人教版高中物理必修第二册第8章习题解析及答案

人教版高中物理必修第二册第8章习题解析及答案第1页共1页人教版高中物理必修第二册第8章习题解析及答案一、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）1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。行驶5秒后，汽车的速度是多少？A.10m/sB.15m/sC.20m/sD.25m/s参考答案：A2.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力。下落3秒内，物体通过的路程是多少？（取g=10m/s²）A.15mB.30mC.45mD.60m参考答案：C3.一物体在水平桌面上受到一个水平向右的拉力F，物体向右做匀速直线运动。关于物体受到的摩擦力，下列说法正确的是？A.摩擦力方向向左，大小等于FB.摩擦力方向向左，大小小于FC.摩擦力方向向右，大小等于FD.摩擦力方向向右，大小小于F参考答案：A4.一根轻质弹簧原长为L₀，劲度系数为k。弹簧下端悬挂一个质量为m的物体，弹簧伸长量为ΔL。关于弹簧的弹力，下列说法正确的是？A.弹力大小为kL₀B.弹力大小为kΔLC.弹力大小为mgD.弹力大小为k(mg/ΔL)参考答案：B5.一物体放在粗糙的水平桌面上，用水平力F拉物体，物体未被拉动。关于物体受到的静摩擦力，下列说法正确的是？A.静摩擦力大小等于FB.静摩擦力大小小于FC.静摩擦力大小等于mgD.静摩擦力大小为零参考答案：B6.一物体以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力。关于物体在空中运动过程中的速度变化，下列说法正确的是？A.水平分速度不变，竖直分速度不变B.水平分速度不变，竖直分速度改变C.水平分速度改变，竖直分速度不变D.水平分速度改变，竖直分速度改变参考答案：B7.一辆汽车在水平路面上转弯，做匀速圆周运动。关于汽车受到的向心力，下列说法正确的是？A.向心力由汽车的重力提供B.向心力由汽车对地面的压力提供C.向心力由汽车发动机提供的牵引力提供D.向心力由汽车受到的静摩擦力提供参考答案：D8.一根杠杆，动力臂为L₁，阻力臂为L₂。当动力F₁作用在杠杆上时，能克服阻力F₂。下列说法正确的是？A.F₁一定大于F₂B.F₁一定小于F₂C.F₁L₁一定大于F₂L₂D.F₁L₁一定小于F₂L₂参考答案：C9.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力。关于物体在下落过程中的机械能，下列说法正确的是？A.机械能逐渐减小B.机械能逐渐增大C.机械能保持不变D.机械能先增大后减小参考答案：C10.一辆汽车在水平路面上刹车，做匀减速直线运动。关于汽车受到的摩擦力，下列说法正确的是？A.摩擦力方向与汽车运动方向相同B.摩擦力方向与汽车运动方向相反C.摩擦力大小等于汽车的重力D.摩擦力大小等于汽车的惯性力参考答案：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.在探究“功”的原理实验中，用弹簧测力计拉着物体沿斜面匀速向上运动，弹簧测力计的示数为20N，斜面的倾角为30°，物体移动的距离为5m，则有用功为______J，总功为______J。参考答案：50,1002.一辆汽车在水平路面上以20m/s的速度做匀速直线运动，突然发现前方有障碍物，司机立即刹车，汽车做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s²，则汽车刹车后6s内的位移大小为______m。参考答案：1603.一个质量为50kg的物体，从离地面高10m处自由下落，不计空气阻力，则物体落地时的速度大小为______m/s，下落过程中重力做的功为______J。（取g=10m/s²）参考答案：20,5004.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m，弹簧下端悬挂一个质量为2kg的物体，弹簧伸长2cm，则物体受到的弹簧弹力大小为______N，弹簧的弹性势能为______J。参考答案：20,0.25.一个电容器由两个平行金属板组成，板间距离为0.02m，板面积为100cm²，电容器电容为______pF。（真空介电常数ε₀=8.85×10⁻¹²F/m）参考答案：446.在LC振荡电路中，电感L=100μH，电容C=200pF，则振荡电路的固有角频率为______rad/s。参考答案：1000π7.一辆汽车在水平路面上转弯，做匀速圆周运动，速度大小为20m/s，转弯半径为50m，则汽车受到的向心力大小为______N，向心加速度大小为______m/s²。参考答案：800,88.一根杠杆，动力臂为0.4m，阻力臂为0.2m，若要使杠杆平衡，动力F₁与阻力F₂的大小关系为______。参考答案：F₁=2.5F₂9.一物体放在粗糙的水平桌面上，用水平力F拉物体，物体未被拉动，则物体受到的静摩擦力大小为______N，方向为______。参考答案：F,水平向左10.一物体以初速度v₀=10m/s水平抛出，不计空气阻力，抛出点离地面高度为5m，则物体落地时的速度大小为______m/s，落地时间为______s。（取g=10m/s²）参考答案：10√2,1三、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.在探究“功”的原理实验中，用弹簧测力计拉着物体沿斜面匀速向上运动时，弹簧测力计的示数等于物体所受的重力沿斜面向上的分力。参考答案：×2.一辆汽车在水平路面上转弯，做匀速圆周运动时，汽车受到的向心力大小不变，方向始终指向圆心。参考答案：√3.一根轻质弹簧原长为L₀，劲度系数为k，弹簧下端悬挂一个质量为m的物体，静止时弹簧的伸长量等于物体所受的重力除以弹簧的劲度系数。参考答案：√4.一个物体放在粗糙的水平桌面上，用水平力F拉物体，物体未被拉动时，物体受到的静摩擦力大小等于水平力F。参考答案：√5.一物体以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，物体在空中运动过程中，其机械能守恒。参考答案：√6.一辆汽车在水平路面上刹车，做匀减速直线运动时，汽车受到的摩擦力方向与汽车的运动方向相反。参考答案：√7.在LC振荡电路中，电感L=100μH，电容C=200pF，则振荡电路的固有频率约为795.8kHz。参考答案：√8.一根杠杆，动力臂为L₁，阻力臂为L₂，当动力F₁作用在杠杆上时，若要使杠杆平衡，动力F₁的大小必须等于阻力F₂的大小。参考答案：×9.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，物体在下落过程中的加速度始终不变。参考答案：√10.一辆汽车在水平路面上以20m/s的速度做匀速直线运动，突然发现前方有障碍物，立即刹车，汽车做匀减速直线运动，刹车距离与刹车前的速度平方成正比。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.简述匀速圆周运动中向心力的来源。参考答案：向心力是由物体所受的合外力提供的。在匀速圆周运动中，这个合外力可以是重力、弹力、摩擦力或它们的合力，具体取决于物体的运动状态和所处环境。2.说明在平抛运动中，物体在水平方向和竖直方向的运动特点。参考答案：在平抛运动中，物体在水平方向做匀速直线运动，速度保持不变；在竖直方向做自由落体运动，加速度为重力加速度g，速度随时间均匀增大。3.分析影响汽车转弯时所需向心力大小的因素。参考答案：影响汽车转弯时所需向心力大小的因素有：汽车的速度大小、汽车转弯的半径、汽车的质量。向心力F与速度v的平方成正比，与转弯半径r成反比，与质量m成正比（F=mv²/r）。4.判断：在简谐运动中，回复力总是指向平衡位置。参考答案：√。在简谐运动中，回复力总是指向平衡位置，这是简谐运动的定义特征。回复力F与位移x的关系为F=-kx，其中k为比例系数，负号表示回复力方向与位移方向相反。5.列举三个常见的振动实例，并说明其振动类型。参考答案：①弹簧振子的振动，是典型的简谐运动；②单摆的振动，在摆角较小时近似为简谐运动；③弹丸在枪膛内的运动，可以近似看作简谐运动。6.简述LC振荡电路中，电容器放电过程中能量的转化。参考答案：在LC振荡电路中，电容器放电过程中，电容器上的电场能逐渐转化为电感器中的磁场能。随着电容器电压降低，电荷量减少，电场能减小；同时，电感器中的电流增大，磁场能增加。7.分析在LC振荡电路中，振荡电流达到最大值时，电容器和电感器中能量的状态。参考答案：①当振荡电流达到最大值时，电容器上的电荷量为零，电容器不带电，电场能为零；②此时电感器中的电流达到最大值，磁场能最大。8.说明在用单摆测量重力加速度的实验中，需要测量哪些物理量，并简述其测量方法。参考答案：需要测量的物理量有：单摆的摆长L（用刻度尺测量悬线长度加上小球半径）、单摆完成n次全振动的时间t（用秒表测量）、小球的质量m（用天平测量）。测量方法：用刻度尺测量悬线长度，用游标卡尺测量小球直径，计算摆长L，用秒表测量n次全振动的时间t，计算周期T=t/n，最后根据g=4π²L/T²计算重力加速度。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）1.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。行驶5秒后，汽车的速度达到多少？位移是多少？参考答案：速度为10m/s，位移为25m2.一个质量为50kg的人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度上升。求电梯对人的支持力是多少？参考答案：支持力为510N3.一个物体从高度为20m处自由下落，不计空气阻力。求物体落地时的速度是多少？落地需要多少时间？参考答案：速度为20m/s，时间约为2.02s4.一个质量为2kg的物体，受到一个水平向右的拉力作用，在水平桌面上做匀速直线运动。已知物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，求拉力的大小是多少？参考答案：拉力为10N5.一个平行板电容器，板间距离为0.1mm，板面积为100cm²。如果板间电压为100V，求电容器储存的电荷量是多少？参考答案：电荷量约为8.85×10⁻⁸C6.一个带电粒子在电场中做匀速圆周运动，半径为0.1m，周期为1s。求带电粒子所受的向心力是多少？参考答案：向心力约为0.628N7.一个质量为0.5kg的物体，从高度为5m的斜面顶端滑下，斜面的倾角为30°。不计摩擦力，求物体滑到斜面底端时的速度是多少？参考答案：速度约为9.9m/s8.一个质量为1kg的物体，从高度为10m处自由下落，不计空气阻力。求物体落地时动能是多少？参考答案：动能约为49J标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：本题考查匀变速直线运动的速度公式。由v=v₀+at，初速度v₀=0，加速度a=2m/s²，时间t=5s，代入公式得v=0+2×5m/s=10m/s。选项A、B、D计算结果错误。2.参考答案：C解析：本题考查自由落体运动的路程公式。由h=½gt²，g=10m/s²，t=3s，代入公式得h=½×10×3²m=45m。选项A、C、D计算结果错误。3.参考答案：A解析：本题考查共点力平衡条件。物体做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合外力为零。水平方向受到拉力F向右，必然受到摩擦力f向左，大小相等，即f=F。选项B、C、D错误，摩擦力大小等于F，方向向左。4.参考答案：B解析：本题考查胡克定律。弹簧的弹力F=-kx，其中x为弹簧的形变量，即伸长量ΔL。所以弹力大小为F=kΔL。选项A错误，kL₀是弹簧原长时的弹力；选项C错误，mg是物体受到的重力；选项D错误，k(mg/ΔL)没有物理意义。5.参考答案：B解析：本题考查静摩擦力的特点。物体未被拉动，处于平衡状态，水平方向合外力为零。拉力F与静摩擦力f大小相等，方向相反，即f=F。但静摩擦力的大小有一个范围，0≤f≤F，只有当拉力F等于最大静摩擦力时，物体才开始运动。所以静摩擦力大小小于F。选项A、C、D错误。6.参考答案：B解析：本题考查平抛运动的特点。平抛运动可以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。水平方向不受力，加速度为零，速度不变；竖直方向受重力作用，加速度为g，速度不断改变。选项A、C、D错误。7.参考答案：D解析：本题考查匀速圆周运动的向心力来源。汽车转弯做匀速圆周运动，需要向心力。向心力由汽车与地面之间的静摩擦力提供，方向指向圆心。选项A、B、C错误，重力、支持力、牵引力都不提供向心力。8.参考答案：C解析：本题考查杠杆平衡条件。杠杆平衡时，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂。所以F₁L₁一定等于F₂L₂。选项A、B错误，F₁与F₂的大小关系取决于L₁与L₂的大小关系；选项D错误，F₁L₁一定等于F₂L₂，而不是小于。9.参考答案：C解析：本题考查机械能守恒。自由落体运动过程中，只有重力做功，没有其他力做功，因此机械能守恒，保持不变。选项A、B、D错误。10.参考答案：B解析：本题考查匀减速直线运动的受力分析。汽车刹车做匀减速直线运动，需要与运动方向相反的力提供加速度。这个力是地面给汽车的滑动摩擦力，方向与汽车运动方向相反。选项A、C、D错误，摩擦力方向与运动方向相反，大小与正压力和动摩擦因数有关，不一定等于重力或惯性力。二、填空题1.参考答案：50,100解析：本题考查功的计算。有用功是物体克服重力做的功，W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×5m=2500J。总功是拉力做的功，W总=Fs=20N×5m=100J。注意单位换算，1m=100cm。2.参考答案：160解析：本题考查匀减速直线运动的位移计算。先求刹车到停止所需时间t₀，由v₀=at₀得t₀=20m/s÷5m/s²=4s。因为6s4s，所以刹车后6s内的位移等于4s内的位移，由x=v₀²/2a得x=20²÷(2×5)=160m。3.参考答案：20,500解析：本题考查自由落体运动和功的计算。落地速度v=√(2gh)=√(2×10N/kg×10m)=20m/s。下落过程中重力做的功W=Gh=50kg×10N/kg×10m=5000J。4.参考答案：20,0.2解析：本题考查胡克定律和弹性势能。弹簧弹力F=kx=500N/m×0.02m=10N。弹簧伸长2cm时，物体处于平衡状态，受到的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，弹簧弹力与重力平衡，大小相等。弹簧的弹性势能Eₚ=1/2kx²=1/2×500N/m×(0.02m)²=0.2J。5.参考答案：44解析：本题考查平行板电容器的电容计算。电容C=ε₀S/d=8.85×10⁻¹²F/m×100×10⁻⁴m²÷0.02m=44pF。6.参考答案：1000π解析：本题考查LC振荡电路的固有角频率。ω=1÷√(LC)=1÷√(100×10⁻⁶H×200×10⁻¹²F)=1000πrad/s。7.参考答案：800,8解析：本题考查向心力计算和向心加速度计算。向心力F向=mω²r=2kg×(20÷50)²rad/s²×50m=800N。向心加速度a向=ω²r=(20÷50)²rad/s²×50m=8m/s²。8.参考答案：F₁=2.5F₂解析：本题考查杠杆平衡条件。由F₁L₁=F₂L₂得F₁=F₂L₂/L₁=0.2m×F₂÷0.4m=0.5F₂。所以F₁=2.5F₂。9.参考答案：F,水平向左解析：本题考查静摩擦力。物体未被拉动，说明拉力F与最大静摩擦力大小相等，方向相反。静摩擦力大小为F，方向为水平向左，与拉力F方向相反。10.参考答案：10√2,1解析：本题考查平抛运动。落地速度大小v=√(v₀²+(gt)²)=√(10²+(10)²)=10√2m/s。落地时间t=h/g=5m÷10m/s²=0.5s。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查“功”的原理实验。在探究“功”的原理实验中，用弹簧测力计拉着物体沿斜面匀速向上运动时，弹簧测力计的示数等于物体所受的重力沿斜面向上的分力加上物体所受的摩擦力，而不是仅仅等于重力沿斜面向上的分力。因此，该说法错误。2.参考答案：√解析：本题考查匀速圆周运动。一辆汽车在水平路面上转弯，做匀速圆周运动时，汽车的速度大小不变，方向始终改变，因此汽车受到的向心力大小不变，方向始终指向圆心。该说法正确。3.参考答案：√解析：本题考查胡克定律。一根轻质弹簧原长为L₀，劲度系数为k，弹簧下端悬挂一个质量为m的物体，静止时弹簧的伸长量等于物体所受的重力除以弹簧的劲度系数，即ΔL=mg/k。该说法正确。4.参考答案：√解析：本题考查静摩擦力。一个物体放在粗糙的水平桌面上，用水平力F拉物体，物体未被拉动时，物体受到的静摩擦力大小等于水平力F，方向与水平力F相反。该说法正确。5.参考答案：√解析：本题考查机械能守恒。一物体以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，物体在空中运动过程中，只有重力做功，其机械能守恒。该说法正确。6.参考答案：√解析：本题考查匀减速直线运动。一辆汽车在水平路面上刹车，做匀减速直线运动时，汽车受到的摩擦力方向与汽车的运动方向相反，提供刹车所需的制动力。该说法正确。7.参考答案：√解析：本题考查LC振荡电路的固有频率。在LC振荡电路中，电感L=100μH，电容C=200pF，则振荡电路的固有频率f=1/(2π√(LC))≈795.8kHz。该说法正确。8.参考答案：×解析：本题考查杠杆平衡条件。一根杠杆，动力臂为L₁，阻力臂为L₂，当动力F₁作用在杠杆上时，若要使杠杆平衡，动力F₁的大小与阻力F₂的大小之比等于阻力臂与动力臂之比，即F₁L₁=F₂L₂，而不是F₁=F₂。因此，该说法错误。9.参考答案：√解析：本题考查自由落体运动。一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，物体在下落过程中的加速度始终不变，等于重力加速度g。该说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查匀减速直线运动。一辆汽车在水平路面上以20m/s的速度做匀速直线运动，突然发现前方有障碍物，立即刹车，汽车做匀减速直线运动，刹车距离s与刹车前的速度平方v₀²成正比，即s=kv₀²（k为比例常数）。该说法正确。四、简答题1.参考答案：向心力是由物体所受的合外力提供的。在匀速圆周运动中，这个合外力可以是重力、弹力、摩擦力或它们的合力，具体取决于物体的运动状态和所处环境。解析：本题考查“匀速圆周运动向心力来源”知识点。匀速圆周运动虽然速度大小不变，但速度方向时刻改变，因此是加速度运动，需要合外力提供向心加速度。向心力不是一种特殊的力，而是指向圆心的合外力。解析中点明了向心力的来源可以是多种力的组合，具体取决于情境。2.参考答案：在平抛运动中，物体在水平方向做匀速直线运动，速度保持不变；在竖直方向做自由落体运动，加速度为重力加速度g，速度随时间均匀增大。解析：本题考查“平抛运动特点”知识点。平抛运动可以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。水平方向不受力，保持初速度；竖直方向只受重力，做匀加速运动。解析中阐述了两个方向的运动规律，体现了对平抛运动分解法的理解。3.参考答案：影响汽车转弯时所需向心力大小的因素有：汽车的速度大小、汽车转弯的半径、汽车的质量。向心力F与速度v的平方成正比，与转弯半径r成反比，与质量m成正比（F=mv²/r）。解析：本题考查“向心力影响因素”知识点。根据向心力公式F=mv²/r，可以分析出向心力与速度、半径、质量的定量关系。解析中明确指出了三个主要影响因素及其与向心力的正反比关系，体现了对公式应用的掌握。4.参考答案：√。在简谐运动中，回复力总是指向平衡位置，这是简谐运动的定义特征。回复力F与位移x的关系为F=-kx，其中k为比例系数，负号表示回复力方向与位移方向相反。解析：本题考查“简谐运动回复力特点”知识点。简谐运动的本质特征是回复力与位移成正比且方向相反。解析中引用了简谐运动的回复力公式，并解释了负号的物理意义，明确了回复力总是指向平衡位置。5.参考答案：①弹簧振子的振动，是典型的简谐运动；②单摆的振动，在摆角较小时近似为简谐运动；③弹丸在枪膛内的运动，可以近似看作简谐运动。解析：本题考查“常见振动实例”知识点。列举的三个实例都是生活中常见的振动现象，其中弹簧振子和单摆是典型的简谐运动实例，弹丸运动在特定条件下可近似为简谐运动。解析中对每个实例进行了简要说明，体现了对振动类型的认识。6.参考答案：在LC振荡电路中，电容器放电过程中，电容器上的电场能逐渐转化为电感器中的磁场能。随着电容器电压降低，电荷量减少，电场能减小；同时，电感器中的电流增大，磁场能增加。解析：本题考查“LC振荡能量转化”知识点。电容器放电时，电容器极板上的电荷通过电感器流动，形成振荡电流。在这个过程中，电容器储存的电场能逐渐转化为电感器储存的磁场能。解析中阐述了能量转化的方向和形式，体现了对振荡过程的理解。7.参考答案：①当振荡电流达到最大值时，电容器上的电荷量为零，电容器不带电，电场能为零；②此时电感器中的电流达到最大值，磁场能最大。解析：本题考查“LC振荡能量状态”知识点。振荡电流最大时对应电容器放电完毕的瞬间，此时电容器极板无电荷，电场能为零；而电感器中的电流最大，储存的磁场能也达到最大。解析中分两点阐述了两个储能元件的能量状态，体现了对振荡过程关键点的把握。8.参考答案：