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2025年大学生活中的物理学（力学应用解析）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共30分）
每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在题后的括号内。(总共6题，每题5分)
1. 关于摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B. 相互压紧、接触面粗糙的物体之间必有摩擦力
C. 相互接触的物体之间，压力增大，摩擦力一定增大
D. 两物体接触面上的摩擦力方向总是与相应的弹力方向垂直
2. 一个物体受到三个共点力的作用，如果这三个力的大小如下各组情况，那么不可能使物体处于平衡状态的一组是（ ）
A. 4N、8N、7N B. 8N、8N、1N C. 4N、6N、1N D. 4N、5N、1N
3. 关于力和运动的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 物体受力才会运动
B. 力使物体的运动状态发生改变
C. 停止用力，运动的物体就会停止
D. 力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
4. 质量为m的物体放在水平面上，在水平拉力F作用下由静止开始运动，经过时间t速度达到v，要使物体的速度增到2v，可采用的方法是（ ）
A. 将物体质量变为m/2，其他条件不变
B. 将水平拉力增到2F，其他条件不变
C. 将时间增到2t，其他条件不变
D. 将物体质量、水平拉力和时间都增到原来的2倍
5. 如图所示，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，现用水平力F推物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动，则力F的大小为（ ）
A. mgsinθ B. mgcosθ C. mg(sinθ+μcosθ)/cosθ D. mg(sinθ+μcosθ)/sinθ
6. 如图所示，在粗糙水平面上放一三角形木块a，若物体b在a的斜面上匀速下滑，则（ ）
A. a保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势
B. a保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势
C. a保持静止，但有相对于水平面向左运动倾向趋势
D. 因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势作出判断

第 II 卷（非选择题 共70分）
7. （10分）如图所示，质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F推物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。求力F的大小。
8. （15分）如图所示装置，物体A质量为m1，物体B质量为m2，滑轮质量不计，摩擦不计。当物体B从静止开始下降h高度时，速度为v，求此过程中物体A克服摩擦力做的功。
9. （15分）一质量为m = lkg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ = 0.2。现对物体施加一个与水平方向成θ = 37°角的斜向上的拉力F = 10N，使物体由静止开始运动。求物体运动的加速度大小。（已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8）
10. （20分）阅读以下材料，回答问题。
材料：在大学生活中，我们常常会遇到各种涉及力学原理的场景应用。比如，在搬运较重的物品时，我们会发现合理利用杠杆原理可以更轻松地完成任务。有同学在图书馆搬运一箱图书，图书和箱子总重为G，他找来一根长度为L的硬棒，将箱子放在硬棒一端，在距离箱子一端为l1处施加一个向上的力F，成功将箱子抬起。已知硬棒质量忽略不计，且整个过程硬棒处于平衡状态。
（1）请根据杠杆平衡条件，推导出力F与箱子重力G的关系式。
（2）若L = 2m，l1 = 0.5m，G = 200N，求力F的大小。
11. （20分）阅读材料，回答问题。
材料：在校园运动会的跳远比赛中，运动员助跑后起跳，在空中划过一段抛物线轨迹后落地。假设运动员质量为m，助跑速度为v0，起跳角度为θ，忽略空气阻力。
（1）请分析运动员起跳后在空中的受力情况，并说明其运动状态的变化。
（2）推导运动员在空中水平方向和竖直方向的运动方程。
（3）若运动员助跑速度v0 = 8m/s，起跳角度θ = 45°，求运动员在空中运动的时间和水平位移。（已知重力加速度g = 10m/s²）

答案：
1. D
2. C
3. B
4. C
5. C
6. A
7. F = mg(sinθ+μcosθ)/cosθ
8. Wf = m2gh - 1/2(m1+m2)v²
9. a = 6m/s²
10. （1）根据杠杆平衡条件F1l1 = F2l2，这里F1 = F，l1为动力臂，F2 = G，l2为阻力臂，阻力臂为L - l1，所以F(l1) = G(L - l1)，可得F = G(L - l1)/l1 。（2）把L = 2m，l1 = 0.5m，G = 200N代入，F = 200×(2 - 0.5)/0.5 = 600N 。
11. （1）运动员起跳后只受重力作用。在竖直方向上，重力使运动员先向上做减速运动，速度减为零后再向下做加速运动；水平方向上不受力，做匀速直线运动。（2）水平方向：x = v0cosθt ；竖直方向：y = v0sinθt - 1/2gt² 。（3）竖直方向上，上升和下落时间相同，由v = v0sinθ - gt = 0，可得t = v0sinθ/g = 8×sin45°/10 = 0.4√2s，所以在空中运动时间T = 2t = 0.8√2s。水平位移x = v0cosθT = 8×cos45°×0.8√2 = 6.4m 。