2026年黑龙江省北师大版九年级物理下册第4章期末测试卷

2026年黑龙江省北师大版九年级物理下册第4章期末测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究物体动能与质量的关系时，小明采用如图所示的实验装置。实验中，让同一钢球从不同高度由静止滚下，分别撞击同一木块，观察木块被推动的距离。下列说法正确的是（）A.该实验采用控制变量法，通过比较木块被推动的距离来比较钢球的动能大小B.实验结果表明，钢球的质量越大，其动能越小C.实验中钢球滚下的高度越高，木块被推动的距离越短D.该实验可以得出结论：物体的动能与速度有关，但与质量无关参考答案：A解析：该实验通过控制钢球的速度（由高度决定）不变，改变钢球的质量，观察木块被推动的距离，从而研究动能与质量的关系，属于控制变量法。木块被推动的距离越远，说明钢球的动能越大，因此选项A正确。选项B错误，因为实验结果表明质量越大动能越大。选项C错误，因为高度越高钢球速度越大，动能越大，木块被推动距离越远。选项D错误，因为实验结果表明动能与质量有关。2.如图所示，一个质量为50kg的物体，在水平恒力F的作用下，沿粗糙的水平地面做匀速直线运动。已知物体受到的摩擦力为100N，且F的方向与水平方向成30°角。则水平恒力F的大小为（）A.50NB.70.7NC.100ND.141.4N参考答案：B解析：物体做匀速直线运动，说明受力平衡。水平方向上，拉力的水平分力Fcos30°与摩擦力f平衡，即Fcos30°=f。代入数据得Fcos30°=100N，解得F=100N/cos30°≈115.47N。竖直方向上，支持力N与重力G和拉力的竖直分力Fsin30°平衡，即N=G-Fsin30°=50×9.8-115.47×0.5≈231.55N。因此水平恒力F的大小为70.7N，选项B正确。3.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。下列说法正确的是（）A.物体受到的静摩擦力大小为μmgcosθB.物体受到的合力为零C.斜面对物体的支持力大小为mgsinθD.若斜面的倾角增大，物体受到的静摩擦力一定增大参考答案：B解析：物体静止在斜面上，说明受力平衡。沿斜面方向，重力沿斜面向下的分力mgsinθ与静摩擦力f平衡，即f=mgsinθ。垂直斜面方向，支持力N与重力沿垂直斜面方向的分力mgcosθ平衡，即N=mgcosθ。因此选项A错误，静摩擦力大小为mgsinθ，不是μmgcosθ。选项B正确，物体受力平衡，合力为零。选项C错误，支持力大小为mgcosθ。选项D错误，若倾角增大，静摩擦力可能增大，也可能不变（若物体开始滑动）。4.如图所示，一个质量为m的物体以初速度v0沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为2m的物体发生弹性正碰。碰撞后，质量为m的物体的速度为v1，质量为2m的物体的速度为v2。下列关系正确的是（）A.v1=v0B.v2=0.5v0C.v1+v2=v0D.v1-v2=0参考答案：C解析：弹性正碰过程中，动量守恒和机械能守恒。动量守恒：mv0=mv1+2mv2，即v0=v1+2v2。机械能守恒：½mv0²=½mv1²+½×2m×v2²，即v0²=v1²+2v2²。联立两式解得v1=0.5v0，v2=0.25v0。因此v1+v2=0.75v0≠v0，选项C错误。正确关系为v0=2v1-v2，即v1+v2=0.5v0，选项C正确。5.如图所示，一个质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时速度为v。已知斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（）A.物体滑下的过程中，重力做功为mghsinθB.物体滑下的过程中，摩擦力做功为-μmghcosθC.物体滑下的过程中，合力做功为½mv²D.物体滑下的过程中，机械能守恒参考答案：B解析：重力做功W_G=mgh，因为重力方向与位移方向的夹角为90°-θ。摩擦力做功W_f=-fL=-μmgcosθL，其中L为斜面长度，L=h/sinθ，所以W_f=-μmghcosθ。合力做功W=½mv²-mgh，因为合力不为零（有摩擦力），所以W≠½mv²。机械能不守恒，因为存在摩擦力做负功。因此选项B正确。6.如图所示，一个质量为m的物体从高度为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，到达最低点时速度为v。已知圆轨道的半径为R，物体与轨道间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（）A.物体滑到最低点时，受到的合力大小为mgB.物体滑到最低点时，受到的摩擦力大小为μmgC.物体滑到最低点时，动能增加了mgh-μmg(2πR)D.物体滑到最低点时，机械能减少了μmg(2πR)参考答案：C解析：物体滑到最低点时，受到的合力为重力mg与支持力N的合力，提供向心力，即N-mg=mv²/R，所以N=mg+mv²/R>mg，选项A错误。摩擦力f=μN=μ(mg+mv²/R)>μmg，选项B错误。动能增加量ΔE_k=½mv²-0=½mv²，根据动能定理ΔE_k=W_G+W_f=mgh-μmg(2πR)，所以选项C正确。机械能减少量等于摩擦力做的功，即W_f=μN(2πR)=2πμ(mg+mv²/R)R≠μmg(2πR)，选项D错误。7.如图所示，一个质量为m的物体以速度v0沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为2m的物体发生完全非弹性碰撞。碰撞后，两物体粘在一起共同运动。下列说法正确的是（）A.碰撞过程中，系统的动量守恒B.碰撞过程中，系统的机械能守恒C.碰撞后，两物体的速度为v0/2D.碰撞后，两物体的速度为v0/3参考答案：A解析：完全非弹性碰撞过程中，系统的动量守恒，但机械能不守恒。动量守恒：mv0=(m+2m)v，解得v=v0/3。机械能不守恒，因为部分动能转化为内能。因此选项A正确，选项B、C、D错误。8.如图所示，一个质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时速度为v。已知斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（）A.物体滑下的过程中，重力做功为mghsinθB.物体滑下的过程中，摩擦力做功为-μmghcosθC.物体滑下的过程中，合力做功为½mv²D.物体滑下的过程中，机械能守恒参考答案：B解析：重力做功W_G=mgh，因为重力方向与位移方向的夹角为90°-θ。摩擦力做功W_f=-fL=-μmgcosθL，其中L为斜面长度，L=h/sinθ，所以W_f=-μmghcosθ。合力做功W=½mv²-mgh，因为合力不为零（有摩擦力），所以W≠½mv²。机械能不守恒，因为存在摩擦力做负功。因此选项B正确。9.如图所示，一个质量为m的物体从高度为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，到达最低点时速度为v。已知圆轨道的半径为R，物体与轨道间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（）A.物体滑到最低点时，受到的合力大小为mgB.物体滑到最低点时，受到的摩擦力大小为μmgC.物体滑到最低点时，动能增加了mgh-μmg(2πR)D.物体滑到最低点时，机械能减少了μmg(2πR)参考答案：C解析：物体滑到最低点时，受到的合力为重力mg与支持力N的合力，提供向心力，即N-mg=mv²/R，所以N=mg+mv²/R>mg，选项A错误。摩擦力f=μN=μ(mg+mv²/R)>μmg，选项B错误。动能增加量ΔE_k=½mv²-0=½mv²，根据动能定理ΔE_k=W_G+W_f=mgh-μmg(2πR)，所以选项C正确。机械能减少量等于摩擦力做的功，即W_f=μN(2πR)=2πμ(mg+mv²/R)R≠μmg(2πR)，选项D错误。10.如图所示，一个质量为m的物体以速度v0沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为2m的物体发生弹性正碰。碰撞后，质量为m的物体的速度为v1，质量为2m的物体的速度为v2。下列关系正确的是（）A.v1=v0B.v2=0.5v0C.v1+v2=v0D.v1-v2=0参考答案：C解析：弹性正碰过程中，动量守恒和机械能守恒。动量守恒：mv0=mv1+2mv2，即v0=v1+2v2。机械能守恒：½mv0²=½mv1²+½×2m×v2²，即v0²=v1²+2v2²。联立两式解得v1=0.5v0，v2=0.25v0。因此v1+v2=0.75v0≠v0，选项C错误。正确关系为v0=2v1-v2，即v1+v2=0.5v0，选项C正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一个质量为50kg的物体，在水平恒力F的作用下，沿粗糙的水平地面做匀速直线运动。已知物体受到的摩擦力为100N，且F的方向与水平方向成30°角。则水平恒力F的大小为______N。参考答案：70.7解析：物体做匀速直线运动，说明受力平衡。水平方向上，拉力的水平分力Fcos30°与摩擦力f平衡，即Fcos30°=f。代入数据得Fcos30°=100N，解得F=100N/cos30°≈115.47N。竖直方向上，支持力N与重力G和拉力的竖直分力Fsin30°平衡，即N=G-Fsin30°=50×9.8-115.47×0.5≈231.55N。因此水平恒力F的大小为70.7N。2.一个质量为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______。参考答案：mgsinθ解析：物体静止在斜面上，沿斜面方向，重力沿斜面向下的分力mgsinθ与静摩擦力f平衡，即f=mgsinθ。3.一个质量为m的物体以初速度v0沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为2m的物体发生弹性正碰。碰撞后，质量为m的物体的速度为v1，质量为2m的物体的速度为v2。则v1+v2的值为______。参考答案：v0解析：弹性正碰过程中，动量守恒：mv0=mv1+2mv2，即v0=v1+2v2，所以v1+v2=v0。4.一个质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时速度为v。已知斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。则物体滑下的过程中，摩擦力做功为______。参考答案：-μmghcosθ解析：摩擦力做功W_f=-fL=-μmgcosθL，其中L为斜面长度，L=h/sinθ，所以W_f=-μmghcosθ。5.一个质量为m的物体从高度为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，到达最低点时速度为v。已知圆轨道的半径为R，物体与轨道间的动摩擦因数为μ。则物体滑到最低点时，动能增加了______。参考答案：½mv²解析：动能增加量ΔE_k=½mv²-0=½mv²。6.一个质量为m的物体以速度v0沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为2m的物体发生完全非弹性碰撞。碰撞后，两物体的速度为v。则v的值为______。参考答案：v0/3解析：完全非弹性碰撞过程中，动量守恒：mv0=(m+2m)v，解得v=v0/3。7.一个质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时速度为v。已知斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。则物体滑下的过程中，机械能减少了______。参考答案：μmghcosθ解析：机械能减少量等于摩擦力做的功，即W_f=μmghcosθ。8.一个质量为m的物体从高度为h的竖直圆轨道顶端由静止滑下，到达最低点时速度为v。已知圆轨道的半径为R，物体与轨道间的动摩擦因数为μ。则物体滑到最低点时，受到的摩擦力大小为______。参考答案：μ(mg+mv²/R)解析：摩擦力f=μN=μ(mg+mv²/R)。9.一个质量为m的物体以速度v0沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为2m的物体发生弹性正碰。碰撞后，质量为m的物体的速度为v1，质量为2m的物体的速度为v2。则v1-v2的值为______。参考答案：v0解析：弹性正碰过程中，动量守恒：mv0=mv1+2mv2，即v0=v1+2v2，解得v1-v2=v0。10.一个质量为m的物体从高度为h的斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时速度为v。已知斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。则物体滑下的过程中，重力做功为______。参考答案：mgh解析：重力做功W_G=mgh。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究物体动能与质量的关系时，应该采用控制变量法，通过比较木块被推动的距离来比较钢球的动能大小。参考答案：正确解析：该实验通过控制钢球的速度（由高度决定）不变，改变钢球的质量，观察木块被推动的距离，从而研究动能与质量的关系，属于控制变量法。木块被推动的距离越远，说明钢球的动能越大。2.物体做匀速直线运动，说明受力平衡。参考答案：正确解析：物体做匀速直线运动，说明速度不变，加速度为零，根据牛顿第二定律，合力为零，即受力平衡。3.物体静止在斜面上，说明物体受到的合力为零。参考答案：正确解析：物体静止在斜面上，说明速度不变，加速度为零，根据牛顿第二定律，合力为零。4.弹性碰撞过程中，系统的动量守恒，但机械能不守恒。参考答案：错误解析：弹性碰撞过程中，系统的动量守恒，机械能也守恒。5.完全非弹性碰撞过程中，系统的动量守恒，但机械能不守恒。参考答案：正确解析：完全非弹性碰撞过程中，系统的动量守恒，但部分动能转化为内能，机械能不守恒。6.物体滑下的过程中，重力做功等于动能的增加量。参考答案：错误解析：根据动能定理，合力做功等于动能的增加量，重力做功等于重力势能的减少量。7.物体滑下的过程中，摩擦力做功等于机械能的减少量。参考答案：正确解析：摩擦力做负功，导致机械能减少，机械能的减少量等于摩擦力做的功。8.物体滑到最低点时，受到的合力提供向心力。参考答案：正确解析：物体滑到最低点时，受到的合力为重力与支持力的合力，提供向心力。9.物体滑到最低点时，受到的摩擦力方向沿斜面向上。参考答案：错误解析：物体滑到最低点时，受到的摩擦力方向沿斜面向下，阻碍物体运动。10.物体滑到最低点时，支持力大小等于重力。参考答案：错误解析：物体滑到最低点时，支持力大小大于重力，因为支持力还提供向心力。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述控制变量法的原理及其在物理实验中的应用。参考答案：控制变量法是指在研究多个因素对实验结果的影响时，控制其他因素不变，只改变一个因素，从而研究该因素对实验结果的影响。在物理实验中，控制变量法常用于研究一个物理量与多个因素的关系，例如研究动能与质量、速度的关系，研究重力势能与质量、高度的关系等。2.简述动量守恒定律的内容及其适用条件。参考答案：动量守恒定律的内容是：一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。适用条件是：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，或者系统所受外力远小于内力。3.简述机械能守恒定律的内容及其适用条件。参考答案：机械能守恒定律的内容是：在只有重力或者系统内弹力做功的情况下，系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。适用条件是：只有重力或者系统内弹力做功，没有其他力做功或者其他力做功之和为零。4.简述完全非弹性碰撞的特点。参考答案：完全非弹性碰撞的特点是：碰撞后，两个物体粘在一起共同运动。在完全非弹性碰撞过程中，系统的动量守恒，但机械能不守恒，因为部分动能转化为内能。5.简述弹性碰撞的特点。参考答案：弹性碰撞的特点是：碰撞后，两个物体分离，并且系统的动量守恒，机械能也守恒。在弹性碰撞过程中，没有动能转化为内能。6.简述摩擦力的方向判断方法。参考答案：摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。7.简述重力势能的定义及其影响因素。参考答案：重力势能是指物体由于被举高而具有的能，重力势能的大小等于物体克服重力所做的功。重力势能的影响因素是物体的质量和高度。8.简述动能的定义及其影响因素。参考答案：动能是指物体由于运动而具有的能，动能的大小等于物体克服阻力所做的功。动能的影响因素是物体的质量和速度。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，一个质量为50kg的物体从高度为10m的斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时速度为20m/s。已知斜面的倾角为30°，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2。求：（1）物体滑下的过程中，重力做功多少？（2）物体滑下的过程中，摩擦力做功多少？（3）物体滑下的过程中，机械能减少了多少？参考答案：（1）重力做功W_G=mgh=50×9.8×10=4900J。（2）摩擦力做功W_f=-fL=-μmgcosθL，其中L为斜面长度，L=h/sinθ=10/√3≈5.77m，所以W_f=-0.2×50×9.8×cos30°×5.77≈-412.3J。（3）根据动能定理，合力做功W=½mv²-0=½×50×20²=2000J，所以机械能减少量ΔE=4900-2000-412.3=2487.7J。2.如图所示，一个质量为2kg的物体以速度10m/s沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为3kg的物体发生弹性正碰。求：（1）碰撞后，两个物体的速度各是多少？（2）碰撞过程中，系统的机械能是否守恒？参考答案：（1）弹性正碰过程中，动量守恒：mv0=mv1+mv2，即2×10=2v1+3v2；机械能守恒：½mv0²=½mv1²+½mv2²，即½×2×10²=½×2×v1²+½×3×v2²。联立两式解得v1=3m/s，v2=4m/s。（2）碰撞过程中，系统的机械能守恒，因为弹性碰撞过程中没有动能转化为内能。3.如图所示，一个质量为50kg的物体从高度为10m的竖直圆轨道顶端由静止滑下，到达最低点时速度为20m/s。已知圆轨道的半径为5m，物体与轨道间的动摩擦因数为0.2。求：（1）物体滑到最低点时，受到的摩擦力大小是多少？（2）物体滑到最低点时，动能增加了多少？参考答案：（1）物体滑到最低点时，受到的摩擦力f=μN=μ(mg+mv²/R)=0.2×(50×9.8+50×20²/5)=0.2×(490+4000)=891J。（2）动能增加量ΔE_k=½mv²-0=½×50×20²=2000J。4.如图所示，一个质量为2kg的物体以速度10m/s沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为3kg的物体发生完全非弹性碰撞。求：（1）碰撞后，两个物体的速度是多少？（2）碰撞过程中，系统的机械能减少了多少？参考答案：（1）完全非弹性碰撞过程中，动量守恒：mv0=(m+2m)v，即2×10=(2+3)v，解得v=4m/s。（2）碰撞前系统的机械能E_i=½mv0²=½×2×10²=100J，碰撞后系统的机械能E_f=½(m+2m)v²=½×5×4²=40J，所以机械能减少了100-40=60J。5.如图所示，一个质量为50kg的物体从高度为10m的斜面顶端由静止滑下，到达斜面底端时速度为20m/s。已知斜面的倾角为30°，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2。求：（1）物体滑下的过程中，重力做功多少？（2）物体滑下的过程中，摩擦力做功多少？（3）物体滑下的过程中，机械能减少了多少？参考答案：（1）重力做功W_G=mgh=50×9.8×10=4900J。（2）摩擦力做功W_f=-fL=-μmgcosθL，其中L为斜面长度，L=h/sinθ=10/√3≈5.77m，所以W_f=-0.2×50×9.8×cos30°×5.77≈-412.3J。（3）根据动能定理，合力做功W=½mv²-0=½×50×20²=2000J，所以机械能减少量ΔE=4900-2000-412.3=2487.7J。6.如图所示，一个质量为2kg的物体以速度10m/s沿光滑水平面运动，与一个静止的质量为3kg的物体发生弹性正碰。求：（1）碰撞后，两个物体的速度各是多少？（2）碰撞过程中，系统的机械能是否守恒？参考答案：（1）弹性正碰过程中，动量守恒：mv0=mv1+mv2，即2×10=2v1+3v2；机械能守恒：½mv0²=½mv1²+½mv2²，即½×2×10²=½×2×v1²+½×3×v2²。联立两式解得v1=3m/s，v2=4m/s。（2）碰撞过程中，系统的机械能守恒，因为弹性碰撞过程中没有动能转化为内能。7.如图所示，一个质量为50kg的物体从高度为10m的竖直圆轨道顶端由静止滑下，到达最低点时速度为20m/s。已知圆轨道的半径为5m，物体与轨道间的动摩擦因数为0.2。求：（1）物体滑到最低点时，受到的摩擦力大小是多少？（2）物体滑到最低点时，动能增加了多少？参考答案：（1）物体滑到最低点时，受到的摩擦力f=μN=μ(mg+mv²/R)=0.2×(50×9.8+50×20²/5)=0.2×(490+4000)=891J。（2）动能增加量ΔE_k=½mv²-0=½×50×20²=2000J。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.B4.C5.B6.C7.D8.B9.C10.C二、填空题1.70.712.mgsinθ13.v014.-μmghcosθ15.½mv²2.v0/317.μmghcosθ18.μ(mg+mv²/R)19.v020.mgh三、判断题1.√22.√23.√24.×25.√26.×27.√28.√29.×30.×四、简答题1.控制变量法是指在研究多个因素对实验结果的影响时，控制其他因素不变，只改变一个因素，从而研究该因素对实验结果的影响。在物理实验中，控制变量法常用于研究一个物理量与多个因素的关系，例如研究动能与质量、速度的关系，研究重力势能与质量、高度的关系等。2.动量守恒定律的内容是：一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。适用条件是：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，或者系统所受外力远小于内力。3.机械能守恒定律的内容是：在只有重力或者系统内弹力做功的情况下，系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。适用条件是：只有重力或者系统内弹力做功，没有其他力做功或者其他力做功之和为零。4.完全非弹性碰撞的特点是：碰撞后，两个物体粘在一起共同运动。在完全非弹性碰撞过程中，系统的动量守恒，但机械能不守恒，因为部分动能转化为内能。5.弹性碰撞的特点是：碰撞后，两个物体分离，并且系统的动量守恒，机械能也守恒。在弹性碰撞过程中，没有动能转化为内能。6.摩擦力的方向判断方法：摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。7.重力势能的定义是指物体由于被举高而具有的能，重力势能的大小等于物体克服重力所做的功。重力势能的影响因素是物体的质量和高度。8.动能的定义是指物体由于运动而具有的能，动能的大小等于物体克服阻力所做的功。动能的影响因素是物体的质量和速度。五、应用题1.（1）重力做功W_G=mgh=50