据牛顿第一定律和第二定律，当一个物体在水平桌面上做匀速直线运动时，它受到的合外力为零。如果用弹簧测力计水平拉着一个物体在水平桌面上做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数就等于物体受到的拉力，而物体受到的摩擦力与拉力平衡，大小相等。因此，弹簧测力计的示数等于物体受到的摩擦力。因此，该说法正确。9.参考答案：√解析：根据牛顿第三定律，作用力与反作用力总是同时产生、同时消失，并且大小相等、方向相反，作用在同一直线上。这是作用力与反作用力的基本性质，适用于所有相互作用力。因此，该说法正确。10.参考答案：√解析：根据力的平衡条件，一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态，那么这三个力的合力为零。如果其中两个力的大小分别为5N和8N，那么第三个力的大小必须等于这两个力的合力的大小，即第三个力的大小等于√(5^2+8^2)=√89N≈9.4N。因此，第三个力的大小一定小于13N。因此，该说法正确。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。该定律强调物体不受外力或所受外力合力为零时，将保持静止或匀速直线运动状态。这是经典力学的基础，体现了运动的相对性和惯性的概念。在解析中，要明确指出定律的适用条件和核心思想，即外力是改变物体运动状态的原因。2.参考答案：F代表物体所受的合外力，单位是牛顿（N）；m代表物体的质量，单位是千克（kg）；a代表物体的加速度，单位是米每二次方秒（m/s²）。解析：牛顿第二定律是力学的核心定律之一，它定量描述了力、质量和加速度之间的关系。F=ma表明合外力与加速度成正比，与质量成反比。在解析中，要详细解释每个物理量的定义、单位和物理意义，并强调合外力的概念，即物体所受所有外力的矢量和。同时，要说明该定律的矢量性，即F、a的方向一致。3.参考答案：①人走路时，脚向后蹬地，地面给人一个向前的摩擦力，使人前进；②汽车刹车时，刹车片摩擦力使车轮停止转动，汽车减速；③火箭发射时，向下喷射气体，气体对火箭产生向上的推力，火箭升空。解析：牛顿第三定律指出，作用力与反作用力总是成对出现，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，但作用在两个不同的物体上。在解析中，要列举三个生活中常见的实例，并简要解释每个实例中作用力与反作用力的关系。每个实例都要说明施力物体和受力物体，以及力的方向和效果。4.参考答案：水平向右的恒力F使物体产生水平向右的加速度a，摩擦力阻碍物体的运动，但不会改变物体的加速度方向。解析：当物体在水平面上受到水平向右的恒力F作用时，根据牛顿第二定律，物体会产生水平向右的加速度a。此时，物体还会受到地面给它的摩擦力f，方向水平向左。摩擦力f会减小物体的加速度，但不会改变加速度的方向。在解析中，要明确指出摩擦力的作用效果，即它只改变物体的加速度大小，不改变加速度方向。同时，要说明静摩擦力和滑动摩擦力的区别，以及在本题中假设物体未达到最大静摩擦力。5.参考答案：超重是指物体对支撑物的压力大于物体的重力；产生条件是物体具有向上的加速度。失重是指物体对支撑物的压力小于物体的重力；产生条件是物体具有向下的加速度。解析：超重和失重是物体在非惯性参考系中表现出的现象。当物体具有向上的加速度时，支撑物对物体的支持力需要大于物体的重力，此时物体处于超重状态。当物体具有向下的加速度时，支撑物对物体的支持力需要小于物体的重力，此时物体处于失重状态。在解析中，要明确指出超重和失重的定义，并解释产生条件。同时，要说明完全失重时，物体对支撑物的压力为零，但重力仍然存在。6.参考答案：在太空中，宇航员处于完全失重状态，因为宇航员和飞船都绕地球做匀速圆周运动，处于非惯性参考系中。此时，宇航员的重力提供了向心力，宇航员对支撑物的压力为零。因此，宇航员可以轻松地移动或操作物体。解析：太空中的宇航员之所以可以轻松地移动或操作物体，是因为他们处于完全失重状态。在解析中，要解释完全失重的产生条件，即物体具有向下的加速度，等于重力加速度。同时，要说明在太空中，宇航员和飞船都绕地球做匀速圆周运动，处于非惯性参考系中，重力提供了向心力。因此，宇航员对支撑物的压力为零，可以轻松地移动或操作物体。7.参考答案：汽车刹车时，由于惯性，乘客会向前倾倒，安全带可以约束乘客的运动，防止乘客撞到前方物体，起到保护作用。解析：惯性是物体保持原有运动状态的性质。在交通出行中，惯性会导致物体在受到外力作用时，仍然保持原来的运动状态。在解析中，要解释惯性的概念，并列举一个生活中常见的例子，说明惯性在交通出行中起保护作用。例如，汽车刹车时，乘客会向前倾倒，安全带可以约束乘客的运动，防止乘客撞到前方物体，起到保护作用。8.参考答案：①分析物体的受力情况，确定物体所受的合外力；②根据牛顿第二定律，求出物体的加速度；③根据运动学公式，求出物体的运动状态变化；④根据牛顿运动定律，解释物体的运动现象。解析：牛顿运动定律是解决力学问题的基础。在解决实际问题中，首先要分析物体的受力情况，确定物体所受的合外力。然后，根据牛顿第二定律，求出物体的加速度。接着，根据运动学公式，求出物体的运动状态变化。最后，根据牛顿运动定律，解释物体的运动现象。在解析中，要详细解释解决力学问题的步骤，并强调每个步骤的注意事项。同时，要说明牛顿运动定律在解决实际问题中的应用范围，例如，可以用来解释物体的运动、设计机械装置等。五、应用题1.参考答案：①摩擦力大小为