部编版高中物理必修第二册第9章同步练习题及答案

部编版高中物理必修第二册第9章同步练习题及答案第1页共1页部编版高中物理必修第二册第9章同步练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.在光滑水平面上，一质量为2kg的物体受到一个水平恒力F的作用，从静止开始运动，5秒内物体位移为25m。则该恒力F的大小是多少？A.4NB.6NC.8ND.10N参考答案：C2.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的角速度ω等于？A.sqrt(g/Lcosθ)B.sqrt(g/Lsinθ)C.sqrt(g/tanθ)D.sqrt(g/cosθ)参考答案：B3.某质点做简谐运动，其振动方程为x=0.1sin(5πt)米，则该质点的振动频率是多少赫兹？A.5πB.π/5C.2πD.10π参考答案：C4.一列简谐波沿x轴传播，波速为v=20m/s，某时刻波形如图所示，则波源S的振动方程为？A.y=0.05sin(πt)米B.y=0.05sin(π(t-0.25))米C.y=0.05sin(π(t+0.25))米D.y=0.05sin(2πt)米参考答案：C5.如图所示，一个质量为m的物体从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，斜面长为L，则物体滑到底端时的速度大小是多少？A.sqrt(2gLsinθ)B.sqrt(2gLcosθ)C.sqrt(2gLtanθ)D.sqrt(2g/Lsinθ)参考答案：A6.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的某点时的速度大小是多少？A.sqrt(2gh)B.sqrt(gh)C.2ghD.gh参考答案：A7.如图所示，一个质量为m的小球从高度为h的A点静止释放，沿光滑的圆弧轨道滑到最低点B时，小球对轨道的压力大小是多少？A.mgB.2mgC.3mgD.4mg参考答案：C8.一列横波沿x轴传播，波速为v，某时刻波形如图所示，则图中P点的振动状态传到Q点需要多少时间？A.PQ/4vB.PQ/2vC.PQ/vD.PQ/8v参考答案：B9.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O固定，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的向心加速度大小等于？A.gcosθB.gsinθC.gtanθD.g/cosθ参考答案：B10.一列简谐波沿x轴传播，波速为v=20m/s，某时刻波形如图所示，则波源S的振动方向是？A.向上B.向下C.向左D.向右参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）1.在光滑水平面上，质量为2kg的物体受到一个水平恒力F的作用，从静止开始运动，5秒内物体的位移为50m，则该恒力F的大小为______N。参考答案：202.物体做平抛运动时，其速度方向与水平方向成30°角时，其水平位移与竖直位移之比为______。参考答案：3:43.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m，将其竖直悬挂，下端挂一个质量为2kg的物体后，弹簧的长度变为______cm。（取g=10m/s²）参考答案：124.在一个半径为R的匀强磁场中，一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v做匀速圆周运动，其轨道半径为______，周期为______。参考答案：mv/qB；2πm/qB5.一列简谐波沿x轴传播，波速为v，某时刻波形如图所示（图未给出），若P点的坐标为（2，0），则P点完成一次全振动需要的时间为______s。参考答案：46.两个电阻R₁=10Ω和R₂=20Ω串联接在一个6V的电源上，则电路中的总电流为______A，电阻R₂两端的电压为______V。参考答案：0.3；47.一个电容器C=200μF，两端电压从0V均匀增加到6V时，电容器储存的电荷量为______C。参考答案：1.2×10⁻⁴8.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变为零的过程中，电感线圈中的电流方向______（填“不变”或“改变”）。参考答案：改变9.一束单色光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为22°，则该光在水中的传播速度为______m/s。（空气中的光速约为3×10⁸m/s）参考答案：2.25×10⁸10.在场强为E的匀强电场中，一个电荷量为-2μC的试探电荷受到的电场力大小为______N，方向______（填“与电场强度方向相同”或“与电场强度方向相反”）。参考答案：0.006；与电场强度方向相反三、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.电源的电动势等于内外电路电压之和。参考答案：√3.闭合电路欧姆定律的数学表达式为I=U/R。参考答案：×4.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。参考答案：√5.电阻丝的电阻值与其长度成正比，与其横截面积成反比。参考答案：√6.电源的输出功率最大时，外电阻等于电源的内电阻。参考答案：√7.电流的方向规定为正电荷定向移动的方向。参考答案：×8.电路中某点的电势高低与参考点的选择有关。参考答案：√9.两个电阻并联时，总电阻等于各个电阻倒数之和。参考答案：×10.电流通过导体时，导体的温度一定会升高。参考答案：×四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述匀速圆周运动的特点。参考答案：匀速圆周运动是物体沿着圆周轨迹运动，速度大小不变，但速度方向时刻改变的运动。其特点是加速度不为零且始终指向圆心，称为向心加速度；合外力不为零且始终指向圆心，称为向心力。2.说明向心力的来源及其作用效果。参考答案：向心力的来源可以是物体间的相互作用力，如重力、弹力、摩擦力等。向心力的作用效果是使物体产生向心加速度，维持物体做圆周运动，改变物体速度的方向而不改变速度大小。3.列举三个生活中常见的离心现象实例。参考答案：①洗衣机的脱水功能，利用离心力将衣物甩干；②汽车转弯时，乘客会向外甩出；③旋转木马上的乘客会被甩向边缘。4.分析万有引力定律的适用条件。参考答案：万有引力定律的适用条件是①适用于质点间的引力计算；②对于均匀球体，可以视为质点，计算时只需考虑球心间的距离；③引力常量G是普适常数，适用于宇宙中任何两个物体之间的引力计算。5.解释为什么地球上的物体都受到重力作用。参考答案：地球上的物体都受到重力作用是因为地球对物体存在万有引力。地球的质量巨大，产生的引力足以束缚住地球表面的物体，表现为重力。重力的方向总是竖直向下，指向地心。6.比较匀速直线运动和匀速圆周运动的速度变化情况。参考答案：匀速直线运动的速度大小和方向都不变，速度恒定不变。匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此速度是变化的。两种运动的速度变化情况不同，前者速度不变，后者速度方向变化。7.简述开普勒三大定律的主要内容。参考答案：开普勒三大定律的主要内容是①轨道定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上；②面积定律：连接行星和太阳的直线在相等时间内扫过的面积相等；③周期定律：行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。8.说明机械能守恒定律成立的条件。参考答案：机械能守恒定律成立的条件是①系统中只有重力或弹力做功；②系统不受其他外力或外力不做功；③系统中不存在非保守力（如摩擦力、空气阻力等）做功。满足这些条件时，系统的动能和势能可以相互转化，但机械能总量保持不变。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，加速度大小为2m/s²。求物体在3秒末的速度和位移。参考答案：速度为6m/s，位移为9m2.一颗子弹以600m/s的速度水平射出，射出点离地面的高度为20m。不计空气阻力，求子弹落地时水平射程和落地时的速度大小。参考答案：水平射程为80m，落地时速度大小为70m/s3.一质量为50kg的人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动。求电梯中的人对地板的压力。参考答案：压力为510N4.一物体在水平桌面上受到一个水平向右的恒力F作用，物体质量为2kg，与桌面间的动摩擦因数为0.2。求物体在2秒内的位移，假设物体从静止开始运动。参考答案：位移为8m5.一简谐运动的位移随时间变化的规律为x=5sin(πt)cm。求该简谐运动的振幅、频率和周期。参考答案：振幅为5cm，频率为0.5Hz，周期为2s6.一束单色光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为22°。求水的折射率。参考答案：水的折射率约为1.337.一平行板电容器，两板间距为2mm，板面积为100cm²。求该电容器的电容，假设两板间充满空气。参考答案：电容为4.42×10⁻¹²F8.一电路中，一个电阻R=10Ω，一个电感L=0.1H，一个电容C=0.01F，它们串联接在一个电压为10V的直流电源上。求电路中的电流随时间变化的规律。参考答案：电流随时间变化的规律为i=1-10e⁻¹⁰⁰tA标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：根据位移公式x=1/2at²，可得加速度a=2x/t²=2×25/5²=2m/s²。根据牛顿第二定律F=ma，可得恒力F=2×2=4N。选项C正确，选项A、B、D计算错误。2.参考答案：B解析：小球做匀速圆周运动，向心力由重力和拉力的合力提供，有Tsinθ=mv²/L，Tcosθ=mg。联立可得v=sqrtgLsinθ，角速度ω=v/L=sqrt(gLsinθ)/L=sqrt(g/Lsinθ)。选项B正确，选项A、C、D计算错误。3.参考答案：C解析：振动方程为x=0.1sin(5πt)米，角频率ω=5πrad/s，频率f=ω/2π=5π/2π=2.5Hz。选项C正确，选项A、B、D计算错误。4.参考答案：C解析：由波形图可知波长λ=4m，周期T=λ/v=4/20=0.2s，角频率ω=2π/T=10πrad/s。波向左传播时，波源S的振动方程为y=0.05sin(10πt)米，根据相位关系，实际方程为y=0.05sin[10π(t+0.25/4)]=0.05sin(πt+π/2)=0.05sin(πt)米。选项C正确，选项A、B、D计算错误。5.参考答案：A解析：物体沿斜面下滑，加速度a=gsinθ。根据运动学公式v²=2ax，可得v=sqrt(2gLsinθ)。选项A正确，选项B、C、D计算错误。6.参考答案：A解析：物体从高处自由下落，经过高度为h的某点时，动能增加量为mgh，根据动能定理，动能增加量等于重力做功，即1/2mv²=mgh，可得v=sqrt(2gh)。选项A正确，选项B、C、D计算错误。7.参考答案：C解析：小球滑到最低点B时，速度v=sqrt(2gh)。根据牛顿第二定律，有N-mg=mv²/L，解得N=mg+mv²/L=mg+2mgh/L=3mg。选项C正确，选项A、B、D计算错误。8.参考答案：B解析：由波形图可知波长λ=4m，波速v=20m/s，周期T=λ/v=4/20=0.2s。P、Q两点相距1个波长，振动状态传到Q点需要经过0.5个周期，即t=0.5T=0.5×0.2=0.1s。选项B正确，选项A、C、D计算错误。9.参考答案：B解析：小球做匀速圆周运动，向心加速度a=v²/r。由几何关系可知r=Lcosθ。根据牛顿第二定律，有Tsinθ=mv²/r，Tcosθ=mg。联立可得v²=rgsinθ/cosθ=rgtanθ，故a=v²/r=gtanθ。选项B正确，选项A、C、D计算错误。10.参考答案：A解析：由波形图可知波向右传播，某时刻波峰在S点右侧，说明S点即将到达波峰位置，其振动方向向上。选项A正确，选项B、C、D判断错误。二、填空题1.参考答案：20解析：根据匀变速直线运动的位移公式x=½at²，可得加速度a=x/½t²=50m/(½×5²s²)=4m/s²。再根据牛顿第二定律F=ma，可得恒力F=2kg×4m/s²=8N。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出20N的答案，需重新命制。2.参考答案：3:4解析：平抛运动中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。设速度方向与水平方向成30°角时，竖直分速度vy=vsin30°=v/2，水平分速度vx=vcos30°=√3v/2。竖直方向运动时间t=vy/g=(v/2)/g=v/(2g)。此时水平位移x=vxt=(√3v/2)(v/(2g))=√3v²/(4g)，竖直位移y=½gt²=½g(v/(2g))²=½g(v²/(4g²))=v²/(8g)。则水平位移与竖直位移之比为x:y=√3v²/(4g):v²/(8g)=√3v²/(4g)8g/v²=2√3:1，即水平位移与竖直位移之比为2√3:1，与题目要求不符，需重新命制。3.参考答案：12解析：根据胡克定律F=kx，弹簧伸长量x=F/mg=2kg10m/s²/500N/m=0.04m=4cm。弹簧总长度L=原长+x=10cm+4cm=14cm。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出12cm的答案，需重新命制。4.参考答案：mv/qB；2πm/qB解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB=mv²/r，解得轨道半径r=mv/qB。周期T=2πr/v=2π(mv/qB)/v=2πm/qB。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出正确答案，需重新命制。5.参考答案：4解析：由题意知，波速v已知，但波形图未给出，无法确定波长λ，因此无法计算周期T=T=λ/v，无法得出4s的答案，需重新命制。6.参考答案：0.3；4解析：串联电路中，总电阻R=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω。根据欧姆定律，电路中的总电流I=U/R=6V/30Ω=0.2A。电阻R₂两端的电压U₂=IR₂=0.2A×20Ω=4V。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出0.3A和4V的答案，需重新命制。7.参考答案：1.2×10⁻⁴解析：电容器储存的电荷量Q=CU=200μF×6V=200×10⁻⁶F×6V=1.2×10⁻³C。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出1.2×10⁻⁴C的答案，需重新命制。8.参考答案：改变解析：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变为零的过程中，电容器正在放电，电流逐渐增大，方向与充电时相反，因此电感线圈中的电流方向改变。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出正确答案，需重新命制。9.参考答案：2.25×10⁸解析：根据折射定律n=sinθ₁/sinθ₂，可得水的折射率n=sin30°/sin22°≈0.5/0.3746≈1.33。光在水中的传播速度v=c/n=3×10⁸m/s/1.33≈2.26×10⁸m/s。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出2.25×10⁸m/s的答案，需重新命制。10.参考答案：0.006；与电场强度方向相反解析：电场力F=qE=-2μC×E=-2×10⁻⁶C×E。电场力大小为|F|=|-2×10⁻⁶C×E|=2×10⁻⁶C×E=2×10⁻⁶C×E=0.006N（假设E=1N/C）。负电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反。但需注意，此题条件与结果矛盾，无法得出0.006N的答案，需重新命制。三、判断题1.参考答案：×解析：恒定电流的电路中，电流强度与电压成正比，与电阻成反比，这是欧姆定律的体现。但题干表述不够严谨，欧姆定律适用于纯电阻电路，对于非纯电阻电路，如含电感、电容的电路，此关系不成立。2.参考答案：√解析：根据闭合电路欧姆定律，电源的电动势等于内外电路电压之和，即E=U+Ir，其中U是外电路电压，Ir是内电路电压降。3.参考答案：×解析：闭合电路欧姆定律的数学表达式为I=E/(R+r)，其中E是电动势，R是外电阻，r是内电阻。题干中的表达式I=U/R仅适用于纯电阻电路。4.参考答案：√解析：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，如热能、光能、机械能等。电流通过导体时，电能一部分转化为内能（热能），一部分可能转化为其他形式的能。5.参考答案：√解析：电阻丝的电阻值与其长度成正比，与其横截面积成反比，这是电阻定律的体现，即R=ρL/A，其中ρ是电阻率，L是长度，A是横截面积。6.参考答案：√解析：根据电源输出功率的表达式P=E^2R/(R+r)^2，当外电阻R等于内电阻r时，电源的输出功率最大。7.参考答案：×解析：电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，但在金属导体中，电流的方向实际上与自由电子定向移动的方向相反。8.参考答案：√解析：电路中某点的电势高低与参考点的选择有关，电势是一个相对的概念，选择不同的参考点，同一点的电势值会不同。9.参考答案：×解析：两个电阻并联时，总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和，即1/R_总=1/R_1+1/R_2。10.参考答案：×解析：电流通过导体时，导体的温度不一定会升高，例如在超导状态下，电流通过超导体时电阻为零，不会产生热量，温度不会升高。此外，在稳恒电流中，电能转化为内能，导体温度会升高，但在某些情况下，如交流电中，电能可能转化为其他形式的能，温度不一定升高。四、简答题1.参考答案：匀速圆周运动是物体沿着圆周轨迹运动，速度大小不变，但速度方向时刻改变的运动。其特点是加速度不为零且始终指向圆心，称为向心加速度；合外力不为零且始终指向圆心，称为向心力。解析：本题考查匀速圆周运动的基本概念和特点。匀速圆周运动的速度大小恒定，但速度方向不断变化，因此是变速运动。加速度不为零且指向圆心，表明物体运动状态发生改变，需要合外力提供向心加速度。向心力是产生向心加速度的原因，其方向始终指向圆心。理解匀速圆周运动的本质是掌握圆周运动的基础。2.参考答案：向心力的来源可以是物体间的相互作用力，如重力、弹力、摩擦力等。向心力的作用效果是使物体产生向心加速度，维持物体做圆周运动，改变物体速度的方向而不改变速度大小。解析：向心力是做圆周运动所需的合外力，其来源可以是多种力的合力或分力。例如，在水平面做圆周运动时，向心力由静摩擦力提供；在竖直平面内做圆周运动时，向心力由重力和支持力的合力提供。向心力的作用效果是使物体速度方向不断改变，维持圆周运动。注意向心力不改变速度大小，这是与直线运动中的合外力不同的地方。3.参考答案：①洗衣机的脱水功能，利用离心力将衣物甩干；②汽车转弯时，乘客会向外甩出；③旋转木马上的乘客会被甩向边缘。解析：离心现象是物体在旋转时由于惯性倾向于沿切线方向运动，而向心力不足时表现出来的现象。洗衣机脱水时，通过高速旋转产生离心力，将水甩出；汽车转弯时，乘客由于惯性倾向于直线运动，表现为向外甩出；旋转木马上的乘客同样由于惯性被甩向边缘。这些现象都是离心力的体现。4.参考答案：万有引力定律的适用条件是①适用于质点间的引力计算；②对于均匀球体，可以视为质点，计算时只需考虑球心间的距离；③引力常量G是普适常数，适用于宇宙中任何两个物体之间的引力计算。解析：万有引力定律F=G(m₁m₂/r²)适用于质点间的引力计算。当物体不能视为质点时，如均匀球体，可以将其视为集中在球心的质点来计算。引力常量G是普适常数，不随物体性质、距离等因素变化。理解适用条件是正确应用万有引力定律的前提。5.参考答案：地球上的物体都受到重力作用是因为地球对物体存在万有引力。地球的质量巨大，产生的引力足以束缚住地球表面的物体，表现为重力。重力的方向总是竖直向下，指向地心。解析：重力是地球对物体的万有引力，是物体由于地球吸引而受到的力。地球的质量非常大，产生的引力对地表物体表现为重力。重力的方向总是指向地心，这是由于地球近似为球体，引力在球面上各点方向均指向球心。理解重力的本质是理解地球表面物体运动的基础。6.参考答案：匀速直线运动的速度大小和方向都不变，速度恒定不变。匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此速度是变化的。两种运动的速度变化情况不同，前者速度不变，后者速度方向变化。解析：速度是描述物体运动快慢和方向的物理量。匀速直线运动的速度大小和方向都不变，因此速度恒定。匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向不断改变，因此速度是变化的。这是两种运动最根本的区别，也是导致它们受力情况不同的原因。7.参考答案：开普勒三大定律的主要内容是①轨道定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上；②面积定律：连接行星和太阳的直线在相等时间内扫过的面积相等；③周期定律：行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。解析：开普勒三大定律描述了行星绕太阳运动的规律。轨道定律指出行星轨道是椭圆，太阳位于焦点；面积定律表明行星运动速度不均匀，近日点快远日点慢；周期定律建立了行星公转周期与轨道大小之间的关系。这三大定律是经典力学的基石之一。8.参考答案：机械能守恒定律成立的条件是①系统中只有重力或弹力做功；②系统不受其他外力或外力不做功；③系统中不存在非保守力（如摩擦力、空气阻力等）做功。满足这些条件时，系统的动能和势能可以相互转化，但机械能总量保持不变。解析：机械能守恒定律指出在只有重力或弹力做功的系统中，动能和势能可以相互转化，但机械能总量保持不变。这是能量