北师大版高中物理必修第九册第4章同步练习题及答案

北师大版高中物理必修第九册第4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九册第4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.关于物体做曲线运动的条件，下列说法正确的是A.物体速度方向不变B.物体加速度方向不变C.物体所受合外力不为零且与速度方向不共线D.物体所受合外力大小不变参考答案：C2.一物体做平抛运动，不计空气阻力，下列说法正确的是A.物体的加速度恒定不变B.物体的速度大小恒定不变C.物体的机械能逐渐减小D.物体的动能与势能之和不断变化参考答案：A3.如图所示，一个质量为m的小球从高为h的光滑斜面顶端由静止下滑，到达底端时的速度大小为A.√(2gh)B.√(gh)C.√(gh/2)D.2√(gh)参考答案：A4.某兴趣小组设计了一个模拟掷骰子的实验，他们使用了一个不透明的A.正方体，每个面分别标有1到6B.球体，每个面分别标有1到6C.圆柱体，每个面分别标有1到6D.正四面体，每个面分别标有1到6参考答案：A5.某城市公交公司为了了解市民对公交服务的满意程度，随机调查了1A.100名市民B.200名市民C.300名市民D.400名市民参考答案：C6.某学校为了解学生的课外阅读情况，随机抽取了100名学生进行调A.50名男生B.50名女生C.30名男生和20名女生D.40名男生和60名女生参考答案：C7.某工厂生产一种产品，已知该产品的次品率为10%。现从中随机抽A.1件产品B.2件产品C.3件产品D.4件产品参考答案：A8.一质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，物体与斜A.静摩擦因数为μB.动摩擦因数为μC.重力加速度为gD.支持力为N参考答案：C9.一个质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为a，则人对电梯地板的压力为A.mgB.maC.mg+maD.mg-ma参考答案：C10.一个质量为m的小球从高为h的光滑半球顶端由静止下滑，到达半球最低点时的速度大小为A.√(2gh)B.√(gh)C.√(gh/2)D.0参考答案：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）1.一物体做匀速圆周运动，其运动方向始终沿着圆周______运动，但速度方向时刻在改变。参考答案：切线方向2.在国际单位制中，力的单位是______，符号是______。参考答案：牛顿；N3.物体从静止开始做自由落体运动，第1秒内通过的路程是______米。参考答案：4.94.两个物体相互作用时，它们之间的作用力与反作用力总是______的。参考答案：大小相等、方向相反、作用在同一直线上5.滑动摩擦力的大小与物体间的______和______有关。参考答案：正压力；接触面的粗糙程度6.一个物体漂浮在水面上，它受到的浮力______它的重力。参考答案：等于7.功是______与______的乘积，单位是______。参考答案：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；焦耳8.动能的大小与物体的______和质量有关，表达式为______。参考答案：速度的平方；1/2mv²9.机械能守恒的条件是______。参考答案：系统内只有重力或弹力做功10.在并联电路中，各支路两端的电压______。参考答案：相等三、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.物体做匀速圆周运动时，其加速度方向始终指向圆心。参考答案：√3.两个物体相互作用时，它们之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。参考答案：√4.滑动摩擦力的大小与物体间的压力和接触面的粗糙程度有关。参考答案：√5.一个物体漂浮在水面上，它受到的浮力等于它的重力。参考答案：√6.功是力与位移的乘积，单位是焦耳。参考答案：×7.动能的大小与物体的速度和质量有关，表达式为Ek=1/2mv²。参考答案：√8.机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。参考答案：×9.在并联电路中，各支路两端的电压相等。参考答案：√10.一个带电粒子以速度v₀=10m/s水平进入一个磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则粒子将做匀速圆周运动。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.简述影响滑动摩擦力大小的两个主要因素。参考答案：①压力大小；②接触面的粗糙程度。2.列举三种常见的简单机械，并说明它们的工作原理。参考答案：①杠杆；工作原理：利用杠杆原理，通过动力臂与阻力臂的长度比来改变力的大小或方向。3.在国际单位制中，力的单位是什么？符号是什么？参考答案：牛顿；N。4.物体漂浮在水面上时，它受到的浮力与重力的大小关系是什么？参考答案：相等。5.功是力与位移的乘积，单位是什么？参考答案：焦耳。6.动能的大小与物体的速度和质量有关，表达式是什么？参考答案：Ek=1/2mv²。7.机械能守恒的条件是什么？参考答案：只有重力或弹力做功。8.在并联电路中，各支路两端的电压有什么特点？参考答案：相等。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.某地电网电压有效值U=220V，频率f=50Hz，输电线总电阻R线=0.5Ω。现需向远处用户输送功率P=44kW的电能，若要求输电效率η=95%，试问应使用多大阻值的升压变压器原副线圈匝数比n1:n2？（结果保留一位小数）参考答案：1.1:12.质量m=2kg的小物块在倾角θ=30°的粗糙斜面上由静止下滑，斜面与物块间的动摩擦因数μ=0.2。若斜面足够长，求物块下滑2m过程中克服摩擦力做的功Wf？（g取10N/kg）参考答案：8J3.一带电粒子q=+3.2×10-19C，以速度v=1.0×106m/s垂直进入磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，粒子质量m=8.0×10-26kg。求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期T。（结果保留一位小数）参考答案：r=0.16m，T=1.3×10-5s4.某电热水壶正常工作时的电阻R=55Ω，额定电压U额=220V。现将其接入U=210V的电路中，求该电热水壶的实际功率P实和实际电流I实。参考答案：P实=198.2W，I实=3.8A5.如图所示，一个质量m=1kg的小球从距地面h=0.8m的高处由静止释放，落入一个竖直放置的轻质弹簧下端，弹簧的劲度系数k=200N/m。不计空气阻力，求小球将弹簧压缩至最短时弹簧的弹性势能Ep？（g取10N/kg）参考答案：Ep=6J6.某电路由一个R1=10Ω的定值电阻和一个最大阻值为20Ω的滑动变阻器R滑串联，接在U=6V的电源上。当滑动变阻器滑片P处于中点位置时，求电路中的总电流I和R1消耗的功率P1。参考答案：I=0.3A，P1=0.9W7.如图所示，一个边长为L=0.5m的正方形金属线框，总电阻R=2Ω，以v=0.2m/s的速度匀速进入一个宽度和线框宽度相同的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.5T。求线框进入磁场过程中产生的感应电流I和磁场对线框的作用力F。（结果保留一位小数）参考答案：I=0.15A，F=0.03N8.某兴趣小组设计了一个测量未知电阻Rx的电路，如图所示。已知R0=100Ω，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，电源电压U=6V且保持不变。闭合开关S后，调节滑动变阻器滑片P，记录电压表和电流表的示数，得到如下表所示数据。请根据数据计算未知电阻Rx的阻值。（结果保留一位小数）参考答案：Rx=50Ω标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查曲线运动条件。曲线运动的条件是物体所受合外力不为零且与速度方向不共线。A选项错误，曲线运动速度方向时刻改变；B选项错误，曲线运动加速度方向可能改变（如平抛运动）；C选项正确；D选项错误，合外力大小不变不代表与速度方向不共线。错误选项对应典型错误：A选项混淆了直线运动与曲线运动的速度特点；B选项混淆了直线运动与曲线运动的加速度特点；D选项忽视了合外力与速度方向的关系。2.参考答案：A解析：本题考查平抛运动特点。平抛运动是加速度恒定的曲线运动，加速度大小为g，方向竖直向下。A选项正确；B选项错误，速度大小v=√(v₀²+vy²)不断变化；C选项错误，平抛运动机械能守恒；D选项错误，平抛运动动能与势能之和保持不变。错误选项对应典型错误：B选项忽视了速度大小变化；C选项混淆了平抛运动与竖直下落运动的机械能变化；D选项忽视了平抛运动机械能守恒。3.参考答案：A解析：本题考查机械能守恒与动能定理。光滑斜面无摩擦，机械能守恒。由机械能守恒定律：mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh)。错误选项对应典型错误：B选项未考虑重力势能全部转化为动能；C选项混淆了动能与势能的转化关系；D选项错误，光滑斜面无摩擦力做功。4.参考答案：A解析：本题考查模拟掷骰子实验设计。掷骰子实验需要保证每个结果等概率出现，正方体每个面分别标有1到6，满足条件。错误选项对应典型错误：B选项球体无法保证每个面朝上概率相等；C选项圆柱体无法保证每个面朝上概率相等；D选项正四面体只有4个面，无法标出1到6。5.参考答案：C解析：本题考查抽样调查样本量。调查样本量需要考虑总体规模和调查精度要求。城市公交公司总体规模较大，需要较大样本量才能保证调查结果具有代表性。错误选项对应典型错误：A选项样本量过小；B选项样本量适中；D选项样本量过大。6.参考答案：C解析：本题考查抽样调查样本结构。为了使调查结果具有代表性，样本结构应与总体结构相似。学校总体中男生与女生比例约为1:1，因此样本中男生与女生比例也应约为1:1。错误选项对应典型错误：A选项样本结构偏向男生；B选项样本结构偏向女生；D选项样本结构严重偏向女生。7.参考答案：A解析：本题考查抽样调查样本量。次品率较低，需要较大样本量才能准确估计。错误选项对应典型错误：B选项样本量适中；C选项样本量偏大；D选项样本量过大。8.参考答案：C解析：本题考查受力分析。物体静止在粗糙斜面上，受重力mg、支持力N、静摩擦力f。根据平衡条件：沿斜面方向f=mgsinθ，垂直斜面方向N=mgcosθ。错误选项对应典型错误：A选项只考虑重力；B选项混淆了静摩擦因数与动摩擦因数；C选项正确；D选项只考虑支持力。9.参考答案：C解析：本题考查牛顿第二定律。人对电梯地板的压力即支持力N。根据牛顿第二定律：N-mg=ma，解得N=mg+ma。错误选项对应典型错误：A选项只考虑重力；B选项只考虑加速度产生的力；C选项正确；D选项错误，加速度方向向上时支持力大于重力。10.参考答案：A解析：本题考查机械能守恒与动能定理。光滑半球无摩擦，机械能守恒。由机械能守恒定律：mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh)。错误选项对应典型错误：B选项未考虑重力势能全部转化为动能；C选项混淆了动能与势能的转化关系；D选项错误，到达最低点时速度不为零。二、填空题1.参考答案：切线方向解析：本题考查圆周运动的特点。物体做匀速圆周运动时，其速度大小不变，但方向沿着圆周的切线方向不断变化，因此运动方向始终沿着圆周切线方向运动。2.参考答案：牛顿；N解析：本题考查力的单位。在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号是N。3.参考答案：4.9解析：本题考查自由落体运动。物体从静止开始做自由落体运动，第1秒内通过的路程h=1/2gt²=1/2×9.8×1²=4.9米。4.参考答案：大小相等、方向相反、作用在同一直线上解析：本题考查作用力与反作用力。根据牛顿第三定律，两个物体相互作用时，它们之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。5.参考答案：正压力；接触面的粗糙程度解析：本题考查滑动摩擦力的影响因素。滑动摩擦力的大小与物体间的正压力和接触面的粗糙程度有关。6.参考答案：等于解析：本题考查浮力与重力的关系。一个物体漂浮在水面上，它受到的浮力等于它的重力，这是物体漂浮的条件。7.参考答案：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；焦耳解析：本题考查功的定义和单位。功是作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，单位是焦耳。8.参考答案：速度的平方；1/2mv²解析：本题考查动能的表达式。动能的大小与物体的速度的平方和质量有关，表达式为1/2mv²。9.参考答案：系统内只有重力或弹力做功解析：本题考查机械能守恒的条件。机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功。10.参考答案：相等解析：本题考查并联电路的特点。在并联电路中，各支路两端的电压相等。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（SI）的规定，力的单位确实是牛顿，符号是N。这是物理学中的基本常识，符合教材第四章关于力学单位的内容。2.参考答案：√解析：本题考查匀速圆周运动的加速度方向。根据匀速圆周运动的定义，物体虽然速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此存在向心加速度。向心加速度的方向始终指向圆心，这是教材第四章关于圆周运动内容的核心知识点。3.参考答案：√解析：本题考查作用力与反作用力。根据牛顿第三定律，两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且作用在不同物体上。这是力学中的基本定律，属于教材第四章相互作用力的核心内容。4.参考答案：√解析：本题考查滑动摩擦力的影响因素。根据滑动摩擦力的公式f=μN，滑动摩擦力的大小与物体间的正压力N和接触面的动摩擦因数μ有关。这是教材第四章关于摩擦力内容的基本知识点。5.参考答案：√解析：本题考查物体的漂浮条件。根据阿基米德原理，物体漂浮时受到的浮力F浮等于物体的重力G。这是浮力与物体沉浮关系的基本规律，属于教材第四章浮力内容的核心考点。6.参考答案：×解析：本题考查功的定义。根据功的定义W=Fscosθ，功是力与位移在力的方向上的分量的乘积，单位是焦耳。如果力与位移方向垂直，则做功为零。因此，功不仅是力与位移的乘积，还与力与位移的夹角有关。错误在于忽略了角度因素。7.参考答案：√解析：本题考查动能的表达式。根据动能的定义，动能Ek是物体由于运动而具有的能量，表达式为Ek=1/2mv²，其中m是质量，v是速度。这是力学中能量基本概念的重要内容，属于教材第四章动能部分的核心知识点。8.参考答案：×解析：本题考查机械能守恒的条件。机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，或者系统不受非保守力作用。如果存在其他力做功（如摩擦力、空气阻力等），则机械能不守恒。错误在于忽略了非保守力的影响。9.参考答案：√解析：本题考查并联电路的特点。在并联电路中，各支路两端的电压相等，这是并联电路的基本性质，属于教材第四章电路内容的核心知识点。10.参考答案：×解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动。带电粒子以速度v₀水平进入磁感应强度为B的匀强磁场中，如果磁场方向竖直向上，则粒子受到的洛伦兹力方向垂直于速度方向和磁场方向，做匀速圆周运动。但是，题目中未说明粒子是否带电，以及速度方向与磁场方向的相对关系。如果粒子不带电，或者速度方向与磁场方向平行，则不会发生圆周运动。因此，该说法不一定正确。四、简答题1.参考答案：①压力大小；②接触面的粗糙程度。解析：本题考查滑动摩擦力的影响因素。根据物理知识，滑动摩擦力的大小与物体间相互挤压的力（即压力）成正比，压力越大，摩擦力越大；同时，滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。这两个因素是决定滑动摩擦力大小的关键因素。2.参考答案：①杠杆；工作原理：利用杠杆原理，通过动力臂与阻力臂的长度比来改变力的大小或方向。②斜面；工作原理：利用斜面原理，通过增加作用距离来减小所需的力。③滑轮；工作原理：定滑轮改变力的方向，动滑轮省力。解析：本题考查简单机械及其工作原理。常见的简单机械包括杠杆、斜面和滑轮等。杠杆通过动力臂与阻力臂的长度比来改变力的大小或方向；斜面通过增加作用距离来减小所需的力；滑轮中，定滑轮主要改变力的方向，而动滑轮则可以省力。这些简单机械在生活和生产中有着广泛的应用。3.参考答案：牛顿；N。解析：本题考查力的单位。在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为N。这是力学中基本的物理量单位之一。4.参考答案：相等。解析：本题考查物体漂浮时浮力与重力的关系。根据阿基米德原理和物体的浮沉条件，物体漂浮在水面上时，它受到的浮力与重力大小相等，方向相反，这是物体能够保持漂浮状态的原因。5.参考答案：焦耳。解析：本题考查功的单位。功是力与位移的乘积，在国际单位制中，力的单位是牛顿，位移的单位是米，因此功的单位是焦耳，符号为J。6.参考答案：Ek=1/2mv²。解析：本题考查动能的表达式。动能是物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量m和速度v的平方成正比，表达式为Ek=1/2mv²，其中Ek表示动能，m表示质量，v表示速度。7.参考答案：只有重力或弹力做功。解析：本题考查机械能守恒的条件。机械能守恒是指在一个系统中，只有重力或弹力做功时，系统的动能和势能之和保持不变。这是机械能守恒定律的核心内容。8.参考答案：相等。解析：本题考查并联电路中各支路两端的电压特点。在并联电路中，各支路两端的电压相等，这是并联电路的基本性质之一。五、应用题1.参考答案：1.1:1解析：本题考查“远距离输电原理”。根据P=UIcosφ，cosφ=1（纯阻电路），得I=P/U=44000/220=200A。输电功率损失P损=I²R线=200²×0.5=20000W。用户实际功率P用=P-P损=44000-20000=24000W。输电效率η=P用/P=24000/44000=0.55。升压变压器原副线圈电压比等于匝数比，即U1/U2=n1/n2。升压变压器输入电压U1=U-I(R线)=220-200×0.5=180V。所以n1/n2=180/U2。升压变压器输出电压U2=U1η=180×0.95=171V。n1/n2=180/171≈1.1:1。2.参考答案：8J解析：本题考查“功的计算”。物块下滑过程中重力沿斜面向下的分力Fg=mgsinθ=2×10×0.5=10N。物块下滑2m克服摩擦力做的功Wf=fL=μmgcosθL=0.2×2×10×0.866×2=8J。3.参考答案：r=0.16m，T=1.3×10-5s解析：本题考查“带电粒子在磁场中的运动”。洛伦兹力提供向心力，F洛=qvB=m(v²/r)。所以半径r=mvr/qB=8.0×10-26×1.0×106/3.2×10-19×0.4=0.16m。周期