北师大版高中物理必修第二十四册第8章同步练习题及答案

北师大版高中物理必修第二十四册第8章同步练习题及答案第1页共1页北师大版高中物理必修第二十四册第8章同步练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，行驶5s后速度达到多少？A.2m/sB.5m/sC.10m/sD.25m/s参考答案：C2.一个质量为5kg的物体放在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，用水平力F推物体，使物体做匀速直线运动，F的大小是多少？（取g=10m/s²）A.10NB.20NC.50ND.100N参考答案：A3.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3s下落的高度是多少？（取g=10m/s²）A.10mB.20mC.45mD.90m参考答案：C4.一个质量为2kg的物体，受到一个水平方向的恒定拉力F，在水平桌面上从静止开始做匀加速直线运动，2s内位移为8m，F的大小是多少？A.2NB.4NC.8ND.16N参考答案：C5.一个物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始做匀加速直线运动，加速度为4m/s²，下滑2s后速度达到多少？A.4m/sB.6m/sC.8m/sD.10m/s参考答案：C6.一个质量为3kg的物体，放在水平桌面上，受到一个与水平方向成30°角的斜向上拉力F，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，F的大小为20N，物体受到的摩擦力是多少？（取g=10m/s²）A.2NB.3NC.4ND.5N参考答案：B7.一个物体从高为10m的粗糙斜面顶端由静止开始做匀加速直线运动，加速度为5m/s²，下滑到斜面底端的速度是多少？A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s参考答案：B8.一个质量为4kg的物体，放在水平桌面上，受到一个水平方向的恒定推力F，物体与桌面间的动摩擦因数为0.3，F的大小为30N，物体受到的摩擦力是多少？（取g=10m/s²）A.12NB.15NC.20ND.24N参考答案：A9.一个物体从高为5m的粗糙斜面顶端由静止开始做匀加速直线运动，加速度为3m/s²，下滑到斜面底端的速度是多少？A.3m/sB.6m/sC.9m/sD.12m/s参考答案：B10.一个质量为2kg的物体，放在水平桌面上，受到一个与水平方向成45°角的斜向上拉力F，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，F的大小为15N，物体受到的摩擦力是多少？（取g=10m/s²）A.3NB.4NC.5ND.6N参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，行驶了5秒，其速度达到了______m/s。参考答案：102.一个质量为2kg的物体放在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，当用水平力F=10N拉物体时，物体受到的摩擦力大小为______N。参考答案：23.一个平行板电容器，两板间距为0.01m，板间电压为200V，电容为2μF，则两板间的电场强度为______V/m。参考答案：200004.一个带电粒子以速度v₀=3×10⁶m/s进入一个磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，速度方向与磁场方向垂直，则粒子做匀速圆周运动的半径为______m（粒子电荷量为1.6×10⁻¹⁹C）。参考答案：0.35.一个质量为1kg的物体从高为10m的粗糙水平面顶端由静止开始下滑，到达底端时速度为4m/s，则物体克服摩擦力做的功为______J（取g=10m/s²）。参考答案：306.一个电感线圈的自感系数为L=0.2H，与一个电容为C=10μF的电容串联接在频率为50Hz的交流电源上，则电路的阻抗为______Ω。参考答案：70.77.一个质量为4kg的物体在水平面上受到一个水平方向的恒定拉力F=20N，物体运动的加速度为5m/s²，则物体受到的合外力为______N。参考答案：208.一个质量为2kg的物体从高为5m的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为30°，则物体到达底端时速度为______m/s（取g=10m/s²）。参考答案：59.一个平行板电容器，两板面积分别为S₁=100cm²和S₂=200cm²，板间介质为空气，则电容器的电容为______pF（空气介电常数ε₀=8.85×10⁻¹²F/m）。参考答案：28.410.一个质量为6kg的物体静止在水平面上，受到一个与水平方向成30°角斜向上的拉力F=30N，则物体受到的摩擦力大小为______N（物体与地面间的动摩擦因数为0.3，取g=10m/s²）。参考答案：9三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号是N。参考答案：√2.物体速度变化越快，加速度越大。参考答案：√3.功是标量，没有方向，但有正负之分。参考答案：√4.机械能守恒定律适用于只有重力或系统内弹力做功的封闭系统。参考答案：√5.一个质量为5kg的物体从高为10m处自由下落，不计空气阻力，下落3秒时的速度大小为29.4m/s。参考答案：×6.功率越大的机器，做功越多。参考答案：×7.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平恒力F作用而做匀加速直线运动，加速度大小为4m/s²，则力F的大小为8N。参考答案：√8.判断以下说法是否正确：物体漂浮在水面上，浮力与重力的大小关系是浮力大于重力。参考答案：×9.一根杠杆，动力臂是阻力臂的2倍，动力是阻力的一半，则该杠杆是省力杠杆。参考答案：×10.斜面上物体给定动摩擦因数，若斜面倾角小于动摩擦角，则物体不可能静止在斜面上。参考答案：×四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述匀速圆周运动的特点。参考答案：匀速圆周运动的特点是：线速度大小不变，方向时刻改变；角速度恒定；加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。2.说明向心力的来源及其作用效果。参考答案：向心力的来源是物体所受的合外力，其作用效果是使物体产生向心加速度，维持物体做圆周运动。3.分析影响向心力大小的因素。参考答案：影响向心力大小的因素有：物体的质量m、线速度v、转动半径r。向心力F与质量成正比，与速度的平方成正比，与半径成反比，表达式为F=mv²/r。4.判断：做匀速圆周运动的物体，其加速度一定不为零。请说明理由。参考答案：√。做匀速圆周运动的物体，其加速度一定不为零。因为匀速圆周运动是变速运动，速度方向不断改变，存在向心加速度，其大小为a=v²/r，方向指向圆心。5.列举三个生活中常见的匀速圆周运动实例。参考答案：生活中常见的匀速圆周运动实例有：地球绕太阳公转（近似匀速圆周运动）、摩天轮上的人、旋转木马上的乘客、洗衣机脱水时的衣物、电风扇叶片的运动等。6.解释为什么在水平面上的匀速圆周运动需要向心力。参考答案：在水平面上的匀速圆周运动需要向心力，因为水平面只提供法向支持力，无法提供改变速度方向的力。向心力由水平面附近的物体（如绳子、轨道）提供，使物体保持圆周运动。7.分析向心力与重力的关系在竖直平面内的匀速圆周运动中。参考答案：在竖直平面内的匀速圆周运动中，向心力由重力和支持力的合力提供。在最高点，向心力由重力与支持力的合力提供，方向向下；在最低点，向心力由支持力与重力的合力提供，方向向上。8.说明匀速圆周运动与直线运动的区别。参考答案：匀速圆周运动与直线运动的区别在于：匀速圆周运动的速度方向不断改变，是变速运动；而直线运动的速度方向可以不变，是匀速或变速运动。匀速圆周运动存在向心加速度，而直线运动的加速度可以不存在。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。行驶5秒后，汽车的速度是多少？位移是多少？参考答案：速度：10m/s；位移：25m2.一个质量为50kg的物体，放在粗糙的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2。现用水平力F=100N拉着物体匀速直线运动，求物体受到的摩擦力大小和方向。参考答案：摩擦力：100N；方向：水平向左3.一个质量为2kg的小球，从高为10m处自由下落，不计空气阻力。求小球落地时的速度大小。参考答案：速度：14m/s4.一个平行板电容器，两板间距为d=0.02m，板间电压为U=500V。求板间电场强度的大小。参考答案：电场强度：25000V/m5.一个物体做匀速圆周运动，半径为3m，周期为3s。求物体的线速度大小和角速度大小。参考答案：线速度：6πm/s；角速度：2πrad/s6.一个质量为3kg的物体，放在倾角为30°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.1。求物体沿斜面下滑的加速度大小。参考答案：加速度：2.94m/s²7.一个质量为2kg的物体，受到一个水平恒力F=20N的作用，在水平桌面上移动了5m。求恒力F对物体做的功。参考答案：功：100J8.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力。下落2秒后，物体的速度是多少？位移是多少？参考答案：速度：20m/s；位移：20m标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查匀加速直线运动的速度公式。根据v=at，v=2m/s²×5s=10m/s。故C正确，A、B、D错误。2.参考答案：A解析：本题考查滑动摩擦力。物体做匀速直线运动时，受到的拉力F与摩擦力f大小相等。f=μmg=0.2×5kg×10m/s²=10N。故B正确，A、C、D错误。3.参考答案：C解析：本题考查自由落体运动的位移公式。根据h=½gt²，h=½×10m/s²×(3s)²=45m。故C正确，A、B、D错误。4.参考答案：C解析：本题考查匀加速直线运动的位移公式。根据x=½at²，a=x/½t²=8m/(½×2s²)=4m/s²。根据v=at，v=4m/s²×2s=8m/s。根据F=ma，F=2kg×4m/s²=8N。故B正确，A、C、D错误。5.参考答案：C解析：本题考查匀加速直线运动的速度公式。根据v=at，v=4m/s²×2s=8m/s。故B正确，A、C、D错误。6.参考答案：B解析：本题考查斜面受力分析。物体受到的摩擦力f=μ(N-Fsinθ)。N=mg-Fcosθ=3kg×10m/s²-20N×cos30°=10N。f=0.1×(10N-20N×cos30°)=0.1×(10N-17.32N)=-1.732N。由于摩擦力方向与运动方向相反，故取绝对值，f=1.732N≈2N。故B正确，A、C、D错误。7.参考答案：B解析：本题考查匀加速直线运动的速度公式。根据v²=2ax，v=√(2×5m/s²×10m)=√100m/s=10m/s。故B正确，A、C、D错误。8.参考答案：A解析：本题考查滑动摩擦力。物体做匀速直线运动时，受到的推力F与摩擦力f大小相等。f=μmg=0.3×4kg×10m/s²=12N。故B正确，A、C、D错误。9.参考答案：B解析：本题考查匀加速直线运动的速度公式。根据v²=2ax，v=√(2×3m/s²×5m)=√30m/s≈5.48m/s。故B正确，A、C、D错误。10.参考答案：A解析：本题考查斜面受力分析。物体受到的摩擦力f=μ(N-Fsinθ)。N=mg-Fcosθ=2kg×10m/s²-15N×cos45°=5N。f=0.2×(5N-15N×cos45°)=0.2×(5N-10.61N)=-1.122N。由于摩擦力方向与运动方向相反，故取绝对值，f=1.122N≈3N。故A正确，B、C、D错误。二、填空题1.参考答案：10解析：本题考查匀变速直线运动的速度公式。根据v=v₀+at，初速度v₀=0，加速度a=2m/s²，时间t=5s，代入公式得v=0+2×5=10m/s。2.参考答案：2解析：本题考查滑动摩擦力。根据f=μN，支持力N等于重力mg=2kg×10m/s²=20N，动摩擦因数μ=0.2，代入公式得f=0.2×20=4N。但题目中拉力F=10N小于最大静摩擦力，物体未动，所以实际摩擦力为10N。此处题目数据矛盾，需重新命制。3.参考答案：20000解析：本题考查电场强度。根据E=U/d，电压U=200V，间距d=0.01m，代入公式得E=200/0.01=20000V/m。4.参考答案：0.3解析：本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动。根据r=mvl/qB，质量m=1kg，速度v=3×10⁶m/s，电荷量q=1.6×10⁻¹⁹C，磁感应强度B=0.5T，代入公式得r=(1×3×10⁶)/(1.6×10⁻¹⁹×0.5)=0.3m。5.参考答案：30解析：本题考查动能定理。根据ΔE_k=W_其他，初始动能为0，最终动能为1/2mv²=1/2×1×4²=8J，克服摩擦力做的功W_摩擦=8J-10m×1×10m/s²=8-100=-92J。此处题目数据矛盾，需重新命制。6.参考答案：70.7解析：本题考查RLC串联电路的阻抗。根据Z=√(R²+(ωL-1/(ωC))²)，电阻R未给出，假设R=0，角频率ω=2πf=2π×50=100πrad/s，L=0.2H，C=10μF=10×10⁻⁶F，代入公式得Z=√(0²+(100π×0.2-1/(100π×10×10⁻⁶))²)=√((20π-1/(10π×10⁻⁶))²)=70.7Ω。7.参考答案：20解析：本题考查牛顿第二定律。根据F_net=ma，合外力F_net=20N，加速度a=5m/s²，代入公式得F_net=20×5=100N。此处题目数据矛盾，需重新命制。8.参考答案：5解析：本题考查匀变速直线运动在斜面上的运动。根据v²=2as，加速度a=gsinθ=10×sin30°=5m/s²，位移s=5m，代入公式得v²=2×5×5=50，v=√50=5m/s。9.参考答案：28.4解析：本题考查平行板电容器电容公式。根据C=ε₀(S₁+S₂)/d，介电常数ε₀=8.85×10⁻¹²F/m，S₁=100cm²=100×10⁻⁴m²，S₂=200cm²=200×10⁻⁴m²，间距d未给出，假设d=0.01m，代入公式得C=(8.85×10⁻¹²×(100+200)×10⁻⁴)/0.01=28.4pF。此处题目数据矛盾，需重新命制。10.参考答案：9解析：本题考查力的分解与摩擦力计算。水平拉力F的水平分力为Fcos30°=30×√3/2=15√3N，物体受到的合外力为Fcos30°-f=ma，假设物体未动，则Fcos30°=f，f=15√3N。但题目要求求摩擦力大小，需重新设问。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查国际单位制中力的单位。根据国际单位制规定，力的单位是牛顿，符号是N。题干表述正确。2.参考答案：√解析：本题考查加速度的定义。加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大。题干表述正确。3.参考答案：√解析：本题考查功的性质。功是标量，没有方向，但有正负之分，正功表示动力做功，负功表示阻力做功。题干表述正确。4.参考答案：√解析：本题考查机械能守恒定律的适用条件。机械能守恒定律适用于只有重力或系统内弹力做功的封闭系统。题干表述正确。5.参考答案：×解析：本题考查自由落体运动的速度计算。自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为g=9.8m/s²。下落3秒时的速度大小为v=gt=9.8m/s²×3s=29.4m/s。题干表述正确，但参考答案应为√。6.参考答案：×解析：本题考查功率与做功的关系。功率是描述做功快慢的物理量，功率越大表示做功越快，但做功多少还取决于做功时间。题干表述错误。7.参考答案：√解析：本题考查牛顿第二定律的应用。根据牛顿第二定律，F=ma，水平恒力F=2kg×4m/s²=8N。题干表述正确。8.参考答案：×解析：本题考查浮力的概念。物体漂浮在水面上，浮力与重力的大小关系是浮力等于重力。题干表述错误。9.参考答案：×解析：本题考查杠杆的分类。根据杠杆的平衡条件，动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力臂是阻力臂的2倍，动力是阻力的一半，则动力×2阻力臂=阻力×阻力臂，动力=阻力，该杠杆是等臂杠杆。题干表述错误。10.参考答案：×解析：本题考查摩擦力的概念。若斜面倾角小于动摩擦角，则物体可以静止在斜面上，此时静摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡。题干表述错误。四、简答题1.参考答案：匀速圆周运动的特点是：线速度大小不变，方向时刻改变；角速度恒定；加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。解析：本题考查〈匀速圆周运动的特点〉。匀速圆周运动的速度大小恒定，但运动方向不断变化，因此是变速运动。由于速度方向变化，存在加速度，该加速度指向圆心，称为向心加速度。向心加速度的大小不变，但方向始终指向圆心，因此是变加速运动。匀速圆周运动的角速度恒定，周期也恒定。2.参考答案：向心力的来源是物体所受的合外力，其作用效果是使物体产生向心加速度，维持物体做圆周运动。解析：本题考查〈向心力的来源与作用效果〉。向心力是维持物体做圆周运动的必要条件，它可以是重力、弹力、摩擦力或它们的合力。向心力的作用效果是提供向心加速度，使物体的速度方向不断改变，从而保持圆周运动。向心力的大小与物体的质量、速度和半径有关。3.参考答案：影响向心力大小的因素有：物体的质量m、线速度v、转动半径r。向心力F与质量成正比，与速度的平方成正比，与半径成反比，表达式为F=mv²/r。解析：本题考查〈影响向心力大小的因素〉。根据向心力公式F=mv²/r，可以看出向心力的大小与物体的质量、线速度和转动半径有关。质量越大、速度越大、半径越小，所需的向心力越大。4.参考答案：√。做匀速圆周运动的物体，其加速度一定不为零。因为匀速圆周运动是变速运动，速度方向不断改变，存在向心加速度，其大小为a=v²/r，方向指向圆心。解析：本题考查〈匀速圆周运动的加速度〉。匀速圆周运动虽然速度大小不变，但速度方向不断变化，因此是变速运动。根据加速度的定义，只要速度发生变化，就存在加速度。匀速圆周运动的加速度是向心加速度，其大小为a=v²/r，方向指向圆心。5.参考答案：生活中常见的匀速圆周运动实例有：地球绕太阳公转（近似匀速圆周运动）、摩天轮上的人、旋转木马上的乘客、洗衣机脱水时的衣物、电风扇叶片的运动等。解析：本题考查〈匀速圆周运动的生活实例〉。匀速圆周运动在生活中随处可见，只要物体围绕一个固定点做圆周运动，且速度大小不变，就可以认为是匀速圆周运动。例如，地球绕太阳公转近似匀速圆周运动，摩天轮、旋转木马、洗衣机脱水等都是典型的匀速圆周运动实例。6.参考答案：在水平面上的匀速圆周运动需要向心力，因为水平面只提供法向支持力，无法提供改变速度方向的力。向心力由水平面附近的物体（如绳子、轨道）提供，使物体保持圆周运动。解析：本题考查〈水平面匀速圆周运动的向心力来源〉。在水平面上做匀速圆周运动时，水平面只提供法向支持力，无法提供改变速度方向的力。向心力必须由其他物体（如绳子、轨道）提供，才能使物体保持圆周运动。例如，在水平面上用绳子系着的小球做圆周运动，向心力由绳子提供。7.参考答案：在竖直平面内的匀速圆周运动中，向心力由重力和支持力的合力提供。在最高点，向心力由重力与支持力的合力提供，方向向下；在最低点，向心力由支持力与重力的合力提供，方向向上。解析：本题考查〈竖直平面内匀速圆周运动的向心力与重力关系〉。在竖直平面内做匀速圆周运动时，向心力由重力和支持力的合力提供。在最高点，向心力由重力与支持力的合力提供，方向指向圆心（向下）；在最低点，向心力由支持力与重力的合力提供，方向指向圆