2026年北师大版高三物理第4章力学综合测试卷及答案

2026年北师大版高三物理第4章力学综合测试卷及答案第1页共1页2026年北师大版高三物理第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）（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）1.一物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去F后，物体最终停下。下列说法正确的是A.撤去F的瞬间，物体加速度为零B.撤去F后，物体受到的合外力始终为零C.撤去F后，物体受到的摩擦力逐渐减小D.撤去F后，物体受到的摩擦力始终与重力大小相等参考答案：D2.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，物体与斜面间动摩擦因数为μ。下列说法正确的是A.物体受到的静摩擦力大小为mgsinθB.物体受到的摩擦力方向一定沿斜面向上C.若μtanθ，物体将沿斜面加速下滑D.若μ=tanθ，物体受到的摩擦力大小为μmgcosθ参考答案：D3.质量为m的物体以速度v₀在水平面上运动，与质量为2m的静止物体发生弹性正碰。碰撞后，两物体速度大小分别为A.v₀/3和2v₀/3B.v₀/2和v₀/2C.-v₀/3和4v₀/3D.-2v₀/3和2v₀/3参考答案：A4.如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接质量为m的小球，小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。已知弹簧原长为L₀，小球运动半径为R，角速度为ω。下列说法正确的是A.弹簧弹力大小为k(L₀-R)B.弹簧弹力大小为mω²RC.弹簧弹力大小为kL₀-mω²RD.弹簧弹力大小为kR-mω²L₀参考答案：B5.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，物体与斜面间动摩擦因数为μ。物体滑到斜面底端时的速度大小为A.√(2gh)B.√(2gh(1-μcosθ))C.√(2gh(1-μsinθ))D.√(2ghμ)参考答案：C6.如图所示，质量为m的物体用细绳悬挂，细绳与竖直方向夹角为θ。下列说法正确的是A.物体受到的拉力大小为mgB.物体受到的合力大小为mgsinθC.物体受到的合力大小为mgcosθD.物体受到的合力为零参考答案：D7.质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a。下列说法正确的是A.物体受到的摩擦力大小为maB.物体受到的摩擦力大小为F-maC.物体受到的摩擦力大小为F-mgaD.物体受到的摩擦力大小为ma-F参考答案：B8.如图所示，质量为m的物体从高为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R。物体滑到最低点时速度大小为v，此时受到的轨道支持力大小为N。下列说法正确的是A.N=mgB.N=mg+m(v²/R)C.N=mg-m(v²/R)D.N=m(v²/R)-mg参考答案：B9.如图所示，质量为m的物体从高为h的桌面边缘由静止滑下，桌面与地面高度差为h，物体与桌面间动摩擦因数为μ。物体滑到地面时的速度大小为A.√(2gh)B.√(2gh(1-μ))C.√(2gh(1-μ²))D.√(2gh(1-μ/2))参考答案：B10.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a。下列说法正确的是A.物体受到的摩擦力大小为F-maB.物体受到的摩擦力大小为ma-FC.物体受到的摩擦力大小为F-mgaD.物体受到的摩擦力大小为ma-Fg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）1.一物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，撤去F后，物体的加速度大小为______。参考答案：μmg2.质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的静摩擦力大小范围为______。参考答案：0≤f≤μmgcosθ3.质量为m的小球以速度v₀水平抛出，不计空气阻力，则小球在空中运动时间由______决定。参考答案：v₀/g4.一根轻弹簧原长为l₀，劲度系数为k，将其拉伸长度为x时，弹簧的弹性势能为______。参考答案：1/2kx²5.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为______。参考答案：√(2gh(1-μsinθ))6.一物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去F后，物体的加速度大小为______。参考答案：a=07.质量为m的物体以速度v₀在水平面上运动，与质量为2m的静止物体发生弹性正碰，碰撞后质量为m的物体的速度大小为______。参考答案：v₀8.如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接质量为m的小球，小球在光滑水平面上做简谐运动，振幅为A，则小球经过平衡位置时速度大小为______。参考答案：ωA9.一物体从高为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，不计摩擦，则物体滑到最低点时对轨道的压力大小为______。参考答案：3mg10.质量为m的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度大小为a，则物体受到的摩擦力大小为______。参考答案：F-μmg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，一个质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒力F作用，从静止开始运动，5秒内位移为50m，则该恒力F的大小为10N。参考答案：√2.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3秒落地，则该物体下落的高度约为44.1m。参考答案：×3.坚直放置的轻质弹簧下端挂一个重物，弹簧伸长2cm时处于平衡状态，若将重物向下拉1cm，则弹簧的弹力大小为原平衡时弹力的1/2。参考答案：√4.物体在水平面上做匀速圆周运动，其加速度方向始终指向圆心，因此合力也始终指向圆心。参考答案：√5.两个物体分别放在斜面的上下两端，斜面倾角分别为30°和45°，若它们的下滑加速度相同，则它们的动摩擦因数一定相同。参考答案：×6.水平桌面上放一个重为50N的物体，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，现用与水平方向成30°角的力F推物体，使物体做匀速直线运动，则力F的大小为20N。参考答案：×7.杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的2倍，动力是阻力的1/2。参考答案：×8.一个物体漂浮在水面上，则该物体受到的浮力大小等于它的重力。参考答案：√9.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到一个水平恒力F作用，从静止开始运动，则该物体在t秒末的速度大小为v=Ft/m。参考答案：√10.斜面上一个物体恰能沿斜面匀速下滑，则物体与斜面间的动摩擦因数等于斜面倾角的正切值。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.判断题：两个物体分别放在斜面的上下两端，斜面倾角分别为30°和45°，若它们下滑到斜面底部的时间相同，则它们的初始高度一定相等。（√或×）参考答案：×3.一个质量为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0.5，求物体受到的摩擦力大小。参考答案：1.96N4.判断题：物体在水平面上做匀速圆周运动，其加速度方向始终指向圆心，因此该力一定是向心力。（√或×）参考答案：×5.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3秒落地，则该物体下落的总高度是多少？（取g=10m/s²）参考答案：45m6.判断题：杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的2倍，动力是阻力的1/2。（√或×）参考答案：×7.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到一个水平恒力F作用，从静止开始运动，求物体在2秒内的位移大小。参考答案：8m8.判断题：一个物体漂浮在水面上，则该物体受到的浮力大小等于它的重力。（√或×）参考答案：√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.如图所示，一个质量为5kg的物块静止在倾角为30°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为0.2，现用与斜面平行向上的力F将物块沿斜面匀速向上移动2m，已知斜面长为4m，求力F做的功和物块克服摩擦力做的功。（g取10N/kg）（配图：固定斜面上物块受力示意图，斜面倾角θ=30°，物块在斜面上，重力mg、支持力N、摩擦力f、拉力F及其方向箭头、角度θ）参考答案：力F做的功为80J，物块克服摩擦力做的功为20J2.一个质量为2kg的小球从高为5m的平台上水平抛出，不计空气阻力，求小球落地时的速度大小和方向。（g取10N/kg）（配图：小球平抛运动轨迹图，小球在P点，初速度v₀方向水平向右，重力mg、水平位移x、竖直位移y）参考答案：小球落地时的速度大小为10m/s，方向与水平方向成45°3.一个质量为4kg的物块静止在水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数为0.1，现用与水平面成30°角的力F推物块，使物块在水平桌面上做匀加速直线运动，2秒内位移为4m，求力F的大小。（g取10N/kg）（配图：水平面物块受斜向拉力示意图，物块在水平面，重力mg、支持力N、摩擦力f、拉力F及其方向箭头、角度α=30°）参考答案：力F的大小为15N4.一个质量为3kg的物块从高为3m的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为45°，物块与斜面间的动摩擦因数为0.2，不计空气阻力，求物块滑到斜面底端时的速度大小。（g取10N/kg）参考答案：物块滑到斜面底端时的速度大小为6.32m/s5.如图所示，一个质量为6kg的物块静止在倾角为37°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为0.3，现用与斜面平行向上的力F将物块沿斜面匀速向上移动3m，已知斜面长为5m，求力F做的功和物块克服摩擦力做的功。（g取10N/kg）（配图：固定斜面上物块受力示意图，斜面倾角θ=37°，物块在斜面上，重力mg、支持力N、摩擦力f、拉力F及其方向箭头、角度θ）参考答案：力F做的功为120J，物块克服摩擦力做的功为30J6.一个质量为2kg的小球从高为4m的平台上水平抛出，不计空气阻力，求小球落地时的速度大小和方向。（g取10N/kg）参考答案：小球落地时的速度大小为10m/s，方向与水平方向成45°7.一个质量为5kg的物块静止在水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数为0.2，现用与水平面成45°角的力F推物块，使物块在水平桌面上做匀加速直线运动，3秒内位移为9m，求力F的大小。（g取10N/kg）（配图：水平面物块受斜向拉力示意图，物块在水平面，重力mg、支持力N、摩擦力f、拉力F及其方向箭头、角度α=45°）参考答案：力F的大小为30N8.一个质量为4kg的物块从高为2m的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为30°，物块与斜面间的动摩擦因数为0.1，不计空气阻力，求物块滑到斜面底端时的速度大小。（g取10N/kg）参考答案：物块滑到斜面底端时的速度大小为4.47m/s标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：D解析：本题考查〈牛顿第二定律与摩擦力〉。撤去F的瞬间，物体仍保持原速度，加速度为零，但立即受到摩擦力作用产生加速度，故A错误；撤去F后，物体受到重力与支持力平衡，摩擦力为合外力，不为零，故B错误；撤去F后，摩擦力大小为μmgcosθ，与速度无关，故C错误；撤去F后，物体受到重力与支持力平衡，摩擦力为合外力，大小为μmg，始终与重力大小相等，故D正确。2.参考答案：D解析：本题考查〈静摩擦力与受力分析〉。物体静止时，摩擦力大小为f=mg(sinθ-μcosθ)，方向沿斜面向上，故A错误；若μtanθ，则f0，摩擦力沿斜面向上；若μ=tanθ，则f=0，故B错误；若μtanθ，则f0，摩擦力沿斜面向下，物体静止，故C错误；若μ=tanθ，则f=0，物体不受摩擦力，支持力N=mgcosθ，故D正确。3.参考答案：A解析：本题考查〈动量守恒与能量守恒〉。系统动量守恒：mv₀=(m+2m)v，解得v=mv₀/3；由能量守恒：1/2mv₀²=1/2mv₁²+1/2(2m)v₂²，代入v₁=-v/3，解得v₂=2v₀/3，故A正确。4.参考答案：B解析：本题考查〈向心力与弹簧弹力〉。小球做匀速圆周运动，弹簧弹力提供向心力，大小为F=mω²R，故B正确；弹簧伸长量为ΔL=R-L₀，弹力大小为kΔL=k(R-L₀)，故A、C、D错误。5.参考答案：C解析：本题考查〈动能定理与受力分析〉。由动能定理：mgh-Wf=1/2mv²，其中Wf=μmgdcosθ，dcosθ=h/sinθ，代入解得v=√(2gh(1-μsinθ))，故C正确。6.参考答案：D解析：本题考查〈受力分析〉。物体处于平衡状态，合力为零，故D正确；拉力大小为T=mgtanθ，故A错误；水平方向无外力，故B、C错误。7.参考答案：B解析：本题考查〈牛顿第二定律与受力分析〉。水平方向：F-f=ma，解得f=F-ma，故B正确；竖直方向：N=mg，故A、C、D错误。8.参考答案：B解析：本题考查〈向心力与牛顿第二定律〉。由动能定理：mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh)；由牛顿第二定律：N-mg=mv²/R，解得N=mg+m(v²/R)，故B正确。9.参考答案：B解析：本题考查〈动能定理与受力分析〉。由动能定理：mgh-Wf=1/2mv²，其中Wf=μmg(h+L)，代入解得v=√(2gh(1-μ))，故B正确。10.参考答案：A解析：本题考查〈牛顿第二定律与受力分析〉。水平方向：F-f=ma，解得f=F-ma，故A正确；竖直方向：N=mg，故B、C、D错误。二、填空题1.参考答案：μmg解析：本题考查“受力分析与牛顿第二定律”。物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，说明F-μmg=ma。撤去F后，物体受到的合外力为-μmg，根据牛顿第二定律，-μmg=ma'，所以a'=μg，方向与原运动方向相反。答案为μmg。2.参考答案：0≤f≤μmgcosθ解析：本题考查“受力分析与静摩擦力”。物体静止在粗糙斜面上，受到重力mg、支持力N和静摩擦力f。沿斜面方向，mgsinθ=f_max，垂直斜面方向，N=mgcosθ。静摩擦力大小范围为0≤f≤μN=μmgcosθ。答案为0≤f≤μmgcosθ。3.参考答案：v₀/g解析：本题考查“平抛运动规律”。水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。运动时间由初始竖直速度为0和竖直高度h决定，t=√(2h/g)。答案为v₀/g。4.参考答案：1/2kx²解析：本题考查“弹性势能”。弹簧的弹性势能为E_p=1/2kx²。答案为1/2kx²。5.参考答案：√(2gh(1-μsinθ))解析：本题考查“动能定理”。物体从斜面顶端滑到底端，重力做正功，摩擦力做负功。根据动能定理，mgh-μmgcosθl=1/2mv²，其中l=h/sinθ。解得v=√(2gh(1-μsinθ))。答案为√(2gh(1-μsinθ))。6.参考答案：a=0解析：本题考查“受力分析与牛顿第二定律”。物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，说明F-μmg=0，即F=μmg。撤去F后，物体受到的合外力为0，根据牛顿第二定律，a=0。答案为a=0。7.参考答案：v₀解析：本题考查“弹性正碰”。根据动量守恒和机械能守恒，m(v₀)+2m(0)=(m+2m)v，1/2m(v₀)²=1/2m(v)²+1/2(2m)v'²。解得v=v₀，v'=0。答案为v₀。8.参考答案：ωA解析：本题考查“简谐运动规律”。小球做简谐运动，经过平衡位置时速度最大，v_max=ωA。答案为ωA。9.参考答案：3mg解析：本题考查“圆周运动向心力”。物体滑到最低点时，受到重力mg、轨道支持力N。根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，N=3mg。答案为3mg。10.参考答案：F-μmg解析：本题考查“受力分析与牛顿第二定律”。物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，F-μmg=ma。答案为F-μmg。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查匀变速直线运动规律。根据位移公式x=1/2at²，代入x=50m，t=5s，解得加速度a=4m/s²。再根据牛顿第二定律F=ma，代入m=2kg，a=4m/s²，解得F=8N。但题干中给出的位移和时间对应的速度为v=at=20m/s，根据动能定理Fx=1/2mv²，代入F=8N，x=50m，v=20m/s，解得F≈6.4N。因此，题干说法错误。2.参考答案：×解析：本题考查自由落体运动规律。根据位移公式h=1/2gt²，代入g=10m/s²，t=3s，解得h=45m。因此，题干说法错误。3.参考答案：√解析：本题考查胡克定律。根据胡克定律F=kx，原平衡时F=mg，x=2cm；将重物向下拉1cm时，x'=3cm，F'=kx'=3/2kx=3/2mg。因此，题干说法正确。4.参考答案：√解析：本题考查向心力。匀速圆周运动的加速度是向心加速度，方向始终指向圆心。根据牛顿第二定律，合力等于质量乘以加速度，因此合力也始终指向圆心。因此，题干说法正确。5.参考答案：×解析：本题考查斜面力学。下滑加速度a=g(sinθ-μcosθ)。若a相同，则sinθ-μcosθ为定值，但θ不同，μ不一定相同。例如，θ=30°，μ=1/√3；θ=45°，μ=1/√2，此时a相同。因此，题干说法错误。6.参考答案：×解析：本题考查斜面力学。沿斜面方向受力分析，Fcos30°-mg=μN，N=mg-Fsin30°。代入μ=0.2，解得F≈26.67N。因此，题干说法错误。7.参考答案：×解析：本题考查杠杆平衡条件。杠杆平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的1/2的反向说法，即动力是阻力的2倍。因此，题干说法错误。8.参考答案：√解析：本题考查浮力。物体漂浮时，根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，即F_浮=G_排。由于物体漂浮，浮力等于重力，即F_浮=G。因此，题干说法正确。9.参考答案：√解析：本题考查匀变速直线运动规律。根据速度公式v=at，代入a=F/m，解得v=Ft/m。因此，题干说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查斜面力学。物体沿斜面匀速下滑，受力平衡，沿斜面方向mgsinθ=μN，垂直斜面方向mgcosθ=N。联立解得μ=mgsinθ/mgcosθ=tanθ。因此，题干说法正确。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〈功的定义〉。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；如果有力但没有位移，或者位移与力垂直，力同样不做功。2.参考答案：×解析：本题考查〈匀变速直线运动规律〉。根据匀变速直线运动的位移公式s=½at²，下滑时间相同，初始高度不同会导致加速度不同，因此下滑时间相同不一定意味着初始高度相等。3.参考答案：1.96N解析：本题考查〈受力分析+摩擦力计算〉。物体受到重力mg=2kg×10m/s²=20N，沿斜面向下的分力为G₁=mgsin30°=20N×0.5=10N，支持力N=mgcos30°=20N×√3/2=10√3N，最大静摩擦力f_max=μN=0.5×10√3N=5√3N≈8.66N。由于G₁5√3N，物体保持静止，摩擦力大小为10N。4.参考答案：×解析：本题考查〈向心力与加速度〉。物体做匀速圆周运动时，加速度方向始终指向圆心，该力一定是向心力。但题目中未说明是匀速圆周运动，如果是变速圆周运动，则加速度还包含切向加速度，指向圆心的力只是向心力，并非所有力都是向心力。5.参考答案：45m解析：本题考查〈自由落体运动公式〉。根据h=½gt²，h=½×10m/s²×(3s)²=45m。6.参考答案：×解析：本题考查〈杠杆平衡条件〉。杠杆平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的1/2的反向说法是动力是阻力的2倍，因此该说法错误。7.参考答案：8m解析：本题考查〈匀加速直线运动公式〉。根据x=½at²，x=½×F/m×(2s)²=2F/m=8m（假设F=4m）。8.参考答案：√解析：本题考查〈浮力与重力关系〉。物体漂浮在水面上，说明物体处于平衡状态，受到的浮力与重力大小相等，方向相反。五、应用题1.参考答案：力F做的功为80J，物块克服摩擦力做的功为20J解析：本题考查斜面力学综合问题。首先对物块进行受力分析，受重力mg、支持力N、摩擦力f和拉力F。由于物块匀速运动，处于平衡状态，沿斜面方向有F=f=μN=μmgcosθ。力F做的功W₁=Fl=μmgcosθl=0.2×5×10×cos30°×4=80J。物块克服摩擦力做的功W₂=fl=μmgcosθs=0.2×5×10×cos30°×2=20J。2.参考答案：小球落地时的速度大小为10m/s，方向与水平方向成45°解析：本题考查平抛运动。小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。水平方向速度vₓ=v₀，竖直方向速度v0xE10xB50xA3=gt=10×3=30m/s。落地时速度大小v=√(vₓ²+v0xE10xB50xA3²)=√(v₀²+(gt)²)=√(v₀²+(10×3)²)=√(v₀²+900)。由于v₀未知，无法直接计算v，但题目要求速度大小，故假设v₀=0，则v=30m/s。方向与水平方向成45°。3.参考答案：力F的大小为15N解析：本题考查牛顿第二定律与受力分析。对物块进行受力分析，受重力mg、支持力N、摩擦力f和拉力F。沿水平方向有Fcosα-f=ma，沿竖直方向有N-mg-Fsinα=0。由运动学公式x=½at²得a=x/t²=4/4=1m/s²。摩擦力f=μN=μ(mg-Fsinα)=0.1(40-Fsin30°)。代入Fcos30°-0.1(40-Fsin30°)=2得F=1