基础物理力学试题及详细答案

基础物理力学经典试题及详细答案

一、单选题

1.物体在水平面上做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力大小（）（1分）A.大于零B.等于零C.小于零D.无法确定【答案】B【解析】匀速直线运动表明物体受力平衡，水平方向不受外力，摩擦力为零

2.质量为m的物体从高处自由落下，忽略空气阻力，物体下落s距离时的速度大小为（）（2分）A.√2gsB.2gsC.gtsD.√gs【答案】A【解析】根据机械能守恒或运动学公式v²=2as，v=√2gs

3.下列哪个不是国际单位制中的基本单位？（）（1分）A.米B.千克C.秒D.牛顿【答案】D【解析】牛顿是导出单位，其表达式为kg·m/s²

4.作用力与反作用力的关系是（）（2分）A.大小相等方向相反B.作用在同一物体上C.一个先产生一个后产生D.一个是动力一个是阻力【答案】A【解析】根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等方向相反，作用在不同物体上

5.一个物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为a，则第3秒末的速度大小为（）（1分）A.3aB.2aC.aD.6a【答案】B【解析】v=at，第3秒末速度v=3a

6.两个力F₁=4N和F₂=3N作用在同一直线上，它们合力的最大值和最小值分别为（）（2分）A.7N、1NB.8N、1NC.7N、0ND.8N、0N【答案】D【解析】同一直线同方向时合力最大F₁+F₂=8N，反方向时合力最小|F₁-F₂|=1N

7.关于功的说法正确的是（）（1分）A.有力作用物体就一定做功B.物体位移越大做的功越多C.功是标量D.功的正负取决于位移方向【答案】C【解析】功是标量，只有大小没有方向，其正负取决于力和位移的夹角

8.质量为m的物体放在水平地面上，用与水平面成θ角的力F拉动物体，物体受到的摩擦力大小为（）（2分）A.μmgB.μmg-FsinθC.μmg+FsinθD.μFcosθ【答案】B【解析】摩擦力f=μN，N=mg-Fsinθ，所以f=μmg-Fsinθ

9.一个物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）（1分）A.物体受到的合外力为零B.物体的加速度为零C.物体的速度大小不变D.物体的运动状态不改变【答案】C【解析】匀速圆周运动速度大小不变，但方向时刻改变，存在向心加速度，合外力不为零

10.两个物体A和B用轻绳连接，分别挂在光滑的定滑轮两端，物体A质量为m₁，物体B质量为m₂，系统静止时，物体A受到的绳子拉力大小为（）（2分）A.m₁gB.m₂gC.m₁+m₂gD.m₁g-m₂g/m₁+m₂【答案】A【解析】对物体A受力分析，只受重力和绳子拉力，处于平衡状态，所以拉力等于重力m₁g

二、多选题（每题4分，共20分）

1.下列哪些情况中，物体的动能发生了变化？（）A.物体速度大小不变，方向改变B.物体匀速圆周运动C.物体自由落体D.物体沿粗糙斜面匀减速下滑E.物体在光滑水平面上匀速直线运动【答案】A、C、D【解析】动能E=½mv²，速度大小改变或方向改变动能都改变A中方向改变动能改变；C中速度增大动能增加；D中速度减小动能减小；B中速度大小方向都变但速率不变，动能不变；E中速度不变动能不变

2.下列说法正确的是？（）A.惯性是物体保持运动状态的性质B.质量是惯性的量度C.牛顿第一定律揭示了力的本质D.物体运动状态改变一定受到外力作用E.作用力与反作用力一定同时产生同时消失【答案】A、B、D、E【解析】惯性是物体保持原有运动状态的性质，质量越大惯性越大；力是改变物体运动状态的原因；作用力与反作用力是同时产生同时消失的

3.关于功的计算，下列说法正确的是？（）A.功是标量B.功的正负取决于力和位移的夹角C.功的计算公式是W=FlcosαD.功的单位是焦耳E.功率表示做功快慢【答案】A、B、C、D、E【解析】功是标量，计算公式W=Flcosα，单位焦耳，功率表示做功快慢

4.关于机械能守恒，下列说法正确的是？（）A.只有重力或弹力做功，机械能守恒B.机械能守恒系统动能和势能可以相互转化C.机械能守恒系统机械能总量不变D.机械能不守恒时一定有非保守力做功E.机械能守恒时系统不受外力作用【答案】A、B、C、D【解析】机械能守恒条件是只有重力或弹力做功，此时动能和势能可以相互转化但总量不变，机械能不守恒时一定是非保守力做功，与是否受外力无关

5.关于向心力，下列说法正确的是？（）A.向心力方向始终指向圆心B.向心力可以是重力、弹力或它们的合力C.向心力大小不变，物体做匀速圆周运动D.向心力不做功E.向心加速度方向始终指向圆心【答案】A、B、C、D、E【解析】向心力是维持物体做圆周运动的力，方向指向圆心，可以是多种力的合力，大小不变时做匀速圆周运动，方向始终指向圆心，向心力方向与速度方向垂直不做功

三、填空题

1.物体在水平面上做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，5秒内速度增加了______m/s（2分）【答案】10【解析】Δv=aΔt=2×5=10m/s

2.质量为2kg的物体，受到一个水平向右的力F作用，在水平面上移动了3m，力F做的功为60J，则力F的大小为______N（4分）【答案】20【解析】W=Flcosα，60=F×3×cos0°，F=20N

3.一个物体从高处自由落下，忽略空气阻力，下落3秒时速度大小为______m/s，下落5米时速度大小为______m/s（4分）【答案】

29.4；10【解析】v=gt=

9.8×3=

29.4m/s；v²=2as=2×

9.8×5=98，v=√98≈10m/s

4.两个物体用轻绳连接跨过光滑定滑轮，物体A质量为2kg，物体B质量为3kg，系统静止时，物体A受到的绳子拉力大小为______N，物体B受到的绳子拉力大小为______N（4分）【答案】

29.4；

29.4【解析】对整体分析，m₁+m₂g=m₁+m₂a，a=g=

9.8m/s²；对A分析，m₁g-T=m₁a，T=m₁g-a=2×

9.8-

9.8=0；对B分析，T-m₂g=m₂a，T=m₂g+a=3×

9.8+

9.8=

29.4N

5.一个物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度大小为v，则向心加速度大小为______，周期为______（4分）【答案】v²/R；2πR/v【解析】a=v²/R；T=2πR/v

四、判断题

1.物体受到的合外力越大，加速度越大（）（2分）【答案】（√）【解析】根据牛顿第二定律F=ma，合外力与加速度成正比

2.功是标量，但有正负之分，表示做功效果（）（2分）【答案】（√）【解析】功是只有大小没有方向的标量，正功表示动力做功，负功表示阻力做功

3.机械能守恒时，系统一定不受外力作用（）（2分）【答案】（×）【解析】机械能守恒条件是只有重力或弹力做功，与是否受其他外力无关

4.向心力方向始终指向圆心，所以向心力一定做负功（）（2分）【答案】（×）【解析】向心力方向与速度方向垂直，不做功

5.匀速圆周运动是匀变速运动（）（2分）【答案】（×）【解析】匀速圆周运动加速度大小不变但方向时刻改变，是变加速运动

五、简答题

1.简述牛顿第一定律的内容及其意义（4分）【答案】牛顿第一定律内容一切物体总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意义揭示了惯性是物体保持运动状态的性质，定义了力的概念，是经典力学的基石

2.简述功的物理意义和计算公式（5分）【答案】功是力对物体作用的空间累积效应，表示力使物体发生位移的过程计算公式W=Flcosα，其中F是力的大小，l是位移大小，α是力与位移方向的夹角功是标量，单位焦耳

3.简述机械能守恒的条件和守恒系统的特点（5分）【答案】机械能守恒条件只有重力或弹力做功守恒系统的特点动能和势能可以相互转化但机械能总量保持不变；系统的机械能变化量等于非保守力做的功

六、分析题

1.质量为m的物体从高处自由落下，忽略空气阻力，下落h高度时速度大小为v，求物体下落过程中重力做的功和动能的变化量（10分）【答案】重力做的功W_G=mgh动能变化量ΔE_k=½mv²-0=½mv²【解析】

（1）重力做的功W_G=Fh=mgh（重力与位移方向相同）

（2）根据动能定理W_net=ΔE_k下落过程中只有重力做功，W_net=W_G所以ΔE_k=W_G=mgh根据机械能守恒mgh=½mv²，v=√2gh

2.质量为m的物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度大小为v，求向心加速度大小和向心力大小，并说明向心力由哪些力提供（10分）【答案】向心加速度a=v²/R向心力F=mv²/R提供方式可以是重力、弹力或它们的合力，具体取决于系统【解析】

（1）向心加速度a=v²/R（向心加速度定义式）

（2）向心力F=ma=mv²/R

（3）提供方式水平面上可以是静摩擦力提供，斜面上可以是重力沿圆周切线方向的分力与支持力的合力提供

七、综合应用题质量为m的物体从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，斜面高h，求物体滑到斜面底端时的速度大小和加速度大小（20分）【答案】

（1）加速度a=gcosθ

（2）速度v=√2gh【解析】

（1）对物体受力分析，重力沿斜面方向的分力mgsinθ产生加速度，a=mgsinθ/m=gsinθ

（2）根据运动学公式v²=2as=2mghv=√2mgh但此处a=gcosθ，所以v=√2ghcosθ注意综合应用题解析中存在错误，正确解答应为

（1）加速度a=gsinθ

（2）速度v=√2ghsinθ【解析】

（1）对物体受力分析，重力沿斜面方向的分力mgsinθ产生加速度，a=mgsinθ/m=gsinθ

（2）根据运动学公式v²=2as=2mghsinθv=√2mghsinθ

八、标准答案

一、单选题

1.B

2.A

3.D

4.A

5.B

6.D

7.C

8.B

9.C

10.A

二、多选题

1.A、C、D

2.A、B、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.

102.

203.

29.4；

104.

29.4；

29.

45.v²/R；2πR/v

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（×）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.见答案

2.见答案

3.见答案

六、分析题

1.见答案

2.见答案

七、综合应用题

（1）加速度a=gsinθ

（2）速度v=√2mghsinθ【解析】

（1）对物体受力分析，重力沿斜面方向的分力mgsinθ产生加速度，a=mgsinθ/m=gsinθ

（2）根据运动学公式v²=2as=2mghsinθv=√2mghsinθ。