人教版高中物理必修第二册第9章力学测试卷及答案

人教版高中物理必修第二册第9章力学测试卷及答案第1页共1页人教版高中物理必修第二册第9章力学测试卷及答案一、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）1.一物体在水平面上向右运动，受到一个水平向左的恒定拉力F，同时受到一个与速度方向相反的摩擦力f，下列说法正确的是A.物体所受合外力方向向左B.物体所受合外力方向向右C.物体所受合外力为零D.物体可能做匀速直线运动参考答案：A2.一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为A.μmgB.mgsinθC.mgcosθD.μmgcosθ参考答案：D3.一个质量为m的物体以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，经过时间t，物体下落的高度为h，则物体在这段时间内克服重力做的功为A.mghB.1/2mv₀²C.mgh+1/2mv₀²D.0参考答案：A4.如图所示，一个半径为R的半球形碗，一个质量为m的小球静止在碗的边缘，则碗对小球的支持力大小为A.mgB.mgcosθC.mgtanθD.mg/cosθ参考答案：B5.一个质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上移动了距离s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则恒力F对物体做的功为A.FsB.μmgcosθC.Fs-μmgsinθD.Fs+μmgsinθ参考答案：C6.如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止滑下，斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为A.√(2gh)B.√(2gh(1-μcosθ))C.√(2ghsinθ)D.√(2gh(1+μcosθ))参考答案：B7.一个质量为m的物体，从高度为h的平台上由静止自由落下，不计空气阻力，经过时间t，物体下落的高度为h/2，则物体在这段时间内的平均速度大小为A.√(gh)B.√(gh/2)C.gh/2D.gh参考答案：A8.如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h的平台上由静止滑下，平台与水平面间的倾角为θ，物体与平台间的动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的速度大小为A.√(2gh)B.√(2gh(1-μcosθ))C.√(2ghsinθ)D.√(2gh(1+μcosθ))参考答案：B9.一个质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上移动了距离s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则摩擦力对物体做的功为A.-μmgsB.-μFscosθC.μmgsD.μFscosθ参考答案：A10.如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h的斜面顶端由静止滑下，斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体滑到底端时的动能变化量为A.mghB.mgh(1-μcosθ)C.mghsinθD.mgh(1+μcosθ)参考答案：B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的作用下，在粗糙水平面上移动一段距离s，力F对物体做的功为______。参考答案：Fscosθ2.一个质量为m的物体，从高度为h的平台上由静止自由落下，不计空气阻力，经过时间t时，物体的速度大小为______。参考答案：gt3.如图所示，一个半径为R的半球形碗，一个质量为m的小球静止在碗的边缘，小球受到的向心力大小为______。参考答案：mg4.一个标有“220V100W”的灯泡，正常工作时的电阻为______Ω。参考答案：4845.一个电热水壶的额定功率为1500W，正常工作时的电阻为______Ω。参考答案：48.46.一个电容器C=200μF，当它两端的电压从5V升高到10V时，电容器储存的电能增加了______J。参考答案：0.0017.一个电路中包含一个电源、一个开关、一个电阻R₁=10Ω和另一个电阻R₂，当R₁和R₂串联时，电路的总电阻为______Ω。参考答案：208.一个电路中包含一个电源、一个开关、一个电阻R₁=10Ω和另一个电阻R₂，当R₁和R₂并联时，电路的总电阻为______Ω。参考答案：6.679.一个物体在水平面上向右运动，受到一个水平向左的恒定拉力F，同时受到一个与运动方向相反的摩擦力f，物体的加速度大小为______。参考答案：F+f/m10.一个物体以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，经过时间t时，物体的水平位移为______。参考答案：v₀t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直线运动的物体，一定不受任何外力作用。参考答案：×2.物体受到的合外力越大，其运动状态改变得越快。参考答案：√3.有用功越多，机械效率就一定越高。参考答案：×4.做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。参考答案：√5.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和物体对接触面的压力有关。参考答案：√6.斜面越粗糙，物体沿斜面下滑时受到的摩擦力就越大。参考答案：×7.机械能守恒的系统中，动能和势能可以相互转化，但机械能的总量会发生变化。参考答案：×8.在完全失重状态下，物体仍然会受到重力的作用。参考答案：√9.使用定滑轮可以省力，但一定不能改变力的方向。参考答案：×10.质量分布均匀的圆环，其重心位于圆环的中心。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.简述力对物体做功的两个必要因素。参考答案：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离2.说明什么是机械能守恒，并列举一个机械能守恒的实例。参考答案：①在只有重力或弹力做功的物体系统里，动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变；②例如自由落体运动3.斜面长为L，高为h，不计摩擦，将一个质量为m的物体沿斜面匀速拉上顶端，求拉力做的功。参考答案：W=FL=mgh4.如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h的平台上由静止滑下，不计摩擦，求物体到达地面时的动能。参考答案：Ek=mgh5.一个标有“220V100W”的灯泡，正常工作时的电阻是多少？参考答案：R=484Ω6.一个电热水壶的额定功率为1500W，正常工作时的电阻是多少？参考答案：R=0.1Ω7.一个物体在水平面上向右运动，受到一个水平向左的恒定拉力F，同时受到一个与运动方向相反的恒定摩擦力f，求物体受到的合外力。参考答案：F合=F+f，方向水平向左8.一个物体以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，经过时间t时，物体的速度方向与水平方向的夹角是多少？参考答案：θ=tan⁻¹(v₀gt)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的物体，从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，已知斜面长为L，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。求物体滑到斜面底端时的速度大小。（不计空气阻力，g取9.8m/s²）参考答案：v²=2gL(sinθ-μcosθ)2.如图所示，一个质量为m的物体，用与水平面成α角的力F拉着在水平面上运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求物体受到的摩擦力大小。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）参考答案：f=μmgcosα3.一个质量为m的物体，从离地面高为h的平台上由静止开始自由下落，不计空气阻力。求物体下落1秒末的速度大小和位移大小。（g取9.8m/s²）参考答案：v=9.8m/s,x=4.9m4.如图所示，一个质量为m的物体，放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。求物体沿斜面向上匀速运动时，所受到的拉力大小。参考答案：F=mgsinθ+μmgcosθ5.一个质量为m的物体，从离地面高为h的平台上由静止开始自由下落，不计空气阻力。求物体下落2秒末的速度大小和位移大小。（g取9.8m/s²）参考答案：v=19.6m/s,x=19.6m6.如图所示，一个质量为m的物体，放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。求物体沿斜面向下匀速运动时，所受到的摩擦力大小。参考答案：f=μmgcosθ7.一个质量为m的物体，用与水平面成α角的力F拉着在水平面上运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求物体受到的合外力大小。参考答案：F合=mg(sinθ-μcosθ)cosα8.一个质量为m的物体，从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，已知斜面长为L，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。求物体滑到斜面底端时的动能大小。（不计空气阻力，g取9.8m/s²）参考答案：Ek=½mv²=½m[2gL(sinθ-μcosθ)]标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：本题考查力的合成与运动状态判断。物体受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力f，两个力方向相反，大小未知，但根据运动状态可知物体向右运动，说明拉力F大于摩擦力f，合外力方向向左，故A正确，B错误。物体做变速运动，合外力不为零，故C错误。物体做变速运动，不可能做匀速直线运动，故D错误。2.参考答案：D解析：本题考查静摩擦力与动摩擦力的判断。物体静止在斜面上，受到重力mg和支持力N，重力沿斜面向下的分力为mgsinθ，物体与斜面间的最大静摩擦力为μN。由于物体静止，说明重力沿斜面向下的分力小于或等于最大静摩擦力，即mgsinθ≤μN。又因为N=mgcosθ，所以mgsinθ≤μmgcosθ。由于物体处于临界状态，所以摩擦力大小为f=μmgcosθ，故D正确，A、B、C错误。3.参考答案：A解析：本题考查功的计算。物体下落高度为h，克服重力做的功为W=mgh，故A正确。1/2mv₀²是物体动能的变化量，故B错误。mgh+1/2mv₀²是重力势能和动能之和，故C错误。物体克服重力做正功，故D错误。4.参考答案：B解析：本题考查力的分解与合成。小球受到重力mg和支持力N，重力沿半球半径方向分解为mgcosθ和mgsinθ，其中mgcosθ被支持力N平衡，mgsinθ使小球有沿半球表面下滑的趋势，产生静摩擦力。由于小球静止，说明支持力N与重力沿半球半径方向的分力mgcosθ大小相等，方向相反，故N=mgcosθ，故B正确，A、C、D错误。5.参考答案：C解析：本题考查功的计算。恒力F对物体做的功为W=Fs，摩擦力对物体做的功为W_f=-μmgsinθ，因为摩擦力方向与位移方向相反。所以恒力F对物体做的净功为W_net=Fs-μmgsinθ，故C正确，A、B、D错误。6.参考答案：B解析：本题考查动能定理的应用。物体从斜面顶端滑到底端，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理，W_net=ΔK，即mgh-μmgsinθ=1/2mv²-0，解得v=√(2gh(1-μsinθ))，故B正确，A、C、D错误。7.参考答案：A解析：本题考查匀变速直线运动的规律。物体做自由落体运动，加速度为g，经过时间t，下落高度为h/2，根据位移公式h=1/2gt²，解得t=√(2h/g)。平均速度v_avg=h/t=h/√(2h/g)=√(gh)，故A正确，B、C、D错误。8.参考答案：B解析：本题考查动能定理的应用。物体从斜面顶端滑到底端，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理，W_net=ΔK，即mgh-μmgsinθ=1/2mv²-0，解得v=√(2gh(1-μsinθ))，故B正确，A、C、D错误。9.参考答案：A解析：本题考查功的计算。摩擦力方向与位移方向相反，所以摩擦力对物体做的功为W_f=-μmgs，故A正确。μFscosθ是摩擦力大小与位移的乘积，但摩擦力方向与位移方向相反，所以功为负，故B错误。μmgs是摩擦力大小与位移的乘积，但摩擦力方向与位移方向相反，所以功为负，故C错误。μFscosθ是摩擦力大小与位移的乘积，但摩擦力方向与位移方向相反，所以功为负，故D错误。10.参考答案：B解析：本题考查动能定理的应用。物体从斜面顶端滑到底端，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理，W_net=ΔK，即mgh-μmgsinθ=ΔK，所以ΔK=mgh-μmgsinθ，故B正确，A、C、D错误。二、填空题1.参考答案：Fscosθ解析：本题考查功的计算。力F对物体做的功W等于力的大小F乘以物体在力的方向上移动的距离s的乘积，再乘以力与位移方向之间的夹角θ的余弦值cosθ。即W=Fscosθ。2.参考答案：gt解析：本题考查自由落体运动的速度公式。自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，其速度公式为v=gt，其中g为重力加速度，t为时间。3.参考答案：mg解析：本题考查向心力。小球在碗的边缘受到的向心力由重力沿半径方向的分力提供，大小等于重力mg。4.参考答案：484解析：本题考查电功率与电阻的关系。根据电功率公式P=V²/R，可以求得电阻R=V²/P=220²/100=484Ω。5.参考答案：48.4解析：本题考查电功率与电阻的关系。根据电功率公式P=V²/R，可以求得电阻R=V²/P=220²/1500=48.4Ω。6.参考答案：0.001解析：本题考查电容器储能公式。电容器储存的电能公式为E=1/2CV²，增加的电能ΔE=1/2C(ΔV²)=1/2×200×10⁻⁶×(10-5)²=0.001J。7.参考答案：20解析：本题考查串联电路的电阻关系。串联电路中，总电阻等于各分电阻之和，即R=R₁+R₂=10+10=20Ω。8.参考答案：6.67解析：本题考查并联电路的电阻关系。并联电路中，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即1/R=1/R₁+1/R₂=1/10+1/10=1/5，所以R=5Ω。9.参考答案：F+f/m解析：本题考查牛顿第二定律。物体受到的合外力等于质量乘以加速度，即F+f=ma，所以加速度a=(F+f)/m。10.参考答案：v₀t解析：本题考查平抛运动的水平位移公式。平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，水平位移x等于水平初速度v₀乘以时间t，即x=v₀t。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查“牛顿第一定律”。物体在光滑水平面上做匀速直线运动时，处于平衡状态，所受合外力为零，但不代表不受任何外力作用，可能受到平衡力的作用，如支持力和重力，它们相互抵消。因此，该说法错误。2.参考答案：√解析：本题考查“力与运动的关系”。根据牛顿第二定律F=ma，物体受到的合外力越大，其加速度越大，即运动状态改变得越快。因此，该说法正确。3.参考答案：×解析：本题考查“机械效率”。机械效率是有用功与总功的比值，有用功越多并不一定意味着总功越少，因此机械效率不一定越高。例如，有用功增加的同时，额外功也增加，机械效率可能不变或降低。因此，该说法错误。4.参考答案：√解析：本题考查“做功的两个必要因素”。做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离，缺一不可。因此，该说法正确。5.参考答案：√解析：本题考查“滑动摩擦力”。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和物体对接触面的压力有关，具体关系为f=μN，其中μ为动摩擦因数，N为正压力。因此，该说法正确。6.参考答案：×解析：本题考查“滑动摩擦力”。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和物体对接触面的压力有关，但与物体沿斜面下滑的速度无关。斜面越粗糙，动摩擦因数μ越大，物体受到的摩擦力就越大，但该说法忽略了压力的变化。因此，该说法错误。7.参考答案：×解析：本题考查“机械能守恒”。在完全失重状态下，如果只有重力做功，系统的机械能守恒，动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。因此，该说法错误。8.参考答案：√解析：本题考查“重力”。在完全失重状态下，物体仍然受到重力的作用，只是由于没有支持力或其他力的平衡，物体表现出失重现象。因此，该说法正确。9.参考答案：×解析：本题考查“定滑轮”。使用定滑轮可以改变力的方向，但一定不能省力，定滑轮实质是等臂杠杆。因此，该说法错误。10.参考答案：√解析：本题考查“重心”。质量分布均匀的圆环，其重心位于圆环的中心，因为圆环上各点的质量分布对称，重力的合力为零。因此，该说法正确。四、简答题1.参考答案：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离解析：本题考查〈功的定义〉。力对物体做功需要同时满足两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。如果力与位移方向垂直，则力不做功。2.参考答案：①在只有重力或弹力做功的物体系统里，动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变；②例如自由落体运动解析：本题考查〈机械能守恒定律〉。机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。在机械能守恒的系统中，动能和势能可以相互转化，但系统的机械能总量保持不变。例如自由落体运动，在下降过程中重力势能转化为动能，但机械能总量保持不变。3.参考答案：W=FL=mgh解析：本题考查〈功的计算〉。由于不计摩擦，拉力做的功等于克服重力做的功。物体沿斜面匀速上升，拉力F等于重力沿斜面向下的分力，即F=mgsinθ，其中θ为斜面倾角。由几何关系知sinθ=h/L，所以F=mgh/L。拉力做的功W=FL=mgh。4.参考答案：Ek=mgh解析：本题考查〈动能定理〉。由于不计摩擦，只有重力做功，根据动能定理，重力做的功等于动能的增加量。重力做的功W=mgh，所以物体到达地面时的动能Ek=mgh。5.参考答案：R=484Ω解析：本题考查〈电功率与电阻的关系〉。根据公式P=U²/R，可以求出灯泡正常工作时的电阻R=U²/P=220²/100=484Ω。6.参考答案：R=0.1Ω解析：本题考查〈电功率与电阻的关系〉。根据公式P=U²/R，可以求出电热水壶正常工作时的电阻R=U²/P=220²/1500≈0.1Ω。7.参考答案：F合=F+f，方向水平向左解析：本题考查〈力的合成〉。物体受到的合外力是水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力f的矢量和。由于F和f方向相反，所以合外力F合=F+f，方向与F相同，即水平向左。8.参考答案：θ=tan⁻¹(v₀gt)解析：本题考查〈平抛运动的速度分解〉。在水平方向，物体做匀速直线运动，速度为v₀。在竖直方向，物体做自由落体运动，速度为vy=gt。速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=vy/v₀，即θ=tan⁻¹(v₀gt)。五、应用题1.参考答案：v²=2gL(sinθ-μcosθ)解析：本题考查“牛顿第二定律+运动学公式综合应用”。对物体受力分析，沿斜面方向由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得加速度a=g(sinθ-μcosθ)。由运动学公式v²=2aL，代入加速度表达式得v²=2gL(sinθ-μcosθ)。2.参考答案