人教版高中物理必修第一册第7章力学知识点巩固习题及答案

人教版高中物理必修第一册第7章力学知识点巩固习题及答案第1页共1页人教版高中物理必修第一册第7章力学知识点巩固习题及答案一、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）1.一个质量为5kg的物体静止在水平桌面上，桌面对物体的支持力大小是多少？A.49NB.50NC.9.8ND.0N参考答案：A2.一个物体以10m/s的初速度沿光滑水平面滑行，经过5秒后速度变为多少？A.0m/sB.2m/sC.50m/sD.50m/s²参考答案：B3.一个质量为2kg的物体从高处自由下落，不计空气阻力，第3秒末的速度是多少？A.9.8m/sB.29.4m/sC.44.1m/sD.58.8m/s参考答案：B4.一个物体放在斜面上，斜面倾角为30°，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，物体沿斜面匀速下滑，受到的摩擦力大小是多少？A.9.8NB.4.9NC.7.35ND.2.45N参考答案：A5.一个弹簧测力计的量程为5N，分度值为0.1N，用它测量一个力，指针指在2.5N刻度线上，测量的力大小是多少？A.2.5NB.2.45NC.2.55ND.无法确定参考答案：A6.一个物体放在水平桌面上，用水平力F推它，物体未被推动，此时物体受到的静摩擦力大小是多少？A.等于FB.小于FC.大于FD.等于零参考答案：A7.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能是否守恒？A.守恒B.不守恒C.无法确定D.部分守恒参考答案：A8.一个物体放在水平桌面上，用水平力F推它，物体开始运动，此时物体受到的摩擦力大小是多少？A.等于FB.小于FC.大于FD.等于零参考答案：B9.一个物体从高处以10m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，经过2秒后，物体的速度方向与水平方向成多大角度？A.30°B.45°C.60°D.90°参考答案：B10.一个物体放在水平桌面上，用水平力F推它，物体做匀速直线运动，此时物体受到的摩擦力大小是多少？A.等于FB.小于FC.大于FD.等于零参考答案：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）1.一物体在水平面上受到一个水平向右的恒力F作用，由静止开始运动，经过时间t速度达到v，则该力在时间t内对物体做的功为______。参考答案：1/2mv²2.一质量为m的物体从高度为h的平台上自由下落，不计空气阻力，下落到地面时的动能为______。参考答案：mgh3.一根轻质弹簧原长为l₀，劲度系数为k，将其竖直悬挂，下端挂一个质量为m的物体，弹簧伸长量为Δl，则此时弹簧的弹性势能为______。参考答案：1/2k(Δl)²4.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，角速度为ω，则物体所受的向心加速度大小为______。参考答案：ω²R5.一物体从高处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，经时间t水平位移为______。参考答案：v₀t6.一物体放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，物体恰好能静止，则物体所受的静摩擦力大小为______。参考答案：mgsinθ7.一轻质杠杆，支点O在杠杆中点，左边悬挂一个质量为m₁的物体，右边悬挂一个质量为m₂的物体，杠杆平衡时，m₁与m₂的距离关系为______。参考答案：m₁/m₂8.一物体在水平面上做匀速直线运动，速度为v，则物体在时间t内通过的路程为______。参考答案：vt9.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，下落第1秒末的速度为______。参考答案：9.8m/s10.一物体放在水平桌面上，用水平力F推它，物体未被推动，此时物体所受的静摩擦力大小为______。参考答案：F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圆周运动的物体，所受合外力一定不为零。参考答案：√2.一根轻质弹簧原长为l₀，劲度系数为k，将其竖直悬挂，下端挂一个质量为m的物体，弹簧伸长量为Δl时，物体处于平衡状态，此时弹簧弹力大小等于mg。参考答案：√3.物体运动的速度变化量越大，其加速度一定越大。参考答案：×4.物体受到的合外力越大，其运动状态改变得越快。参考答案：√5.滑动摩擦力的大小总是与物体对接触面的正压力成正比，且方向总是与物体相对运动方向相反。参考答案：×6.有用功越多，机械效率一定越高。参考答案：×7.做功的两个必要因素是作用在物体上的力以及物体在力的方向上通过的距离。参考答案：√8.机械能守恒定律适用于任何只有重力或系统内弹力做功的封闭系统。参考答案：√9.物体从静止开始沿光滑斜面下滑，其加速度大小等于gsinθ，其中θ为斜面倾角。参考答案：√10.两个物体发生弹性碰撞时，系统的动量和机械能都守恒。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.说明什么是滑动摩擦力，并指出其方向特点。参考答案：①滑动摩擦力是两个互相接触的物体发生相对滑动时，接触面之间产生的一种阻碍相对运动的力；②方向总是与物体相对运动的方向相反3.斜面长L，高h，一个重为G的物体被沿斜面匀速向上推，斜面粗糙，求推力F至少多大？不计摩擦，F又是多大？参考答案：①不计摩擦时，F=mgsinθ；②考虑摩擦时，F=mgsinθ+μmgcosθ4.倾角为θ的粗糙斜面上放一重为G的物体，物体静止，求斜面对物体的支持力N和摩擦力f的大小。参考答案：①N=mgcosθ；②f=mgsinθ5.一个质量为m的物体，从高为h的斜面顶端由静止滑下，到达底端时速度为v，求物体克服摩擦力做的功。参考答案：Wf=mgh-1/2mv²6.判断：两个物体发生弹性碰撞时，系统的动量和机械能都守恒。为什么？参考答案：√。因为弹性碰撞过程中，系统不受外力或所受外力之和为零，动量守恒；同时由于碰撞是弹性的，系统动能没有损失，机械能守恒7.在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，应控制哪些变量？如何测量滑动摩擦力？参考答案：①控制变量：控制接触面的粗糙程度；②测量方法：用弹簧测力计水平拉着物体在木平面上匀速运动，读出弹簧测力计的示数，这个示数就等于滑动摩擦力的大小8.估算一下你从教室一楼走到二楼克服重力做功大约是多少？（假设一层楼高3米，你的质量为50公斤）参考答案：W=mgh=50kg9.8m/s²3m=1470J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）1.一个质量为5kg的物体静止在粗糙的水平桌面上，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，使物体在水平桌面上做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s²。求水平推力F的大小。（g取10m/s²）A.15NB.20NC.25ND.30N参考答案：B2.一个倾角为30°的粗糙斜面，斜面长为4m，一个质量为2kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，到达斜面底端时速度大小为4m/s。求物体与斜面间的动摩擦因数。（g取10m/s²）A.0.1B.0.2C.0.25D.0.3参考答案：B3.一个质量为3kg的物体，用一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，物体静止时绳与竖直方向的夹角为30°。求此时绳的拉力大小。（g取10m/s²）A.15NB.20NC.25ND.30N参考答案：A4.一个质量为4kg的物体，放在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1。现用水平方向的力F推物体，使物体在水平桌面上做匀加速直线运动，加速度大小为3m/s²。求水平推力F的大小。（g取10m/s²）A.12NB.15NC.18ND.21N参考答案：C5.一个倾角为45°的粗糙斜面，斜面长为3m，一个质量为3kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，到达斜面底端时速度大小为3m/s。求物体与斜面间的动摩擦因数。（g取10m/s²）A.0.1B.0.2C.0.25D.0.3参考答案：B6.一个质量为2kg的物体，用一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，物体静止时绳与竖直方向的夹角为45°。求此时绳的拉力大小。（g取10m/s²）A.10NB.14NC.18ND.22N参考答案：B7.一个质量为5kg的物体静止在粗糙的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.15。现用与水平方向成60°角的力F推物体，使物体在水平桌面上做匀加速直线运动，加速度大小为1m/s²。求水平推力F的大小。（g取10m/s²）A.20NB.25NC.30ND.35N参考答案：C8.一个倾角为60°的粗糙斜面，斜面长为5m，一个质量为4kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，到达斜面底端时速度大小为5m/s。求物体与斜面间的动摩擦因数。（g取10m/s²）A.0.1B.0.2C.0.25D.0.3参考答案：B标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：本题考查重力与支持力的平衡关系。物体质量m=5kg，重力加速度g=9.8m/s²，物体所受重力G=mg=5kg×9.8m/s²=49N。物体静止在水平桌面上，处于平衡状态，受到的重力与支持力是一对平衡力，大小相等，方向相反。因此，桌面对物体的支持力大小也为50N。选项A、C、D均错误。2.参考答案：B解析：本题考查匀变速直线运动的速度公式。物体初速度v₀=10m/s，时间t=5s，加速度a未知。由于题目未给出加速度信息，无法直接使用v=v₀+at公式计算末速度。但根据题意，物体在光滑水平面上滑行，说明只受重力与支持力作用，合力为零，加速度为零。因此，物体做匀速直线运动，末速度v=v₀=10m/s。选项A、C、D均错误。3.参考答案：B解析：本题考查自由落体运动的速度公式。物体质量m=2kg，重力加速度g=9.8m/s²，下落时间t=3s。自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，速度公式为v=gt。第3秒末的速度v=9.8m/s²×3s=29.4m/s。选项A、C、D均错误。4.参考答案：A解析：本题考查斜面上的受力分析。物体质量m=2kg，斜面倾角θ=30°，动摩擦因数μ=0.5。物体沿斜面匀速下滑，说明合力为零。沿斜面方向，重力分力mgsinθ与摩擦力f平衡，即f=mgsinθ。摩擦力f=2kg×9.8m/s²×sin30°=2kg×9.8m/s²×0.5=9.8N。选项A、B、D均错误。5.参考答案：A解析：本题考查弹簧测力计的读数。弹簧测力计的量程为5N，分度值为0.1N，指针指在2.5N刻度线上，测量的力大小为2.5N。选项B、C、D均错误。6.参考答案：A解析：本题考查静摩擦力的特性。物体放在水平桌面上，用水平力F推它，物体未被推动，说明合力为零。沿水平方向，推力F与静摩擦力f平衡，即f=F。选项B、C、D均错误。7.参考答案：A解析：本题考查机械能守恒的条件。物体从高处自由下落，不计空气阻力，只有重力做功，没有其他力做功，因此机械能守恒。选项B、C、D均错误。8.参考答案：B解析：本题考查滑动摩擦力的特性。物体放在水平桌面上，用水平力F推它，物体开始运动，此时物体受到的摩擦力是滑动摩擦力。滑动摩擦力f=μN，其中μ为动摩擦因数，N为支持力。由于物体开始运动，说明推力F大于最大静摩擦力，但滑动摩擦力f小于推力F。选项A、C、D均错误。9.参考答案：B解析：本题考查平抛运动的速度方向。物体从高处以10m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，做平抛运动。水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。经过2秒后，竖直方向速度v_y=gt=9.8m/s²×2s=19.6m/s。水平方向速度v_x=10m/s。速度方向与水平方向成θ角，tanθ=v_y/v_x=19.6m/s/10m/s=1.96，θ≈63°。选项A、C、D均错误。10.参考答案：A解析：本题考查滑动摩擦力的特性。物体放在水平桌面上，用水平力F推它，物体做匀速直线运动，说明合力为零。沿水平方向，推力F与滑动摩擦力f平衡，即f=F。选项B、C、D均错误。二、填空题1.参考答案：1/2mv²解析：本题考查功的计算。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。物体由静止开始运动，初动能为0，末动能为1/2mv²。由于只有水平力F做功，所以F做的功等于物体动能的变化量，即W=1/2mv²。2.参考答案：mgh解析：本题考查机械能守恒。物体自由下落，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒。物体下落前只有重力势能，下落到地面时重力势能为0，动能等于重力势能的减少量，即Ek=mgh。3.参考答案：1/2k(Δl)²解析：本题考查弹性势能的计算。弹簧的弹性势能公式为Ep=1/2kx²，其中x为弹簧的伸长量或压缩量。本题中弹簧伸长量为Δl，所以弹性势能为1/2k(Δl)²。4.参考答案：ω²R解析：本题考查向心加速度的计算。向心加速度公式为a_c=ω²R，其中ω为角速度，R为半径。所以物体所受的向心加速度大小为ω²R。5.参考答案：v₀t解析：本题考查平抛运动。平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，速度为v₀，所以水平位移x=v₀t。6.参考答案：mgsinθ解析：本题考查静摩擦力的计算。物体恰好能静止，说明物体所受合力为0。沿斜面向下的分力为mgsinθ，静摩擦力沿斜面向上，大小等于mgsinθ。7.参考答案：m₁/m₂解析：本题考查杠杆平衡条件。杠杆平衡条件为F₁L₁=F₂L₂，其中F₁和F₂分别为两边物体的重力，L₁和L₂分别为支点到两边物体的距离。由于支点在杠杆中点，L₁=L₂，所以F₁=F₂，即m₁g=m₂g，所以m₁=m₂。8.参考答案：vt解析：本题考查匀速直线运动的路程计算。匀速直线运动的路程公式为s=vt，其中v为速度，t为时间。所以物体在时间t内通过的路程为vt。9.参考答案：9.8m/s解析：本题考查自由落体运动。自由落体运动的加速度为g=9.8m/s²，第1秒末的速度为v=gt=9.8m/s。10.参考答案：F解析：本题考查静摩擦力的计算。物体未被推动，说明物体所受合力为0。水平力F向右，静摩擦力f向左，大小等于F，即f=F。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查“向心力概念”。做匀速圆周运动的物体，其速度方向时刻改变，根据牛顿第二定律，一定存在合外力，该合外力指向圆心，提供向心力。向心力不为零，故该说法正确。2.参考答案：√解析：本题考查“胡克定律与平衡条件”。物体处于平衡状态，受重力和弹簧弹力，根据平衡条件，有F弹=mg。根据胡克定律，F弹=kΔl，因此kΔl=mg，即弹簧伸长量Δl时，弹力大小等于重力mg，该说法正确。3.参考答案：×解析：本题考查“加速度定义”。加速度a=Δv/Δt，速度变化量Δv大，但若时间Δt更大，加速度a可能很小。加速度大小取决于速度变化率，而非变化量本身。故该说法错误。4.参考答案：√解析：本题考查“牛顿第二定律”。根据牛顿第二定律F=ma，合外力F越大，加速度a越大。加速度是描述物体运动状态改变快慢的物理量，合外力越大，加速度越大，运动状态改变越快。故该说法正确。5.参考答案：×解析：本题考查“滑动摩擦力”。滑动摩擦力f=μN，其中μ为动摩擦因数，N为正压力。动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关，并非总与正压力成正比。此外，静摩擦力的大小与引起相对运动趋势的力有关，方向与相对运动趋势方向相反，而非总是与物体实际运动方向相反。故该说法错误。6.参考答案：×解析：本题考查“机械效率”。机械效率η=W有用/W总，有用功多，若总功也显著增加，效率不一定提高。机械效率反映的是机械对输入能量的利用率，取决于有用功占总功的比例，而非绝对值。故该说法错误。7.参考答案：√解析：本题考查“做功条件”。力对物体做功的两个必要因素是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。故该说法正确。8.参考答案：√解析：本题考查“机械能守恒定律”。机械能守恒定律的适用条件是系统内只有重力或系统内弹力做功，且系统为封闭系统，无外力做功。满足这些条件时，系统的动能和势能相互转化，但机械能总量保持不变。故该说法正确。9.参考答案：√解析：本题考查“匀变速直线运动”。物体从静止开始沿光滑斜面下滑，加速度a=gsinθ。光滑斜面无摩擦力，只有重力和支持力，支持力不做功，重力沿斜面向下分量提供下滑加速度。故该说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查“弹性碰撞”。弹性碰撞过程中，系统内动能无损失，即机械能守恒；同时，系统动量守恒。因此，两个物体发生弹性碰撞时，系统的动量和机械能都守恒。故该说法正确。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〈力做功的条件〉。力对物体做功需要同时满足两个条件：一是必须有力作用在物体上，二是物体必须在力的方向上通过一段距离。如果有力但没有位移，或者位移不在力的方向上，力都不做功。这是力做功的基本定义，也是理解功的概念的关键。2.参考答案：①滑动摩擦力是两个互相接触的物体发生相对滑动时，接触面之间产生的一种阻碍相对运动的力；②方向总是与物体相对运动的方向相反解析：本题考查〈滑动摩擦力的概念与方向〉。滑动摩擦力产生于相对运动的接触面，其本质是接触面粗糙程度和正压力共同作用的结果。理解其方向是关键，它总是阻碍物体间的相对滑动，所以方向与相对运动方向相反，但可能与物体运动方向相同或相反。3.参考答案：①不计摩擦时，F=mgsinθ；②考虑摩擦时，F=mgsinθ+μmgcosθ解析：本题考查〈斜面力学分析与应用〉。①当不计摩擦时，推力只需克服重力沿斜面向上的分力，即F=mgsinθ。这是斜面力学的基本计算。②考虑摩擦时，推力不仅要克服重力分力，还要克服沿斜面向下的最大静摩擦力，即F=mgsinθ+μmgcosθ。这里融合了斜面受力分析和摩擦力计算两个考点。解析中点明了两个不同情况下的计算方法和公式应用。4.参考答案：①N=mgcosθ；②f=mgsinθ解析：本题考查〈斜面受力分析〉。对静止在斜面上的物体进行受力分析，重力G分解为沿斜面向下的分力Gx=mgsinθ和垂直于斜面向下的分力Gy=mgcosθ。根据平衡条件，斜面对物体的支持力N必须等于Gy，即N=mgcosθ。同时，静摩擦力f必须等于Gx，即f=mgsinθ，以维持物体静止。这是斜面受力分析的基本方法。5.参考答案：Wf=mgh-1/2mv²解析：本题考查〈动能定理与功的计算〉。根据动能定理，物体克服摩擦力做的功等于物体动能的增量加上重力势能的减少量。物体从静止开始滑下，初动能为0，末动能为1/2mv²，重力势能减少了mgh。所以克服摩擦力做的功Wf=mgh-1/2mv²。这里融合了动能定理和功的概念。6.参考答案：√。因为弹性碰撞过程中，系统不受外力或所受外力之和为零，动量守恒；同时由于碰撞是弹性的，系统动能没有损失，机械能守恒解析：本题考查〈弹性碰撞的特点〉。弹性碰撞的两个重要特征是动量守恒和机械能守恒。解析中指出了动量守恒的条件（系统不受外力或外力之和为零）和机械能守恒的条件（碰撞是弹性的，无能量损失）。这是判断碰撞是否为弹性的依据。7.参考答案：①控制变量：控制接触面的粗糙程度；②测量方法：用弹簧测力计水平拉着物体在木平面上匀速运动，读出弹簧测力计的示数，这个示数就等于滑动摩擦力的大小解析：本题考查〈探究滑动摩擦力实验设计〉。实验的核心是控制变量法。要研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，必须保持其他因素不变，如压力大小、相对运动速度等。测量滑动摩擦力的方法是利用二力平衡原理，用弹簧测力计水平匀速拉动物体时，摩擦力与拉力大小相等。这是高中物理实验的基本设计思想。8.参考答案：W=mgh=50kg9.8m/s²3m=1470J解析：本题考查〈功的计算与估算〉。克服重力做功W等于重力G乘以竖直位移h。人的质量m=50kg，重力加速度g≈9.8m/s²，一层楼高h=3m。所以W=mgh=509.83=1470J。估算时取g≈10m/s²计算更方便，结果约为1500J。这是功的基本计算应用。五、应用题1.参考答案：B解析：本题考查“受力分析与牛顿第二定律”。对物体进行受力分析，受重力G、支持力N、水平推力F、摩擦力f。沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，将F分解为水平分量F₁和竖直分量F₂。水平方向：F₁-f=ma，竖直方向：N+F₂-G=