（2021新人教版）高中物理必修第二册 （高一下期）期末复习专题检测（全册一套打包）.zip

期末复习专题（三）期末复习专题（三） 万有引力与宇宙航行万有引力与宇宙航行 一、单选题一、单选题 1下列关于开普勒行星运动规律的认识正确的是（） A所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B所有行星绕太阳做匀速圆周运动 C所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都不同 D所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比 2关于开普勒第三定律的表达式的理解正确的是 3 2 a k T () Ak 与成正比Bk 与成反比 3 a 2 T Ck 值与 a 和 T 都有关系Dk 值只与中心天体有关 3发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（） A开普勒、卡文迪许B牛顿、伽利略 C牛顿、卡文迪许D开普勒、伽利略 4若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离 约为地球半径 60 倍的情况下，需要验证（） A地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 2 1 60 B月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 2 1 60 C自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 1 6 D苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 1 60 5万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律以下说法正确的是 A物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大 C人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供 D宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 6关于万有引力公式，以下说法正确的是（） 12 2 Gm m F r A公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体 B当两物体间的距离趋近于 0 时，万有引力趋近于无穷大 C两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律 D公式中引力常量 G 的值是牛顿规定的 7我们可以采用不同方法“称量”地球。例如，卡文迪许在实验室里通过测量铅球之间的作用力， 推算出引力常量 G，就可以“称量”地球。已知引力常量 G，利用下列数据可以“称量”地球质量 的是（） A月球绕地球做圆周运动的周期和速度 B月球绕地球做圆周运动的周期和月球的半径 C地球绕太阳做圆周运动的周期和速度 D地球绕太阳做圆周运动的周期和地球与太阳的距离 8据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度 200 km,运用周期 127 分钟若还知 道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是 A月球表面的重力加速度B月球对卫星的吸引力 C卫星绕月球运行的速度D卫星绕月运行的加速度 9卫星靠近某星球表面运转过程中，要计算该星球的密度，只需要知道下面哪一个物理量（ ） A卫星的质量B卫星运行的线速度 C卫星运行的周期D卫星的半径 10关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（ ） A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度 C它是能使卫星进入近圆形轨道的最大发射速度 D它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 112020 年 3 月 9 日 19 时 55 分，我国在西昌卫基发射中心，成功发射北斗系统第五十四颗导航 卫星，北斗三号 CEO-2 是一颗地球同步轨道卫星，以下关于这颗卫星判断正确的是（） A地球同步轨道卫星的运行周期为定值 B地球同步轨道卫星所受引力保持不变 C地球同步轨道卫星绕地运行中处干平衡状态 D地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度 122016 年 8 月 16 日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅，这 是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的 量子保密通信与科学实验体系如图所示， “墨子号”卫星的工作高度约 为 500km，在轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间 t(t 小于其运动周期)， 运动的弧长为 s，与地球中心连线扫过的角度为 弧度，引力常量为 G， 则下列关于“墨子号”的说法正确的是( ) A线速度大于第一宇宙速度 BB质量为 3 2 s Gt C环绕周期为 2 t D向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 13如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道 I，然后在 Q 点通过改变卫 星速度，让卫星进人地球同步轨道，则（ ） A该卫星的发射速度必定大于 11. 2 km/s B卫星在同步轨道 II 上的运行速度大于 7. 9 km/s C在轨道 I 上，卫星在 P 点的速度小于在 Q 点的速度 D卫星在 Q 点通过加速实现由轨道 I 进人轨道 II 二、解答题二、解答题 14某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径为 r，周期为 T。已知地球的半径为 R，万有引力恒 量为 G。根据这些条件，求： (1)地球的质量 M； (2)地球表面的重力加速度 g； (3)第一宇宙速度 v。 15已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g。地可视为质量分布均匀的球体，不考虑空气 的影响。 (1)北京时间 2020 年 3 月 9 日，中国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第 54 颗导航卫星，此次 发射的是北斗第 2 颗地球静止轨道卫星（又称地球同步卫星） ，它离地高度为 h。求此卫星进入地 球静止轨道后正常运行时 v 的大小（不考虑地球自转的影响） ； (2)为考察地球自转对重力的影响，某研究者在赤道时，用测力计测得一小物体的重力是 F1。在南 极时，用测力计测得该小物体的重力为 F2。求地球的质量 M。 （已知地球自转周期为 T） 16人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高 度由静止同时释放，二者几乎同时落地若羽毛和铁锤是从高度为 h 处下落，经时间 t 落到月球表 面已知引力常量为 G，月球的半径为 R. (1)求月球表面的自由落体加速度大小 g月； (2)若不考虑月球自转的影响，求： 月球的质量 M； 月球的第一宇宙速度大小 v. 17宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星 体对它们的引力作用现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同 一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为 R 的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角 形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道上运行设每个星体的质量均为 m万有引力常 量为 G （1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期； （2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？ 期末复习专题（三）期末复习专题（三） 万有引力与宇宙航行万有引力与宇宙航行 参考答案参考答案 1A 2D 3C 4B 5C 6C 7A 8B 9C 10B 11A 12C 13D 14(1)；(2)；(3) 23 2 4 r M GT 23 22 4 r g T R 3 2r v TR 【解析】 (1)人造地球卫星沿圆轨道运行时，万有引力提供向心力可得 2 2 2GMm mr rT 解得地球的质量为 23 2 4 r M GT (2)地球表面的物体受到的重力等于万有引力，则有 2 GMm m g R 带入地球质量 M 可得 23 22 4 r g T R (3)当卫星在近地轨道运行时的速度为第一宇宙速度，此时有 2 2 GMmv m RR 结合前面分析可得第一宇宙速度 3 2r v TR 15(1) ；(2) 2 gR Rh 23 2 2 21 4 () F R FF T G 【解析】 (1)设该卫星质量为，根据万有引力提供向心力可得 m 2 2 () Gm m RhRh vM 在地球表面，根据万有引力和重力的关系可得 2 GMm mg R 解得线速度 2 GMgR v RhRh (2)设小物体质量为，在赤道地面，小物体随地球自转做匀速圆周运动，受到万有引力和弹簧秤 0 m 的作用力，有 2 0 10 22 4Mm GFmR RT 在南极地面 0 2 2 Mm GF R 联立得地球质量 23 2 2 21 4 () F R M FF T G 16(1) ；(2)， 2 2h t 2 2 2hR Gt 2hR t 【解析】 (1)月球表面附近的物体做自由落体运动，有 2 1 2 hg t 月 因此月球表面的自由落体加速度大小 2 2 = h g t 月 (2)若不考虑月球自转的影响，则 2 = GMm mg R 月 月球的质量 2 2 2 = hR M Gt 质量为 m的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，则 2 v m gm R 月球的第一宇宙速度大小 2 = hR vg R t 月 17 （1） （2） 5 4 Gm R 4 5 R R Gm 3 12 5 R 【解析】 试题分析：(1)第一种形式下，由万有引力定律和牛顿第二定律得， 解得 v， 故周期 T. (2)第二种形式下，设星体之间的距离为 L，由万有引力定律和牛顿第二定律得 而角速度 ， 解得 L. 考点：万有引力定律的应用 期末专题复习五期末专题复习五动能和动能定理动能和动能定理 一、选择题一、选择题 1下列关于动能的说法，正确的是（） A汽车的动能一定比火车的动能小 B汽车的动能有可能比火车的动能大 C速度相同的汽车和火车一定具有相同的动能 D质量相同的两辆汽车一定具有相同的动能 2某同学用 200N 的力将质量为 0.44kg 的足球踢出，足球以 10m/s 的初速度沿水平草坪滚出 60m 后静止，则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是（） A22 JB4.4 JC132 JD12000 J 3如图所示在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角贴着球门射 入，球门高度为 h，足球飞入球门的速度为 v，足球质量为 m，则红队球员将足球踢出时对足球做 的功 W 为(不计空气阻力、足球可视为质点)() A mv2Bmgh 1 2 Cmv2mghD mv2mgh 1 2 1 2 4如图所示,某同学投篮时,篮球在空中划过一条漂亮的弧线进入篮筐,关于此篮球的动能和重力势 能, 以下说法中正确的是 ( ) A篮球出手时动能最小B篮球出手时重力势能最大 C篮球在最高点时动能最大D篮球在最高点时重力势能最大 5在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，如图，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球以约为 1 m/s 的速度撞击篮筐已知篮球质量约为 0.6 kg，篮筐离地高度约为 3 m，忽略篮球受到的空气阻 力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为() A1 JB10 JC50 JD100 J 6物体在合外力作用下做直线运动的 v-t 图像如图所示。下列表述正确的是（） A在 01s 内，合外力做正功B在 02s 内，合外力总是做正功 C在 12s 内，合外力不做功D在 03s 内，合外力做正功 7如图所示，三个粗糙斜面固定在水平地面上，它们的高度均为 h，倾角分别为 1、2、3。让质 量均为 m 的物体沿斜面从顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数均为 。物体在倾角为 3的 斜面上滑到底端时的动能为 Ek，关于 Ek下列表达式正确的是（） AB mgh 3 tan mgh mgh CD mghmgh 3 cosmghmgh 8我国“北斗二代”计划在 2020 年前发射 35 颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国 GPS 多 5 颗多出的这 5 颗是相对地面静止的高轨道卫星(以下简称“静卫”)，其他的有 27 颗中轨道卫星(以下 简称“中卫”)的轨道高度为“静卫”轨道高度的 .下列说法正确的是() A “中卫”的线速度介于 7.9km/s 和 11.2km/s 之间 B “静卫”的轨道必须是在赤道上空 C如果质量相同， “静卫”与“中卫”的动能之比为 35 D “静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期 9将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略a 为小球运动轨迹上 的一点，小球上升和下降经过 a 点时的动能分别为 Ek1和 Ek2从抛出开始到小球第一次经过 a 点时 重力所做的功为 W1，从抛出开始到小球第二次经过 a 点时重力所做的功为 W2下列选项正确的是 （） AEk1=Ek2，W1=W2 BEk1Ek2，W1=W2 CEk1Ek2，W1W2 DEk1Ek2，W1W2 10如图所示，在竖直平面内固定着半径为 R 光滑的圆孤槽，它的末端水平，上端离地面高 1 4 H，一个小球从上端无初速滑下，则小球落地时离出发点的水平距离为（） A B 2()R HR2 ()RR HR C D ()RR HR2()RR HR 11如图，一半径为 R 的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为 m 的质点自轨道端点 P 由静止开始滑下，滑到最低点 Q 时，对轨道的正压力为 2mg，重力加速度大小为 g质点自 P 滑 到 Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为（ ） A mgRB mgRC mgRDmgR 12 （多选题）多选题）从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直 下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地( ) A运行的时间相等 B加速度相同 C落地时的速度相同 D落地时的动能相等 二、实验题二、实验题 13利用如图甲所示的装置可以完成力学中的许多实验。 (1)用图甲装置：在探究小车速度随时间的变化规律的实验中，下列说法正确的是_； A小车应靠近打点计时器，先释放小车，后接通电源 B长木板的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动 C连接钩码与小车的细线应与长木板保持平行 D选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 (2)小明同学用图甲装置探究了做功与物体速度变化的关系：保持所挂钩码的质量不变，通过改变位 移来改变外力做功，保持此条件下，小车及车上砝码的总质量_（选填：A需要 B不需 要）远远大于所悬挂钩码的质量； (3)小何同学用图甲装置进行“探究加速度与力、质量的关系”时，进行了如下操作： 在滑板的右侧加一垫块，用以平衡摩擦阻力，如图乙所示，开启电源，轻推小车，打出了一条如 图丙所示的纸带，纸带左端与小车相连，据此纸带判断，垫块_（填“偏薄”或“偏厚” ） ； 垫块调整后，再打出一条纸带，从比较清晰的点起，每 5 个点取一个计数点，量出相邻计数点之 间的距离（单位 cm） ，如图丁所示，由纸带数据计算可得，小车的加速度为_m/s2（保留 2 位有效数字） 。 14某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由 光电门 1 的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门 1、2，并通过计 算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为 M，砝码盘及砝码的总质量为 m。 根据所学的知识回答下列问题： (1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应_（填“取下”或 “挂上” ）砝码盘，并适当地垫高长木板的_（填“左”或“右” ）端； (2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光 片的总质量为 M_（填“远大于” “大于” “等于” “小于”或“远小于” ）砝码盘及盘中砝码 的总质量； (3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度 d=_cm； (4)计算机记录小车通过光电门 1、2 的时间分别为、，且两光电门之间的距离为 L，重力加 1 t 2 t 速度用 g 表示，则验证动能定理的关系式应为_（用以上相关物理量的字母表示） 。 三、解答题三、解答题 15在冬天，高为 h=1.25m 的平台上覆盖了一层冰一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘 s=24m 处，以初速度 v0=7m/s 向平台边缘滑去若雪橇和滑雪者的总质量为 70kg，平台上的冰面与雪橇间 的动摩擦因数为 =0.05，如图所示，取 g=10m/s2求： （1）滑雪者离开平台时的速度； （2）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离； （3）滑雪者即将着地时，其速度方向与水平地面的夹角 16多级火箭是由数级火箭组合而成的运载工具，每一级都有发动机与燃料，目的是为了提高火箭 的连续飞行能力与最终速度现有一小型多级火箭，质量为 M，第一级发动机的额定功率为 P，先 使火箭由静止竖直向上做加速度为 a 的匀加速直线运动若空气阻力为 f 并保持不变，不考虑燃料 燃烧引起的质量变化及高度不同引起的重力变化，达到额定功率后，发动机功率保持 不变，直到火箭上升达到最大速度时高度为 H试求： （1）第一级发动机能使火箭达到的最大速度 （2）第一级发动机做匀加速运动的时间 （3）第一级发动机以额定功率开始工作，直到最大速度时的运行时间 17如图所示，AB 段为粗糙水平轨道，BC 段是固定于竖直平面内的光滑半圆形导轨，半径为 R。 一质量为 m 的滑块静止在 A 点，在水平恒力 F 作用下从 A 点向右运动，当运动至 B 点时，撤去恒 力 F，滑块沿半圆形轨道向上运动恰能通过最高点 C，已知滑块与水平轨道间的滑动摩擦力 Ff ，水平恒力 F ，求： 4 mg 2 mg (1)滑块与水平轨道间的动摩擦因数 ； (2)滑块运动至 C 点的速度大小 vC； (3)水平轨道 AB 的长度 L。 18如图所示是一个游戏装置 AB 是一段与水平方向夹角为 37、长为 L=2.0m 的倾斜轨道 AB，通 过水平轨道 BC（BC 段是长度调节范围在 010m 可伸缩轨道）与竖直圆轨道（轨道半径 R=0.4m， 圆轨道最低点 C、E 略错开） ，出口为水平轨道 EF，在 EF 的右端固定一块竖直弹性挡板，小物块 与网科学竖直弹性挡板的碰撞无机械能损失，整个轨道除 BC 段以外都是光滑的。其中 AB 与 BC 轨道以微小圆弧相接，没有机械能损失。一个质量 m=10g 的小物块以初速度 v0=4.0m/s，从某一高 处水平抛出，到 A 点时速度方向恰沿 AB 方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与 BC 轨道的动摩擦 因数 =0.5（g 取 10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80）求 (1)小物块水平抛出的位置离 A 点的高度差？ (2)若 BC 段长为 2.4m，判断物块是否会与弹性挡板碰撞，若会请求出碰前的速度，若不会请说明 理由； (3)若小物块从 A 进入轨道到最终停止都不脱离轨道，求满足条件的 BC 段的最短长度是多少？ 答案第 1 页，总 7 页 期末专题复习五期末专题复习五动能和动能定理动能和动能定理 参考答案参考答案 1B2A3C4D5B6A7B8B9B10D11C12BD 13C B 偏薄 0.15 【解析】 (1)1A小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，所以 A 错误； B在探究小车速度随时间的变化规律的实验中，不要求平衡摩擦力，所 B 错误； C连接钩码与小车的细线应与长木板保持平行，所以 C 正确； D选择计数点时，取看的清楚的点，不一定从纸带上第一点开始，所以 D 错误。 故选 C。 (2)2在探究做功与物体速度变化关系的实验中，不需要满足小车及车上砝码的总质量远远大于所 悬挂钩码的质量，只要保证小车实验过程中所受外力不变就可以。所以选 B。 (3)3由图丙纸带的点的分布可知，点与点之间的间隔在减小，即小车做减速运动，也就是小车在 运动过程中受到了阻力，说明垫块偏薄，没有完全平衡摩擦阻力。 4每 5 个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为 0.02 5s0.1sT 则小车的加速度为 2 22 2 (3.833.973.523.68) 10 m/s0.15m/s 4 a T 14取下 左 远大于 0.555 2 22 21 111 2 mgLMd tt 【解析】 答案第 2 页，总 7 页 (1)12本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下 砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。 (2)3只有当 M 远大于 m 时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足 M 远大于 m 时 可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。 (3)4由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为 5mm，游标尺示数为 110.05mm=0.55mm 则挡光片的宽度 d=5mm+0.55mm=5.55mm 即为 0.555cm。 (4)5由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即 W=mgL 小车通过光电门 1 时的速度 1 1 d v t 小车通过光电门 2 时的速度 2 2 d v t 小车通过两光电门的过程中动能的变化量 222 k21 22 21 11111 222 EMvMvMd tt 验证动能定理的关系式应为 2 22 21 111 2 mgLMd tt 答案第 3 页，总 7 页 15 （1）5m/s（2）2.5m（3）45 【解析】 （1）由动能定理 -mgsmv02/2mv2/2 得：v0=5m/s， 即滑雪者离开平台时的速度 5m/s （2）由 hgt2/2 得 t=0.5s 着地点到平台边缘的水平距离：x=v0t=2.5m （3）把滑雪爱好者着地时的速度 vt分解为 vx、vy两个分量 vy=gt=5m/s v0=vx=vytan 解得： = 45 16(1) (2) (3) m P v fMg 1 P t MafMg a 2 2 2 2 fMg HMPP t Pa fMgMa fMg 【解析】 （1）由题意知火箭达到最大速度时加速度为零，设发动机牵引力为 F，则： F=f+Mg 额定功率为 P，所以最大速度有： m PP v FfMg （2）由题意知做匀加速运动，加速度 a 不变，功率为 P，设匀加速运动的最大速度为 v1，时间为 t1，此时牵引力为 F1，则有： 1 1 PFv . 1 FfMgMa 答案第 4 页，总 7 页 . 11 vat 联立解得： 1 P t MafMg a （3）设以额定功率开始工作，直到最大速度的时间为 t，则根据动能定理有： 222 11 111 () 222 m PtfMgHatMvMv 由（1）可知： m PP v FfMg 由(1)可知： 11= P MaM vat fg 联立解得： 2 2 2 2 fMg HMPP t Pa fMgMa fMg 答：（1）第一级发动机能使火箭达到的最大速度 m P v fMg （2）第一级发动机做匀加速运动的时间 1 P t MafMg a （3）第一级发动机以额定功率开始工作，直到最大速度时的运行时间 . 2 2 2 2 fMg HMPP t Pa fMgMa fMg 17 （1）0.25（2） (3)10R gR 答案第 5 页，总 7 页 【解析】 (1)由滑动摩擦力和支持力的关系可知 0.25 4 mg f Nmg (2) 由 mgm 2 C v R 得 vc gR (3) 由 A 到 B 根据动能定理得 WFWfWGEkcEkA Flflmg2R 2 1 2 c mv 由可得 l10R 18(1)0.45m；(2)会，5m/s；(3)1.37m 【解析】(1)沿 AB 方向进入轨道 vAy=3m/s 离 B 点的高度差 2 9 2 0.45 20 m Ay A v h g (2)从抛出点到圆轨道最高点 D，采用动能定理 22 0 11 (2 ) 22 BCD mg hRmgLmvmv 答案第 6 页，总 7 页 解得 3m/s D v 若在最高点时重力完全充当向心力，则 2 D mv mg R 解得 m/sm/s23 D vgR 故能与挡板碰撞 从抛出点到 E 点采用动能定理 22 0 11 22 BCE mghmgLmvmv 解得 5m/s E v (3)小物块不会从 A 点滑出 2 1 20 2 BCA mgLmv 解得 LBC=1.25m 若小物块经过 BC 恰能到达最高点，即 vD=2m/s 时 22 0 11 (2 ) 22 BCD mg hRmgLmvmv 解得 LBC=2.9m 若 LBC=1.25m 则 答案第 7 页，总 7 页 1253=3.75m2.9m，所以物块经过 BC 段 3 次后，就可能脱离轨道，要使物块不脱离轨道，则要 适当改变 BC 的长度，物块第三次过 BC 后到达与圆心等高处 2 0 1 ()30 2 BC mg hRmgLmv 解得 41 1.371.25 30 BC Lmmm 适当减小 BC 的长度，物块第 5 次过 BC 后到达与圆心等高处 2 0 1 ()50 2 BC mg hRmgLmv 解得 0.82m1.25m BC L 所以 41 m1.37m 30 BC L 期末专题复习六期末专题复习六机械能守恒与能量守恒定律机械能守恒与能量守恒定律 一、单选题一、单选题 1以下运动中物体的机械能一定守恒的是（） A物体做匀速直线运动 B物体从高处以的加速度竖直下落 4 g C不计空气阻力，细绳一端拴一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动 D物体做匀变速曲线运动 2将质量为 m 的小球从桌面边缘竖直向上抛出，桌面离地高为 h。小球能到达的最大高度与地面 的距离为 H，以桌面为零势能参考平面，不计空气阻力，则小球落地时的机械能为（） AmgHBmg(Hh)Cmg(H+h)Dmgh 3奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是（ ） A加速助跑过程中，运动员的动能增加 B起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 C起跳上升过程中，运动员的重力势能增加 D越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加 4如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行， 下列说法正确的是（） A炮弹在上升过程中动能减小 B炮弹在下落过程中机械能增加 C炮弹到达最高点时速度为零 D炮弹到达最高点吋加速度为零 5如图所示，质量相同的三个小物块 a、b、c 处在同一高度，现将小物块 a 和 b 由静止释放，a 沿 光滑斜面下滑，b 做自由落体运动；同时将小物块 c 沿水平方向以速度 v0抛出。不计空气阻力，下 列说法不正确的是（） A从释放到落地过程中重力对 a、b 两个物块做功相同 Ba、b 两个物块落地瞬间重力的瞬时功率相同 Cb、c 两个物块落地瞬间的机械能不相同 Db、c 两个物块在运动过程中重力做功的平均功率相同 6某物体沿光滑斜面由静止开始下滑至斜面底端的过程中，若不计空气阻力，下列图像中能正确 表示该物体的机械能 E 随位移 x 变化规律的是（） AB CD 7如图，质量为 m 的小球，用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点，小球在水平拉力 F 作用下，从平衡位置 P 缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为处。重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A小球的重力势能增加 cosmgl B拉力 F 所做的功为 1 cosmgl C拉力 F 所做的功为 2 sin cos mgl D绳的拉力所做的功为mgl 8把一质量为 m 的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至 A 的位置，如图甲所示迅速松手后， 弹簧把球弹起，球升至最高位置 C（图丙） ，途中经过位置 B 时弹簧正好处于自由状态（图乙） 已 知 A、B 的高度差为 h，C、B 高度差为 2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，选 A 位置为重力 势能零势能点，则（ ） A刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力 B状态甲中弹簧的弹性势能为 2mgh C状态乙中小球的动能为 mgh D状态丙中系统的机械能为 3mgh 二、多选题二、多选题 9如图所示，竖直面内固定一半径为 R 的光滑四分之圆弧轨道，光滑水平地面上放置一长为 R 质 量为 m 的长木板，长木板的上表面与圆弧轨道的最低点 B 等高且二者接触但不粘连。一质量为 m 的块以初速度滑上长木板的左端，铁块恰好能滑到圆弧轨道的最高点 C，重力加速度为 0 3vgR g，则下列说法正确的是（） A铁块运动到 B 点时对圆弧轨道的压力为 2mg B最终铁块能滑到长木板的左端 C铁块与长木板间的动摩擦因数为 0.5 D最终铁块的速度为 0 v 10如图所示，粗糙斜面体静置于水平地面上，一木块从斜面底端开始以某一初速度沿斜面上滑， 然后又返回出发点，在木块运动的过程中斜面体始终保持静止。下列能大致描述木块整个运动过程 中的速度 v、地面对斜面体的摩擦力 Ff、木块动能 Ek、木块机械能 E 与时间 t 之间关系的图象是 （v-t 图以初速度方向为正方向，Ff-t 图以水平向左为正方向） AB CD 11如图所示，质量 M 的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为 l0的轻质弹簧一端固定于 O 点， 另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内图中 AO 水平，BO 间连线长度恰好与弹簧原长 相等，且与杆垂直， O在 O 的正下方，C 是 AO段的中点，30现让小球从 A 处由静止释放， 下列说法正确的有 A下滑过程中小球的机械能守恒 B小球滑到 B 点时的加速度为 3 2 g C小球下滑到 B 点时速度最大 D小球下滑到 C 点时的速度为 0 2gl 12在倾角为 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的物块 A、B，它们的质量分别为和， 1 m 2 m 弹簧劲度系数为 k，C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力拉物块 A，使它以加速度 a 沿斜面向上做匀加速运动直到物块 B 刚要离开挡板 C，在此过程中（） A拉力的大小一直增大 B物块 B 刚要离开挡板 C 时拉力 121 sinFmmgm a C拉力做功的功率先增大后减小 D物块 A 的机械能先减小后增大 三、实验题三、实验题 13利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹） 、打点计时器、刻度尺、导线及开关外，在下列器材 中，还必须使用的器材是_； A交流电源 B直流电源 C天平（含砝码） (2)使用打点计时器的方法正确的是_； A先释放重物再接通打点计时器的电源 B先接通打点计时器的电源再释放重物 (3)由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，比较重物下落过程中任意两点间的动能增加量与势能减少 量时会发现 _ ； k E p E A大于 B等于 C小于 (4)实验时，某同学用刻度尺测出重物下落高度 h，并根据计算出该时刻的速度 v，这种 2vgh 计算速度的方法在本实验中_（填“正确”或“不正确”） 。原因是_。 14用如图甲所示的实验装置验证质量为的物块 A、质量为的物块 B 组成的系统的机械能守 1 m 2 m 恒，B 从高处由静止开始下落，A 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可 验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计 数点之间还有 4 个点（图中未标出） ，计数点间的距离如图所示。已知，打 1 50gm 2 150gm 点计时器的频率为 50Hz。 （结果均保留 2 位有效数字） (1)在纸带上打下计数点 5 时物块的速度_m/s。 5 v (2)在打下计数点 0 到计数点 5 的过程中系统动能的增量_J，系统势能减少量 k E _J。 （当地重力加速度约为） p E g 2 9.8m/s (3)若某同学作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度_。 2 2 v h g 2 m/s 四、解答题四、解答题 15竖直向上抛出质量为 0.2kg 的石头，石头上升过程中，空气阻力忽略不计，石头离手时的速度 是 20m/s.求：（g 取 10m/s2) (1)石头离手时的动能? (2)石头能够上升的最大高度? (3)石头离地面 15m 高处的速度? 16如图所示，竖直平面内的一半径 R0.5 m 的光滑圆弧槽 BCD，B 点与圆心 O 等高，质量 m0.1 kg 的小球(可看作质点)从 B 点正上方 H0.75 m 高处的 A 点自由下落，由 B 点进入圆弧轨 道，从 D 点飞出，不计空气阻力，(取 g10 m/s2)求： （1）小球经过 B 点时的动能； （2）小球经过最低点 C 时的速度大小 vC； （3）小球经过最低点 C 时对轨道的压力大小 17如图所示，水平面上的木板 B 和物块 A（可视为质点）用一根细绳通过动滑轮连接，木板 B 长 L=2 m，滑轮两侧细线保持水平且足够长。己知 A、B 间的动摩擦因数 1=0.4，B 与地面间的动 摩擦因数 2=0.1，物块 A、木板 B 的质量分别为 mA=l kg、mB=2 kg，不计细线和滑轮的质量，设最 大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 l0m/s2。开始时 A 在 B 的中间位置且 A、B 均静止，现在滑轮的 轴上施加水平向右的拉力 F。 （1）若拉力 F=F1=6N，求 B 对 A 的摩擦力。 （2）拉力 F 至少大于多少，才能使 A、B 发生相对滑动？ （3）若拉力 F=F2=22N，求从施加拉力到 A 由 B 上滑落的过程中系统因摩擦而产生的热量。 18如图所示，长 L=1.25m，质量 M=8kg 的平板车静止在光滑水平面上，车的左端放一质量 m=2kg 的木块，它与车面间的动摩擦因数 =0.2，今以水平恒力 F=10N 拖木板在车上滑行，物体 最终从车的右端滑落，木块在小车上滑动的过程中，问： (1)木块和小车对地的加速度各是多少？ (2)拉力对木块做了多少功？ (3)小车和木块各获得多大动能？ (4)摩擦产生多少热量？ 答案第 1 页，总 7 页 期末专题复习六期末专题复习六机械能守恒与能量守恒定律机械能守恒与能量守恒定律 参考答案参考答案 1C 2B 3B 4A 5B 6D 7B 8D 9BC 10BC 11BD 12AB 13A B C 不正确 机械能守恒为使用这个公式是已知机械能守恒验证 2 1 2 mghmv 机械能守恒。 【详解】 （1）1AB电磁打点计时器需要接低压交流电源，B 错误 A 正确； C实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量， C 错误。 故选 A。 答案第 2 页，总 7 页 （2）2AB使用打点计时器方法是先接通点电源后释放重物，反之，纸带的利用不充分打出的点 过少，A 错误 B 正确。 故选 B。 （3）3 ABC实验中由于空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力影响，得出重力势能的减小 量总是大于动能的增加量，AB 错误 C 正确。 故选 C。 （4）4因为 2vgh 是自由落体公式，这个和自由落体无关，是因为机械能守恒为 2 1 2 mghmv 使用这个公式是已知机械能守恒验证机械能守恒。 （4）5 因为机械能守恒为 2 1 2 mghmv 使用这个公式是已知机械能守恒验证机械能守恒。 142.4 0.58 0.59 9.7 【解析】(1)1在打下计数点 5 时物块的速度 46 5 2.4m/s 2 x v T (2)2在打下计数点 0 到计数点 5 的过程中系统动能的增量 2 k125 1 0.58J 2 Emmv 3系统势能减少量 答案第 3 页，总 7 页 p21 0.59JEmmg h (3)4根据 2 2112 1 2 mmghmmv 可得 2 21 21 2 mmv gh mm 则图线的斜率 21 21 mm kg mm 由图像得 5.82 4.85 1.20 k 所以 2 9.7m/sg 15 （1）40J；（2）20m；（3）10m/s 【解析】(1) 石头离手时的动能 2 k 1 40J 2 Emv (2)根据机械能守恒定律 2 1 2 mvmgh 解得石头能够上升的最大高度 答案第 4 页，总 7 页 2 20m 2 v h g = (3)根据机械能守恒定律 22 11 22 mvmghmv 即 22 11 0.1 200.1 10 150.1 22 v 石头离地面 15m 高处的速度 10m/sv 16(1)0.75J(2)5m/s(3)6N 【解析】 （1）小球从开始运动到 B 点的过程中，机械能守恒，由机械能守恒列出方程即可求解 （2） A 到 C 的过程中，机械能守恒，由机械能守恒列出方程即可求解；（3）在 C 点时，做圆周运动， 由机械能守恒求 C 点的速度在 C 点，由重力和支持力的合力作为向心力，由向心力的公式可以 求得轨道对它的