北师大版高中物理选修第十七册第3章综合测试卷及答案

北师大版高中物理选修第十七册第3章综合测试卷及答案第1页共1页北师大版高中物理选修第十七册第3章综合测试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，下列说法正确的是A.粒子的速度方向始终不变B.粒子的加速度始终不变C.粒子的动能随时间均匀变化D.粒子所受的洛伦兹力不做功参考答案：D2.一根轻质弹簧原长为L，劲度系数为k，将其一端固定，另一端连接一个质量为m的物体，在水平面上做简谐运动，则该系统的周期为A.2π√(m/k)B.2π√(k/m)C.2π√(mL/k)D.2π√(kL/m)参考答案：A3.在真空中，一个点电荷Q产生电场，距离Q为r处的电场强度大小为E，若将另一个点电荷q放入该电场中，则它所受的电场力大小为A.qEB.QE/r²C.q²E/r²D.QE²/r参考答案：B4.一束单色光从空气射入水中，下列说法正确的是A.光的频率发生变化B.光的波长发生变化C.光的传播速度不变D.光的折射率不变参考答案：B5.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到一个水平恒力F的作用，从静止开始运动，经过时间t，物体的动能增加了A.F²t²/2mB.F²t/2mC.F²t²/mD.F²t/m参考答案：A6.一根长为L的均匀细棒，其质量为m，将其一端固定，使其在竖直平面内做圆周运动，当细棒运动到最高点时，其角速度的最小值为A.√(g/L)B.√(2g/L)C.√(3g/L)D.√(4g/L)参考答案：A7.在电路中，两个电阻R₁和R₂并联，其总电阻为R，下列说法正确的是A.R=R₁+R₂B.R=R₁R₂/(R₁+R₂)C.R=√(R₁R₂)D.R=1/(1/R₁+1/R₂)参考答案：B8.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过时间t，物体的速度大小为A.gtB.1/2gt²C.2gtD.√(2gt)参考答案：A9.在原子核物理中，放射性元素的半衰期是指A.元素衰变掉一半所需的时间B.元素衰变掉全部所需的时间C.元素衰变掉90%所需的时间D.元素衰变掉10%所需的时间参考答案：A10.一列简谐波沿x轴正方向传播，其波速为v，波长为λ，则波的周期为A.vλB.λ/vC.v/λD.2πvλ参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）1.在国际单位制中，力的单位是______。参考答案：牛顿2.物体做匀速圆周运动时，其加速度的方向始终指向______。参考答案：圆心3.两个相互作用的物体，作用力与反作用力的特点是______。参考答案：大小相等、方向相反、作用在同一直线上4.物体从静止开始做自由落体运动，第3秒内通过的位移是______米。参考答案：95.一个物体漂浮在水面上，它受到的浮力等于______。参考答案：它的重力6.闭合电路欧姆定律的公式是______。参考答案：I=U/R7.两个电阻R1和R2串联接在一个电压为U的电源上，通过电路的总电流是______。参考答案：(U/R1+R2)/(R1+R2)8.电磁感应现象中，感应电流的方向由______决定。参考答案：楞次定律9.光的折射定律表明，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分别位于法线的______侧。参考答案：两侧10.物体做简谐运动时，其回复力F与位移x的关系是______。参考答案：F=-kx三、判断题（共10小题，每题2分）1.在恒定电流的电路中，电流强度与电压成正比，与电阻成反比。参考答案：√2.电磁波在真空中的传播速度与光的传播速度相同。参考答案：√3.根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量变化率成正比。参考答案：√4.交流电的有效值是最大值的平方根。参考答案：√5.在纯电阻电路中，电功率的计算公式为P=UI。参考答案：√6.电磁波的能量传递是定向的，而热辐射的能量传递是漫射的。参考答案：×7.根据楞次定律，感应电流的方向总是使感应电流产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。参考答案：√8.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电路中的电流为零。参考答案：√9.光的衍射现象表明光具有波动性。参考答案：√10.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述牛顿第二定律的内容及其表达式。参考答案：牛顿第二定律的内容是：物体的加速度a与它所受的合外力F成正比，与它的质量m成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。表达式为F=ma。2.说明什么是向心力，并列举两个生活中向心力应用的实例。参考答案：向心力是指使物体沿着圆周运动的力，其方向始终指向圆心。生活中向心力应用的实例有：汽车转弯时，地面给予汽车的静摩擦力提供向心力；洗衣机脱水时，离心力使水被甩出，实际上是向心力作用的结果。3.分析平抛运动的特点，并指出其运动轨迹的形状。参考答案：平抛运动的特点是：物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。其运动轨迹是一条抛物线。4.列举三个影响物体动能的因素。参考答案：影响物体动能的因素有三个：物体的质量、物体的速度和物体运动的状态。物体的质量越大，速度越快，其动能就越大。5.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：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。适用条件是：系统内只有重力或弹力做功，没有其他外力做功。6.说明什么是功，并解释正功和负功的区别。参考答案：功是指力对物体作用的效果，其表达式为W=Fscosθ，其中F表示力，s表示位移，θ表示力与位移之间的夹角。正功是指力与位移方向相同或夹角小于90度时做的功，负功是指力与位移方向相反或夹角大于90度时做的功。7.分析简谐运动的特征，并列举一个生活中的简谐运动实例。参考答案：简谐运动的特征是：物体所受的回复力与位移成正比，且总是指向平衡位置。简谐运动的运动方程为x=Asin(ωt+φ)，其中A表示振幅，ω表示角频率，φ表示初相位。生活中的简谐运动实例有：钟摆的运动。8.列举两个利用电磁感应现象的实例。参考答案：利用电磁感应现象的实例有：发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能；变压器利用电磁感应现象改变交流电压。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。求物体在第3秒末的速度和第3秒内的位移。参考答案：6m/s；4m2.一颗子弹以600m/s的速度水平射出，射出点离地面高度为20m。不计空气阻力，求子弹落地时的速度大小和水平射程。（g取10m/s²）参考答案：640m/s；60m3.一质量为50kg的人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动。求电梯对人的支持力。（g取10m/s²）参考答案：510N4.一轻弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m。现将其竖直悬挂，下端挂一个质量为2kg的物体，弹簧伸长到12cm。求物体的重力势能增加了多少？（g取10m/s²）参考答案：2J5.一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，斜面长为10m。求物体滑到斜面底端时的速度大小。（物体与斜面间的动摩擦因数为0.2）（g取10m/s²）参考答案：8.9m/s6.一质量为2kg的小球以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求小球在2秒内重力做的功。（g取10m/s²）参考答案：40J7.一平行板电容器，两板间距为2mm，板间电压为200V。求板间电场强度的大小。参考答案：10000V/m8.一电子在匀强磁场中以速度v垂直于磁场方向做匀速圆周运动，磁感应强度为B。求电子做圆周运动的周期。参考答案：2πm/Bq标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：D解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，速度方向时刻改变，加速度方向也时刻改变，但大小不变，故A、B错误；洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，动能不变，故C错误，D正确。2.参考答案：A解析：根据简谐运动的周期公式T=2π√(m/k)，该系统的周期为2π√(m/k)，故A正确，B、C、D错误。3.参考答案：B解析：根据点电荷的电场强度公式E=kQ/r²，距离Q为r处的电场强度大小为E；根据电场力的公式F=qE，将另一个点电荷q放入该电场中，则它所受的电场力大小为QE/r²，故B正确，A、C、D错误。4.参考答案：B解析：光的频率由光源决定，不会随介质变化而变化，故A错误；根据折射定律n=c/v，光从空气射入水中，折射率n增大，根据v=λf，频率不变，波长λ减小，故B正确，C、D错误。5.参考答案：A解析：根据动能定理，物体的动能增加量等于合外力做的功，即ΔEk=W=Fdcosθ，由于物体在水平面上运动，位移d=vt，且力F与位移方向相同，cosθ=1，故ΔEk=Fvt=F²t²/2m，故A正确，B、C、D错误。6.参考答案：A解析：当细棒运动到最高点时，其受到的重力与向心力之和提供所需的向心力，即mg=mv²/L，解得v=√(gL)，角速度ω=v/L=√(g/L)，故A正确，B、C、D错误。7.参考答案：B解析：两个电阻R₁和R₂并联，其总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即1/R=1/R₁+1/R₂，故R=R₁R₂/(R₁+R₂)，故B正确，A、C、D错误。8.参考答案：A解析：根据自由落体运动的速度公式v=gt，经过时间t，物体的速度大小为gt，故A正确，B、C、D错误。9.参考答案：A解析：放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，故A正确，B、C、D错误。10.参考答案：B解析：根据波速公式v=λ/T，解得波的周期T=λ/v，故B正确，A、C、D错误。二、填空题1.参考答案：牛顿解析：力的单位在国际单位制中被称为牛顿，是表示物体间相互作用强度的物理量，由牛顿第二定律F=ma定义。2.参考答案：圆心解析：匀速圆周运动中，物体的速度大小不变，但方向不断变化，因此存在向心加速度，其方向始终指向圆心，维持物体做圆周运动。3.参考答案：大小相等、方向相反、作用在同一直线上解析：根据牛顿第三定律，作用力与反作用力总是成对出现，它们的大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上，分别作用在两个不同的物体上。4.参考答案：9解析：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=9.8m/s²。第3秒内通过的位移可以通过s=gt²/2计算，其中t=3s，所以s=9.8×3²/2=44.1m，但只需要第3秒内的位移，即44.1m-19.6m=9m。5.参考答案：它的重力解析：根据阿基米德原理，物体漂浮时受到的浮力等于它的重力，这是物体能够漂浮的条件。6.参考答案：I=U/R解析：闭合电路欧姆定律描述了电路中电流、电压和电阻之间的关系，公式为I=U/R，其中I是电流，U是电压，R是电阻。7.参考答案：(U/R1+R2)/(R1+R2)解析：两个电阻串联时，总电阻为R总=R1+R2，根据欧姆定律，通过电路的总电流为I=U/R总=(U/R1+R2)/(R1+R2)。8.参考答案：楞次定律解析：感应电流的方向由楞次定律决定，楞次定律指出，感应电流的方向总是使得它产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量变化。9.参考答案：两侧解析：光的折射定律，也称为斯涅尔定律，表明入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分别位于法线的两侧。10.参考答案：F=-kx解析：简谐运动是物体在平衡位置附近做的往复运动，其回复力F与位移x成正比，方向相反，公式为F=-kx，其中k是劲度系数。三、判断题1.参考答案：√解析：根据欧姆定律I=U/R，在恒定电流的电路中，电流强度与电压成正比，与电阻成反比，该说法正确。2.参考答案：√解析：根据物理学常识，电磁波在真空中的传播速度与光的传播速度相同，均为3×10^8m/s，该说法正确。3.参考答案：√解析：根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量变化率成正比，该说法正确。4.参考答案：√解析：根据交流电有效值的定义，交流电的有效值是最大值的平方根，该说法正确。5.参考答案：√解析：在纯电阻电路中，电功率的计算公式为P=UI，该说法正确。6.参考答案：×解析：电磁波的能量传递和热辐射的能量传递都可以是定向的或漫射的，该说法错误。7.参考答案：√解析：根据楞次定律，感应电流的方向总是使感应电流产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，该说法正确。8.参考答案：√解析：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电路中的电流为零，该说法正确。9.参考答案：√解析：光的衍射现象表明光具有波动性，该说法正确。10.参考答案：√解析：根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，该说法正确。四、简答题1.参考答案：牛顿第二定律的内容是：物体的加速度a与它所受的合外力F成正比，与它的质量m成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。表达式为F=ma。解析：牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一，它描述了力、质量和加速度之间的关系。该定律指出，物体所受的合外力越大，其加速度就越大；物体的质量越大，其加速度就越小。表达式F=ma中的F表示合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。该定律是解决力学问题的基础，广泛应用于各种物理现象的分析和计算中。2.参考答案：向心力是指使物体沿着圆周运动的力，其方向始终指向圆心。生活中向心力应用的实例有：汽车转弯时，地面给予汽车的静摩擦力提供向心力；洗衣机脱水时，离心力使水被甩出，实际上是向心力作用的结果。解析：向心力是维持物体做圆周运动的关键力，它始终指向圆心，使物体保持圆周运动状态。在汽车转弯时，地面给予汽车的静摩擦力提供向心力，使汽车能够顺利转弯。在洗衣机脱水时，离心力实际上是向心力的反作用力，水被甩出是因为水所受的向心力不足以维持其圆周运动，从而被甩出。向心力在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。3.参考答案：平抛运动的特点是：物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。其运动轨迹是一条抛物线。解析：平抛运动是一种常见的二维运动，它由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动组成。由于水平方向上不受力，物体保持匀速直线运动；竖直方向上受重力作用，做自由落体运动。这两个运动的合成轨迹是一条抛物线。平抛运动在物理学中有着重要的应用，是研究抛体运动的基础。4.参考答案：影响物体动能的因素有三个：物体的质量、物体的速度和物体运动的状态。物体的质量越大，速度越快，其动能就越大。解析：动能是物体由于运动而具有的能量，其表达式为Ek=1/2mv^2，其中m表示物体的质量，v表示物体的速度。动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比。因此，物体的质量越大，速度越快，其动能就越大。动能是物理学中的重要概念，广泛应用于能量转换和机械功的计算中。5.参考答案：机械能守恒定律的内容是：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。适用条件是：系统内只有重力或弹力做功，没有其他外力做功。解析：机械能守恒定律是物理学中的基本定律之一，它描述了在特定条件下，物体系统的动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。该定律的适用条件是系统内只有重力或弹力做功，没有其他外力做功。机械能守恒定律在解决力学问题中有着广泛的应用，是分析能量转换和守恒的重要工具。6.参考答案：功是指力对物体作用的效果，其表达式为W=Fscosθ，其中F表示力，s表示位移，θ表示力与位移之间的夹角。正功是指力与位移方向相同或夹角小于90度时做的功，负功是指力与位移方向相反或夹角大于90度时做的功。解析：功是描述力对物体作用效果的物理量，它表示力在物体上移动一定距离时所做的功。正功表示力对物体做正贡献，使物体的能量增加；负功表示力对物体做负贡献，使物体的能量减少。功的计算需要考虑力的大小、位移的大小以及力与位移之间的夹角。功是物理学中的重要概念，广泛应用于能量转换和机械功的计算中。7.参考答案：简谐运动的特征是：物体所受的回复力与位移成正比，且总是指向平衡位置。简谐运动的运动方程为x=Asin(ωt+φ)，其中A表示振幅，ω表示角频率，φ表示初相位。生活中的简谐运动实例有：钟摆的运动。解析：简谐运动是一种常见的振动形式，其特征是物体所受的回复力与位移成正比，且总是指向平衡位置。简谐运动的运动方程为x=Asin(ωt+φ)，其中A表示振幅，ω表示角频率，φ表示初相位。简谐运动在物理学中有着重要的应用，是研究振动和波的基础。生活中的简谐运动实例有钟摆的运动，钟摆的运动是典型的简谐运动。8.参考答案：利用电磁感应现象的实例有：发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能；变压器利用电磁感应现象改变交流电压。解析：电磁感应现象是物理学中的重要现象，它描述了变化的磁场可以产生电场。利用电磁感应现象的实例有发电机和变压器。发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能，变压器利用电磁感应现象改变交流电压。电磁感应现象在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，是现代电力技术的基础。五、应用题