绝密★启用前
2025年高中物理人教版（新课标）必修一（3. 牛顿第三定律）同步训练
题号 一 二 三 四 五 总分
得分
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共15小题，共60分。
1.实验小组为了探究物体在倾角不同的斜面上的运动情况，将足够长的粗糙木板一端固定在水平地面上，使物体以大小相同的初速度由底端冲上斜面。每次物体在斜面上运动过程中保持斜面倾角不变。在倾角从逐渐增大到的过程中
A. 物体的加速度增大
B. 物体的加速度减小
C. 物体在斜面上能达到的最大位移先增大后减小
D. 物体在斜面上能达到的最大位移先减小后增大
2.牛顿运动定律是经典力学的基础．以下对牛顿运动定律的理解中正确的是( )
A. 牛顿第一定律指出物体只有保持匀速直线运动状态或静止状态时才具有惯性
B. 牛顿第二定律指出物体加速度的方向与物体所受合力的方向一致
C. 牛顿第三定律指出物体间的作用力与反作用力是一对平衡力
D. 牛顿运动定律不仅适用于低速运动的宏观物体，也适用于高速运动的微观粒子
3.如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面，弹簧的另一端固定在墙上，一玩具遥控小车放在斜面上，系统静止不动．用遥控器启动小车，小车沿斜面加速上升，则( )
A. 系统静止时弹簧被压缩 B. 小车加速时弹簧处于原长
C. 小车加速时弹簧被压缩 D. 小车加速时可将弹簧换成细绳
4.书放在水平桌面上处于静止时，下列说法正确的是( )
A. 书对桌面的压力就是书受的重力
B. 书对桌面的压力是弹力，是由于书的形变而产生的
C. 书对桌面的压力和书受到的重力是一对作用力和反作用力
D. 书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
5.下列关于力的说法中正确的是( )
A. 力可以使物体发生形变或使物体运动状态发生改变
B. 射出的炮弹向前飞行的过程中，受到推力和重力的作用
C. 物体相互作用时，先有施力物体，后有受力物体
D. 踢出后的足球在地面上向前滚动，是由于受到向前的牵引力作用
6.如图所示，在一粗糙水平上有两个质量分别为和的木块和，中间用一劲度系数为的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为，现用一水平力向右拉木块，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为，则当用该水平力向左拉木块使两木块一起匀速运动时，则两木块之间的距离为
A. B.
C. D.
7.如图是某一种挂桶式垃圾压缩车，其工作时利用托架和将垃圾桶缓缓提升并翻转倾倒垃圾，之后再将空桶缓缓放回地面。在此过程中，忽略一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 垃圾桶只受重力和托架的支持力作用
B. 垃圾桶及垃圾的总质量越大，其受到的合力越大
C. 当桶身与竖直方向成角时，桶对托架的压力大小为
D. 垃圾桶提升过程托架对桶的支持力大于空桶放回过程托架对桶的支持力
8.如图所示，、两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，它们同时沿竖直墙面下滑，已知，则物体( )
A. 只受一个重力
B. 受到重力、弹力、摩擦力各一个
C. 受到重力、摩擦力各一个
D. 受到重力、摩擦力各一个，弹力两个
9.物体静止在斜面上，斜面静止在地面上，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 物体所受重力和斜面对物体支持力是一对平衡力
B. 物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
C. 物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
D. 地面对斜面的摩擦力向左
10.如图所示，斜面上有一物体保持静止，该物体的受力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
11.两人的拔河比赛正在进行中，两人均保持恒定拉力且不松手，而脚末开始移动．下列说法正确的是( )
A. 两人对绳的拉力大小相等，方向相反．是一对作用力和反作用力
B. 两人对绳的拉力是一对平衡力
C. 拔河的胜利取决于谁的力量大
D. 拔河的胜利取决于地面对人的最大静摩擦力大小
12.如图所示，厚度相同的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的极正对。在两磁铁竖直对称轴上的点固定一垂直于纸面的长直导线，通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态。则( )
A. 导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面的摩擦力为零
B. 导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面的摩擦力为零
C. 导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右
D. 导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左
13.如图所示，物体分别与水平面、竖直墙面以及物体紧密接触，所有接触面均光滑，，均静止，则( )
A. 物体受三个弹力作用 B. 物体受两个弹力作用
C. 物体受两个弹力作用 D. 物体和物体均只受一个弹力作用
14.物体静止于一斜面上如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B. 物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C. 物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D. 物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
15.如图所示，斜面小车静止在光滑水平面上，一边紧挨着墙壁．现再在斜面上放一个物体，当相对于匀速下滑时，小车受力的个数为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
16.一质量为的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力，如图所示。则物块( )
A. 仍处于静止状态 B. 沿斜面加速下滑 C. 受到的摩擦力增大 D. 受到的合外力增大
17.如图所示，可视为点电荷的小物块、分别带负电和正电，固定，其正下方的静止在绝缘斜面上，则受力个数可能为( )
A. 可能受到个力作用
B. 可能受到个力作用
C. 可能受到个力作用
D. 可能受到个力作用
18.关于这四个静止的光滑球的受力情况，下列说法中正确的是( )
A. 甲球受到三个力的作用 B. 乙球受到一个弹力的作用
C. 丙球受到一个弹力的作用 D. 丁球受到两个力的作用
19.如图所示，可视为质点的物块和物块用轻弹簧与细绳相连跨过光滑小滑轮悬挂起来，物块放在水平地面上，弹簧处于竖直方向，、均处于静止状态，，，弹簧的劲度系数为。不计绳重和一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 弹簧处于压缩状态 B. 弹簧的弹力大小为
C. 弹簧的形变量为 D. 地面对物体的弹力大小为
20.如图所示，一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。对这个过程中作用于双方的力的关系，说法不正确的是( )
A. 大人拉小孩的力比小孩拉大人的力大
B. 大人与小孩间的拉力是一对平衡力
C. 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小可能不相等
D. 大人与小孩之间的拉力是作用力与反作用力
第II卷（非选择题）
三、填空题：本大题共5小题，共20分。
21.如图，条形磁铁放在水平桌面上，现在其正上方放上垂直纸面向里的通电导线，则条形磁铁对桌面的压力将____________填“大于”“等于”或“小于”重力．
22.如图所示，两物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，已知、与水平面的夹角分别为、，木板倾角为，，，系统中各物体均处于静止状态。，则绳拉力大小为_________；绳的拉力大小为_______；木板上物体对木板的作用力大小为____________。
23.如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径，端与圆心等高，为水平面，点为光滑轨道的最高点且在的正上方。一质量为的小球在点正上方由静止释放，自由下落至点进入圆轨道并恰好能通过点，从点飞出最后落到水平面点处。不计空气阻力，取求：
小球通过轨道点的速度大小；
落点到点的水平距离；
若小球经过点的速度为，求此时小球对轨道的压力。
24.如图所示，用细绳将重物悬挂在电梯内的天花板上。当电梯加速上升时，重物处于___________填“超重”或“失重”状态；重物所受重力________填“增大”、“减小”或“不变”；细绳对重物的作用力大小_______填“大于”、“小于”或“等于”重物对细绳的反作用力大小。
25.如图，某同学用手拉着小车静止在倾角为的光滑斜面上，已知小车的质量为，重力加速度，则绳子对小车的拉力 ，斜面对小车的支持力大小 。
四、简答题：本大题共3小题，共9分。
26.如图所示，有三根完全相同、原长均为的绝缘轻质橡皮筋，其中两根的一端固定在天花板上的点，另一端分别连接质量均为的带电小球、，它们所带的电荷量分别为和，、之间用第三根橡皮筋连接起来。由于空间存在水平向右的匀强电场，平衡时三根橡皮筋的长度均为原长的。已知橡皮筋满足胡克定律并始终在弹性限度内，两小球所带电荷量始终不变，两小球间的静电力不计，重力加速度大小为。求：
匀强电场的电场强度大小；
若只剪断、之间的橡皮筋，、球最后再次平衡时，小球电势能的减少量和小球重力势能的增加量；
若改为只剪断之间的橡皮筋，平衡时、球系统电势能的变化量。
27.如图所示，带有圆弧的光滑滑板固定在水平地面上，右边有质量足够长且与光滑滑板等高的木板，二者不栓接。在光滑滑板上放有质量的小木块，质量的小木块从圆弧点正上方处由静止释放，小木块与小木块发生弹性碰撞，碰撞后取走小木块。已知小木块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面之间的动摩擦因数，圆弧半径，取重力加速度。
小木块滑到圆弧最低点时，对滑板的压力大小是多少？
小木块与小木块发生弹性碰撞后，小木块的速度大小是多少？
小木块与长木板之间因摩擦产生的热量是多少？
28.如图甲所示为振动式压路机，工作原理是一边行走一边上下振动，其上下振动是由旋转的偏心机构引起的，简化模型如图乙所示，已知偏心机构的质量为，滚筒的质量为，偏心机构重心到轴心的距离为，求：
当偏心机构经过最高点时恰好对轴无作用力，此时偏心机构重心的线速度大小；
当偏心机构经过最高点时滚筒恰好对地面无压力，此时的角速度大小；
若偏心机构以第中的角速度匀速转动时，滚筒对地面的最大压力大小。
五、计算题：本大题共2小题，共20分。
29.如图所示，倾角为、足够长的斜劈固定在水平面上，其上放有质量为，长为的“”型薄木板厚度可忽略不计，薄板左端与斜劈顶端对齐，薄板与斜劈间的动摩擦因数。有质量也为的小物块可视为质点从左侧圆弧轨道的最低点处水平滑出，圆弧轨道的圆心在的正上方，半径为。与斜劈顶点的高度差为。小物块从处滑出后，恰好在点沿薄板下滑。小物块与薄板的动摩擦因数为。物块与薄板下端碰撞时，时间极短不计能量损失，忽略空气阻力，重力加速度取，求：
在处小物块对圆弧的压力；
小物块在薄板上滑到下端的时间；
薄板运动的总路程。
30.如图所示，带有圆弧的滑块静止放在光滑的水平面上，滑块的质量为，其圆弧部分光滑，水平部分粗糙，圆弧半径为，圆弧的末端点切线水平，的左侧紧靠固定挡板，距离的右侧处是与等高的平台，平台上之间是一个宽度为的特殊区域，只要物体进入之间就会受到一个方向向右、大小为的恒定作用力，平台之间粗糙，其余部分光滑，的右侧安有一个固定的弹性卡口。现有一个质量为的小滑块可视为质点从的圆弧顶端处静止释放，当通过区域后碰撞弹性卡口的速度不小于时可通过弹性卡口，速度小于时原速率反弹，重力加速度为，求：
刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大？
若与水平段间的动摩擦因数，保证与平台相碰前、能够共速，且刚好滑到的右端，则应满足什么条件？水平段的长度是多少？
在满足问的条件下，与平台相碰后立即粘连不再分开，随即滑上平台，设与之间的动摩擦因数，试讨论因的取值不同，在间通过的路程。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考察牛顿第二定律的应用。
以滑块为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度大小，根据匀变速直线运动的速度位移关系位移大小。
【解答】
由牛顿第二定律可知，物体加速度：，由数学知识可知，则当时，加速度最大，所以加速度先增加后减小；由运动学公式可知，最大位移先减小后增加，故D正确，ABC错误。
故选D。
2.【答案】
【解析】A、牛顿第一定律也称为惯性定律，它告诉我们惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性；故A错误；
B、牛顿第二定律指出物体的加速度与物体所受外力成正比，加速度的方向与合外力的方向一致，故B正确；
C、牛顿第三定律中作用力和反作用力是作用在两个不同物体上的大小相等，方向相反的两个力，故不可能为平衡力，故C错误；
D、牛顿运动定律只能适用于宏观、低速物体，不能适用于微观高速粒子，故D错误；
故选B。
3.【答案】
【解析】【解答】
A、系统静止时，系统受力平衡，水平方向不受力，弹簧弹力等于零，弹簧处于原长，故A错误；
、小车加速上升时，知系统受到的合力的水平分力不为零，且方向向右，则弹簧提供的是拉力，所以弹簧处于拉伸状态．所以小车加速时，可将弹簧换成细绳．故D正确，BC错误．
故选：．
【分析】
系统静止时，系统受力平衡，对系统整体进行受力分析弹簧的弹力，确定其状态；
小车加速上升时，隔离分析斜面体的受力情况，进而判断弹簧处于伸长还是压缩状态．
本题的关键是对物体进行受力分析，能熟练运用整体法和隔离法，根据平衡条件和牛顿第二定律判断．
4.【答案】
【解析】本题考查了弹力以及平衡力和作用力与反作用力的问题。
压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，故A错误；
书对桌面的压力是弹力，是由于书的形变产生的，故B正确；
书对桌面的压力发生在书和桌面之间，而书受到的重力发生在书和地球之间，所以不是作用力和反作用力，所以C错误；
书受到的支持力与桌面受到的压力是一对相互作用力，故D错误。
故选B。
压力是一种弹力，弹力的施力物体是发生弹性形变的物体，受力物体是与之接触的物体。二力平衡的条件是：作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上；作用力与反作用力作用在两个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。由此即可正确解答。
5.【答案】
【解析】【分析】
由力的作用特点及与物体运动的关系判断得解；由惯性判断射出炮弹及踢出足球的运动原因。
本题主要考查力与物体运动的关系、作用力与反作用力的特点及力的概念判断，较简单。
【解答】
A.由力与物体运动的关系可知力可以使物体发生形变或使物体运动状态发生改变，A正确；
B.射出的炮弹向前飞行并不受推力的作用，而是靠惯性向前飞行，B错误；
C.物体间相互作用时，相互作用的力是同时产生的，施力物体同时也是受力物体，C错误；
D.被踢出去的足球向前滚动并不受牵引力作用，也是由于惯性向前滚动的，D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】【分析】
当两木块一起匀速运动时，木块受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力而平衡，根据平衡条件求出弹簧的弹力，由胡克定律求出弹簧伸长的长度，再求解两木块之间的距离．
本题是平衡条件和胡克定律的综合应用，关键是选择研究对象，分析物体的受力情况．
【解答】
设弹簧长度为当向右拉时，有，当拉木块时设长度为，则有：，解得：，故A正确，BCD错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】解：忽略一切摩擦力，垃圾桶被缓慢提升的过程中，垃圾桶受到重力、托架的支持力和托架的支持力的作用，故A错误；
B.垃圾桶处于动态平衡状态，所受合力始终为零，故B错误；
C.对垃圾桶受力分析如图
由共点力的平衡条件可得，当桶身与竖直方向成角时，托架对桶的支持力为，根据牛顿第三定律，桶对托架的压力大小为，故C错误；
D.倒完垃圾后，总重力变小，当垃圾桶再次与竖直方向成角时，由公式可知，托架对桶的支持力小于倒垃圾前垃圾桶对托架的压力，其他位置也一样，故D正确。
故选：。
对垃圾桶受力分析判断选项；根据处于动态平衡状态，所受合力始终为零判断选项；结合受力分析判断选项。
该题属于物理知识在日常生活中的应用，正确对垃圾桶进行受力分析是解答的关键。
8.【答案】
【解析】解：、整体同时沿竖直墙面下滑，受到总重力，墙壁对其没有支持力，如果有，将会向右加速运动，因为没有弹力，故也不受墙壁的摩擦力，即只受重力，做自由落体运动；
由于整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A、间无弹力，再对物体受力分析，只受重力；
故选：．
先对整体结合运动情况受力分析，得到只受重力，加速度为，即做自由落体运动，然后对结合运动情况受力分析，得到受力情况．
本题关键先对整体受力分析，得到整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A与间无弹力，最后再对受力分析，得到其只受重力．
9.【答案】
【解析】解：
A、物体所受重力竖直向下，而斜面对物体支持力垂直于斜面向上，二者不可能平衡，故A错误；
B、物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故B错误；
C、根据重力产生的效果可知，物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力，故C正确；
D、对整体分析可知，整体不受外力，地面对斜面没有摩擦力，故D错误。
故选：。
本题以共点力的平衡为命题背景考查学生的推理能力和分析综合能力，关键是分析清楚物体的受力情况，根据平衡条件列式分析，注意明确平衡力与作用力和反作用力之间的区别．
10.【答案】
【解析】【分析】
物体静止在斜面上，重力的方向竖直向下，摩擦力沿斜面向上，支持力垂直于斜面向上；重力、摩擦力以及支持力的作用点都在物体的重心；
此题主要考查了重力、支持力、摩擦力的画法，关键是确定这几个力的方向。
【解答】
物体静止在斜面上，受到重力、斜面的支持力和摩擦力；重力的方向竖直向下，摩擦力沿斜面向上，支持力垂直于斜面向上．所以四个受力图中，故A正确，故BCD错误．
故选A 。
11.【答案】
【解析】【分析】
拔河比赛中两人对绳子的拉力等大反向，之所以能获胜，原因是地面对人的摩擦力较大。
掌握牛顿第三定律得内容，由此题的知识我们可以知道，在拔河比赛中要挑选一些体重大的同学，以增加与地面之间的最大静摩擦力。
【解答】
A.人拉绳的力与绳拉人的力才是一对作用力与反作用力，大小相等，故A错误，
B.两人对绳的拉力不一定是一对平衡力，要根据绳子所处于的运动状态，故B错误；
拔河的胜利取决于地面对人的摩擦力大小，对人及绳子为一整体进行研究，水平方向的外力就是地面分别对两人的摩擦力．整体从静止到运动起来产生了加速度，故D正确，C错误。
故选D。
12.【答案】
【解析】解：条形磁铁在处的磁感应强度竖直向上，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力水平向右，根据作用力与反作用力的关系，磁铁和木板受到的作用力向左，根据共点力平衡可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据磁铁形成的磁场分布判断出处的磁场，然后根据左手定则判断出受到的安培力方向，再结合作用力与反作用力及共点力平衡求的地面对木板的摩擦力。
本题主要考查了通电导体棒受到安培力，关键是明确磁铁在空间的磁场，抓住磁场的叠加。
13.【答案】
【解析】本题考查的是受力分析，题型是单项选择题。
首先分析，受到重力、地面的支持力作用，即只受两个力作用，其中只有一个弹力，C错误；
再隔离分析，受到重力、地面的支持力，由于对没有作用力，所以对也没有弹力作用，墙壁对没有弹力，也就是只受到两个力作用，其中只有一个是弹力，AB错误，项正确，故选D．
14.【答案】
【解析】【分析】
本题关键是要明确平衡力与相互作用力的区别，同时要清楚合力与分力的关系；在受力分析时要能结合牛顿第三定律分析物体的受力情况．
【解答】
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对相互作用力，故A错误；
B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是物体与斜面间的作用力和反作用力，故B正确；
C.物体受重力、支持力和静摩擦力，三力平衡；其中支持力和静摩擦力的施力物体都是斜面，故斜面对物体的力是这两个力的合力，根据平衡条件可知其与重力二力平衡，故C错误；
D.重力产生两个效果，使物体紧压斜面，使物体沿斜面下滑；故可以将重力分解为沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力，合力与分力是等效替代的关系；本题中的分力是假象出来替代合力的，不是实际存在的力，更不是压力与下滑力，故D错误．
故选B．
15.【答案】
【解析】【分析】
对物体受力分析是指分析物体的受力情况，本题可以先对受力分析，再结合牛顿第三定律对受力分析，则可求出小车的受力情况。对物体受力分析可以按照先已知力，再重力，最后弹力和摩擦力，要结合弹力和摩擦力的产生条件判断，本题中墙壁虽与小车接触，但无弹力。
【解答】
先对物体受力分析，因匀速下滑，故一定受到摩擦力；故受到重力、支持力和滑动摩擦力；根据平衡条件可知，其中支持力与摩擦力的合力与重力等大反向；
再对受力分析，受重力、对它的垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力，同时地面对有向上的支持力；其中对它的垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的滑动摩擦和它对的持力与摩擦力为作用力反作用力，根据对的持力与摩擦力的合力竖直向上可知，对它的垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力的合力竖直向下，所以不受向右的力，故墙壁对小车不会有力的作用，故小车共受到个力作用；故B正确，ACD错误。
故选B。
16.【答案】
【解析】【分析】
质量为的物块恰好静止在倾角为的斜面上，对其受力分析，可求出动摩擦因数，加力后，根据共点力平衡条件，可以得到压力与最大静摩擦力同时变大，物体依然平衡。
本题要善用等效的思想，可以设想将力撤去，而换成用一个重力的大小等于的物体叠放在原来的物块上。
【解答】
由于质量为的物块恰好静止在倾角为的斜面上，说明斜面对物块的摩擦力等于最大静摩擦力，
对物体受力分析，如图
根据共点力平衡条件，有
解得
对物块施加一个竖直向下的恒力，再次对物体受力分析，如图
根据共点力平衡条件，有
与斜面垂直方向依然平衡：
因而最大静摩擦力为：
故合力仍然为零，物块仍处于静止状态，A正确，、D错误，摩擦力由增大到，C正确；
故选AC。
17.【答案】
【解析】解：首先物块受重力和给的吸引力，若重力和吸引力恰好相等，则可以满足受力平衡的条件，所以球可能受到个力的作用，A正确；
若向上的吸引力小于重力，则对斜面有压力，会受到斜面的支持力，若要合力为处于平衡状态必须还要受一沿斜面向上的摩擦力才可以，所以有可能受四个力的作用，C正确．
故选：．
对物块进行受力分析，同时结合平衡条件进行分析．
本题借助库仑力考查了物体受力平衡的条件应用，属于基础题．
18.【答案】
【解析】略
19.【答案】
【解析】【分析】
由于、都处于静止状态则合力等于零，由受力分析可知连接、两个物体之间的绳子的拉力大小等于的重力。然后分析的受力情况可解此题。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
【解答】
由受力分析可知绳子张力大小等于的重力，则、间绳子拉弹簧和拉的力都等于的重力即，弹簧处于拉伸状态，故AB错误；
C.弹力为，根据胡克定律可知伸长量为，故C正确；
D.由受力分析可知受重力竖直向下，弹簧竖直向上的拉力，和地面的竖直向上的的支持力，故D正确。
故选CD。
20.【答案】
【解析】略
21.【答案】小于
【解析】【分析】
先以通电导线为研究对象，由左手定则判断出导线受到安培力的方向；然后由牛顿第三定律求出磁铁受到磁场力的方向，最后判断磁铁对桌面的压力与重力关系。
本题应先选导线为研究对象，然后由牛顿第三定律判断磁铁的受力情况，巧妙地选取研究对象，是正确解题的关键。
【解答】
由磁感线的特征，通电导线所处的磁场方向水平向右，则根据左手定则可得：伸开左手，大拇指与四指在同一平面，且与四指垂直，让磁感线穿过掌心，四指向为电流方向，由于通电直导线被水平悬挂在磁铁中心的正上方处，则安培力方向为竖直向下，由作用力与反作用力的关系，可得磁铁受到通电导线的安培力竖直向上，所以磁铁对桌面的压力小于自身的重力。
故答案为：小于。
22.【答案】；； 。
【解析】【分析】整个装置处于静止状态，先对结点受力分析，再沿水平方向对正交分解，然后利用平衡条件求出、绳的张力和对受力分析，两绳对的拉力为，，有平衡条件求出受到的摩擦力的大小，木板上物体对木板的作用力大小为摩擦力和弹力的合力大小。
本题综合了受力分析、正交分解、平衡条件应用等内容。解题过程中要注意研究对象选取，正确选取研究对象是解决此类问题的关键，该题难度中等。
【解答】
对进行受力分析可知：沿水平方向列方程：
沿竖直方向列方程：
由各式联立得：
绳的拉力，；
对受力分析，沿斜面方向：；解得：；
垂直斜面方向：；
由力的合成可知，木板上物体对木板的作用力大小：
故答案为：；； 。
23.【答案】解：小球恰能通过最高点时有：
解得：
小球由到做平抛运动
水平位移
联立解得：
所以落点与点的水平距离为：
小球在点受力分析可知：
代入可得
由牛顿第三定律可知，对轨道的压力大小，方向竖直向上
答：小球通过轨道点的速度大小为；
落点到点的水平距离为；
此时小球对轨道的压力为。
【解析】小球恰能通过最高点时，对轨道的压力为，重力提供向心力，求出点的速度；
小球离开点做平抛运动，高度决定时间，根据时间和点的速度求出水平距离。
根据牛顿第二定律求解即可。
解决本题的关键知道球到达点时对轨道的压力为，有，以及能够熟练运用动能定理。
24.【答案】超重不变等于．
【解析】【分析】
对重物的受力分析，受重力和拉力，结合牛顿第二定律，判断出加速度的方向；然后判断电梯和重物的超、失重情况；细绳对重物的作用力与重物对细绳的反作用力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反。
本题关键是对小球受力分析，根据牛顿第二定律判断出小球的加速度方向，由于小球和电梯相对静止，从而得到电梯的加速度，最后判断电梯的超、失重情况。
【解答】
电梯加速上升加速度的方向向上，由牛顿第二定律可得：，说明弹力变大了，处于超重状态；重物的重力与运动的状态无关，位移处于超重状态时，其重力是不变的；细绳对重物的作用力与重物对细绳的反作用力属于一对作用力与反作用力，所以细绳对重物的作用力大小等于重物对细绳的反作用力大小。
故答案为：超重，不变，等于。
25.【答案】
【解析】【分析】
对小车进行受力分析，小车受到重力、斜面对小车的支持力和拉力，小车处于静止状态，故受力平衡，这样就可以根据平衡条件解得拉力和斜面对小车的支持力。
本题考查了共点力平衡的条件应用，解题的关键是能正确对物体进行受力分析，该题难度不大，属于基础题。
【解答】
因为小车是静止的，受力如图：
根据平衡条件有：
故填：
26.【答案】解：对小球受力分析，如图所示，由平衡条件得
竖直方向有
水平方向有
联立以上两式解得：，
若只剪断、之间的橡皮筋，、球再次平衡时，小球受力如图所示，由平衡条件得
竖直方向有
水平方向有
解得：，
设橡皮筋的劲度系数为，则有
此时橡皮筋的伸长量
由小球与点在水平距离的变化，可得小球电势能的减少量
小球原距点的高度
此时距点的高度
故小球重力势能的增加量
若改为只剪断之间的橡皮筋，小球、受力分析如图所示，由平衡条件得
水平方向有
竖直方向有
对小球，由平衡条件可得
由牛顿第三定律可有
联立以上各式解得：，，
此时橡皮筋的伸长量为
则有小球电势能增加量为
则有小球电势能的减少量为
可得平衡时、球系统电势能的变化量为
答：匀强电场的电场强度大小为；
小球电势能的减少量和小球重力势能的增加量分别为，；
平衡时、球系统电势能的变化量为。
【解析】对小球受力分析，根据平衡条件和电场力公式相结合求解电场强度大小；
若只剪断、之间的橡皮筋，、球最后再次平衡时，再分析小球的受力情况，根据平衡条件求出此时左右两橡皮筋与竖直方向的夹角以及橡皮筋的弹力大小，由胡克定律求橡皮筯的劲度系数，再求电势能的减少量和小球重力势能的增加量；
若改为只剪断之间的橡皮筋，小球、受力分析，并运用平衡条件列方程求出间的细线以及橡皮筋与竖直方向的夹角，再求平衡时、球系统电势能的变化量。
本题是带电体在电场中平衡问题，关键在于正确确定研究对象，并进行受力分析，从而得出正确的结果。要注意隔离法和整体法的应用。
27.【答案】解：小木块从静止释放到最低点过程，根据动能定理可得
解得
小木块经过点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小木块滑到圆弧最低点时，对滑板的压力大小为。
设小木块与小木块发生弹性碰撞后的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得
，
设小木块滑上长木板后，小木块与长木板的加速度大小分别为、，根据牛顿第二定律可得
解得
，
设经过时间小木块与长木板的速度相等，则有
解得，
此过程小木块与长木板发生的相对位移为，解得
小木块与长木板速度相等后保持相对静止一起做匀减速运动，则小木块与长木板之间因摩擦产生的热量为
，解得
答：小木块滑到圆弧最低点时，对滑板的压力大小是；
小木块与小木块发生弹性碰撞后，小木块的速度大小是；
小木块与长木板之间因摩擦产生的热量是。
【解析】小木块从静止释放到最低点过程，根据动能定理列式，经过点时，根据牛顿第二定律同时结合牛顿第三定律，分析压力大小；
与小木块发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒求速度大小；
根据牛顿第二定律求加速度，再根据运动学公式求共速时间和相对位移，最后求热量。
本题解题关键是掌握弹性碰撞的规律，即机械能守恒和动量守恒，同时根据牛顿第二定律和运动学公式求相对位移，求产生的热量。
28.【答案】解：偏心机构对轴无作用力：
解得
滚筒对地面无压力，说明连杆对滚筒的作用力向上且等于滚筒的重力，根据牛顿第三定律连杆对偏心机构的力向下，所以
当偏心机构运动到最低点时滚筒对地面压力最大，对偏心机构分析
根据牛顿第三定律，连杆对滚筒的作用力为，方向向下．
地面对滚筒的支持力，所以压力也为
答：当偏心机构经过最高点时恰好对轴无作用力，此时偏心机构重心的线速度大小为；
当偏心机构经过最高点时滚筒恰好对地面无压力，此时的角速度大小为；
若偏心机构以第中的角速度匀速转动时，滚筒对地面的最大压力大小为。
【解析】偏心机构对轴无作用力：；
滚筒对地面无压力，说明连杆对滚筒的作用力向上且等于滚筒的重力，根据牛顿第三定律连杆对偏心机构的力向下；
当偏心机构运动到最低点时滚筒对地面压力最大，对偏心机构分析，根据牛顿第三定律，连杆对滚筒的作用力为，方向向下地面对滚筒的支持力，可知滚筒对地面的最大压力。
本题考查牛顿运动定律。学生需根据题意结合牛顿运动定律进行解题。
29.【答案】解：小物块从到做平抛运动，速度偏转角度为，设小物块在点的速度为，在点的竖直分速度为，
可得：
由速度与水平夹角的关系可得：
代入数据解得：
在处时设轨道对小物块的支持力为，根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
由牛顿第三定律可知小物块对圆弧的压力为，方向竖直向下；
物块刚滑上薄板的速度：
设小物块落到薄板上后物块的加速度大小为，薄板的加速度大小为，
根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
即小物块做匀减速，薄板做匀加速运动，小物块运动至薄板下端的时间为
则有：
代入数据解得：
物块与薄板下端碰撞前，物块的速度：
薄板的速度
物块与薄板碰撞时，由动量守恒定律可得：
由机械能守恒定律可得：
代入数据解得：
交换速度后薄板比物块运动的快，设物块和薄板的加速度大小分别为和，
则根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
即小物块做匀加速，薄板做匀减速运动，设它们达到共速所用的时间为，则有
解得：，
这段时间内薄板的位移为：
代入数据解得：
达到共速后物块和薄板一起做减速运动，经位移为速度减为零，
则由动能定理可得：
代入数据解得：
内薄板的位移设为，则有：
代入数据解得：
薄木板运动的总路程为
答：在处小物块对圆弧的压力为，方向竖直向下；
小物块在薄板上滑到下端的时间为；
薄板运动的总路程为。
【解析】根据平抛运动的规律求出竖直方向的速度和水平方向的速度，结合牛顿第二定律求出轨道对小物块的支持力，再根据牛顿第三定律可求得小物块对圆弧的压力；
求出物块刚滑上薄板的速度，结合牛顿第二定律求出物块和薄板得加速度，再根据运动学的公式进行求解；
求出物块与薄板下端碰撞前各自的速度，根据动量守恒定律和机械能守恒定律算出碰撞时各自的速度，再根据牛顿第二定律求出交换速度后各自的加速度，结合运动学公式和动能定理求出相对于阶段的位移即可。
本题考查了牛顿定律，动量守恒定律，能量守恒定律和物块碰撞的问题，仔细分析碰撞后物体速度的变化是解决这类题的关键。
30.【答案】解：设滑到的底端时速度为，根据机械能守恒定律得：
解得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律
设共速时速度，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：
得
对由动能定理得
得
即保证与平台相碰前、能够共速，应满足
设水平部分长度为，根据动能定理有
解得
因为，由于，则一定能从左向右穿过区间。
由可知进入间前时刻速度大小为，当到达卡扣时速度为时
由动能定理得：
得
即，从卡口右侧离开，在间通过的路程为
若被弹回时到达点速度刚好为零，
由动能定理得
解得
即，从左侧离开，
因为
所以从左侧离开后不能再返回到平台上
通过的路程为
若，根据运动分析，在点两侧往复运动，最终静止在点，通过的路程，由动能定理得
解得
综上：，从卡口右侧离开，在间通过的路程为
，从左侧离开，通过的路程为
，最终静止在点，通过的路程
答：刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力为；
应满足；水平段的长度是；
见解析。
【解析】滑到的底端时，根据机械能守恒定律结合牛顿第二定律和牛顿第三定律解答；
根据动量守恒定律与能量守恒定律分析解答；
根据动能定理分析的运动情况，结合动摩擦因数分类讨论。
本题是一道力学综合题，考查了机械能守恒定律、动量守恒定律、动能定理的应用，难度较大，分析清楚运动过程即可正确解题，应用动量守恒定律时要注意正方向的选择。
第1页，共1页
