2026年北师大版高中物理选修3-1力学第5章单元测试卷及答案

2026年北师大版高中物理选修3-1力学第5章单元测试卷及答案第1页共1页2026年北师大版高中物理选修3-1力学第5章单元测试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）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，经过时间t₁达到最大速度，此时撤去恒力F，物体继续运动一段时间t₂后停下。若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体在t₁时间内获得的动能与在t₂时间内克服摩擦力做的功之比是多少？A.μ:1B.1:μC.1:1D.t₁:t₂参考答案：C2.一个质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑下，到达底端时的速度大小为v。若斜面长为L，则物体在下滑过程中重力势能的减少量是多少？A.mgLsinθB.mgLcosθC.1/2mv²D.mgh参考答案：A3.一根轻质弹簧的原长为L₀，劲度系数为k，当弹簧伸长x时，弹簧的弹性势能是多少？A.kx²/2B.k(L₀+x)²/2C.kx(L₀+x)/2D.kL₀²/2参考答案：A4.一个半径为R的半球形碗，其内表面光滑，一个质量为m的小球静止在碗的边缘。小球受到的向心力大小是多少？A.mgB.mgcosθC.mgsinθD.mg/R参考答案：D5.一个质量为m的物体，从离地面高h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力。物体落地时的速度大小是多少？A.v₀B.√(v₀²+2gh)C.√(2gh)D.v₀²gh参考答案：B6.一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作用，物体保持静止。若物体质量为m，则地面对物体的支持力大小是多少？A.mgB.mgcos30°C.mgsin30°D.Fcos30°参考答案：B7.一物体从高处自由下落，不计空气阻力。若下落第1秒内的位移为h，则物体下落的总高度是多少？A.2hB.3hC.4hD.h参考答案：A8.一个质量为m的物体，放在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ。若用水平力F拉动物体，物体恰好开始运动，则物体受到的最大静摩擦力是多少？A.μmgB.FC.mgD.μF参考答案：A9.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，周期为T。则物体受到的向心加速度大小是多少？A.4π²R/T²B.2πR/TC.πR/T²D.π²R/T参考答案：A10.一物体从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑下，若斜面长为L，则物体滑到底端所需的时间是多少？A.√(2L/gsinθ)B.√(2L/gcosθ)C.√(L/gsinθ)D.√(L/gcosθ)参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，行驶5s后速度达到多少？参考答案：10m/s2.一个质量为5kg的物体放在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，用水平力F拉物体，物体恰好做匀速直线运动，则F的大小是多少？参考答案：10N3.一个半径为R的半球形碗，其内表面光滑，一个质量为m的小球静止在碗的边缘，小球对碗边缘的压力大小是多少？参考答案：mg4.一根长为L的均匀细杆，其质量为m，可绕其一端O在竖直平面内自由转动，细杆从水平位置由静止释放，细杆转到竖直位置时的角速度是多少？参考答案：√(3gh/L)5.一个质量为m的物体，从离地面高h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，物体落地时的速度大小是多少？参考答案：√(v₀²+2gh)6.一个质量为m的物体，放在倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时的速度大小是多少？参考答案：√(2gh)7.一个边长为L的正方形导线框，以速度v从图示位置开始匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场中，导线框中产生的感应电动势大小是多少？参考答案：BLv8.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力F作用，物体从静止开始运动，5s内位移为25m，则F的大小是多少？参考答案：4N9.一个质量为5kg的物体，从倾角为30°的光滑斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时的动能是多少？参考答案：125J10.一根轻质弹簧的原长为L₀，劲度系数为k，当弹簧伸长x时，弹簧的弹性势能是多少？参考答案：1/2kx²三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，其机械能一定守恒。参考答案：√2.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能会逐渐减小。参考答案：×3.如果一个力对物体做了正功，那么这个力一定是对物体运动状态有贡献的力。参考答案：√4.在粗糙水平面上，一个物体受到的摩擦力总是与它所受的拉力大小相等、方向相反。参考答案：×5.向心力是使物体做圆周运动的力，它的方向总是指向圆心。参考答案：√6.在完全失重状态下，物体对支持面的压力一定为零。参考答案：√7.一个物体从静止开始沿光滑斜面下滑，它的加速度大小与斜面倾角无关。参考答案：×8.如果一个力对物体做了负功，那么这个力一定是对物体运动状态有阻碍作用的力。参考答案：√9.在匀速圆周运动中，物体的速度大小保持不变，但速度方向时刻改变。参考答案：√10.一个物体在水平面上做匀速直线运动，它受到的合外力一定为零。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述力对物体做功的两个必要因素。参考答案：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。2.说明什么是功率，并写出其计算公式。参考答案：功率是描述物体做功快慢的物理量，计算公式为P=W/t，其中P表示功率，W表示功，t表示时间。3.分析物体在水平面上做匀速圆周运动时，受到的合外力方向如何？参考答案：合外力方向始终指向圆心，提供向心力，使物体做圆周运动。4.解释什么是向心力，并举例说明它在生活中的应用。参考答案：向心力是使物体做圆周运动的力，方向指向圆心，例如汽车转弯时地面对车的摩擦力提供向心力。5.判断：在完全失重状态下，物体对支持面的压力一定为零。为什么？参考答案：√。在完全失重状态下，物体对支持面的压力为零，因为物体与支持面之间没有相互作用力。6.一个物体从静止开始沿光滑斜面下滑，它的加速度大小与斜面倾角有无关系？请说明理由。参考答案：有关系。根据牛顿第二定律，a=g•sinθ，其中a是加速度，g是重力加速度，θ是斜面倾角。7.如果一个力对物体做了负功，那么这个力一定是对物体运动状态有阻碍作用吗？为什么？参考答案：不一定。一个力对物体做负功，可能是因为力与位移方向相反，也可能是因为力与位移方向垂直，后者不做功。8.在匀速圆周运动中，物体的速度大小保持不变，但速度方向时刻改变。请解释这是为什么。参考答案：因为速度是矢量，包括大小和方向。在匀速圆周运动中，速度大小不变，但方向时刻改变，因此速度时刻变化。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度行驶，刹车后做匀减速直线运动，经过5s速度减为18km/h。求汽车刹车后的加速度大小，并判断汽车在刹车过程中是否会发生打滑（假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，且汽车与地面间的动摩擦因数为0.5）。参考答案：2m/s²，不会打滑2.如图所示，一个质量为2kg的物体静止在倾角为30°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2。现用与斜面平行且向上的力F将物体沿斜面匀速向上拉动，求力F的大小。参考答案：14.7N3.一个质量为50kg的人站在电梯中，电梯从静止开始以1m/s²的加速度匀加速上升，上升高度为10m。求电梯对人的支持力大小，以及人上升过程中克服重力做的功。参考答案：605J，490J4.如图所示，一个质量为m的小球从高为h的平台上水平抛出，落地点距离平台边缘的水平距离为s。不计空气阻力，求小球抛出时的初速度大小，以及小球落地时的速度大小和方向。参考答案：√(2gh)，√(v₀²+2gh)，与水平方向夹角α，其中tanα=√(2gh)/v₀5.一个质量为m的物体静止在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面成θ角的力F推物体，求物体开始运动时，力F的最小值。参考答案：μmg/(cosθ-sinθ)6.如图所示，一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，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力F将物体沿斜面匀速向上拉动，求力F的大小。参考答案：mgsinθ+μmgcosθ7.一个质量为m的物体从高为h的平台上自由下落，落地点距离平台边缘的水平距离为s。不计空气阻力，求物体落地时的速度大小和方向。参考答案：√(2gh)，与水平方向夹角45°8.如图所示，一个质量为m的物体静止在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ。现用与水平面成θ角的力F推物体，求物体开始运动时，力F的最小值。参考答案：μmg/(cosθ-sinθ)标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查“恒力做功与动能定理”。物体在t₁时间内获得的动能为Ek₁=1/2mv₁²=1/2mv²，撤去恒力后，物体克服摩擦力做功Wf=μmgcosθ•L=μmgL，因为水平方向不受摩擦力，所以摩擦力做功等于克服摩擦力做的功。故Ek₁/Wf=1/2mv²/(μmgL)=1:1。A、B、D选项错误，未正确分析动能与功的关系。2.参考答案：A解析：本题考查“重力势能变化量”。物体下滑过程中重力势能的减少量等于重力做的功，即ΔEp=Wg=mgh=mgLsinθ。B选项是支持力做的功，C选项是动能，D选项是动能定理中的1/2mv²，均不正确。3.参考答案：A解析：本题考查“弹性势能”。弹簧伸长x时，弹性势能为Ep=kx²/2。B选项是弹簧伸长到L₀+x时的弹性势能，C选项是平均力乘以位移，D选项是原长时的弹性势能，均不正确。4.参考答案：D解析：本题考查“向心力”。小球在碗边缘受到重力mg和碗的支持力N，二者的合力提供向心力，即F合=mgcosθ=N，根据牛顿第二定律F合=mv²/R，所以mv²/R=mgcosθ，向心力大小为mgcosθ/R。A选项是重力，B、C选项是重力的分力，均不正确。5.参考答案：B解析：本题考查“平抛运动”。水平方向做匀速直线运动，速度为v₀；竖直方向做自由落体运动，落地时竖直分速度vy=√(2gh)，落地时速度大小v=√(v₀²+vy²)=√(v₀²+2gh)。A选项是水平分速度，C选项是竖直分速度，D选项是水平方向动能，均不正确。6.参考答案：B解析：本题考查“受力分析”。物体静止时，水平方向Fcos30°=μN，竖直方向mg=N+Fsin30°，联立解得N=mg-Fsin30°/cos30°=mg-mg/√3=mg(√3-1)/√3≈0.732mg，但更准确的是N=mgcos30°。A选项是重力，C选项是重力分力，D选项是拉力分力，均不正确。7.参考答案：A解析：本题考查“自由落体运动”。第1秒内位移h=1/2gt₁²=1/2g(1)²=1/2g，所以g=2h。总高度H=1/2gt²=1/2g(2)²=2h。B、C、D选项均错误，未正确运用自由落体公式。8.参考答案：A解析：本题考查“静摩擦力”。物体恰好开始运动时，静摩擦力达到最大值fmax=μmg。B选项是拉力，C选项是重力，D选项是拉力分力，均不正确。9.参考答案：A解析：本题考查“匀速圆周运动”。向心加速度a=v²/R=(2πR/T)²/R=4π²R/T²。B选项是线速度，C选项是角速度，D选项是角加速度，均不正确。10.参考答案：A解析：本题考查“匀变速直线运动”。物体沿斜面下滑的加速度a=gsinθ，下滑时间t=L/√(2L/gsinθ)=√(2L/gsinθ)。B、C选项是错误公式，D选项是匀速直线运动时间公式，均不正确。二、填空题1.参考答案：10m/s解析：本题考查匀加速直线运动的速度公式。根据v=v₀+at，代入v₀=0，a=2m/s²，t=5s，得到v=0+2×5=10m/s。2.参考答案：10N解析：本题考查滑动摩擦力。物体做匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力f大小相等。根据f=μN，其中μ=0.2，N=mg=5×9.8=49N，得到f=0.2×49=9.8N，即F=9.8N。3.参考答案：mg解析：本题考查牛顿第三定律。小球对碗边缘的压力大小等于小球的重力大小，即F=mg。4.参考答案：√(3gh/L)解析：本题考查转动动力学。细杆从水平位置由静止释放，重力势能转化为转动动能。根据机械能守恒，mgh=1/2Iω²，其中I=1/3mL²，ω为角速度，得到ω=√(3gh/L)。5.参考答案：√(v₀²+2gh)解析：本题考查平抛运动。水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。落地时速度大小v=√(v₀²+v_y²)，其中v_y=√(2gh)，得到v=√(v₀²+2gh)。6.参考答案：√(2gh)解析：本题考查匀变速直线运动。根据机械能守恒，mgh=1/2mv²，得到v=√(2gh)。7.参考答案：BLv解析：本题考查电磁感应。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E=BLv，其中B为磁感应强度，L为导线框边长，v为速度。8.参考答案：4N解析：本题考查匀加速直线运动的位移公式。根据x=1/2at²，代入x=25m，t=5s，得到a=2x/t²=2×25/25=2m/s²。根据F=ma，代入m=2kg，a=2m/s²，得到F=2×2=4N。9.参考答案：125J解析：本题考查动能定理。根据动能定理，动能Ek=mgh，代入m=5kg，h为斜面高度，设为h=5m，得到Ek=5×9.8×5=245J。注意：此处假设斜面高度为5m，实际高度需根据斜面长度和倾角计算。10.参考答案：1/2kx²解析：本题考查弹性势能。弹簧的弹性势能Ep=1/2kx²，其中k为劲度系数，x为伸长量。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查“机械能守恒定律”。在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，不受非保守力（如摩擦力、空气阻力）的作用，只有重力做功，因此机械能守恒。解析中点明了光滑水平面意味着无摩擦力，只有重力做功，符合机械能守恒的条件。2.参考答案：×解析：本题考查“机械能守恒定律”。自由下落过程中，如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的动能增加，势能减少，但机械能总量保持不变。如果考虑空气阻力，空气阻力做负功，机械能会转化为内能，机械能会减小。题干未说明忽略空气阻力，因此该说法错误。3.参考答案：√解析：本题考查“功的定义与力的作用效果”。力对物体做正功，意味着力在物体运动方向上的分量与位移方向相同，力对物体的运动状态有促进作用。根据功的定义W=Flcosθ，当θ为锐角时，力做正功，物体的动能增加，运动状态改变。4.参考答案：×解析：本题考查“摩擦力的性质”。在粗糙水平面上，物体受到的摩擦力大小与物体所受的拉力大小不一定相等，只有在物体处于匀速直线运动状态时，根据牛顿第一定律，拉力与摩擦力大小才相等、方向相反。如果物体加速或减速运动，拉力与摩擦力大小不一定相等。5.参考答案：√解析：本题考查“向心力的概念”。向心力是使物体做圆周运动的力，它的方向总是指向圆心，是维持圆周运动状态改变的关键力。根据向心力公式F=mω²r，向心力的大小与角速度平方成正比，与半径成正比。6.参考答案：√解析：本题考查“失重现象”。在完全失重状态下，物体对支持面的压力为零，因为物体与支持面之间没有相互作用力，物体处于自由落体状态，加速度为g。根据牛顿第三定律，支持力为零，因此压力也为零。7.参考答案：×解析：本题考查“斜面运动的加速度”。物体从静止开始沿光滑斜面下滑，它的加速度大小a=gsinθ，与斜面倾角θ有关。斜面倾角越大，加速度越大。题干说法忽略了倾角的影响，因此错误。8.参考答案：√解析：本题考查“功的定义与力的作用效果”。力对物体做负功，意味着力在物体运动方向上的分量与位移方向相反，力对物体的运动状态有阻碍作用。根据功的定义W=Flcosθ，当θ为钝角时，力做负功，物体的动能减少，运动状态被阻碍。9.参考答案：√解析：本题考查“匀速圆周运动的特点”。匀速圆周运动中，物体的速度大小保持不变，但速度方向时刻改变，因为速度是矢量，方向的变化意味着加速度的存在。向心加速度使物体保持圆周运动状态。10.参考答案：√解析：本题考查“牛顿第一定律”。物体在水平面上做匀速直线运动，说明它不受合外力作用，或者所受合外力为零。根据牛顿第一定律，物体在没有外力作用时保持匀速直线运动状态，因此合外力一定为零。四、简答题1.参考答案：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。解析：本题考查〈力做功的条件〉。力对物体做功需要同时满足两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。如果力与位移方向垂直，则力不做功。2.参考答案：功率是描述物体做功快慢的物理量，计算公式为P=W/t，其中P表示功率，W表示功，t表示时间。解析：本题考查〈功率的定义与计算〉。功率是表示做功快慢的物理量，定义为单位时间内所做的功。其计算公式为P=W/t，其中P是功率，W是功，t是时间。3.参考答案：合外力方向始终指向圆心，提供向心力，使物体做圆周运动。解析：本题考查〈匀速圆周运动的合外力方向〉。在匀速圆周运动中，物体的速度大小不变，但方向时刻改变，因此需要合外力提供向心力，其方向始终指向圆心。4.参考答案：向心力是使物体做圆周运动的力，方向指向圆心，例如汽车转弯时地面对车的摩擦力提供向心力。解析：本题考查〈向心力的概念与实例〉。向心力是使物体做圆周运动的力，其方向始终指向圆心。生活中例如汽车转弯时，地面对车的摩擦力提供向心力，使汽车保持圆周运动。5.参考答案：√。在完全失重状态下，物体对支持面的压力为零，因为物体与支持面之间没有相互作用力。解析：本题考查〈完全失重状态下的压力〉。在完全失重状态下，物体与支持面之间没有相互作用力，因此物体对支持面的压力为零。6.参考答案：有关系。根据牛顿第二定律，a=g•sinθ，其中a是加速度，g是重力加速度，θ是斜面倾角。解析：本题考查〈光滑斜面上的加速度〉。在光滑斜面上，物体受到的重力沿斜面的分力为mg•sinθ，根据牛顿第二定律，a=mg•sinθ/g=gsinθ，因此加速度大小与斜面倾角有关。7.参考答案：不一定。一个力对物体做负功，可能是因为力与位移方向相反，也可能是因为力与位移方向垂直，后者不做功。解析：本题考查〈负功的判断〉。一个力对物体做负功，意味着力与位移方向相反或力与位移方向垂直。如果力与位移方向垂直，则力不做功，不一定对物体运动状态有阻碍作用。8.参考答案：因为速度是矢量，包括大小和方向。在匀速圆周运动中，速度大小不变，但方向时刻改变，因此速度时刻变化。解析：本题考查〈匀速圆周运动中速度的变化〉。速度是矢量，包括大小和方向。在匀速圆周运动中，速度大小不变，但方向时刻改变，因此速度时刻变化，属于变速运动。五、应用题1.参考答案：2m/s²，不会打滑解析：本题考查匀变速直线运动规律与受力分析。首先将速度单位统一为m/s，72km/h=20m/s，18km/h=5m/s。根据v=v₀+at，可得加速度a=(v-v₀)/t=(5-20)/5=-3m/s²。由于加速度方向与速度方向相反，故汽车做匀减速直线运动。汽车受到重力mg、支持力N、摩擦力f和拉力F（本题中F=0）。根据牛顿第二定律，沿加速度方向列式：-f=ma，f=μN=μmg。代入数据，可得μ=0.15。由于μ0.5，故汽车不会打滑。2.参考答案：14.7N解析：本题考查受力分析与平衡条件。对物体进行受力分析，受到重力mg、支持力N、摩擦力f和拉力F。沿斜面方向列式：F-mgsinθ-f=0。代入数据，可得F=2×9.8×sin30°+0.2×2×9.8×cos30°=14.7N。3.参考答案：605J