（2021新人教版）高中物理必修第二册 课时作业练习（全册一套打包）.zip

(二二)科学态度与责任科学态度与责任生产、生活中的平抛运动生产、生活中的平抛运动 平抛运动与日常生活紧密联系，如乒乓球、足球、排球等运 动模型，飞镖、射击、飞机投弹模型等这些模型经常受到边界 条件的制约，如网球是否触网或越界、飞镖是否能中靶心、飞机 投弹是否能命中目标等解题的关键在于能准确地运用平抛运动 的规律分析对应的运动特征 【典例】排球的平抛运动如图所示，排球场的长度为 18 m，其网的高度为 2 m，运动员站在离网 3 m 远的线上，正对网 前竖直跳起把球垂直于网水平击出设击球点的高度为 2.5 m， 问：球被水平击出时的速度 v 在什么范围内才能使球既不触网也 不出界？(g 取 10 m/s2) 【精巧点拨】解答本题应注意以下两点： (1)水平击出的排球做平抛运动 (2)球恰好不触网和不出界分别对应排球被击出时速度的最小 值和最大值 【解析】如图所示，排球恰不触网时其运动轨迹为，排 球恰不出界时其轨迹为，根据平抛物体的运动规律 xv0t 和 y gt2可得，当排球恰不触网时有 x13 m，x1v1t1 1 2 h12.5 m2 m0.5 m，h1 gt 1 2 2 1 由可得 v19.5 m/s. 当排球恰不出界时有 x23 m9 m12 m，x2v2t2 h22.5 m，h2 gt 1 2 2 2 由可得 v217 m/s.所以球既不触网也不出界的水平击出 速度范围是 9.5 m/sv17 m/s. 【答案】9.5 m/sv17 m/s 解题通法 处理平抛运动的临界与极值问题的注意点 (1)从题意中提取出重要的临界条件，如“恰好” “不大于 ”等关键词，确定临界状态及临界轨迹，并由此列出符合临界条 件的物理方程 (2)注意恰当运用数学知识分析求解临界与极值问题 (3) 变式训练 1“套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏， 如图所示假设某小孩和大人直立在界外，在同一条竖直线上的 不同高度分别水平抛出圆环，并恰好套中前方同一物体设圆环 的运动可以视为平抛运动，则() A大人抛出的圆环运动的时间较短 B大人应以较小的速度抛出圆环 C小孩抛出的圆环发生的位移较大 D小孩抛出的圆环单位时间内速度的变化量较小 解析：由竖直方向的运动规律得 h gt2，大人抛出的圆环的 1 2 运动时间较长，选项 A 错误；在水平方向上，由 xv0t 可知，大 人抛出的圆环的速度较小，选项 B 正确；圆环做平抛运动，小孩 抛出的圆环的竖直位移较小，水平位移与大人抛出的圆环的水平 位移相等，所以小孩抛出的圆环发生的位移较小，选项 C 错误； 圆环的加速度相同，单位时间内速度的变化量 vgt 相同，选 项 D 错误 答案：B 变式训练 2消防如图所示是消防车利用云梯(未画出)进行 高层灭火，消防水炮离地的最大高度 H40 m，出水口始终保持 水平且出水方向可以水平调节，着火点在高 h20 m 的楼层，水 平射出的初速度在 5 m/sv015 m/s 之间，可进行调节，出水 口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度 g10 m/ s2，则() A如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离 x 最大为 40 m B如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离 x 最小为 10 m C如果出水口与着火点的水平距离 x 不能小于 15 m，则射 出水的初速度最小为 5 m/s D若该着火点高度为 40 m，该消防车仍能有效灭火 解析：出水口与着火点之间的高度差为 h20 m，又 h gt2，t2 s，又 5 m/sv015 m/s，因此出水口与着火点的水 1 2 平距离 x 的范围为 10 mx30 m，故 A 错误，B 正确；如果出 水口与着火点的水平距离不能小于 15 m，则最小出水速度为 7.5 m/s，故 C 错误；如果着火点高度为 40 m，保持出水口水平，则 水不能到达着火点，故 D 错误 答案：B 变式训练 3乒乓球的平抛运动如图所示，球网高出桌面 H，网到桌边的距离为 L，某人在乒乓球训练中，从左侧 处，将 L 2 球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧边 缘，设乒乓球的运动为平抛运动，下列判断正确的是() A击球点的高度与网高度之比为 2：1 B乒乓球在网左、右两侧运动时间之比为 2：1 C乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时速率之比为 1：2 D乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为 1：2 解析：因为水平方向做匀速运动，网右侧的水平位移是左侧 水平位移的两倍，所以网右侧运动时间是左侧的两倍，竖直方向 做自由落体运动，根据 h gt2可知，击球点的高度与网高之比 1 2 为 9：8，故选项 A、B 错误；球恰好通过网的上沿的时间为落到 右侧桌边缘的时间的 ，竖直方向做自由落体运动，根据 vgt 可 1 3 知，球恰好通过网的上沿的竖直分速度与落到右侧桌边缘的竖直 分速度之比为 1：3，根据 v可知，乒乓球过网时与落 v2 0v2 y 到桌边缘时速率之比不是 1：2，故选项 C 错误；网右侧运动时 间是左侧的两倍，vgt，所以乒乓球在左、右两侧运动速度变 化量之比为 1：2，故选项 D 正确 答案：D 变式训练 4飞镖飞镖运动是人们日常休闲的活动之一 一般飞镖的靶上共标有 10 环，第 10 环的半径最小现有一靶第 10 环的半径为 1 cm，第 9 环的半径为 2 cm以此类推，若靶 的半径为 10 cm，在进行飞镖运动时，人离靶的距离为 5 m，将 飞镖对准第 10 环中心以水平速度 v 投出，g 取 10 m/s2.则下列说 法正确的是() A当 v50 m/s 时，飞镖将射中第 8 环线以内 B当 v50 m/s 时，飞镖将射中第 6 环线 C若要射中第 10 环线以内，飞镖的速度 v 至少为 50 m/ 2 s D若要射中靶子，飞镖的速度 v 至少为 50 m/s 5 解析：当 v50 m/s 时，飞镖运动的时间 t s0.1 s x v 5 50 ，则飞镖在竖直方向上的位移 y gt2 100.01 m0.05 m 1 2 1 2 5 cm，将射中第 6 环线当 v50 m/s 时，飞镖将射中第 6 环 线以内，故 A 错误，B 正确；若要飞镖射中第 10 环线内，飞镖 下降的最大高度为 0.01 m，根据 h gt2得，t1 s，则最小初 1 2 5 50 速度 v0 m/s50 m/s，故 C 错误；若要射中靶子，飞 x t1 5 5 505 镖下降的高度不能超过 0.1 m，根据 h gt2得，t2 s，则最 1 2 2 10 小速度 v m/s25 m/s，故 D 错误 0 x t2 5 2 102 答案：B 科学思维系列科学思维系列圆周运动中的连接体问题、临界问题圆周运动中的连接体问题、临界问题 一、圆周运动中的连接体问题 圆周运动中的连接体问题，是指两个或两个以上的物体通过 一定的约束绕同一转轴做圆周运动的问题这类问题的一般求解 思路是：分别隔离物体，准确分析受力，正确画出受力图，确定 轨道半径，注意约束关系(在连接体的圆周运动问题中，角速度相 同是一种常见的约束关系) 【典例 1】在一个水平转台上放有质量相等的 A、B 两个 物体，用一轻杆相连，AB 连线沿半径方向A 与平台间有摩擦， B 与平台间的摩擦可忽略不计，A、B 到平台转轴的距离分别为 L 、2L.某时刻一起随平台以 的角速度绕 OO轴做匀速圆周运动 A 与平台间的摩擦力大小为 FfA，杆的弹力大小为 F.现把转动 角速度提高至 2.A、B 仍各自在原位置随平台一起绕 OO轴匀 速圆周运动，则下面说法正确的是() AFfA、F 均增加为原来的 4 倍 BFfA、F 均增加为原来的 2 倍 CFfA大于原来的 4 倍，F 等于原来的 2 倍 DFfA、F 增加后，均小于原来的 4 倍 【解析】根据牛顿第二定律，对 A：FfAFm2rA， 对 B：Fm2rB.当 增大到 2 时，由式知，F 增加到原 来的 4 倍；由式知：FfAFm2rA，FfA增加为原来的 4 倍 故选 A. 【答案】A 变式训练 1如图所示，在光滑杆上穿着两个小球 m1、m2， 且 m12m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚 好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离 r1与 r2之比 为() A1:1B1: 2 C2:1 D1:2 解析：两个小球绕共同的圆心做圆周运动，它们之间的拉力 互为向心力，角速度相同设两球所需的向心力大小为 Fn，角速 度为 ，则 对球 m1：Fnm12r1， 对球 m2：Fnm22r2， 由上述两式得 r1r21:2. 答案：D 变式训练 2甲、乙两名溜冰运动员，m甲80 kg，m乙4 0 kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图所示 两人相距 0.9 m，弹簧测力计的示数为 9.2 N，下列判断中正 确的是() A两人的线速度相同，约为 40 m/s B两人的角速度相同，为 5 rad/s C两人的运动半径相同，都是 0.45 m D两人的运动半径不同，甲为 0.3 m，乙为 0.6 m 解析：C 错：两个人做圆周运动，向心力的大小相等，质量 不同，角速度相同，所以他们的运动半径不同D 对：设甲的半 径为 R1，则乙的半径为 0.9 mR1，故 m甲2R1m乙2(0.9 m R1)，解得 R10.3 mB 错：再根据 9.2 Nm甲2R1可知， 角速度 0.62 rad/s.A 错：两个人的角速度相同，半径不同， 故他们的线速度不相同 答案：D 二、圆周运动中临界问题的解题策略 关于圆周运动的临界问题，要特别注意分析物体做圆周运 动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界 速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆 周运动知识列方程求解 (1)与绳的弹力有关的临界问题：此问题要分析出绳子恰好无 弹力(或恰好断裂)这一临界状态下的角速度(或线速度)等 (2)与支持面弹力有关的临界问题：此问题要分析出恰好无支 持力这一临界状态下的角速度(或线速度)等 (3)因静摩擦力而产生的临界问题：此问题要分析出静摩擦力 达到最大这一临界状态下的角速度(或线速度)等 【典例 2】如图所示，在光滑水平面上相距 20 cm 处有两 个钉子 A 和 B，长 1.2 m 的细绳一端系着质量为 0.5 kg 的小球， 另一端固定在钉子 A 上开始时，小球和钉子 A、B 在同一直线 上，小球始终以 2 m/s 的速率在水平面内做匀速圆周运动若细 绳能承受的最大拉力是 5 N，则从开始到细绳断开所经历的时间 是() A1.2 s B1.4 s C1.8 s D2 s 【解析】小球每转过 180，转动半径就减小 x0.20 m， 所需向心力 F(n0,1,2，)，由 F5 N，可得 n4， mv2 Lnx 即小球转动半径缩短了 4 次，细绳第 5 次碰到钉子瞬间后，细绳 断开从开始到细绳断开，每转半周小球转动半径分别为 L、L x、L2x、L3x、L4x，则运动时间 t. 5L10 x v 【答案】D 变式训练 3如图所示，两绳系一质量为 0.1 kg 的小球，两 绳的另一端分别固定于轴的 A、B 两处，上面绳长 2 m，两绳拉 直时与轴的夹角分别为 30和 45，问球的角速度在什么范围内两 绳始终都有张力？(g 取 10 m/s2) 解析：当上绳绷紧，下绳恰好伸直但无张力时，小球受力如 图甲所示 由牛顿第二定律得：mgtan 30m r，又有 rLsin 30， 2 1 解得 1 rad/s； 10 3 3 当下绳绷紧，上绳恰好伸直无张力时，小球受力如图乙所示 由牛顿第二定律得：mgtan 45m r，解得 2 rad/s 2 210 ，故当 rad/s rad/s 时，两绳始终都有张力 10 3 310 答案： rad/s rad/s 10 3 310 单元素养评价单元素养评价(三三)第七章第七章万有引力与宇宙航行万有引力与宇宙航行 合格性考试 12019重庆市月考下列说法正确的是() A牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量” 第一人 B卡文迪什测出引力常量的值，让万有引力定律有了实际 意义 C相对论和量子力学，否定了经典力学 D天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下 发现的行星” 解析：牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪什通过实验测量 并计算得出了引力常量的值，因此卡文迪什被称为“称量地球的 质量”的人，故 A 错误，B 正确；相对论与量子力学并没有否定 经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立的范围，故 C 错误；海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被人们称 为“笔尖下发现的行星” ，故 D 错误 答案：B 2三种宇宙速度分别是 7.9 km/s、11.2 km/s、16.7 km/s， 则表明() A物体绕地球做匀速圆周运动的最小速度是 7.9 km/s B物体绕地球做匀速圆周运动的最小速度是 11.2 km/s C物体绕地球做匀速圆周运动的最大速度是 7.9 km/s D物体绕太阳转动的最大速度是 7.9 km/s 解析：第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，同时是围绕地 球运动的最大环绕速度，第二宇宙速度又叫逃逸速度，是脱离地 球吸引的最小发射速度；第三宇宙速度是摆脱太阳引力束缚的最 小发射速度，故选项 C 正确 答案：C 3. 为纪念伽利略将望远镜用于天文观测 400 周年，2009 年被定 为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年我国发射的“嫦娥 一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了预定任务，于 2009 年 3 月 1 日 16 时 13 分成功撞月图示为“嫦娥一号”卫星撞月 的模拟图，卫星在控制点开始进入撞月轨道，假设卫星绕月球 做圆周运动的轨道半径为 R，周期为 T，引力常量为 G.根据题中 信息，下列说法中正确的是() A可以求出月球的质量 B可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力 C “嫦娥一号”卫星在控制点处应加速 D “嫦娥一号”在地面的发射速度大于 11.2 km/s 解析：由mR 可求得月球质量 M，A 项正 GMm R2 42 T2 42R3 GT2 确；因不知“嫦娥一号”卫星的质量，故无法求出月球对“嫦娥 一号”的引力，B 项错误；“嫦娥一号”从控制点处开始做向 心运动，应在控制点处减速，C 项错误；“嫦娥一号”最终未 脱离地球束缚，和月球一起绕地球运动，因此在地面的发射速度 小于 11.2 km/s，D 项错误 答案：A 4. 三颗人造地球卫星 A、B、C 绕地球做匀速圆周运动，如图 所示，已知 mAmBTBTC C向心力大小关系为 FAFBvBvC，选项 A Mm r2 v2 r GM r 错误；由 Gmr得 T2，所以 TAaBaC，又 mAmBFB，FBv2. (2)飞船在轨道、轨道都做匀速圆周运动，根据万有引力 提供向心力得：Gm Mm r2 v2 r 解得：v GM r 故飞船在轨道跟轨道的线速度大小之比为 v3 v1 r1 r3 4R R . 2 1 (3)飞船在轨道绕月球运动，根据万有引力提供向心力得： Gmr Mm r2 42 T2 解得：T2 r3 GM 在月球表面有：Gmg0，解得：g0 Mm R2 GM R2 故周期为 T216. 4R3 g0R2 R g0 答案：(1)v1v2(2)2:1(3)16 R g0 单元素养评价单元素养评价(一一)第五章第五章抛体运动抛体运动 合格性考试 12019山西临汾一中高一下期中关于曲线运动的下列说 法中错误的是() A曲线运动一定是变速运动 B做曲线运动的物体所受合力一定是恒力 C曲线运动可能是匀变速运动 D做曲线运动物体的速度大小和加速度大小都可能保持不 变 解析：做曲线运动的物体速度方向时刻改变，因此曲线运动 一定是变速运动，故 A 正确；曲线运动一定是变速运动，加速度 一定不为零但不一定恒定，根据牛顿第二定律可知，合力一定不 为零但不一定恒定，故 B 错误；曲线运动的加速度可能恒定，所 以曲线运动可能是匀变速运动，故 C 正确；做曲线运动的物体， 其速度的方向一定时刻改变，但速度和加速度的大小都有可能保 持不变，故 D 正确 答案：B 22019四川绵阳高一下期末大型货运站中有旋臂式起重 机如图所示的起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天 车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿 旋臂水平运动现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶， 同时又启动天车上的起吊电动机，使货物沿竖直方向向上做匀减 速运动此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是选 项图中的() 解析：货物竖直方向向上做匀减速直线运动，加速度方向向 下；水平方向做匀速直线运动，加速度为零，因此合加速度向下 ，与合速度不在一条直线上，物体做曲线运动，故 A 错误；曲线 运动的轨迹弯向合外力(或合加速度)方向，即向下，故 C 正确， B、D 错误 答案：C 32019陕西西安长安一中高二上期末做平抛运动的物体 的落地点与抛出点间水平距离的决定因素是() A物体下落的高度和初速度 B物体下落的高度 C物体的初速度 D物体的质量和初速度 解析：平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，由 h 1 2 gt2可得 t，则水平距离为 xv0tv0，由此可知，物体 2h g 2h g 的落地点与抛出点间水平距离的决定因素是物体下落的高度 h 和 初速度 v0，故本题选 A. 答案：A 4物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角 的正切值 tan 随时间 t 变化的图象是图中的() 解析：平抛运动水平方向上的速度不变，为 v0，在竖直方向 上的分速度为 vygt，tan ，g 与 v0为定值，所以 tan vy v0 gt v0 与 t 成正比，故 B 正确 答案：B 5. 飞盘自发明之始的 5060 年间，由于运动本身的新奇、活 泼、变化、具挑战性、男女差异小、没有场地限制等的诸多特点 ，吸引了男女老少各年龄层的爱好者如图，某一玩家从 1.25 m 的高度将飞盘水平投出，请估算飞盘落地的时间() A0.3 s B0.4 s C0.5 s D3 s 解析：根据 h gt2得，t0.5 s，而飞盘在运动的过 1 2 2h g 程中受到空气阻力作用，则运动的时间一定会大于 0.5 s，故 D 正确 答案：D 62019兴平高一检测如图所示，一艘炮艇沿长江由西向 东快速行驶，在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标要击中目标， 射击方向应() A对准目标 B偏向目标的西侧 C偏向目标的东侧 D无论对准哪个方向都无法击中目标 解析：炮弹的实际速度方向沿目标方向，该速度是船的速度 与射击速度的合速度，根据平行四边形定则知，射击的方向应偏 向目标的西侧故 B 正确 答案：B 72019甘肃会宁四中高一检测在用如图甲所示装置“探 究平抛运动的特点”的实验中，利用斜槽和贴着带有方格白纸的 竖直板描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下： A让小球多次从_位置上滚下，在印有小方格的纸 上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图乙中 a、b、c、d 所示 B安装好器材，注意使斜槽末端_，记下平抛初位 置 O 点和过 O 点的竖直线 C取下白纸以 O 为原点，以竖直线为 y 轴建立坐标系，用 平滑曲线画平抛运动的轨迹 (1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上 (2)上述实验步骤的合理顺序是_ 解析：(1)在研究平抛运动的实验中，为保证小球做平抛运动 ，斜槽末端要水平，为保证每次运动轨迹相同，小球要从同一位 置释放(2)实验顺序应是：安装器材、让小球多次从同一位置无 初速度滚下、记录位置故正确的顺序应该是 BAC. 答案：(1)斜槽同一切线水平(2)BAC 8. 如图所示，一小球从平台上水平抛出，恰好落在平台前一倾 角为 53的斜面顶端并刚好沿斜面下滑，已知平台到斜面顶端 的高度为 h0.8 m，取 g10 m/s2.求： (1)小球水平抛出的初速度 v0； (2)斜面顶端与平台边缘的水平距离 x.(sin 530.8，cos 53 0.6) 解析：小球从平台运动到斜面顶端的过程中做平抛运动，由 平抛运动规律有： xv0t，h gt2，vygt 1 2 由题图可知：tan vy v0 gt v0 代入数据解得：v03 m/s，x1.2 m. 答案：(1)3 m/s(2)1.2 m 等级性考试 9如图所示，在竖直平面内有一曲面，曲面方程为 yx2， 在 y 轴上有一点 P，坐标为(0 6 m)从 P 点将一小球水平抛出，初速度为 1 m/s.则小球第 一次打在曲面上的位置为(不计空气阻力)() A(3 m,3 m) B(2 m,4 m) C(1 m,1 m) D(1 m,2 m) 解析：设小球经过时间 t 打在斜面上 M(x，y)点，则水平方 向：xv0t，竖直方向上：6y gt2，又因为 yx2可解得：x 1 2 1 m，y1 m，故 C 正确 答案：C 10如图所示，在斜面顶端 a 处以速度 va水平抛出一小球， 经过时间 ta恰好落在斜面底端 c 处今在 c 点正上方与 a 等高的 b 处以速度 vb水平抛出另一小球，经过时间 tb恰好落在斜面的三 等分点 d 处若不计空气阻力，下列关系式正确的是() Atatb Bta3tb 3 2 Cvavb Dva vb 3 2 3 2 解析：a、b 两球下降的高度之比为 3:1，根据 h gt2可知， 1 2 t，则运动的时间关系是 tatb，选项 A、B 错误；因为 a 2h g3 、b 两球的水平位移之比为 3:2，由 v0 得 vavb，选项 C 正 x t 3 2 确，D 错误 答案：C 11. 如图所示，河宽 d120 m，设小船在静水中的速度为 v1， 河水的流速为 v2.小船从 A 点出发，在渡河时，船身保持平行移 动第一次出发时船头指向河对岸上游的 B 点，经过 10 min， 小船恰好到达河正对岸的 C 点；第二次出发时船头指向河正对岸 的 C 点，经过 8 min，小船到达 C 点下游的 D 点，求： (1)小船在静水中的速度 v1的大小； (2)河水的流速 v2的大小； (3)在第二次渡河时小船被冲向下游的距离 sCD. 解析：(1)小船从 A 点出发，若船头指向河正对岸的 C 点， 则此时 v1方向的位移为 d，故有 v1 m/s0.25 d tmin 120 60 8 m/s.(2)设 A、B 连线与河岸上游成 角，由题意可知，此时恰好 到达河正对岸的 C 点，故 v1沿河岸方向的分速度大小恰好等于 河水的流速 v2的大小，即 v2v1cos ，此时渡河时间 t d v1sin ，所以 sin 0.8，故 v2v1cos 0.15 m/s.(3)在第二次渡 d v1t 河时小船被冲向下游的距离 sCDv2tmin72 m. 答案：(1)0.25 m/s(2)0.15 m/s(3)72 m 12. 水平地面上有一高 h4.2 m 的竖直墙，现将一小球以 v06. 0 m/s 的速度，从离地面高 H5.0 m 的 A 点水平抛出，球以大 小为 10 m/s 的速度正好撞到墙上的 B 点，不计空气阻力，不计 墙的厚度重力加速度 g 取 10 m/s2，求： (1)小球从 A 到 B 所用的时间 t； (2)小球抛出点 A 到墙的水平距离 s 和 B 离地面的高度 hB； (3)若仍将小球从原位置沿原方向抛出，为使小球能越过竖直 墙，小球抛出时的初速度大小应满足什么条件？ 解析：(1)对小球在 B 点的速度分解， 设球在 B 点的竖直速度为 vBy，由平抛运动的规律： v v v 2 B2 02 By vBygt 联立解得：t0.8 s (2)设球从 A 到 B 下落的竖直高度为 h1， 由平抛运动规律： 水平方向 sv0t 竖直方向 h1 gt2 1 2 根据几何关系 hBHh1 解得：s4.8 m，hB1.8 m (3)设小球至少以 vmin水平初速度抛出，能越过墙的上端，此 过程由平抛运动规律： 竖直方向：Hh gt 1 2 2 2 水平方向：svmint2 联立解得：vmin12 m/s 故应满足 v012 m/s. 答案：(1)0.8 m/s(2)4.8 m1.8 m(3)v012 m/s 单元素养评价单元素养评价(四四)第八章第八章机械能守恒定律机械能守恒定律 合格性考试 1如图所示，射箭时人拉弓所做的功转化为弹性势能，此 时的弹性势能主要() A存储在箭上 B存储在弓上 C存储在弦上 D存储于拉弓人的手上 解析：人拉弓时，弓发生了明显的弹性形变，弹性势能主 要存储在弓上，故 B 正确 答案：B 2. 如图所示，质量 m1 kg、长 L0.8 m 的均匀矩形薄板静 止在水平桌面上，其右端与桌子边缘平齐板与桌面间的动摩 擦因数 0.4，现用 F5 N 的水平力向右推薄板，使它翻下 桌子，力 F 做的功至少为(g 取 10 m/s2)() A1 J B1.6 J C2 J D4 J 解析：当板翻下桌子时，板相对桌面移动 ，故力 F 做的功 L 2 至少为 Wmg 0.4110 J1.6 J，选项 B 正确， L 2 0.8 2 A、C、D 错误 答案：B 3同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙 水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和 平均功率分别为 W1、P1和 W2、P2，则二者的关系是() AW1W2、P1P2 BW1W2、P1P2 DW1W2、P1t2，根据 P，则有 P1P2，故 B 项正确 W t 答案：B 4下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石头、圆珠 笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)() A将箭搭在弦上，拉弓的整个过程 B过山车在动力作用下在轨道上缓慢上行的过程 C在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分 开的过程 D手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔 弹起的过程 解析：将箭搭在弦上，拉弓的整个过程中，拉力对弦做功 ，故弓的机械能不守恒，故 A 错误；过山车在动力作用下在轨 道上缓慢上行的过程中，动能不变，重力势能变大，故过山车 的机械能不守恒，故 B 错误；在一根细线的中央悬挂着一石头 ，双手拉着细线缓慢分开的过程中，石头的动能不变，重力势 能增加，故石头的机械能不守恒，故 C 错误；笔帽抵在桌面放 手后圆珠笔弹起的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，故圆珠 笔的机械能守恒，故 D 正确 答案：D 5. 假设一架战斗机正在空中某一高度做匀速飞行，另一架空 中加油机给其加油，如图所示，加油后战斗机仍以原来的高度 和速度做匀速飞行，则与加油前相比，战斗机的() A动能增加，势能减少，机械能不变 B动能增加，势能增加，机械能增加 C动能减少，势能不变，机械能减少 D动能不变，势能不变，机械能不变 解析：加油后战斗机的质量增加，又因战斗机飞行的速率 和高度都未发生变化，它的动能和重力势能都要增加，所以机 械能也要增加 答案：B 6质量为 2 t 的汽车，发动机的功率为 30 kW，在水平公 路上能以 54 km/h 的最大速度行驶，如果保持功率不变，则汽 车的速度为 36 km/h 时，汽车的加速度为() A0.5 m/s2 B1 m/s2 C1.5 m/s2 D2 m/s2 解析：由 PFfvm得 Ff2103 N，当 v36 km/h P vm 时，由 PFv 得 F3103 N，又 a，所以 a0.5 m/s FFf m 2，选项 A 正确 答案：A 7两滑块甲和乙放在粗糙的水平面上，给两滑块同方向的 初速度，两滑块仅在滑动摩擦力的作用下运动，并作出两滑块 的动能与滑行距离的变化规律图线，如图所示，已知两滑块的 质量相同则能正确地反映两滑块的速度随时间变化规律的图 象是() 解析：对两滑块根据动能定理FfxEkEk0，所以 Ek FfxEk0，由此表达式可知题中图线的斜率表达的是物体运动过 程中所受的摩擦力，由 Ekx 图线可判断甲、乙两滑块所受摩 擦力相等，所以两滑块均以相同的加速度做匀减速运动，D 选 项正确 答案：D 82019福建闽侯二中、闽清高中等高一下联考用打点计 时器“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示 (1)按照图示的装置安装器件时，应将打点计时器接到电源 的_(填“直流”或“交流”)输出端上 (2)开始打点计时的时候，两个操作步骤“接通电源”和“ 松开纸带”的顺序应该是：先_，后_ (3)某同学在使用质量为 m 的重物来验证“机械能守恒定律 ”的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示纸带 上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，那么纸带的_ _(填“左”或“右”)端与重物相连 (4)某同学上交的实验报告显示重物的动能略大于重物的势 能，则出现这一问题的原因可能是() A重物的质量测量错误 B该同学自编了实验数据 C交流电源的频率不等于 50 Hz D重物下落时受到的阻力过大 解析：(1)打点计时器需接交流电源； (2)开始打点时应先接通电源后松开纸带； (3)由纸带可看出左端与重物相连； (4)由于存在摩擦阻力重锤的势能应略大于动能，不可能存 在动能大于势能的情况，故选 B. 答案：(1)交流(2)接通电源松开纸带(3)左(4)B 9如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接 后固定在水平地面上，圆弧轨道 B 端的切线沿水平方向质量 m1 kg 的滑块(可视为质点)在水平恒力 F10 N 的作用下， 从 A 点由静止开始运动，当滑块运动的位移 x0.5 m 时撤去力 F.已知 A、B 之间的距离 x01 m，滑块与水平轨道间的动摩擦 因数 0.1，滑块上升的最大高度 h0.2 m，g 取 10 m/s2.求 ： (1)在撤去力 F 时，滑块的速度大小； (2)滑块从 B 到 C 过程中克服摩擦力做的功 解析：(1)滑块在力 F 的作用下由 A 点运动到撤去力 F 的过 程中，依据动能定理有：Fxmgx mv2，解得 v3 m/s. 1 2 (2)滑块由 A 到 C 的整个过程中，依据动能定理有：Fx mgx0mghWf0 解得：WfFxmgx0mgh2 J. 答案：(1)3 m/s(2)2 J 等级性考试 10如图所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索用恒 力 F 竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加 速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在 此过程中，以下说法正确的是() A力 F 所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势 能的增量 B木箱克服重力所做的功等于木箱重力势能的增量 C力 F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的 增量 D力 F 和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量 解析：木箱运动过程中，有力 F、重力、阻力三个力对木 箱做功，合力做功决定着物体动能的改变量，C 正确、A 错误 ；重力做功决定着重力势能的改变量，B 正确；除重力做功以 外，其他力做功的代数和等于物体机械能的改变量，D 正确 答案：BCD 11如图所示，一个物体在 A 时，弹簧处于原长，将物体 从 A 推到 B 时，弹力做功 W1；将物体从 A 推到 B 再推到 C 最 后再回到 B，弹力做功 W2.下列说法正确的是() AW1W2 BW1W2 C上述两个过程中弹簧的弹性势能变化不同 D上述两个过程中弹簧的弹性势能均增加W1 解析：对于同一弹簧，其弹性势能的大小取决于它的形变 量，将物体由 A 推到 B 和将物体由 A 推到 B 再推到 C 最后再回 到 B 的弹簧形变量相同，故有 W1W2，而且均是外界对弹簧做 正功，故弹簧弹性势能均增加，A、C 错误，B、D 正确 答案：BD 12在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动， 当速度达到 vmax后，立即关闭发动机直至静止，v t 图象如图 所示，设汽车的牵引力为 F，受到的摩擦力为 Ff，全程中牵引 力做功为 W1，克服摩擦力做功为 W2，则() AF：Ff1：3 BW1：W21：1 CF：Ff4：1 DW1：W21：3 解析：对汽车运动的全过程，由动能定理得：W1W2E k0，所以 W1W2，选项 B 正确，选项 D 错误由图象知 x1 ：x21：4.由动能定理得 Fx1Ffx20，所以 F：Ff4：1，选 项 A 错误，选项 C 正确 答案：BC 13如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为 R0.5 m，平台与轨道的最高点等高，一质量 m0.8 kg 的小 球从平台边缘的 A 处水平射出，恰能沿圆弧轨道上 P 点的切线 方向进入轨道内侧，轨道半径 OP 与竖直线的夹角为 53，已知 sin 530.8，cos 530.6，g 取 10 m/s2，试求： (1)小球从平台上的 A 点射出时的速度大小 v0； (2)小球从平台上的射出点 A 到圆轨道入射点 P 之间的水平 距离 L； (3)小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小 解析：(1)小球从 A 到 P 的高度差为：hR(1cos 53) 从 A 到 P 是平抛运动，根据分运动公式，有： h gt2，vygt，tan 53 1 2 vy v0 联立并代入数据解得：v03 m/s (2)从 A 到 P 是平抛运动，根据分位移公式， 有 Lv0t 联立并代入数据解得：L1.2 m (3)从 A 到圆弧最低点，根据机械能守恒定律，有： mv mg2R mv 1 22 1 1 22 0 代入数据解得：v1 m/s 29 答案：(1)3 m/s(2)1.2 m(3) m/s 29 单元素养评价单元素养评价(二二)第六章第六章圆周运动圆周运动 合格性考试 1对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是() A线速度不变B向心加速度不变 C周期不变 D运动状态不变 答案：C 22019江西南康中学检测一辆轿车正在通过如图所示的 路段，关于该轿车在转弯的过程中，下列说法正确的是() A轿车的速度大小不一定变化 B轿车处于平衡状态 C轿车加速度的方向一定沿运动轨迹的切线方向 D轿车加速度的方向一定垂直于运动轨迹的切线方向 答案：A 3一球绕过球心的竖直轴匀速运动，如图所示，球面上有 A、B 两点，则() A可能 vAvB，也可能 vAvB BA、B 两点的向心加速度都指向球心 O C由 a可知 aAaB v2 r D由 a2r 可知 aAaB 解析：由于 A、B 两点是同轴转动，故它们的角速度相同 ，由题图可知 rArB，根据 vr，可知 vAvB，故 A 错误；A 、B 两点的向心加速度方向都指向所在平面的圆的圆心，而不 是指向球心 O，故 B 错误；由于 rArB，而且 vAvB，所以不 能使用 a判断得出 aA和 aB的关系，故 C 错误；由于 A、B v2 r 两点是同轴转动，故它们的角速度相同，由图可知 rArB，根 据 a2r 可知 aAaB，故 D 正确 答案：D 42019海南卷如图，一硬币(可视为质点)置于水平圆盘 上，硬币与竖直转轴 OO的距离为 r，已知硬币与圆盘之间的 动摩擦因数为 (最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度大 小为 g.若硬币与圆盘一起绕 OO轴匀速转动，则圆盘转动的 最大角速度为() A. B. 1 2 g r g r C. D2 2g r g r 解析：摩擦力提供向心力，角速度最大时：mgmr2， 解得角速度 ，选项 B 正确 g r 答案：B 5. 如图所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转 动，大、小齿轮的角速度大小分别为 1、2，两齿轮边缘处的 线速度大小分别为 v1、v2，则() A12，v1v2 C12，v1v2 D12，v1v2 解析：两个齿轮的区别是各自的齿数不同，相同时间内小 齿轮转过的角度大，故齿轮的角速度大小关系为 12；由于 两齿轮单位时间内转过的齿数是相同的，故两齿轮边缘处的线 速度大小相等，即 v1v2. 答案：A 6. 如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球 、分别放在转盘 A、B 上，它们到所在转盘轴的距离之比 为 2:1.a、b 分别是与 A 盘、B 盘同轴的轮a、b 的轮半径之比 为 1:2，用皮带连接 a、b 两轮转动时，钢球、所受的向心 力之比为()