人教版高中物理必修第三册第9章综合测试卷及答案

人教版高中物理必修第三册第9章综合测试卷及答案第1页共1页人教版高中物理必修第三册第9章综合测试卷及答案一、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）1.一物体在粗糙水平面上受到一个水平恒力F的作用，由静止开始运动。若撤去该恒力F后，物体继续运动了一段距离才停下，则撤去F前物体受到的摩擦力f与撤去F后物体受到的摩擦力f'大小关系是A.ff'B.ff'C.f=f'D.无法确定参考答案：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固定在倾角为θ的斜面顶端，斜面静止时细线与斜面平行。当斜面以加速度a沿水平方向向右做匀加速运动时，细线对小球的拉力大小为A.mgcosθB.mgsinθC.√(mg²+a²)D.mgcosθ√(1+(a/g)²)参考答案：C3.一个质量为m的小物块从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，则物块下滑过程中加速度大小为A.gsinθB.gcosθC.gsinθ-μgcosθD.gsinθ+μgcosθ参考答案：C4.如图所示，一个质量为m的小球从半径为R的半球形碗边缘由静止开始下滑，不计摩擦，则小球下滑到碗底时对碗底的压力大小为A.mgB.2mgC.3mgD.4mg参考答案：B5.一个质量为m的小球以速度v₀水平抛出，不计空气阻力，则小球在运动过程中机械能的变化情况是A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.无法确定参考答案：C6.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。当小球在水平面内做匀速圆周运动时，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做匀速圆周运动的角速度大小为A.√(g/L)cosθB.√(g/L)sinθC.√(g/L)/cosθD.√(g/L)/sinθ参考答案：D7.一个质量为m的小物块从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，则物块下滑过程中克服摩擦力做的功为A.μmgLsinθB.μmgLcosθC.(1/2)mv₀²sinθD.(1/2)mv₀²cosθ参考答案：A8.如图所示，一个质量为m的小球从半径为R的半圆形轨道顶端由静止开始下滑，不计摩擦，则小球滑到轨道最低点时对轨道的压力大小为A.mgB.2mgC.3mgD.4mg参考答案：B9.一个质量为m的小球以速度v₀水平抛出，不计空气阻力，则小球在运动过程中动量的变化情况是A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.无法确定参考答案：C10.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。当小球在水平面内做匀速圆周运动时，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做匀速圆周运动的线速度大小为A.√(gLcosθ)B.√(gLsinθ)C.√(gL/cosθ)D.√(gL/sinθ)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，其线速度大小不变，但方向时刻改变，这表明它的速度发生了______。参考答案：变化2.在国际单位制中，力的单位是______，符号是______。参考答案：牛顿，N3.重力势能的表达式为______，其中m表示质量，g表示______，h表示______。参考答案：mgh，重力加速度，高度4.一个物体从静止开始做自由落体运动，第1秒内通过的位移是______米。参考答案：4.95.在并联电路中，各支路两端的电压都相等，其值为______。参考答案：电源电压6.解释什么是共振现象，并说明如何防止共振带来的危害。共振是指______。参考答案：共振是指物体在周期性外力作用下，其振动频率与外力频率相同时发生的现象。防止共振的方法包括：改变物体的固有频率、增加系统的阻尼等。7.分析在水平面上做匀速圆周运动的物体所受的合外力方向。做匀速圆周运动的物体所受的合外力方向______。参考答案：指向圆心8.列举两个利用电磁感应现象的实例，并简述其工作原理。实例一：______，实例二：______。参考答案：发电机，电动机。发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能；电动机利用电磁感应现象将电能转化为机械能。9.简述牛顿第二定律的内容及其公式表达。牛顿第二定律的内容是______，公式表达为______。参考答案：牛顿第二定律的内容是物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。公式表达为F=ma。10.在一个倾角为30°的斜面上，一个质量为2kg的物体静止不动，物体与斜面间的动摩擦因数为______。参考答案：0.58三、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.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，所受合外力一定不为零。√参考答案：√2.在并联电路中，各支路两端的电压都相等，其值等于总电压。√参考答案：√3.共振是指当驱动力的频率等于系统的固有频率时，振幅达到最大值。√参考答案：√4.一个物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去F后，物体将立即做匀减速直线运动。×参考答案：×5.在并联电路中，总电流等于各支路电流之和。√参考答案：√6.在水平面上做匀速圆周运动的物体，所受合外力方向始终指向圆心。√参考答案：√7.在串联电路中，电流处处相等，电压分配与电阻成正比。√参考答案：√8.一个物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度大小与恒力F成正比。√参考答案：√9.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其加速度方向时刻改变，但速度大小保持不变。√参考答案：√10.在并联电路中，总电流等于各支路电流之和，电流分配与电阻成反比。√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.简述万有引力定律的内容及其公式表达。参考答案：万有引力定律的内容是宇宙中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。公式表达为F=G(m1m2)/r^2，其中F为引力，G为万有引力常数，m1和m2为两个物体的质量，r为两个物体之间的距离。2.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其动能如何变化？参考答案：在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其动能保持不变。3.一个物体漂浮在水面上，浮力F与重力G的大小关系为什么？参考答案：一个物体漂浮在水面上，浮力F与重力G的大小关系为F=G。4.简述杠杆的平衡条件。参考答案：杠杆的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1=F2L2。5.在并联电路中，各支路两端的电压都相等，其值等于多少？参考答案：在并联电路中，各支路两端的电压都相等，其值等于电源电压。6.共振是指什么现象？参考答案：共振是指当驱动力的频率等于系统的固有频率时，振幅达到最大值的现象。7.一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，悬点O固定在水平面上，当小球从平衡位置向右偏转一个角度θ时，求小球所受的回复力表达式。参考答案：当小球从平衡位置向右偏转一个角度θ时，小球所受的回复力表达式为F=mgsinθ，其中m为小球的质量，g为重力加速度，θ为偏转角度。8.在一个倾角为30°的斜面上，一个质量为2kg的物体受到一个沿斜面向上的拉力F，物体保持静止，求斜面对物体的支持力N和摩擦力f的表达式。参考答案：在倾角为30°的斜面上，物体受到的斜面对它的支持力N和摩擦力f的表达式分别为N=mgcos30°和f=mgsin30°，其中m为物体的质量，g为重力加速度。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）1.一质量为m的小球以速度v₀沿倾角为θ的光滑斜面由静止开始上滑，求小球上滑的最大距离s及达到最大距离时的速度大小v。参考答案：s=v₀²/(2gcosθ),v=02.一质量为m的物块静止在倾角为α的粗糙斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，求物块对斜面的压力N及沿斜面向上的最大静摩擦力fmax。参考答案：N=mgcosα,fmax=μN=μmgcosα3.一简谐运动的位移x随时间t变化的规律为x=5sin(πt/3)cm，求该简谐运动的振幅A、周期T、频率f及角频率ω。参考答案：A=5cm,T=6s,f=1/6Hz,ω=π/3rad/s4.一质量为m的物体从高度为h的平台上自由下落，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小v及落地前1秒内的平均速度v̄。参考答案：v=√(2gh),v̄=gh/25.如图所示，一长为L的均匀细杆可绕其一端O在竖直平面内自由转动，杆的质量为m，求杆从水平位置由静止开始转动到与水平方向成θ角时的角速度ω及杆端O点的线速度v。参考答案：ω=√(3gh/(2L)),v=√(3gh/2)6.一质量为m的物体在水平面上受到一个与水平方向成α角的恒力F的作用而做匀加速直线运动，加速度为a，求物体受到的摩擦力f及水平面的支持力N。参考答案：f=ma-Fsinα,N=mg-Fcosα7.一质量为m的物体从静止开始沿倾角为θ的光滑斜面下滑，求物体下滑距离s时的速度大小v及动能Ek。参考答案：v=√(2gh),Ek=1/2mv²=mgh8.如图所示，一质量为m的小球从高度为h的平台上水平抛出，不计空气阻力，求小球落地时的速度大小v及水平射程x。参考答案：v=√(2gh+v₀²),x=v₀√(2h/g)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“恒力做功与动能定理”。撤去F前，F-f=ma；撤去F后，f=ma'。由牛顿第二定律可知，撤去F前后，物体所受合外力大小相等，方向相反。根据动能定理，W_合=ΔE_k，即F-Lf=0-(0)=0，f'L'=0-(0)=0，所以f=f'。选项A、B、D错误，选项C正确。2.参考答案：C解析：本题考查“共点力平衡与牛顿第二定律”。对小球进行受力分析，受重力mg、拉力T、斜面对小球的支持力N。将拉力T分解为沿斜面向下的分力Tsinθ和垂直斜面向下的分力Tcosθ。沿水平方向，Tcosθ=ma；沿竖直方向，N+Tsinθ=mg。由几何关系可知，T=√(mg²+a²)。选项A、B、D错误，选项C正确。3.参考答案：C解析：本题考查“牛顿第二定律与运动学规律”。对物块进行受力分析，受重力mg、支持力N、摩擦力f=μN。沿斜面方向，mgsinθ-f=ma；垂直斜面方向，N-mgcosθ=0。解得a=gsinθ-μgcosθ。选项A、B、D错误，选项C正确。4.参考答案：B解析：本题考查“向心力与牛顿第二定律”。对小球进行受力分析，受重力mg、碗底支持力N。沿半径方向，N-mg=mv²/R。由牛顿第三定律可知，小球对碗底的压力大小为2mg。选项A、C、D错误，选项B正确。5.参考答案：C解析：本题考查“机械能守恒定律”。小球在运动过程中只受重力作用，重力是保守力，因此机械能守恒。选项A、B、D错误，选项C正确。6.参考答案：D解析：本题考查“向心力与牛顿第二定律”。对小球进行受力分析，受重力mg、拉力T。将拉力T分解为沿半径方向的分力Tsinθ和垂直半径方向的分力Tcosθ。沿半径方向，Tsinθ=mv²/L；垂直半径方向，Tcosθ=mg。解得角速度ω=√(g/L)/sinθ。选项A、B、C错误，选项D正确。7.参考答案：A解析：本题考查“功的计算与动能定理”。对物块进行受力分析，受重力mg、支持力N、摩擦力f=μN。沿斜面方向，mgsinθ-f=ma；垂直斜面方向，N-mgcosθ=0。解得a=gsinθ-μgcosθ。物块下滑过程中克服摩擦力做的功W_f=-fL=-μN•L=-μmgcosθ•L=μmgLcosθ。选项B、C、D错误，选项A正确。8.参考答案：B解析：本题考查“向心力与牛顿第二定律”。对小球进行受力分析，受重力mg、轨道支持力N。沿半径方向，N-mg=mv²/R。由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为2mg。选项A、C、D错误，选项B正确。9.参考答案：C解析：本题考查“动量守恒定律”。小球在运动过程中只受重力作用，重力是保守力，因此动量守恒。选项A、B、D错误，选项C正确。10.参考答案：A解析：本题考查“向心力与牛顿第二定律”。对小球进行受力分析，受重力mg、拉力T。将拉力T分解为沿半径方向的分力Tsinθ和垂直半径方向的分力Tcosθ。沿半径方向，Tsinθ=mv²/L；垂直半径方向，Tcosθ=mg。解得线速度v=√(gLcosθ)。选项B、C、D错误，选项A正确。二、填空题1.参考答案：变化解析：本题考查〈曲线运动中的速度变化〉。匀速圆周运动的速度大小不变，但方向时刻改变，根据速度是矢量，方向改变即速度发生改变。2.参考答案：牛顿，N解析：本题考查〈国际单位制中的力学单位〉。力的单位在国际单位制中是牛顿，符号是N。3.参考答案：mgh，重力加速度，高度解析：本题考查〈重力势能的表达式〉。重力势能的表达式为mgh，其中m表示质量，g表示重力加速度，h表示高度。4.参考答案：4.9解析：本题考查〈自由落体运动的位移计算〉。自由落体运动的位移公式为h=1/2gt²，第1秒内通过的位移为h=1/2×9.8×1²=4.9米。5.参考答案：电源电压解析：本题考查〈并联电路的电压特点〉。在并联电路中，各支路两端的电压都相等，其值为电源电压。6.参考答案：共振是指物体在周期性外力作用下，其振动频率与外力频率相同时发生的现象。防止共振的方法包括：改变物体的固有频率、增加系统的阻尼等。解析：本题考查〈共振现象的解释与防止方法〉。共振是指物体在周期性外力作用下，其振动频率与外力频率相同时发生的现象。防止共振的方法包括：改变物体的固有频率、增加系统的阻尼等。7.参考答案：指向圆心解析：本题考查〈匀速圆周运动的合外力方向〉。做匀速圆周运动的物体所受的合外力方向指向圆心，提供向心力。8.参考答案：发电机，电动机。发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能；电动机利用电磁感应现象将电能转化为机械能。解析：本题考查〈电磁感应现象的应用实例〉。利用电磁感应现象的实例包括发电机和电动机。发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能；电动机利用电磁感应现象将电能转化为机械能。9.参考答案：牛顿第二定律的内容是物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。公式表达为F=ma。解析：本题考查〈牛顿第二定律的内容与公式表达〉。牛顿第二定律的内容是物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。公式表达为F=ma。10.参考答案：0.58解析：本题考查〈斜面上的受力分析〉。物体静止不动，说明受力平衡。沿斜面方向受力平衡，有mgsin30°=μN，垂直斜面方向受力平衡，有N=mgcos30°。联立两式解得μ=mgsin30°/mgcos30°=sin30°/cos30°=0.58。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查“向心力与合外力关系”。物体做匀速圆周运动时，速度方向时刻改变，根据牛顿第二定律，必须有合外力提供向心力，该力方向始终指向圆心。因此，合外力一定不为零。错误说法是认为合外力为零，这会导致物体做匀速直线运动。2.参考答案：√解析：本题考查“并联电路电压特点”。在并联电路中，各支路直接连接到电源两端，因此各支路两端的电压都等于电源电压。这是并联电路的基本性质。错误说法是认为各支路电压不相等或小于总电压。3.参考答案：√解析：本题考查“共振现象”。共振是指当驱动力的频率等于系统的固有频率时，系统振幅达到最大值的现象。这是共振的定义。错误说法是认为振幅在驱动频率接近固有频率时最大或最小。4.参考答案：×解析：本题考查“牛顿第二定律与运动状态”。物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动时，说明恒力F与摩擦力大小相等方向相反，合力为零。撤去F后，物体只受摩擦力作用，根据牛顿第二定律，物体将做匀减速直线运动。错误说法是认为物体立即做匀减速直线运动。5.参考答案：√解析：本题考查“并联电路电流特点”。在并联电路中，电流有多条路径，总电流等于各支路电流之和。这是并联电路的基本性质。错误说法是认为总电流小于或大于各支路电流之和。6.参考答案：√解析：本题考查“向心力与合外力关系”。物体做匀速圆周运动时，速度方向时刻改变，根据牛顿第二定律，必须有合外力提供向心力，该力方向始终指向圆心。这是向心力的定义。错误说法是认为合外力方向不指向圆心或改变方向。7.参考答案：√解析：本题考查“串联电路电流与电压特点”。在串联电路中，电流只有一条路径，因此电流处处相等。根据欧姆定律，电压分配与电阻成正比。这是串联电路的基本性质。错误说法是认为电流不相等或电压分配与电阻成反比。8.参考答案：√解析：本题考查“牛顿第二定律与加速度关系”。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时，根据牛顿第二定律，加速度a=F/m，其中F是净外力，m是物体质量。加速度大小与恒力F成正比。错误说法是认为加速度与恒力F无关或成反比。9.参考答案：√解析：本题考查“匀速圆周运动特点”。在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，速度大小保持不变，但速度方向时刻改变，因此加速度方向时刻改变，始终指向圆心。错误说法是认为加速度方向不变或速度大小改变。10.参考答案：√解析：本题考查“并联电路电流特点”。在并联电路中，总电流等于各支路电流之和，根据欧姆定律，电流分配与电阻成反比。这是并联电路的基本性质。错误说法是认为电流分配与电阻成正比或无关。四、简答题1.参考答案：万有引力定律的内容是宇宙中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。公式表达为F=G(m1m2)/r^2，其中F为引力，G为万有引力常数，m1和m2为两个物体的质量，r为两个物体之间的距离。解析：本题考查万有引力定律。万有引力定律是描述物体间相互吸引的规律，其内容包含引力的方向和大小关系。公式表达中G为万有引力常数，其值约为6.6710^-11N(m/kg)^2。在应用公式时，需要注意质量单位为千克，距离单位为米，计算出的引力单位为牛顿。2.参考答案：在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其动能保持不变。解析：本题考查动能的变化。动能的表达式为Ek=1/2mv^2，其中m为物体的质量，v为物体的速度。在匀速圆周运动中，物体的速度大小保持不变，因此动能也保持不变。需要注意的是，虽然速度的方向在不断变化，但动能只与速度的大小有关。3.参考答案：一个物体漂浮在水面上，浮力F与重力G的大小关系为F=G。解析：本题考查浮力与重力的关系。根据阿基米德原理，物体所受的浮力等于它排开的液体的重力。当物体漂浮时，它排开的液体的重力等于物体的重力，因此浮力与重力大小相等。4.参考答案：杠杆的平衡条件是动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1=F2L2。解析：本题考查杠杆的平衡条件。杠杆的平衡条件是杠杆上作用的力矩之和为零。力矩是力与力臂的乘积，力臂是力的作用线到支点的垂直距离。在应用平衡条件时，需要注意动力和阻力的方向以及力臂的测量。5.参考答案：在并联电路中，各支路两端的电压都相等，其值等于电源电压。解析：本题考查并联电路的电压特点。在并联电路中，各个支路直接连接到电源，因此它们两端的电压都等于电源电压。这是并联电路的基本性质，也是分析并联电路的重要依据。6.参考答案：共振是指当驱动力的频率等于系统的固有频率时，振幅达到最大值的现象。解析：本题考查共振的定义。共振是一种物理现象，当外部驱动力的频率与系统的固有频率相同时，系统的振幅会显著增大。共振在许多领域都有应用，如乐器、建筑结构等，但也可能导致破坏，如桥梁共振等。7.参考答案：当小球从平衡位置向右偏转一个角度θ时，小球所受的回复力表达式为F=mgsinθ，其中m为小球的质量，g为重力加速度，θ为偏转角度。解析：本题考查回复力的计算。回复力是使物体回到平衡位置的力，其大小与偏转角度成正比。在单摆中，回复力是由重力的切向分量提供的。根据几何关系，重力的切向分量等于mgsinθ。8.参考答案：在倾角为30°的斜面上，物体受到的斜面对它的支持力N和摩擦力f的表达式分别为N=mgcos30°和f=mgsin30°，其中m为物体的质量，g为重力加速度。解析：本题考查斜面上的受力分析。在斜面上，物体受到重力、支持力和摩擦力的作用。支持力是垂直于斜面的力，其大小等于重力的法向分量。摩擦力是沿斜面的力，其大小等于重力的切向分量。根据三角函数，cos30°=√3/2，sin30°=1/2。五、应用题1.参考答案：s=v₀²/(2gcosθ),v=0解析：本题考查“匀变速直线运动规律+受力分析”。小球上滑时受重力mg、支持力N，沿斜面向下的合力为F=mgsinθ，加速度a=gsinθ。由v²-v₀