北师大版高中物理高二上册第9章课后习题及答案

北师大版高中物理高二上册第9章课后习题及答案第1页共1页北师大版高中物理高二上册第9章课后习题及答案一、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2kg的物体静止在倾角为30°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，求物体所受的摩擦力大小。A.19.6NB.9.8NC.10ND.0N参考答案：B2.一个轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m，当弹簧伸长到15cm时，弹簧的弹性势能是多少？A.0.25JB.0.5JC.1JD.2J参考答案：B3.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其加速度大小是否为零？A.是B.否参考答案：B4.两个电阻R₁和R₂并联后接入电路，其总电阻为5Ω。已知电阻R₁=10Ω，求电阻R₂的阻值。A.10ΩB.15ΩC.20ΩD.25Ω参考答案：C5.一个物体从高度为10m的平台上自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能是否守恒？A.是B.否参考答案：A6.在一个农场水利灌溉系统中，需要设计一个电路来控制水泵的启动和停止，以下哪个元件是必要的？A.电动机B.开关C.电池D.电阻参考答案：B7.一个质量为2kg的物体静止在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.3，求物体所受的摩擦力大小。A.19.6NB.9.8NC.6ND.0N参考答案：C8.一个质量为1kg的小球从高度为5m的平台上自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能是否守恒？A.是B.否参考答案：A9.一个质量为2kg的物体放在一个倾角为30°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，求物体所受的摩擦力大小。A.19.6NB.9.8NC.10ND.0N参考答案：B10.一个轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m。当弹簧伸长到15cm时，弹簧的弹性势能是多少？A.0.25JB.0.5JC.1JD.2J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.在一个倾角为30°的斜面上，一个质量为2kg的物体静止不动，则物体所受摩擦力的大小为______N。参考答案：102.一个质量为1kg的小球从高度为5m的平台上自由下落，不计空气阻力，小球落地时的速度大小为______m/s。（取g=10m/s²）参考答案：103.一个轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m。当弹簧伸长到15cm时，弹簧的弹力大小为______N。参考答案：5004.在一个电路中，有一个电源（电压为6V）、一个开关S、一个电阻R₁=10Ω和一个电阻R₂=20Ω。当开关S闭合时，通过电阻R₁的电流大小为______A。参考答案：0.35.一个物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，物体下滑2m时的速度大小为______m/s。（取g=10m/s²）参考答案：46.在一个电路中，有一个电源、一个开关S、一个电阻R₁=10Ω和一个滑动变阻器R滑（最大阻值为20Ω）。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片位于中点时，电路中的总电流大小为______A。参考答案：0.37.一个质量为2kg的物体静止在水平桌面上，用一根与水平面成30°角的绳子水平拉动物体，物体开始运动时，拉力的大小为______N。（物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，取g=10m/s²）参考答案：108.一个轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m。当弹簧伸长到12cm时，弹簧的弹性势能为______J。参考答案：0.259.在一个电路中，有一个电源（电压为6V）、一个开关S、一个电阻R₁=10Ω和一个电阻R₂=20Ω。当开关S断开时，电阻R₁两端的电压为______V。参考答案：410.一个物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.3，物体下滑3m时的动能增加了______J。（取g=10m/s²）参考答案：30三、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，一个质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒定拉力F=10N，从静止开始运动，4秒内物体通过的距离是16米。参考答案：×2.一个质量为5kg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0.2，物体恰好能沿斜面匀速下滑。参考答案：×3.用一个动滑轮提升重物，动滑轮的机械效率为80%，如果用力F=200N将重物提升了2米，则有用功为400焦耳。参考答案：×4.在并联电路中，各支路两端的电压都相等，且等于总电压。参考答案：√5.一个标有“220V100W”的灯泡，正常工作时的电阻为2.2欧姆。参考答案：×6.在闭合电路中，电源的电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，当外电阻R增大时，电源的输出功率一定增大。参考答案：×7.一束光从空气射入水中，入射角为30°，折射角小于30°。参考答案：√8.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：√9.在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），1牛顿等于使质量为1千克的物体产生1米/秒²加速度的力。参考答案：√10.两个物体分别从不同高度同时由静止开始自由下落，不计空气阻力，它们落地时速度相同。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.列举三种常见的简单机械。参考答案：①杠杆；②斜面；③滑轮3.简述阿基米德原理。参考答案：①浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于物体排开液体的重力；②F浮=ρ液gV排4.反射角总是等于入射角。参考答案：×5.一个质量为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，求物体所受的摩擦力大小。参考答案：①当θα时，f=μN=μmgcosθ；②当θ=α时，f=μN=μmgsinθ；③当θα时，f=μN=μmgcosθ6.在一个电路中，有一个电源（电压为E）、一个开关S、一个电阻R₁和另一个电阻R₂，R₁=10Ω，R₂=20Ω，求当S闭合时，电路中的总电流。参考答案：I=ER₁+R₂R₁R₂7.一个物体从倾角为θ的斜面顶端由静止开始下滑，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体下滑的加速度。参考答案：a=gsinθ-μgcosθ8.在一个光滑水平面上，一个质量为m的物体受到一个水平向右的恒定拉力F，求物体在2秒内发生的位移。参考答案：x=2F/m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.在一个倾角为30°的斜面上，一个质量为5kg的物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，物体从斜面顶端由静止开始下滑，求物体下滑2m时的速度大小。（g取10m/s²）A.4m/sB.5m/sC.6m/sD.7m/s参考答案：5m/s2.一个标有“220V100W”的灯泡，正常工作时的电阻为多少欧姆？A.0.45ΩB.2.2ΩC.220ΩD.484Ω参考答案：484Ω3.在一个电路中，有一个电源（电压为6V）、一个开关S、一个电阻R₁=10Ω和一个电阻R₂=20Ω，R₁和R₂并联，求通过R₁的电流是多少安培？A.0.3AB.0.6AC.0.9AD.1.2A参考答案：0.3A4.在一个光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒定拉力F=10N，求物体在5s内的位移是多少米？A.25mB.50mC.75mD.100m参考答案：50m5.用一个动滑轮提升重物，动滑轮的机械效率为80%，如果用力F=100N，能提起多重的物体？（不计滑轮自重）A.100NB.125NC.150ND.200N参考答案：125N6.一束光从空气射入水中，入射角为30°，折射角小于30°，求水的折射率是多少？A.1.33B.1.5C.1.7D.1.9参考答案：1.337.物体做匀速圆周运动时，其加速度方向始终指向圆心，求加速度大小是多少？A.0B.1m/s²C.2m/s²D.3m/s²参考答案：1m/s²8.在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），1牛顿等于使质量为1千克的物体产生多少加速度？A.1m/s²B.2m/s²C.3m/s²D.4m/s²参考答案：1m/s²标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：本题考查斜面上的受力分析。物体在斜面上受到重力、支持力和摩擦力。重力分解为沿斜面向下的分力G₁=mgsinθ和垂直斜面向下的分力G₂=mgcosθ。摩擦力f=μN=μG₂=μmgcosθ=0.229.80.866=9.8N。故选B。2.参考答案：B解析：本题考查弹性势能的计算。弹簧伸长量Δx=15cm-10cm=5cm=0.05m。弹性势能Eₚ=1/2kΔx²=1/25000.05²=0.5J。故选B。3.参考答案：B解析：本题考查向心加速度。做匀速圆周运动的物体，其速度方向时刻改变，因此存在向心加速度，大小为a=v²/r，不为零。故选B。4.参考答案：C解析：本题考查并联电路总电阻的计算。并联电路总电阻R=1/(1/R₁+1/R₂)=5Ω。已知R₁=10Ω，代入得1/(1/10+1/R₂)=5，解得R₂=20Ω。故选C。5.参考答案：A解析：本题考查机械能守恒。自由下落过程中，只有重力做功，动能增加，势能减少，但机械能总量保持不变。故选A。6.参考答案：B解析：本题考查电路设计。控制水泵启动和停止需要开关，因此开关是必要的元件。故选B。7.参考答案：C解析：本题考查斜面上的受力分析。物体在斜面上受到重力、支持力和摩擦力。重力分解为沿斜面向下的分力G₁=mgsinθ和垂直斜面向下的分力G₂=mgcosθ。摩擦力f=μN=μG₂=μmgcosθ=0.329.80.866=6N。故选C。8.参考答案：A解析：本题考查机械能守恒。自由下落过程中，只有重力做功，动能增加，势能减少，但机械能总量保持不变。故选A。9.参考答案：B解析：本题考查斜面上的受力分析。物体在斜面上受到重力、支持力和摩擦力。重力分解为沿斜面向下的分力G₁=mgsinθ和垂直斜面向下的分力G₂=mgcosθ。摩擦力f=μN=μG₂=μmgcosθ=0.229.80.866=9.8N。故选B。10.参考答案：B解析：本题考查弹性势能的计算。弹簧伸长量Δx=15cm-10cm=5cm=0.05m。弹性势能Eₚ=1/2kΔx²=1/25000.05²=0.5J。故选B。二、填空题1.参考答案：10解析：本题考查“受力分析+力的合成”。物体静止在斜面上，受重力G=mg=2kg×10m/s²=20N，沿斜面向下的分力G₁=mgsin30°=20N×0.5=10N。由于物体静止，摩擦力f必须等于G₁，即f=10N。答案为10。2.参考答案：10解析：本题考查“自由落体运动+动能定理”。小球下落过程中，只有重力做功，根据动能定理：mgh=1/2mv²，v=√(2gh)=√(2×10m/s²×5m)=√100m²/s²=10m/s。答案为10。3.参考答案：500解析：本题考查“胡克定律”。弹簧伸长量Δx=15cm-10cm=5cm=0.05m，弹力F=kΔx=500N/m×0.05m=25N。答案为25。4.参考答案：0.3解析：本题考查“串联电路+欧姆定律”。开关S闭合时，R₁和R₂串联，总电阻R=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω。电路中的总电流I=U/R=6V/30Ω=0.2A。由于串联电路中电流处处相等，通过R₁的电流也为0.2A。答案为0.2。5.参考答案：4解析：本题考查“受力分析+牛顿第二定律+运动学公式”。物体下滑过程中，受重力G=mg=1kg×10m/s²=10N，沿斜面向下的分力G₁=mgsin30°=10N×0.5=5N，沿斜面向上的摩擦力f=μN=μmgcos30°=0.5×1kg×10m/s²×√3/2=5√3/2N。合力F=mgsin30°-μmgcos30°=5N-5√3/2N=5(1-√3/2)N。加速度a=F/m=5(1-√3/2)/1m/s²=5-5√3/2m/s²。根据v²-v₀²=2ax，v=√(2ax)=√(2×(5-5√3/2)×2m)=√(20-10√3)m/s≈4m/s。答案为4。6.参考答案：0.3解析：本题考查“串联电路+分压规律+欧姆定律”。滑动变阻器滑片位于中点时，其阻值R滑'=R滑/2=20Ω/2=10Ω。R₁和R滑'串联，总电阻R=R₁+R滑'=10Ω+10Ω=20Ω。电路中的总电流I=U/R=6V/20Ω=0.3A。答案为0.3。7.参考答案：10解析：本题考查“受力分析+力的合成+牛顿第二定律”。物体受重力G=mg=2kg×10m/s²=20N，沿斜面向下的分力G₁=mgsin30°=20N×0.5=10N，垂直斜面向上的支持力N=mgcos30°=20N×√3/2=10√3N，沿斜面向上的摩擦力f=μN=0.2×10√3N=2√3N。水平拉力F的沿斜面向下的分力F₁=Fscos30°=F×√3/2。物体开始运动时，F₁=f+G₁，即F×√3/2=2√3N+10N，F=(2√3N+10N)/(√3/2)=20N。答案为20。8.参考答案：0.25解析：本题考查“胡克定律+弹性势能”。弹簧伸长量Δx=12cm-10cm=2cm=0.02m，弹力F=kΔx=500N/m×0.02m=10N。弹簧的弹性势能Eₚ=1/2kΔx²=1/2×500N/m×(0.02m)²=0.1J。答案为0.1。9.参考答案：4解析：本题考查“串联电路+分压规律”。开关S断开时，电路为R₁和R₂串联。总电阻R=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω。电路中的总电流I=U/R=6V/30Ω=0.2A。电阻R₁两端的电压U₁=IR₁=0.2A×10Ω=2V。答案为2。10.参考答案：30解析：本题考查“受力分析+牛顿第二定律+运动学公式”。物体下滑过程中，受重力G=mg=2kg×10m/s²=20N，沿斜面向下的分力G₁=mgsin30°=20N×0.5=10N，沿斜面向上的摩擦力f=μN=μmgcos30°=0.3×2kg×10m/s²×√3/2=3√3N。合力F=mgsin30°-μmgcos30°=10N-3√3N≈10-5.2N≈4.8N。加速度a=F/m=4.8N/2kg=2.4m/s²。根据v²-v₀²=2ax，物体下滑3m时的速度v=√(2ax)=√(2×2.4m/s²×3m)=√14.4m/s=3.8m/s。动能增加量ΔEk=1/2mv²=1/2×2kg×(3.8m/s)²≈14.4J。答案为14.4。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查〈匀变速直线运动规律〉。根据牛顿第二定律F=ma，可求出加速度a=F/m=10N/2kg=5m/s²。再根据位移公式x=1/2at²，代入a=5m/s²和t=4s，得到x=1/2×5m/s²×(4s)²=40m。所以4秒内物体通过的距离是40米，不是16米。2.参考答案：×解析：本题考查〈斜面力学平衡条件〉。物体沿斜面匀速下滑，说明合力为零。沿斜面方向受力分析：重力沿斜面向下的分力G₁=mgsinθ=5kg×9.8m/s²×sin30°=24.5N，摩擦力f=μN=μmgcosθ=0.2×5kg×9.8m/s²×cos30°≈8.48N。由于G₁=f，物体能匀速下滑，所以该说法正确。3.参考答案：×解析：本题考查〈功和机械效率〉。有用功W有用=Gh=mgh=5kg×9.8m/s²×2m=98焦耳。总功W总=Fs=Fh=200N×2m=400焦耳。机械效率η=W有用/W总=98J/400J=0.245=24.5%。所以有用功为98焦耳，不是400焦耳。4.参考答案：√解析：本题考查〈并联电路特点〉。在并联电路中，各支路两端直接连接在电源两端，因此各支路两端的电压都等于电源电压，即等于总电压。该说法正确。5.参考答案：×解析：本题考查〈电功率与电阻关系〉。根据P=U²/R，灯泡正常工作时的电阻R=U²/P=(220V)²/100W=484Ω。不是2.2欧姆。6.参考答案：×解析：本题考查〈电源输出功率〉。电源输出功率P=(E/R+r)²R。当R=r时，P有最大值E²/4r。当Rr时，P随R增大而减小；当Rr时，P随R增大而增大。所以外电阻R增大时，电源的输出功率不一定增大。7.参考答案：√解析：本题考查〈光的折射定律〉。根据折射定律n=sinθ₁/sinθ₂，光从空气射入水中，n水n空气，所以sinθ₂sinθ₁，即折射角θ₂θ₁。入射角为30°，折射角小于30°。该说法正确。8.参考答案：√解析：本题考查〈匀速圆周运动性质〉。物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，但方向时刻改变，因此存在加速度。加速度方向始终指向圆心，是向心加速度。该说法正确。9.参考答案：√解析：本题考查〈力的单位与定义〉。在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）。根据牛顿第二定律F=ma，1N等于使质量为1千克的物体产生1米/秒²加速度的力。该说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查〈自由落体运动规律〉。两个物体同时由静止开始自由下落，加速度均为g。根据v=gt，落地时速度v=gt，与下落高度无关。所以它们落地时速度相同。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：本题考查力做功的必要因素。力对物体做功必须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杠杆；②斜面；③滑轮解析：本题考查常见的简单机械。常见的简单机械包括杠杆、斜面和滑轮。杠杆可以改变力的方向或大小，斜面可以省力，滑轮可以改变力的方向或省力。3.参考答案：①浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于物体排开液体的重力；②F浮=ρ液gV排解析：本题考查阿基米德原理。阿基米德原理指出，浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于物体排开液体的重力。公式表达为F浮=ρ液gV排，其中ρ液是液体的密度，g是重力加速度，V排是物体排开液体的体积。4.参考答案：×解析：本题考查光的反射定律。光的反射定律指出，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角。因此，反射角总是等于入射角的说法是错误的。5.参考答案：①当θα时，f=μN=μmgcosθ；②当θ=α时，f=μN=μmgsinθ；③当θα时，f=μN=μmgcosθ解析：本题考查物体在斜面上的受力分析。物体在斜面上受到重力mg、支持力N和摩擦力f。当θα时，摩擦力f=μN=μmgcosθ；当θ=α时，摩擦力f=μN=μmgsinθ；当θα时，摩擦力f=μN=μmgcosθ。6.参考答案：I=ER₁+R₂R₁R₂解析：本题考查电路中的电流计算。当S闭合时，R₁和R₂串联，电路中的总电阻R=R₁+R₂。根据欧姆定律，电路中的总电流I=ER。因此，总电流I=ER₁+R₂R₁R₂。7.参考答案：a=gsinθ-μgcosθ解析：本题考查物体在斜面上的加速度计算。物体在斜面上受到重力mg、支持力N和摩擦力f。沿斜面方向的合力F=mgsinθ-f=mgsinθ-μmgcosθ。根据牛顿第二定律，F=ma，因此加速度a=gsinθ-μgcosθ。8.参考答案：x=2F/m解析：本题考查物体在恒定力作用下的位移计算。物体在恒定力F作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，F=ma，因此加速度a=F/m。根据匀加速直线运动的位移公式x=1/2at²，代入a=F/m，得到x=1/2(F/m)t²=2F/m。五、应用题1.参考答案：5m/s解析：本题考查斜面力学综合应用。①受力分析：重力mg沿斜面向下