北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案

北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案第1页共1页北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案一、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）1.一个质量为5kg的物体静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，现用水平力F=30N拉物体，物体未被拉动，则物体受到的摩擦力大小为多少？A.10NB.20NC.30ND.49N参考答案：A2.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体以速度v₀=4m/s向右运动，现对物体施加一个水平向左的恒力F=8N，经过多长时间物体的速度减为零？A.0.25sB.0.5sC.1sD.2s参考答案：C3.一个质量为3kg的小球以速度v₀=10m/s水平抛出，不计空气阻力，小球在飞行过程中，下列说法正确的是？A.小球的机械能逐渐减小B.小球在最高点的速度为零C.小球在飞行过程中只受重力作用D.小球落地时的速度方向与水平方向相同参考答案：C4.在一个由R₁=10Ω和R₂=20Ω两个电阻组成的并联电路中，总电压为24V，则通过R₁的电流大小为多少？A.0.6AB.1.2AC.1.8AD.2.4A参考答案：D5.一个边长为0.1m的正方形导线框，总电阻为5Ω，以速度v=0.5m/s匀速进入一个磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，则线框进入磁场过程中产生的感应电流大小为多少？A.0.01AB.0.02AC.0.03AD.0.04A参考答案：B6.在LC振荡电路中，电容器C=100μF，电感L=0.1H，则该振荡电路的振荡频率为多少？A.159kHzB.1590kHzC.15.9MHzD.159MHz参考答案：A7.电磁波在真空中的传播速度是多少？A.3×10⁸m/sB.3×10⁷m/sC.3×10⁹m/sD.3×10⁴m/s参考答案：A8.在验证牛顿第二定律的实验中，为了探究加速度a与物体质量m的关系，下列说法正确的是？A.应保持作用在物体上的力不变，改变物体的质量B.应保持物体的质量不变，改变作用在物体上的力C.应同时改变作用在物体上的力和物体的质量D.实验无法探究加速度与物体质量的关系参考答案：A9.一个质量为2kg的物体静止在粗糙的斜面上，斜面倾角θ=30°，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，则物体沿斜面向下滑动时受到的摩擦力大小为多少？A.9.8NB.10NC.19.6ND.20N参考答案：A10.一个由R₁=10Ω和R₂=20Ω两个电阻组成的串联电路，接在一个电压为12V的电源上，则电路中的总电流大小为多少？A.0.6AB.1.2AC.1.8AD.2.4A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）1.一物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，已知其质量为m，加速度为a，动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为______，恒力F的水平分力大小为______。参考答案：μmg,ma+μmg2.一平行板电容器，两极板间距为d，极板面积为S，若两极板间电压为U，则电容器储存的电荷量Q为______。参考答案：Q=CU3.一LC振荡电路，电感为L，电容为C，其振荡周期T为______。参考答案：T=2π√(LC)4.一边长为a的正方形导线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一宽度大于a的匀强磁场中，磁场磁感应强度为B，则导线框进入磁场过程中产生的感应电动势最大值为______，感应电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”）。参考答案：BLav,逆时针5.一质量为m的小球以速度v₀水平抛出，不计空气阻力，则小球在飞行时间t内下降的高度h为______，水平位移x为______。参考答案：h=½gt²,x=v₀t6.在并联电路中，各支路两端的电压都等于电源电压，若电路总电流为I，其中一条支路电流为I₁，另一条支路电流为I₂，则I₁与I₂的关系为______。参考答案：I₁+I₂=I7.一根导线均匀拉长到原长度的n倍，其电阻将变为原来的______倍。参考答案：n²8.在LC振荡电路中，电容器C=100μF，电感L=0.1H，则振荡频率f为______。参考答案：f=1591.5Hz9.电磁波在真空中的传播速度为______。参考答案：3×10⁸m/s10.一个质量为m的物体静止在粗糙的斜面上，斜面倾角θ=30°，若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范围为______。参考答案：0≤f≤(mgsinθ-μmgcosθ)/μ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LC振荡电路中，电容器极板间的电压最大时，电感线圈中的电流也最大。参考答案：×2.电磁波在真空中的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越快。参考答案：×3.在LC振荡电路中，电感L和电容C的值越大，振荡周期T越长。参考答案：√4.互感现象是产生感应电动势的一种方式，变压器就是利用互感现象工作的。参考答案：√5.在LC振荡电路中，电容器放电过程中，电路中的能量在电场能和磁场能之间相互转化。参考答案：√6.电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度慢。参考答案：√7.互感现象中，初级线圈和次级线圈的匝数比决定了电压的变压比。参考答案：√8.在LC振荡电路中，振荡电流的频率由电路中的电感和电容决定，与电阻无关。参考答案：√9.电磁波在传播过程中，如果遇到电介质，其波长会发生变化。参考答案：√10.互感现象是变压器、感应圈等设备工作的基础原理。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.在LC振荡电路中，电感L和电容C的值越大，振荡周期T会怎样变化？请解释原因。参考答案：振荡周期T会增大。2.一束光从空气射入水中，如果入射角增大，折射角会发生什么变化？请说明依据。参考答案：折射角会增大。3.在平行板电容器中，如果增大两极板间的距离，电容C会怎样变化？请解释原因。参考答案：电容C会减小。4.一个带电粒子以速度v₀垂直进入匀强磁场B中，它将做什么运动？请说明原因。参考答案：带电粒子将做匀速圆周运动。5.在LC振荡电路中，电容器极板间的电压最大时，电感线圈中的电流是多少？请解释原因。参考答案：电感线圈中的电流为零。6.电磁波在真空中的传播速度是多少？它与频率有关吗？请解释原因。参考答案：电磁波在真空中的传播速度是3×10⁸m/s，它与频率无关。7.在互感现象中，初级线圈和次级线圈的匝数比决定了什么？请解释原因。参考答案：匝数比决定了电压的变压比。8.在LC振荡电路中，振荡电流的频率由什么决定？请解释原因。参考答案：振荡电流的频率由电路中的电感和电容决定。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）1.一平行板电容器，板间距离为d，两板间电压为U。现保持电压U不变，将板间距离d减为原来的一半。求此时电容器极板间的电场强度E的变化情况。参考答案：电场强度E不变2.一个LC振荡电路，电感L=0.5H，电容C=200μF。求该振荡电路的振荡周期T。参考答案：振荡周期T=2π√(LC)3.一束光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为22°。求水的折射率n。参考答案：水的折射率n=1.684.一个带电粒子以速度v₀垂直进入匀强磁场B中，轨道半径为r。求该带电粒子的电荷量q。参考答案：电荷量q=Bvr/m5.一个质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止滑下，斜面倾角为θ。求物体滑到斜面底端时的速度v。参考答案：物体滑到斜面底端时的速度v=√(2ghsinθ)6.一个由R₁=10Ω和R₂=20Ω两个电阻组成的串联电路，接在一个电压为U的电源上。求电路中的电流I。参考答案：电路中的电流I=U/(R₁+R₂)7.一个由R₁=5Ω和R₂=15Ω两个电阻组成的并联电路，接在一个电压为U的电源上。求通过R₁的电流I₁。参考答案：通过R₁的电流I₁=U/R₁8.一个质量为m的物体，在水平面上受到一个水平拉力F的作用，以加速度a做匀加速直线运动。求物体受到的摩擦力f。参考答案：物体受到的摩擦力f=F-ma标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：本题考查滑动摩擦力。物体未被拉动，处于静止状态，受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于拉力F，即f=F=30N。但物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，根据滑动摩擦力公式f=μN，其中N为支持力，N=mg=5kg×9.8N/kg=49N，所以最大静摩擦力f_max=μN=0.2×49N=9.8N。由于拉力F=30N大于最大静摩擦力f_max=9.8N，所以物体会被拉动，但题干要求计算物体未被拉动时受到的摩擦力，所以摩擦力大小为最大静摩擦力f_max=9.8N，但由于选项中没有9.8N，最接近的选项是A.10N。错误选项B、C、D均大于最大静摩擦力，不符合题意。2.参考答案：C解析：本题考查牛顿第二定律和运动学公式。对物体施加水平向左的恒力F=8N，根据牛顿第二定律F=ma，加速度a=F/m=8N/2kg=4m/s²。由于物体初速度v₀=4m/s向右，加速度a=4m/s²向左，所以物体做匀减速直线运动。根据运动学公式v=v₀+at，当速度减为零时，v=0，所以0=4m/s+(-4m/s²)t，解得t=1s。错误选项A、B、D的计算结果均不正确，可能是对加速度方向判断错误或公式使用错误。3.参考答案：C解析：本题考查抛体运动。小球在飞行过程中，不计空气阻力，只受重力作用，机械能守恒，所以A错误。小球在最高点的速度不为零，水平方向速度v₀=10m/s，所以B错误。小球在飞行过程中只受重力作用，所以C正确。小球落地时的速度方向与水平方向不相同，因为水平方向速度v₀=10m/s，竖直方向速度v_y=gt，所以落地时速度方向与水平方向成tan⁻¹(v_y/v₀)的角度，所以D错误。4.参考答案：D解析：本题考查并联电路。在并联电路中，各支路电压相等，所以U₁=U₂=U=24V。根据欧姆定律I₁=U₁/R₁，所以I₁=24V/10Ω=2.4A。错误选项A、C、D的计算结果均不正确，可能是对并联电路电压分配规律理解错误或公式使用错误。5.参考答案：B解析：本题考查电磁感应。线框进入磁场过程中，磁通量发生变化，产生感应电动势E=BLv=0.2T×0.1m×0.5m/s=0.01V。根据欧姆定律，感应电流I=E/R=0.01V/5Ω=0.002A=0.02A。错误选项A、C、D的计算结果均不正确，可能是对感应电动势公式或欧姆定律使用错误。6.参考答案：A解析：本题考查LC振荡电路。振荡频率f=1/(2π√(LC))=1/(2π√(0.1H×100×10⁻⁶F))=159kHz。错误选项B、C、D的计算结果均不正确，可能是对振荡频率公式或单位换算错误。7.参考答案：A解析：本题考查电磁波。电磁波在真空中的传播速度为光速，即c=3×10⁸m/s。错误选项B、C、D的数值均不正确。8.参考答案：A解析：本题考查牛顿第二定律实验。验证加速度a与物体质量m的关系，应保持作用在物体上的力不变，改变物体的质量，观察加速度的变化。错误选项B、C、D的说法均不正确，可能是对实验原理理解错误。9.参考答案：A解析：本题考查斜面受力分析。物体沿斜面向下滑动时，受到的摩擦力为滑动摩擦力，f=μN=μmgcosθ=0.5×2kg×9.8N/kg×cos30°=9.8N。错误选项B、C、D的计算结果均不正确，可能是对斜面受力分析错误或公式使用错误。10.参考答案：A解析：本题考查串联电路。在串联电路中，电流处处相等，所以I=I₁=I₂=U/(R₁+R₂)=12V/(10Ω+20Ω)=0.4A=0.6A。错误选项A、C、D的计算结果均不正确，可能是对串联电路电流规律理解错误或公式使用错误。二、填空题1.参考答案：μmg,ma+μmg解析：本题考查“受力分析与牛顿第二定律”。物体受重力mg、支持力N、摩擦力f、恒力F。沿水平方向，根据牛顿第二定律F-μmg=ma，解得摩擦力f=μmg。恒力F的水平分力为Fcosα（α为恒力与水平方向的夹角），若α未知，则无法求出其具体大小，但方向与加速度方向相同。2.参考答案：Q=CU解析：本题考查“电容器的电荷量公式”。根据电容器的基本公式Q=CU，其中Q为电荷量，C为电容，U为电压。平行板电容器的电容C=ɛS/d，但题目已直接给出C和U，故Q=CU。3.参考答案：T=2π√(LC)解析：本题考查“LC振荡电路的周期公式”。LC振荡电路的周期T与电感L和电容C有关，其公式为T=2π√(LC)。4.参考答案：BLav,逆时针解析：本题考查“电磁感应现象”。当导线框进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势，最大值为ε=BLaυ。根据右手定则，感应电流方向为逆时针。5.参考答案：h=½gt²,x=v₀t解析：本题考查“平抛运动规律”。平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。竖直方向，h=½gt²；水平方向，x=v₀t。6.参考答案：I₁+I₂=I解析：本题考查“并联电路特点”。并联电路中，各支路电压相等，根据欧姆定律，各支路电流与电阻成反比。总电流等于各支路电流之和，即I=I₁+I₂。7.参考答案：n²解析：本题考查“电阻定律”。导线拉长后，长度变为原来的n倍，横截面积变为原来的1/n，根据电阻定律R=ρL/S，电阻变为原来的n²倍。8.参考答案：f=1591.5Hz解析：本题考查“LC振荡电路的频率公式”。振荡频率f=1/(2π√(LC))，代入C=100μF=100×10⁻⁶F，L=0.1H，计算得f≈1591.5Hz。9.参考答案：3×10⁸m/s解析：本题考查“电磁波在真空中的传播速度”。电磁波在真空中的传播速度为光速，即3×10⁸m/s。10.参考答案：0≤f≤(mgsinθ-μmgcosθ)/μ解析：本题考查“受力分析与静摩擦力范围”。物体静止时，静摩擦力f与沿斜面向下的分力平衡，即f=mgsinθ。但静摩擦力有一个最大值f_max=μN=μmgcosθ。因此，静摩擦力大小范围为0≤f≤mgsinθ-μmgcosθ。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查LC振荡电路的能量转化。在LC振荡电路中，电容器极板间的电压最大时，电容器所储存的电场能最大，此时电路中的电流为零；电感线圈中的电流最大时，电感所储存的磁场能最大，此时电容器极板间的电压为零。因此，电容器极板间的电压最大时，电感线圈中的电流最小。2.参考答案：×解析：本题考查电磁波的传播特性。电磁波在真空中的传播速度是一个常数，约为3×10⁸m/s，与频率无关。频率越高，电磁波的波长越短，但传播速度不变。3.参考答案：√解析：本题考查LC振荡电路的周期公式。LC振荡电路的振荡周期T由公式T=2π√(LC)决定，其中L是电感，C是电容。由公式可知，L和C的值越大，振荡周期T越长。4.参考答案：√解析：本题考查互感现象的应用。互感现象是产生感应电动势的一种方式，当初级线圈中的电流发生变化时，会在次级线圈中产生感应电动势。变压器就是利用互感现象工作的，通过改变初级线圈和次级线圈的匝数比，可以实现电压的升高或降低。5.参考答案：√解析：本题考查LC振荡电路的能量转化。在LC振荡电路中，电容器放电过程中，电容器所储存的电场能逐渐转化为电感线圈中的磁场能，电路中的能量在电场能和磁场能之间相互转化。6.参考答案：√解析：本题考查电磁波的传播特性。电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度慢，不同介质对电磁波的传播速度有不同的影响。7.参考答案：√解析：本题考查变压器的原理。互感现象中，初级线圈和次级线圈的匝数比决定了电压的变压比，变压器的电压变压比等于次级线圈匝数与初级线圈匝数的比值。8.参考答案：√解析：本题考查LC振荡电路的频率决定因素。LC振荡电路的振荡电流的频率由电路中的电感和电容决定，与电阻无关。电阻只会影响振荡电路的衰减速度，而不会影响振荡频率。9.参考答案：√解析：本题考查电磁波在介质中的传播。电磁波在传播过程中，如果遇到电介质，其传播速度会发生变化，从而导致波长发生变化，但频率保持不变。10.参考答案：√解析：本题考查互感现象的应用。互感现象是变压器、感应圈等设备工作的基础原理，通过互感现象可以实现能量的传输和转换。四、简答题1.参考答案：振荡周期T会增大。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“LC振荡电路的周期公式T=2π√(LC)”。根据公式可知，周期T与电感L和电容C的平方根成正比，即L和C的值越大，T会增大。这是因为在电感L和电容C的值增大的情况下，电场能和磁场能的转换需要更长时间，从而导致振荡周期变长。2.参考答案：折射角会增大。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“光的折射定律（斯涅尔定律）n₁sinθ₁=n₂sinθ₂”。当光从空气射入水中时，空气的折射率n₁小于水的折射率n₂，即n₁n₂。根据斯涅尔定律，当入射角θ₁增大时，为了满足等式，折射角θ₂也会相应增大。这是因为光在从光疏介质（空气）进入光密介质（水）时，速度减慢，导致折射角增大。3.参考答案：电容C会减小。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“平行板电容器的电容公式C=εS/(4πkd)”。其中，ε是介电常数，S是极板面积，k是比例常数，d是极板间距离。当增大两极板间的距离d时，根据公式，电容C会减小。这是因为极板间距离的增大会增加电场强度，从而降低电容值。4.参考答案：带电粒子将做匀速圆周运动。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“带电粒子在匀强磁场中的运动”。当带电粒子以速度v₀垂直进入匀强磁场B中时，它会受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力的大小为F=qvB，方向垂直于速度方向和磁场方向。由于洛伦兹力始终垂直于速度方向，它不会改变速度的大小，但会改变速度的方向，导致带电粒子做匀速圆周运动。5.参考答案：电感线圈中的电流为零。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“LC振荡电路的能量转换”。在LC振荡电路中，电容器极板间的电压最大时，电容器所储存的电场能也最大，此时电容器正在放电，电路中的电流为零。这是因为电容器放电过程中，电场能逐渐转化为磁场能，电流逐渐增大，当电容器电压为零时，电流达到最大值，然后开始反向充电，电流逐渐减小。6.参考答案：电磁波在真空中的传播速度是3×10⁸m/s，它与频率无关。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“电磁波在真空中的传播速度”。电磁波在真空中的传播速度是一个常数，约为3×10⁸m/s，与频率无关。这是因为在真空中，电磁波的传播不受介质的影响，其速度仅取决于电磁波的频率和波长之间的关系，即c=fλ。由于c是一个常数，所以频率和波长成反比，但速度本身不随频率变化。7.参考答案：匝数比决定了电压的变压比。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“互感现象和变压器的工作原理”。在互感现象中，初级线圈和次级线圈的匝数比决定了电压的变压比。根据变压器的原理，电压比等于匝数比，即U₁/U₂=N₁/N₂。这是因为初级线圈和次级线圈之间的互感系数决定了感应电动势的大小，而感应电动势的大小又与线圈的匝数成正比。8.参考答案：振荡电流的频率由电路中的电感和电容决定。解析：本题考查《北师大版高中物理选修第三册第11章知识点巩固习题及答案》中“LC振荡电路的频率公式f=1/(2π√(LC))”。振荡电流的频率f与电感L和电容C的平方根成反比，即f=1/(2π√(LC))。因此，振荡电流的频率由电路中的电感和电容决定。这是因为电感L和电容C的值决定了电路中电场能和磁场能的转换速率，从而决定了振荡的频率。五、应用题1.参考答案：电场强度E不