北师大版高一物理上册第5章力学综合练习题及答案

北师大版高一物理上册第5章力学综合练习题及答案第1页共1页北师大版高一物理上册第5章力学综合练习题及答案一、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2kg的木块，放在与水平面成30°的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，现用平行于斜面向上的力F=10N推木块，使木块沿斜面匀速向上运动，则木块受到的摩擦力大小为多少？A.4NB.6NC.8ND.10N参考答案：D2.一个质量为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，则物体受到的静摩擦力大小为多少？A.mgsinθB.mgcosθC.μmgcosθD.μmgsinθ参考答案：C3.一个质量为m的物体从离地面高h处自由下落，不计空气阻力，物体下落第2秒内下落的高度是多少？A.4mB.5mC.8mD.10m参考答案：B4.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，第3秒内下落的高度是多少？A.4.5mB.9mC.14.5mD.19m参考答案：B5.一个物体从离地面高20m处自由下落，不计空气阻力，物体下落的时间是多少？A.2sB.3sC.4sD.5s参考答案：B6.一个物体从离地面高10m处自由下落，不计空气阻力，物体下落到地面时的速度是多少？A.10m/sB.20m/sC.30m/sD.40m/s参考答案：A7.一个物体在水平面上做匀速直线运动，它受到的合外力是多少？A.0NB.5NC.10ND.15N参考答案：A8.一个物体在水平面上做匀速直线运动，它受到的摩擦力大小为多少？A.0NB.2NC.4ND.6N参考答案：A9.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，第3秒内下落的高度是多少？A.4.5mB.9mC.14.5mD.19m参考答案：B10.一个物体从离地面高20m处自由下落，不计空气阻力，物体下落的时间是多少？A.2sB.3sC.4sD.5s参考答案：B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）1.一个重为50N的物体静止在水平桌面上，桌子对物体的支持力大小为______N。参考答案：502.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m，当弹簧伸长到15cm时，弹力大小为______N。参考答案：203.某物体在水平面上做匀速直线运动，速度为5m/s，运动了10s，通过的路程为______m。参考答案：504.一个质量为2kg的物体，受到一个水平向右的拉力F作用，在水平桌面上做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，则拉力F大小为______N（不计摩擦力）。参考答案：45.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，第3秒内下落的高度为______m。参考答案：256.一个物体在水平面上做匀速直线运动，它受到的合外力大小为______N。参考答案：07.两个物体分别受到大小相等的力，它们的位移大小一定______相等。参考答案：不一定8.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其合力大小为______N。参考答案：指向圆心9.如果一个物体的动能增加了，那么一定有力对它做了______功。参考答案：正10.一块质量为2kg的木块，放在与水平面成30°的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，则木块沿斜面向下滑动时受到的摩擦力大小为______N。参考答案：5三、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）1.一个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.如果一个物体在水平方向上做匀速直线运动，那么它一定不受摩擦力的作用。参考答案：×3.力学中研究的“功”与日常生活中所说的“工作”是同一个概念。参考答案：×4.使用定滑轮可以省力，但一定不能改变力的方向。参考答案：×5.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其加速度始终为零。参考答案：×6.物体漂浮在水面时，浮力的大小等于物体的重力。参考答案：√7.杠杆的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。参考答案：√8.滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关。参考答案：×9.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能守恒。参考答案：√10.在同一直线上作用在同一个物体上的两个力，如果它们的合力为零，那么这两个力一定是一对平衡力。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.请简述力对物体做功的两个必要因素是什么？参考答案：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。2.在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，需要控制哪些变量？需要改变哪些条件？参考答案：控制变量包括：①接触面的粗糙程度；②物体的质量。改变条件包括：①改变接触面的粗糙程度；②改变物体的质量。3.一根杠杆，动力臂是阻力臂的2倍，如果动力是100N，那么阻力是多少？参考答案：阻力是200N。4.请列举三种常见的简单机械，并说明它们的工作原理。参考答案：常见的简单机械有：①杠杆；②滑轮；③斜面。工作原理：杠杆是利用动力臂和阻力臂的长度不同来改变力的大小或方向；滑轮是利用轮轴的原理来改变力的方向或大小；斜面是利用斜面的长度和高度不同来改变力的大小。5.在水平面上，一个重为50N的物体受到一个水平向右的拉力F作用，在水平方向上做匀速直线运动，速度为5m/s。如果物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，那么拉力F的大小是多少？参考答案：拉力F的大小是10N。6.请简述阿基米德原理的内容，并说明它是如何应用于浮力计算的。参考答案：阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体的重力。它是通过测量物体在液体中受到的浮力，以及物体排开液体的体积和液体的密度，来计算浮力的。7.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要哪些器材？实验的主要步骤是什么？参考答案：需要的器材包括：①弹簧测力计；②细线；③钩码；④方木板；⑤刻度尺；⑥三角板；⑦铅笔。实验的主要步骤包括：①将方木板放在水平桌面上，用刻度尺在木板上画出两条平行线，分别作为力的作用线；②将弹簧测力计的一端固定在方木板的一端，另一端用细线系住一个钩码；③将细线跨过方木板上的两个孔，分别用两个弹簧测力计拉着细线，使钩码静止；④记录两个弹簧测力计的读数，并画出力的平行四边形；⑤改变钩码的数量或位置，重复步骤③和④；⑥比较不同情况下力的平行四边形，验证力的平行四边形定则。8.请简述实验中如何测量弹簧的劲度系数？需要用到哪些公式？参考答案：测量弹簧的劲度系数需要用到以下器材：①弹簧；②钩码；③刻度尺。测量步骤：①将弹簧的一端固定在支架上，另一端挂上钩码；②用刻度尺测量弹簧的伸长量x；③改变钩码的数量，重复步骤②；④绘制F-x图象，图线的斜率k即为弹簧的劲度系数。公式：F=kx。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.小明同学想制作一个简易斜面模型，用于研究物体沿斜面下滑的运动规律。他准备了一块长为5m、高为2m的木板，将其放置在水平桌面上，形成一个斜面。请计算该斜面的倾角θ（用反三角函数表示），并说明该倾角是否适合放置一个小球进行匀速下滑实验（假设小球与斜面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度取10m/s²）。参考答案：tanθ=2/5,θ≈21.8°,不适合2.在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，某同学记录了以下数据：当木块在水平桌面上静止时，弹簧测力计的示数为2N；当用水平力F=5N拉木块时，木块恰好做匀速直线运动；当用水平力F=8N拉木块时，弹簧测力计的示数为6N。请根据以上数据，计算木块与桌面间的动摩擦因数μ，并说明该实验中滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。参考答案：μ=0.4,滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关3.一个重为100N的物体，被放置在一个倾角为30°的斜面上。物体与斜面间的动摩擦因数为0.5。请计算该物体沿斜面向下滑动时受到的摩擦力大小，并说明该物体能否在斜面上保持静止状态。参考答案：f=50N,不能保持静止状态4.某同学想测量一个未知电阻R的阻值，他连接了的电路。已知电源电压为6V，电流表的示数为0.2A。请计算该未知电阻R的阻值，并说明该测量方法可能存在的误差来源。参考答案：R=30Ω,误差来源包括电流表内阻、电源电压波动、读数误差等5.在一个“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学使用了以下器材：弹簧测力计、细线、橡皮筋、坐标纸等。请简述该实验的主要步骤，并说明如何通过实验结果验证力的平行四边形定则。参考答案：实验步骤：①将橡皮筋的一端固定在坐标纸上，另一端系上细线；②用两个弹簧测力计分别拉细线的两个端点，使橡皮筋伸长到某一点；③记录两个弹簧测力计的示数和细线的方向；④用铅笔在坐标纸上标出橡皮筋的伸长点；⑤用平行四边形定则作图，验证两个力的合力与橡皮筋的伸长方向是否一致6.一个重为50N的物体，被放置在一个水平桌面上。物体与桌面间的动摩擦因数为0.3。请计算该物体受到的最大静摩擦力大小，并说明当水平拉力F小于该最大静摩擦力时，物体将保持静止状态。参考答案：f_max=15N,当水平拉力F小于该最大静摩擦力时，物体将保持静止状态7.在一个“探究杠杆平衡条件”的实验中，某同学使用了以下器材：杠杆、钩码、刻度尺等。请简述该实验的主要步骤，并说明如何通过实验结果验证杠杆的平衡条件。参考答案：实验步骤：①将杠杆的中点支在支点上；②在杠杆的一端挂上钩码，在另一端挂上钩码，使杠杆平衡；③记录两个钩码的质量和悬挂位置；④改变钩码的质量和悬挂位置，重复步骤②和③；⑤分析实验数据，验证杠杆的平衡条件8.一个重为100N的物体，被放置在一个倾角为30°的斜面上。物体与斜面间的动摩擦因数为0.5。请计算该物体沿斜面向下滑动时受到的合力大小，并说明该物体下滑的加速度大小（假设物体下滑过程中不受其他力的作用，重力加速度取10m/s²）。参考答案：F_net=83.8N,a=8.1m/s²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“受力分析与平衡条件”。木块沿斜面匀速向上运动，处于平衡状态，受到的合外力为零。木块受到重力mg、支持力N、推力F和摩擦力f。沿斜面方向，有F-f=0，所以f=F=10N。选项A、C、D错误，因为它们没有正确分析木块的受力情况。2.参考答案：C解析：本题考查“受力分析与静摩擦力”。物体静止在斜面上，处于平衡状态，受到的合外力为零。沿斜面方向，有静摩擦力f=mgsinθ。选项A、B、D错误，因为它们没有正确分析物体受到的静摩擦力方向和大小。3.参考答案：B解析：本题考查“自由落体运动”。物体自由下落，初速度为零，加速度为g。第2秒内下落的高度h₂=1/2gt²-1/2g(t-1)²=1/2g(4-1)=5m。选项A、C、D错误，因为它们没有正确计算第2秒内下落的高度。4.参考答案：B解析：本题考查“自由落体运动”。物体自由下落，初速度为零，加速度为g。第3秒内下落的高度h₃=1/2gt²-1/2g(t-1)²=1/2g(9-4)=9m。选项A、C、D错误，因为它们没有正确计算第3秒内下落的高度。5.参考答案：B解析：本题考查“自由落体运动”。物体自由下落，初速度为零，加速度为g。下落时间t=2√(h/g)=2√(20/10)=3s。选项A、C、D错误，因为它们没有正确计算物体下落的时间。6.参考答案：A解析：本题考查“自由落体运动”。物体自由下落，初速度为零，加速度为g。下落到地面时的速度v=gt=10m/s。选项A、C、D错误，因为它们没有正确计算物体下落到地面时的速度。7.参考答案：A解析：本题考查“受力分析与牛顿第一定律”。物体在水平面上做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的合外力为零。选项B、C、D错误，因为它们没有正确理解匀速直线运动与合外力的关系。8.参考答案：A解析：本题考查“受力分析与摩擦力”。物体在水平面上做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的合外力为零。水平方向没有外力作用，所以摩擦力为零。选项B、C、D错误，因为它们没有正确分析物体受到的摩擦力情况。9.参考答案：B解析：本题考查“自由落体运动”。物体自由下落，初速度为零，加速度为g。第3秒内下落的高度h₃=1/2gt²-1/2g(t-1)²=1/2g(9-4)=9m。选项A、C、D错误，因为它们没有正确计算第3秒内下落的高度。10.参考答案：B解析：本题考查“自由落体运动”。物体自由下落，初速度为零，加速度为g。下落时间t=2√(h/g)=2√(20/10)=3s。选项A、C、D错误，因为它们没有正确计算物体下落的时间。二、填空题1.参考答案：50解析：本题考查“二力平衡条件”。物体静止在水平桌面上，受到重力和桌子支持力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等。重力大小为50N，所以桌子对物体的支持力大小也为50N。2.参考答案：20解析：本题考查“胡克定律”。弹簧伸长量x=15cm-10cm=5cm=0.05m，弹力F=kx=200N/m×0.05m=10N。注意单位换算，1cm=0.01m。3.参考答案：50解析：本题考查“匀速直线运动路程公式”。物体做匀速直线运动，路程s=vt=5m/s×10s=50m。4.参考答案：4解析：本题考查“牛顿第二定律”。物体受到的合外力F=ma=2kg×2m/s²=4N。题目中说明不计摩擦力，所以拉力F即为合外力。5.参考答案：25解析：本题考查“自由落体运动规律”。自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度为g=10m/s²。第3秒内下落的高度h₃=1/2gt₃²-1/2gt₂²=1/2×10m/s²×3²-1/2×10m/s²×2²=45m-20m=25m。6.参考答案：0解析：本题考查“匀速直线运动受力分析”。物体在水平面上做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的合外力为零。7.参考答案：不一定解析：本题考查“力的作用效果”。两个物体受到的力大小相等，但它们的位移大小不一定相等。位移大小取决于力与位移方向的夹角，cosθ=F/|F|，位移s=Ftcosθ，所以位移大小s与力F、时间t、cosθ有关。8.参考答案：指向圆心解析：本题考查“匀速圆周运动受力分析”。物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，需要向心力提供，向心力大小为mv²/r，方向指向圆心。题目中未给出具体数值，只要求合力大小，所以答案为指向圆心。9.参考答案：正解析：本题考查“动能定理”。动能增加说明物体的末动能大于初动能，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，所以合外力对物体做了正功。10.参考答案：5解析：本题考查“斜面受力分析”。木块受到重力G=mg=2kg×10m/s²=20N，沿斜面向下的分力G₁=mgsin30°=2kg×10m/s²×1/2=10N，垂直斜面向下的分力G₂=mgh=2kg×10m/s²×√3/2=10√3N。桌子对木块的支持力N=G₂cos30°=20N×√3/2=10√3N。木块沿斜面向下滑动时受到的摩擦力f=μN=0.5×10√3N=5√3N≈8.66N。但是题目要求的是木块沿斜面向下滑动时受到的摩擦力大小，所以答案为5√3N。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查“力与运动的关系”。根据牛顿第二定律F=ma，合外力F越大，加速度a越大，即运动状态改变得越快。因此该说法正确。2.参考答案：×解析：本题考查“摩擦力”。物体在水平方向上做匀速直线运动，说明水平方向上合外力为零，但并不代表不受摩擦力。例如，物体可能受到与拉力大小相等方向相反的静摩擦力。因此该说法错误。3.参考答案：×解析：本题考查“功的概念”。力学中研究的“功”W=Flcosθ，是一个物理量，而日常生活中所说的“工作”含义广泛，两者概念不同。因此该说法错误。4.参考答案：×解析：本题考查“定滑轮的特点”。使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。因此该说法错误。5.参考答案：×解析：本题考查“向心力与加速度”。在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其速度方向不断改变，存在向心加速度，加速度不为零。因此该说法错误。6.参考答案：√解析：本题考查“浮力与重力”。根据阿基米德原理，物体漂浮时，浮力F等于物体排开液体的重力，而物体排开液体的重力等于物体的重力G。因此该说法正确。7.参考答案：√解析：本题考查“杠杆平衡条件”。杠杆的平衡条件确实是动力F1乘以动力臂L1等于阻力F2乘以阻力臂L2，即F1L1=F2L2。因此该说法正确。8.参考答案：×解析：本题考查“滑动摩擦力”。滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度和正压力有关，与物体运动的速度无关。因此该说法错误。9.参考答案：√解析：本题考查“机械能守恒”。自由下落过程中，只有重力做功，动能增加，势能减少，但机械能总量保持不变。因此该说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查“平衡力”。作用在同一直线上、大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力，互为平衡力，它们的合力为零。因此该说法正确。四、简答题1.参考答案：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。解析：本题考查“功的概念”。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。这两个因素缺一不可。例如，一个人提着箱子在水平面上匀速行走，虽然人对箱子有力的作用，但箱子在力的方向上没有通过距离，所以人对箱子没有做功。2.参考答案：控制变量包括：①接触面的粗糙程度；②物体的质量。改变条件包括：①改变接触面的粗糙程度；②改变物体的质量。解析：本题考查“滑动摩擦力的影响因素”。在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时，需要采用控制变量法。控制变量法要求在研究一个因素对结果的影响时，保持其他因素不变。因此，需要控制接触面的粗糙程度和物体的质量不变，然后通过改变接触面的粗糙程度或改变物体的质量来观察滑动摩擦力的变化。3.参考答案：阻力是200N。解析：本题考查“杠杆的平衡条件”。杠杆的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂。根据题意，动力臂是阻力臂的2倍，即L₁=2L₂，动力F₁=100N。代入杠杆平衡条件，得到100N×2L₂=F₂L₂，解得F₂=200N。4.参考答案：常见的简单机械有：①杠杆；②滑轮；③斜面。工作原理：杠杆是利用动力臂和阻力臂的长度不同来改变力的大小或方向；滑轮是利用轮轴的原理来改变力的方向或大小；斜面是利用斜面的长度和高度不同来改变力的大小。解析：本题考查“简单机械的种类和工作原理”。常见的简单机械有杠杆、滑轮、斜面等。杠杆的工作原理是利用动力臂和阻力臂的长度不同来改变力的大小或方向；滑轮的工作原理是利用轮轴的原理来改变力的方向或大小；斜面的工作原理是利用斜面的长度和高度不同来改变力的大小。5.参考答案：拉力F的大小是10N。解析：本题考查“滑动摩擦力的计算”。物体在水平方向上做匀速直线运动，说明物体受到的合外力为零。因此，水平向右的拉力F与水平向左的滑动摩擦力f大小相等。滑动摩擦力f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是物体受到的支持力。由于物体在水平面上，支持力N等于重力G，即N=G=50N。所以，滑动摩擦力f=0.2×50N=10N。因此，拉力F的大小也是10N。6.参考答案：阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体的重力。它是通过测量物体在液体中受到的浮力，以及物体排开液体的体积和液体的密度，来计算浮力的。解析：本题考查“阿基米德原理”。阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体的重力。这个原理可以通过实验验证，例如将一个物体浸入水中，测量物体在水中受到的浮力，以及物体排开水的体积和水的密度，可以计算出浮力的大小。7.参考答案：需要的器材包括：①弹簧测力计；②细线；③钩码；④方木板；⑤刻度尺；⑥三角板；⑦铅笔。实验的主要步骤包括：①将方木板放在水平桌面上，用刻度尺在木板上画出两条平行线，分别作为力的作用线；②将弹簧测力计的一端固定在方木板的一端，另一端用细线系住一个钩码；③将细线跨过方木板上的两个孔，分别用两个弹簧测力计拉着细线，使钩码静止；④记录两个弹簧测力计的读数，并画出力的平行四边形；⑤改变钩码的数量或位置，重复步骤③和④；⑥比较不同情况下力的平行四边形，验证力的平行四边形定则。解析：本题考查“验证力的平行四边形定则”的实验步骤。验证力的平行四边形定则的实验需要使用弹簧测力计、细线、钩码、方木板、刻度尺、三角板和铅笔等器材。实验的主要步骤包括：将方木板放在水平桌面上，用刻度尺在木板上画出两条平行线，分别作为力的作用线；将弹簧测力计的一端固定在方木板的一端，另一端用细线系住一个钩码；将细线跨过方木板上的两个孔，分别用两个弹簧测力计拉着细线，使钩码静止；记录两个弹簧测力计的读数，并画出力的平行四边形；改变钩码的数量或位置，重复步骤③和④；比较不同情况下力的平行四边形，验证力的平行四边形定则。8.参考答案：测量弹簧的劲度系数需要用到以下器材：①弹簧；②钩码；③刻度尺。测量步骤：①将弹簧的一端固定在支架上，另一端挂上钩码；②用刻度尺测量弹簧的伸长量x；③改变钩码的数量，重复步骤②；④绘制F-x图象，图线的斜率k即为弹簧的劲度系数。公式：F=kx。解析：本题考查“弹簧的劲度系数的测量”。测量弹簧的劲度系数需要用到弹簧、钩码和刻度尺等器材。测量步骤包括：将弹簧的一端固定在支架上，另一端挂上钩码；用刻度尺测量弹簧的伸长量x；改变钩码的数量，重复步骤②；绘制F-x图象，图线的斜率k即为弹簧的劲度系数。根据胡克定律，F=kx，其中F是弹簧受到的拉力，k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的伸长量。五、应用题1.参考答案：tanθ=2/5,θ≈21.8°,不适合解析：本题考查〈斜面倾角计算与匀速下滑条件判断〉。首先，根据斜面长度和高度，利用三角函数计算出斜面的倾角：tanθ=2/5,θ≈21.8°。然后，计算物体沿斜面下滑时受到的摩擦力f=μN=μmgcosθ=0.2×100×cos21.8°≈18.79N。由于物体重力沿斜面向下的分力G₁=mgsinθ=100×sin21.8°≈36.79N，而fG₁，因此物体无法在斜面上做匀速下滑实验。2.参考答案：μ=0.4,滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关解析：本题考查〈动摩擦因数计算与滑动摩擦力影响因素分析〉。当木块在水平桌面上静止时，静摩擦力等于弹簧测力计的示数，即f₁=2N。当木块恰好做匀速直线运动时，滑动摩擦力等于水平拉力，即f₂=5N。根据f₂=μN，其中N为木块受到的支持力，即N=mg，可得μ=f₂/mg=5/(10×1)=0.5。当用水平力F=8N拉木块时，弹簧测力计的示数为6N，说明此时木块受到的滑动摩擦力f₃=6N。由于f₃f₂，说明此时木块受到的合外力不为零，因此木块不可能做匀速直线运动。综上所述，滑动摩