优化方案·高中同步测试卷·教科物理必修2：高中同步测试卷(七) Word版含答案

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最新人教版高中物理必修二第七章同步测试题及答案解析全套第七章机械能守恒定律第一节追寻守恒量一一能量第二节功分层训练迎战两考A 级抓基础1. 下面四幅图是小新提包回家的情景，小新对提包的拉力没有做功的是站在水平匀速行驶的丰上B乘升降电梯提着包上楼 C D解析：根据功的概念及功的两个因素可知，只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A 、C 、D 做功，B 没有做功.故选B. 答案：B2. 有一根轻绳拴了一个物体，如图所示，若整体以加速度“向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是（）A. 重力做正功，拉力做负功，合另做负功B. 重力做正功，拉力做负功，合力做正功C. 重力做正功，拉力做正功，合力做正功D. 重力做负功，拉力做负功，合力做正功解析：重力与位移同向，做正功，拉力与位移反向做负功，由于做减速运动，所以物体所受合力向上，与位移反向，做负功.故选项A 正确.答案：A3. 如图所示，轻绳下悬挂一小球，在小球沿水平面做半径为R 的匀速圆周运动转过半圈的过程中，下列关于绳对小球做功情况的叙述中正确的是（）将包提起來 AA. 绳对小球没有力的作用，所以绳对小球没做功B. 绳对小球有拉力作用，但小球没发生位移，所以绳对小球没做功C. 绳对小球有沿绳方向的拉力，小球在转过半圈的过程中的位移为水平方向的2& 所以绳对小球做了功D. 以上说法均不对解析：做功的必要条件是力和力方向上的位移.对于小球来说受到两个力：重力G 、绳的拉力尸丁，它们的合力提供小球的向心力.根据几何知识可以知道重力G 、绳的拉力尸丁均与小球的瞬时速度垂直，说明小球不会在这两个力的方向上产生位移.同理可知合外力F 的方向也与速度方向垂直，不会对小球做功.选项D 正确.答案：D4. 某人从4 m 深的水井中，将50 N 的水桶匀速提至地面，然后提着水桶在水平地面上匀速行走了 12 m,在整个过程中，人对水桶所做的功为（）A. 800 JB. 600 JC. 200 JD. -200 J解析：人在上提过程中做的功W=FL=GL = 50X4 J=200 J;而在人匀速行走时，人对水桶不做功，故人对水桶做的功为200 J,故选C.答案：C5. 力F 大小相等，物体沿水平面运动的位移s 也相同，则F 做功最小的是解析：A 图中，拉力做功为：W=Fs\ B 图中，拉力做功为：W=Fscos 30°PT=Fscos 60° =\FS , D 图中拉力F 做功最小，故选D.答案：DB 级提能力6. （多选）某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中鬥与加速度Q 的方向相同，尸2与速度0的方向相同，尸3与速度Q 的方向相反，贝!）（）A.鬥对物体做正功B.已对物体做正功C.刊对物体做负功D.合外力对物体做负功= 0A B/x = 0C 4 #0 DC 图中，拉力做功为: 0=Fscos 30° ;D 图中，拉力做功为:解析：物体做匀减速直线运动，鬥与加速度Q的方向相同，与速度的方向相反，则鬥做负功，A 错.尸2与速度0的方向相同，则鬥做正功，B 对.F 3 与速度Q 的方向相反，则尸3做负功，C 对.合力的方向与速度方向相反，则合力做负功，D 对.答案：BCD7.如图所示，某个力F=10N 作用在半径为R=1 m 的转盘的边缘上，力F 的大小保持不变，但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致，则转动一周这个力F 做的总功为（D. 10n J解析：本题中力F 的大小不变，但方向时刻都在变化，属于变力做功问题, 可以考虑把圆周分割为很多的小段来研究.当各小段的弧长足够小时，可以认为力的方向与弧长代表的位移方向一致，故所求的总功为 W=F ・ Ns ： +F-A S 3+ —=F （Asj+A S 2+A S 3+—）=F ・ 2兀人=20兀 J,选项 B 正确.答案：B&（多选）如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是（） A.始终不做功 B.先做负功后做正功C.先做正功后不做功D.先做负功后不做功解析：当物体刚滑上传送带时若与传送带的速度相同，则传送带对物体只有支持力作用，传送带对物体不做功.若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度，传送带先对物体做正功.若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度，传送带先对物体做负功.无论物体以多大速度滑上传送带，物体最终与传送带相对静止，传送带最后都不会再对物体做功.故A 、C 、D 均有可能.答案:ACD9. 侈选）如图所示，用恒定的拉力F 拉置于光滑水平面上的质量为m 的物体，由静止开始运动，时间为拉力F 斜向上与水平面夹角为&=60° .如果要使拉力做的功变为原来的4倍，在其他条件不变的情况下，可以将（） A. 拉力变为2FB. 时间变为"ir A. 0C. 10 Jc.物体质量变为号D.拉力大小不变，但方向改为与水平面平行解析：本题要讨论的是恒力做功的问题，所以选择功的公式，要讨论影响做功大小的因素变化如何影响功的大小变化，比较快捷的思路是先写出功的通v 工、“，“1F COS60° 2 。

2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第七章习题课动能定理的应用 Word版含答案

习题课动能定理的应用[同学用书P 80]1．计算总功的两种方法 (1)W 总＝W 1＋W 2＋…＋W n . (2)W 总＝F 合·l cos α. 2．动能定理表达式W 总＝E k2－E k1＝12mv 22－12mv 21.用动能定理求变力的功[同学用书P 81]利用动能定理求变力的功是最常用的方法，具体做法如下： 1．假如在争辩的过程中，只有所要求的变力做功，则这个变力做的功就等于物体动能的增量，即W ＝ΔE k . 2．假如物体同时受到几个力的作用，但是其中只有一个力F 是变力，其他力都是恒力，则可以先用恒力做功的公式求出几个恒力所做的功，然后再用动能定理来间接求变力做的功：W F ＋W 其他＝ΔE k .如图所示，斜槽轨道下端与一个半径为0.4 m 的圆形轨道相连接．一个质量为0.1 kg 的物体从高为H ＝2 m 的A 点由静止开头滑下，运动到圆形轨道的最高点C 处时，对轨道的压力等于物体的重力．求物体从A 运动到C 的过程中克服摩擦力所做的功．(g 取10 m/s 2)[解析] 物体运动到C 点时受到重力和轨道对它的压力，由圆周运动学问可知F N ＋mg ＝mv 2Cr，又F N ＝mg ，联立两式解得v C ＝2gr ＝8 m/s ，在物体从A 点运动到C 点的过程中，由动能定理有mg (H －2r )－WF f ＝12mv 2C －0，代入数据解得WF f ＝0.8 J. [答案] 0.8 J[解题技巧] 本题中摩擦力为变力，对变力做功，不能应用功的公式求解，而应用动能定理可以求解变力做功的问题．1.一质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O 点，小球在水平力F 的作用下从平衡位置P 点缓慢地移动到Q 点，如图所示．则力F 所做的功为( )A ．mgl cos θB ．Fl sin θC ．mgl (1－cos θ)D ．Fl (1－sin θ)解析：选C.小球的运动过程是缓慢的，因而小球在任何时刻均可看成是平衡状态，因此力F 的大小在不断变化，F 做功是变力做功．小球上升过程只有重力mg 和F 这两个力做功，由动能定理得－mg (l －l cos θ)＋W F ＝0，所以W F ＝mgl (1－cos θ)．用动能定理分析多过程问题[同学用书P 81]对于包含多个运动阶段的简单运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理．1．分段应用动能定理时，将简单的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功状况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解．2．全程应用动能定理时，分析整个过程中消灭过的各力的做功状况，分析每个力的做功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解．当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简洁、更便利．如图所示，ABCD 为一竖直平面内的轨道，其中BC 水平，A 点比BC 高出10 m ，BC 长1 m ，AB和CD 轨道光滑．一质量为1 kg 的物体，从A 点以4 m/s 的速度开头运动，经过BC 后滑到高出C 点10.3 m 的D 点速度为0.求：(g 取10 m/s 2)(1)物体与BC 轨道间的动摩擦因数； (2)物体第5次经过B 点时的速度；(3)物体最终停止的位置(距B 点多少米)． [解析] (1)由动能定理得－mg (h －H )－μmgs BC ＝0－12mv 21，解得μ＝0.5.(2)物体第5次经过B 点时，物体在BC 上滑动了4次，由动能定理得mgH －μmg 4s BC ＝12mv 22－12mv 21，解得v 2＝411 m/s ≈13.3 m/s. (3)分析整个过程，由动能定理得mgH －μmgs ＝0－12mv 21，解得s ＝21.6 m.所以物体在轨道上来回运动了10次后，还有1.6 m ，故距B 点的距离为2 m －1.6 m ＝0.4 m. [答案] (1)0.5 (2)13.3 m/s (3)距B 点0.4 m[总结提升] 利用动能定理处理多过程问题，首先要分析物体的运动过程，把握好物体的初、末状态，然后找到整个过程中各个力所做的功，最终利用动能定理列式求解．2．(2021·长春高一检测)水平面上的一个质量为m 的物体，在一水平恒力F 作用下，由静止开头做匀加速直线运动，经过位移s 后撤去F ，又经过位移2s 后物体停了下来，则物体受到的阻力大小应是( )A.F 2 B ．2F C.F 3D ．3F 解析：选C.依据动能定理，撤力前过程中，(F －F f )s ＝12mv 2；撤力后过程中，－F f 2s ＝－12mv 2.由以上两式，解得：F f ＝13F ，故C 正确．动能定理和动力学方法的综合应用[同学用书P 81]动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特殊留意：1．与平抛运动相结合时，要留意应用运动的合成与分解的方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量．2．与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特殊留意隐蔽的临界条件：(1)有支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能过最高点的临界条件为v min ＝0.(2)没有支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能过最高点的临界条件为v min ＝gR .如图所示，质量m ＝0.1 kg 的金属小球从距水平面h ＝2.0 m 的光滑斜面上由静止开头释放，运动到A 点时无能量损耗，水平面AB 是长2.0 m 的粗糙平面，与半径为R ＝0.4 m 的光滑的半圆形轨道BCD 相切于B 点，其中圆轨道在竖直平面内，D 为轨道的最高点，小球恰能通过最高点D ，求：(g ＝10 m/s 2)(1)小球运动到A 点时的速度大小；(2)小球从A 运动到B 时摩擦阻力所做的功； (3)小球从D 点飞出后落点E 与A 的距离．[解析] (1)依据题意和题图可得：小球运动到A 点时由动能定理得：mgh ＝12mv 2A ，所以v A ＝2gh ＝2×10×2 m/s ＝210 m/s.(2)小球运动到D 点时：mg ＝mv 2DRv D ＝gR ＝2 m/s当小球由B 运动到D 点时由动能定理得：－mg ×2R ＝12mv 2D －12mv 2B解得v B ＝4gR ＋v 2D ＝2 5 m/s所以A 到B 时：WF f ＝12mv 2B －12mv 2A ＝12×0.1×(20－40) J ＝－1 J.(3)小球从D 点飞出后做平抛运动，故有2R ＝12gt 2t ＝4R g ＝0.4 s水平位移x BE ＝v D t ＝0.8 m 所以x AE ＝x AB －x BE ＝1.2 m.[答案] (1)210 m/s (2)－1 J (3)1.2 m3．如图所示，一个质量为m ＝0.6 kg 的小球以某一初速度v 0＝2 m/s 从P 点水平抛出，从粗糙圆弧ABC 的A 点沿切线方向进入(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)且恰好沿圆弧通过最高点C ，已知圆弧的圆心为O ，半径R ＝0.3 m ，θ＝60°，g ＝10 m/s 2.试求：(1)小球到达A 点的速度v A 的大小； (2)P 点与A 点的竖直高度H ；(3)小球从圆弧A 点运动到最高点C 的过程中克服摩擦力所做的功W .解析：(1)在A 处由速度的合成得v A ＝v 0cos θ代入数据解得v A ＝4 m/s.(2)P 到A 小球做平抛运动，竖直分速度v y ＝v 0tan θ 由运动学规律有v 2y ＝2gH 由以上两式解得H ＝0.6 m.(3)恰好过C 点满足mg ＝mv 2CR由A 到C 由动能定理得－mgR (1＋cos θ)－W ＝12mv 2C －12mv 2A 代入数据解得W ＝1.2 J.答案：(1)4 m/s (2)0.6 m (3)1.2 J[同学用书单独成册]一、选择题1．一人用力踢质量为1 kg 的皮球，使球由静止以10 m/s 的速度飞出，假定人踢球瞬间对球平均作用力是200 N ，球在水平方向运动了20 m 停止，那么人对球所做的功为( )A ．50 JB ．500 JC ．4 000 JD ．无法确定解析：选A.人踢球的力为变力，人对球所做的功等于球动能的变化，依据动能定理得W ＝12mv 2＝12×1×102J ＝50 J ，故A 正确．2.如图所示为10 m 跳台跳水示意图，运动员从10 m 高处的跳台跳下，设水的平均阻力约为其体重的3倍，在粗略估算中，把运动员当作质点处理，为了保证运动员的人身平安，池水深度至少为(不计空气阻力)( )A ．5 mB ．3 mC ．7 mD ．1 m解析：选A.设水的深度为h ，由动能定理mg (10＋h )－3mgh ＝0，解得h ＝5 m ，选项A 正确． 3.(2021·厦门一中高一检测)如图所示，用同种材料制成的一个轨道ABC ，AB 段为四分之一圆弧，半径为R ，水平放置的BC 段长为R .一个物块质量为m ，与轨道的动摩擦因数为μ，它由轨道顶端A 从静止开头下滑，恰好运动到C 端停止，物块在AB 段克服摩擦力做功为( )A ．μmgRB ．(1－μ)mgRC ．πμmgR /2D ．mgR解析：选B.物体从A 点运动到C 点的过程中，重力对物体做功W G ＝mgR ，BC 段的阻力对物体做功W BC＝－μmgR ，若AB 段的摩擦力对物体做功为W AB .物体从A 到C 的过程中，依据动能定理有mgR ＋W AB －μmgR ＝0，可得W AB ＝－(1－μ)mgR ，故物体在AB 段克服摩擦力做功为(1－μ)mgR ，B 正确．4.如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设小球在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )A ．mgh －12mv 2 B.12mv 2－mghC ．－mghD ．－⎝⎛⎭⎫mgh ＋12mv 2 解析：选A.由A 到C 的过程运用动能定理可得：－mgh ＋W ＝0－12mv 2，所以W ＝mgh －12mv 2，故A 正确．5．连接A 、B 两点的弧形轨道ACB 和ADB 外形相同、材料相同、粗糙程度相同，如图所示，一个小物体由A 以肯定的初速度v 开头沿ACB 轨道到达B 的速度为v 1；若由A 以大小相同的初速度v 沿ADB 轨道到达B 的速度为v 2.比较v 1和v 2的大小有( )A ．v 1>v 2B ．v 1＝v 2C ．v 1<v 2D ．条件不足，无法判定解析：选A.弧形轨道ACB 和ADB 的长度相等，物块在上面滑动时动摩擦因数相同，物块在上面运动可认为做圆周运动，由于物块在ADB 上运动时对曲面的正压力大于在ACB 上对曲面的正压力，故在ADB 上克服摩擦力做的功大于在ACB 上克服摩擦力做的功，再由动能定理得出答案为A.6.(2021·郑州外国语学校高一检测)如图所示，质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动．拉力为F 时，转动半径为R ，当拉力渐渐减小到F4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R ，则外力对物体所做的功大小是( )A ．0 B.3FR4C.FR 4D.5FR 2解析：选C.依据拉力供应向心力F ＝mv 2R ，求得E k1＝12FR ；当拉力减小到F 4时有F 4＝mv ′22R ，求得E k2＝FR4，外力做功数值等于动能的转变量ΔE k ＝FR4.7．(2021·包头高一检测)如图所示，小球以初速度v 0从A 点沿不光滑的轨道运动到高为h 的B 点后自动返回，其返回途中仍经过A 点，则经过A 点时的速度大小为( )A.v 20－4ghB.4gh －v 2C.v 20－2ghD.2gh －v 20解析：选B.对小球由动能定理：由A →B 过程：－W 阻－mgh ＝0－12mv 20，由B →A 过程：－W 阻＋mgh ＝12mv 2A ，解得v A ＝4gh －v 20，故B 对．8．(多选)如图所示是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B 处安装一个压力传感器，其示数N 表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑，通过B 时，下列表述正确的有( )A ．N 小于滑块重力B ．N 大于滑块重力C ．N 越大表明h 越大D ．N 越大表明h 越小解析：选BC.由动能定理mgh ＝12mv 2可求出滑块由斜面上h 高度处下滑到达B 处时的速度v ＝2gh ，从B 处进入圆弧轨道后滑块做圆周运动，在B 处，由牛顿其次定律及向心力的公式得N －mg ＝m v 2R，故N ＝mg＋m v 2R＝mg ⎝⎛⎭⎫1＋2h R .再由牛顿第三定律可知B 、C 正确． ☆9.(多选)某游乐场开发了一个名为“翻天滚地”的游乐项目．原理图如图所示：一个34圆弧形光滑圆管轨道ABC ，放置在竖直平面内，轨道半径为R ，在A 点与水平地面AD 相接，地面与圆心O 等高，MN 是放在水平地面上长为3R 、厚度不计的减振垫，左端M 正好位于A 点．让游客进入一个中空的透亮弹性球，人和球的总质量为m ，球的直径略小于圆管直径．将球(内装有参与者)从A 处管口正上方某处由静止释放后，游客将经受一个“翻天滚地”的刺激过程．不考虑空气阻力．那么以下说法中正确的是( )A ．要使球从C 点射出后能打到垫子上，则球经过C 点时的速度至少为gRB ．要使球从C 点射出后能打到垫子上，则球经过C 点时的速度至少为 gR2C ．若球从C 点射出后恰好能打到垫子的M 端，则球经过C 点时对管的作用力大小为mg2D ．要使球能通过C 点落到垫子上，球离A 点的最大高度是5R解析：选BCD.从A 处管口正上方某处由静止释放后，游客所在的透亮弹性球在只有重力做功的状况下绕圆弧圆管运动到C 点，C 点为圆周最高点，由于圆管即可供应指向圆心的弹力也可以供应沿半径向外的弹力，所以只要最高点速度不等于0即可通过，而离开C 点后做平抛运动，要落在平台上，竖直方向R ＝12gt 2，水平方向v C t ≥R ，整理得v C ≥ gR2，选项A 错、B 对；若球从C 点射出后恰好能打到垫子的M 端，说明v C ＝gR 2，则在C 点由牛顿其次定律及向心力公式得mg ＋F N ＝m v 2CR ，解得F N ＝12mg ，选项C 对；要使球能通过C 点落到垫子上，设球离A 点高度为h ，则依据动能定理mg (h －R )＝12mv 2C ，离开C 点后做平抛运动，水平位移v C t ≤4R ，整理得h ≤5R ，选项D 对．二、非选择题10．将质量为m 的物体，以初速度v 0竖直向上抛出．已知抛出过程中阻力大小恒为重力的0.2倍，求： (1)物体上升的最大高度；(2)物体落回抛出点时的速度大小．解析：(1)上升过程，由动能定理得－mgh －F f h ＝0－12mv 20①将F f ＝0.2mg ② 代入①可得：h ＝5v 2012g .③(2)全过程，由动能定理得－2F f h ＝12mv 2－12mv 20将②③代入得：v ＝63v 0.答案：(1)5v 2012g (2)63v 011.如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑管道半径略大于小球半径，管道中心线到圆心的距离为R ，A 端与圆心O 等高，AD 为水平面，B 点在O 的正下方，小球自A 点正上方由静止释放，自由下落至A 点时进入管道，从上端口飞出后落在C 点，当小球到达B 点时，管壁对小球的弹力大小是小球重力大小的9倍．求：(1)释放点距A 点的竖直高度； (2)落点C 与A 点的水平距离．解析：(1)设小球到达B 点的速度为v 1，由于到达B 点时管壁对小球的弹力大小是小球重力大小的9倍，所以有9mg －mg ＝mv 21R①从最高点到B 点的过程中，由动能定理得mg (h ＋R )＝12mv 21②由①②得：h ＝3R .③(2)设小球到达圆弧最高点的速度为v 2，落点C 与A 点的水平距离为x 从B 到最高点的过程中，由动能定理得－mg ·2R ＝12mv 22－12mv 21④ 由平抛运动的规律得R ＝12gt 2⑤R ＋x ＝v 2t ⑥联立④⑤⑥解得x ＝(22－1)R .答案：见解析☆12.山谷中有三块石头和一根不行伸长的轻质青藤，其示意图如下．图中A 、B 、C 、D 均为石头的边缘点，O 为青藤的固定点，h 1＝1.8 m ，h 2＝4.0 m ，x 1＝4.8 m ，x 2＝8.0 m ．开头时，质量分别为M ＝10 kg 和m ＝2 kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发觉小猴将受到损害时，快速从左边石头的A 点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C 点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D 点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)大猴从A 点水平跳离时速度的最小值； (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小； (3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．解析：(1)设猴子从A 点水平跳离时速度的最小值为v min ，依据平抛运动规律，有h 1＝12gt 2①x 1＝v min t ②联立①、②式，得v min ＝8 m/s.③(2)设猴子抓住青藤后荡起时速度为v C ，由动能定理得：－(M ＋m )gh 2＝0－12(M ＋m )v 2C ④ 解得v C ＝2gh 2＝80 m/s ≈9.0 m/s.⑤(3)设拉力为F T ，青藤的长度为L .在最低点，由牛顿其次定律得F T －(M ＋m )g ＝(M ＋m )v 2CL ⑥由几何关系(L －h 2)2＋x 22＝L 2⑦得：L ＝10 m ⑧综合⑤、⑥、⑧式并代入数据解得：F T ＝(M ＋m )g ＋(M ＋m )v 2CL＝216 N.答案：(1)8 m/s (2)9.0 m/s (3)216 N。

优化方案·高中同步测试卷·教科物理必修2：高中同步测试卷(三) Word版含答案

高中同步测试卷(三)第三单元行星运动和万有引力定律 (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，发生这个现象的原因是( ) A ．由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的 B ．由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的C ．苹果与地球间的相互作用力是等大的，但由于地球质量极大，不可能产生明显加速度D ．以上说法都不对2．如图所示，两个半径为r 1＝0.40 m ，r 2＝0.60 m 且质量分布均匀的实心球质量分别为m 1＝4.0 kg 、m 2＝1.0 kg ，两球间距离r 0＝2.0 m ，则两球间的引力的大小为(G ＝6.67×10－11N ·m 2/kg 2)( )A ．6.67×10－11NB ．大于6.67×10－11NC ．小于6.67×10－11ND ．不能确定3．设想把质量为m 的物体(可视为质点)放到地球的中心，地球质量为M 、半径为R .则物体与地球间的万有引力是( )A ．零B ．无穷大C ．GMm /R 2D ．无法确定4．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600 N 的人在这个行星表面的重量将变为960 N ．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为( )A ．0.5B ．2C ．3.2D ．45．假设宇宙中有一颗未命名的星体，其质量为地球的6.4倍，一个在地球表面重力为50 N 的物体，经测定在该未知星体表面的重力为80 N ，则未知星体与地球的半径之比为( )A ．0.5B ．2C ．3.2D ．46．假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d .已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )A ．1－dRB ．1＋dRC.⎝⎛⎭⎫R －d R 2D.⎝⎛⎭⎫R R －d 27．英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了世界8项科学之最，在XTEJ1650－500双星系统中发现的最小黑洞位列其中．若某黑洞的半径R 约45 km ，质量M 和半径R 的关系满足MR＝c22G(其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为() A．108 m/s2B．1010 m/s2C．1012 m/s2D．1014 m/s2二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．)8．理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用．下面对于开普勒第三定律的公式a3T2＝k的说法错误的是()A．公式只适用于轨道是椭圆的运动B．式中的k值，对于所有行星(或卫星)都相等C．式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关D．若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离9．关于物理学家所做出的贡献，下列说法中错误的是()A．总结出行星运动三条定律的科学家是牛顿B．总结出万有引力定律的物理学家是伽俐略C．提出日心说的物理学家是第谷D．第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是卡文迪许10．下面说法中正确的是()A．F＝G m1m2r2公式中，G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B．F＝G m1m2r2公式中，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C．F＝G m1m2r2公式中，m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关D．F＝G m1m2r2公式中，m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力11．地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化．冬至这天地球离太阳最近，夏至最远．下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中，错误的是() A．地球公转速度是不变的B．冬至这天地球公转速度大C．夏至这天地球公转速度大D．无法确定12．宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g0表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的重力加速度，N表示人对台秤的压力，下列说法中正确的是()A．g′＝0 B．g′＝R2 r2g0C．N＝0 D．N＝m R2 r2g0三、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(8分)当地球的自转周期为多少时，赤道上的物体的重力恰好为零？(已知地球半径R＝6.4×103 km，g＝10 m/s2)14.(10分)火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的19.一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg.求：(1)在火星上宇航员所受的重力为多少？(2)宇航员在地球上可跳1.5 m高，他以相同初速度在火星上可跳多高？(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2)15．(10分) 飞船沿半径为R的圆周绕地球运动的周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？16.(12分)某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N，在火箭发射阶段，发现当飞船随火箭以a＝g/2的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度)，其身下体重测试仪的示数为1 220 N，设地球半径R＝6 400 km，地球表面重力加速度g取10 m/s2(求解过程中可能用到1918＝1.03,2120＝1.02)．问：(1)该位置处的重力加速度g′是地面处重力加速度g的多少倍？(2)该位置距地球表面的高度h为多大？参考答案与解析1．导学号17750033]【解析】选C.苹果与地球间的万有引力是相互作用力，大小相等，方向相反，但由于地球质量较大，加速度较小，故C正确，A、B错误．2．导学号17750034]【解析】选C.此题中为两质量分布均匀的球体，r是指两球心间的距离，由万有引力定律公式得F＝Gm1m2 r2＝6.67×10－11×4.0×1.0（2.0＋0.40＋0.60）2N＝2.96×10－11 N<6.67×10－11 N，故选C.3．导学号17750035]【解析】选A.把物体放到地球的中心时r＝0，此时万有引力定律不再适用．由于地球关于球心对称，所以吸引力相互抵消，整体而言，万有引力为零．4．导学号17750036]【解析】选B.若地球质量为M0，则“宜居”行星质量为M＝6.4M0，由mg＝G Mm r2得m0g m0g′＝M0r20·r2M＝600960所以rr0＝600M960M0＝600×6.4M0960M0＝2.5．导学号17750037]【解析】选B.设地球质量为M地，半径为R地，未知星体的质量为M，半径为R，则对于地球表面的物体：G M地mR2地＝mg＝50 N，对于处于未知星体表面的同一物体：G MmR2＝mg′＝80 N，其中M＝6.4M地，由以上两式相比得RR地＝2，所以B正确．6．导学号17750038]【解析】选A.设地球的密度为ρ，地球的质量为M，根据万有引力定律可知，地球表面的重力加速度g＝GMR2.地球质量可表示为M＝43πR3ρ.因质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零，所以矿井下以(R －d )为半径的地球的质量为M ′＝43π(R －d )3ρ，解得M ′＝⎝⎛⎭⎫R －d R 3M ，则矿井底部处的重力加速度g ′＝GM ′（R －d ）2，则矿井底部处的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为g ′g ＝1－dR，选项A 正确；选项B 、C 、D 错误． 7．导学号17750039] 【解析】选C.星球表面的物体满足mg ＝GMm R2，即GM ＝R 2g ，由题中所给条件 M R ＝c 22G 推出GM ＝12Rc 2，则g ＝c 22R，代入数据解得g ＝1012 m/s 2，C 正确．8．导学号17750040] 【解析】选ABD.如果行星和卫星的轨道为圆轨道，公式a 3T 2＝k 也适用，但此时公式中的a 为轨道半径，故A 错；比例系数k 是一个由中心天体决定而与行星无关的常量，但不是恒量，不同的星系中，k 值不同，故B 错，C 对；月球绕地球转动的k 值与地球绕太阳转动的k 值不同，故D 错．9．导学号17750041] 【解析】选ABC.开普勒研究了行星运动的规律，总结出行星运动的三条定律，故A 错误．总结出万有引力定律的物理学家是牛顿，故B 错误．提出日心说的物理学家是哥白尼，故C 错误．英国的卡文迪许第一次精确通过实验测出了引力常量G ，故D 正确．10．导学号17750042] 【解析】选AC.引力常量G 是卡文迪许利用扭秤装置测得的，A 正确．当r 趋近于零时，物体不能看成质点，F ＝Gm 1m 2r 2不再适用，所以由它得出的结论是错误的，B 错误．m 1、m 2之间的引力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，但由于分别作用在两个物体上，所以不能平衡．C 正确，D 错误．11．导学号17750043] 【解析】选ACD.冬至地球与太阳的连线短，夏至长．根据开普勒第二定律，要在相等的时间内扫过的面积相等，则在相等的时间内冬至时地球运动的路径就要比夏至时长，所以冬至时地球运动的速度比夏至时速度大，只有B 项正确，故选ACD.12．导学号17750044] 【解析】选BC.由关系式mg ＝GMmr 2，得g ′g 0＝R 2r 2，故A 错误，B 正确；由于飞船中的人处于完全失重状态，人受到的万有引力全部用来提供其做圆周运动所需的向心力，所以对台秤没有压力，C 正确，D 错误．13．导学号17750045] 【解析】物体受到的万有引力全部充当随地球做圆周运动的向心力时，重力为零．即GMmR 2＝m 4π2R T 2(2分)又GMmR 2＝mg (2分) 联立解得：T ＝2πRg＝2×3.14× 6.4×10610s ＝5 024 s ＝1.4小时．(4分) 【答案】1.4小时14．导学号17750046] 【解析】(1)由mg ＝G MmR 2，得g ＝GMR 2.(2分)在地球上有g ＝GMR 2，在火星上有g ′＝G ·19M⎝⎛⎭⎫12R 2(2分) 所以g ′＝409m/s 2，(1分) 那么宇航员在火星上所受的重力mg ′＝50×409N ≈222.2 N ．(1分) (2)在地球上，宇航员跳起的高度为h ＝v 202g (1分)即1.5＝v 202×10(1分)在火星上，宇航员跳起的高度h ′＝v 202g ′＝v 202×409，(1分)联立以上两式得h ′＝3.375 m ．(1分) 【答案】(1)222.2 N (2)3.375 m15．导学号17750047] 【解析】当飞船做半径为R 的圆周运动时，由开普勒第三定律知：R 3T 2＝k (2分)当飞船返回地面时，从A 处降速后沿椭圆轨道至B .设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T ′，椭圆的半长轴为a ，则a 3T ′2＝k (2分)可解得：T ′＝⎝⎛⎭⎫a R 3·T (2分) 由于a ＝R ＋R 02，由A 到B 的时间t ＝T ′2(2分) 所以t ＝12⎝⎛⎭⎫R ＋R 023R3·T ＝（R ＋R 0）T4R R ＋R 02R.(2分) 【答案】（R ＋R 0）T4R R ＋R 02R16．导学号17750048] 【解析】(1)飞船起飞前，对宇航员受力分析有G ＝mg ，得m ＝84 kg ，(2分)在h 高度处对宇航员受力分析，应用牛顿第二定律有 F －mg ′＝ma ，得g ′g ＝2021.(4分) (2)根据万有引力定律公式，在地面处有G MmR 2＝mg ，(2分) 在h 高度处有GMm（R ＋h ）2＝mg ′(2分)解以上两式得h ＝0.02R ＝128 km.(2分) 【答案】(1)g ′g ＝2021(2)128 km。

高中物理同步测试卷必修2Word版含答案

高中同步测试卷(十五)高考水平测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C．当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D．炮弹在空中飞行，不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒2．如图所示，一战斗机由东向西沿水平方向匀速飞行，发现地面目标P后开始瞄准并投掷炸弹，若炸弹恰好击中目标P，则(假设投弹后，飞机仍以原速度水平匀速飞行，不计空气阻力)()A．此时飞机正在P点正上方B．此时飞机是否处在P点正上方取决于飞机飞行速度的大小C．飞行员听到爆炸声时，飞机正处在P点正上方D．飞行员听到爆炸声时，飞机正处在P点偏东一些位置3．如图所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P处，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面无摩擦滑下，下列选项中的图像是描述物体沿x方向和y方向运动的速度－时间图像，其中正确的是()4．如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是( )A ．轨道对小球做正功，小球的线速度v P >v QB ．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP <ωQC ．小球的向心加速度a P >a QD ．轨道对小球的压力F P >F Q5．一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置，则此过程中袋和液体的重心将( )A ．逐渐升高B ．逐渐降低C ．先降低再升高D ．始终不变6. 如图所示，圆心在O 点、半径为R 的圆弧轨道abc 竖直固定在水平桌面上，Oc 与Oa 的夹角为60°，轨道最低点a 与桌面相切．一轻绳两端系着质量分别为m 1和m 2的小球(均可视为质点，且m 1>m 2)，挂在圆弧轨道边缘c 的两边，开始时，m 1位于c 点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦．则 ( )A ．在m 1由c 下滑到a 的过程中，两球速度大小始终相等B ．在m 1由c 下滑到a 的过程中，m 1所受重力的功率始终增大C ．若m 1恰好能沿圆弧下滑到a 点，则m 1＝2m 2D ．若m 1恰好能沿圆弧下滑到a 点，则m 1＝3m 27．质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时，引力势能可表示为E p ＝－GMm r ，其中G 为引力常量，M 为地球质量．该卫星原来在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )A ．GMm ⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 2－1R 1B ．GMm ⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 1－1R 2 C.GMm 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 2－1R 1 D.GMm 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 1－1R 2 二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．)8．在水平面内有一小球由M点开始运动，运动方向如图所示，在一水平恒力作用下沿曲线运动到N点，其中v M与v N正好成90°角，则此过程中小球所受的恒力可能是图中的()A．F1B．F2C．F3D．F49．如图所示，小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑，用v、t和h分别表示小球沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度．如图所示的v -t图像和v2h图像中可能正确的是()10．在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，质量为1 kg的物体原来静止在坐标原点O(0，0)，从t＝0时刻起受到如图所示随时间变化的外力作用，F y表示沿y轴方向的外力，F x表示沿x轴方向的外力，下列说法中正确的是()A．前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动B．后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向C．4 s末物体位置坐标为(4 m，4 m)D．4 s末物体位置坐标为(12 m，4 m)11．科学家们曾经借助位于夏威夷毛伊岛的夏威夷大学望远镜设备发现了第1万颗近地小行星2013 MZ5.若已知引力常量，还需知道哪些信息可以计算该小行星的质量()A．该行星表面的重力加速度及绕行星运行的卫星的轨道半径B．该行星的自转周期与星体的半径C．围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径D．围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度12．如图甲所示，一物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图像如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端．由此可以确定()A．物块返回底端时的速度B．物块所受摩擦力的大小C ．斜面倾角θD ．3t 0时间内物块克服摩擦力所做的功13．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示．木块从A 点静止释放后，在一根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B 1点停下，记录此过程中弹簧对木块做的功为W 1.O 点为弹簧原长时所处的位置，测得OB 1的距离为L 1.再用完全相同的2根、3根…弹簧并在一起进行第2次、第3次…实验并记录 2W 1，3W 1…及相应的L 2、L 3…数据，用W －L 图像处理数据，回答下列问题：(1)如图乙是根据实验数据描绘的W －L 图像，图线不过原点的原因是________________________________________________________________________；(2)由图线得木块从A 到O 过程中摩擦力做的功是________W 1；(3)W －L 图像斜率的物理意义是________________．四、计算题(本题共3小题，共30分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)14．(8分)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计速度是108 km/h.汽车在这种水平路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的35，试求：(1)如果汽车在这种高速路的水平路面弯道上转弯，其弯道的最小半径是多少？(2)如果弯道的路面设计为倾斜，弯道半径为360 m ，要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道路面的倾斜角度的正切值tan θ是多少？15.(10分) 如图所示，皮带的速度是3 m/s，两皮带轮圆心距离l＝4.5 m．现将m＝1 kg 的小物体轻放到左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数为μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，电动机消耗的电能是多少？16．(12分)如图甲所示，质量为m＝0.1 kg的小球，用长l＝0.4 m的细线与固定在圆心处的力传感器相连，小球和传感器的大小均忽略不计．当在A处给小球6 m/s的初速度时，恰能运动至最高点B，设空气阻力大小恒定，g＝10 m/s2.求：(1)小球在A处时传感器的示数；(2)小球从A点运动至B点过程中克服空气阻力做的功；(3)小球在A点以不同的初速度v0开始运动，当运动至B点时传感器会显示出相应的读数F，试通过计算在图乙坐标系中作出F－v20图像．参考答案与解析1．导学号17750227] 【解析】选C.机械能守恒的条件是只有重力和系统内的弹力做功，如果这里的弹力是外力，且做功不为零，机械能不守恒，A 错误．当有其他外力作用且合外力为零时，机械能可以不守恒，如拉一物体匀速上升，合外力为零但机械能不守恒，B 错误．C 选项中，“其他外力”不含重力，满足机械能守恒的条件．对于D 选项，在炮弹爆炸过程中，爆炸时产生的化学能转化为机械能，机械能不守恒．2．导学号17750228] 【解析】选A.因不计空气阻力，炸弹离开飞机后水平方向上的速度与飞机相同，因此当炸弹击中目标P 时，飞机一定在其正上方，A 正确，B 错误；当飞行员听到爆炸声时，飞机又向前运动了一段距离，到了P 点的西侧，故C 、D 错误．3．导学号17750229] 【解析】选C.0～t P 段，水平方向：v x ＝v 0恒定不变；竖直方向：v y ＝gt ；t P ～t Q 段，水平方向：v x ＝v 0＋a 水平t ，竖直方向：v y ＝gt P ＋a 竖直t (a 竖直＜g )，因此选项A 、B 、D 均错误，C 正确．4．导学号17750230] 【解析】选B.轨道光滑，小球在运动的过程中只受重力和支持力，支持力时刻与运动方向垂直，所以不做功，A 错；那么在整个过程中只有重力做功，满足机械能守恒，根据机械能守恒有v P ＜v Q ，在P 、Q 两点对应的轨道半径r P ＞r Q ，根据ω＝v r ，a ＝v 2r ，得小球在P 点的角速度小于在Q 点的角速度，B 对；在P 点的向心加速度小于在Q 点的向心加速度，C 错；小球在P 和Q 两点的向心力由重力和支持力提供，即mg ＋N ＝ma 向，可得P 点对小球的支持力小于Q 点对小球的支持力，D 错．5．导学号17750231] 【解析】选A.人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A 正确．6．导学号17750232] 【解析】选C.小球m 1沿绳的方向的分速度与m 2的速度大小相等，A 错误；重力m 1g 的功率P 1＝m 1g ·v 1竖，小球m 1在竖直方向的分速度v 1竖先增大后减小，故P 1也先增大后减小，B 错误；由m 1和m 2组成的系统机械能守恒可得：m 1gR (1－cos 60°)＝m 2gR ，故m 1＝2m 2，C 正确，D 错误．7．导学号17750233] 【解析】选C.人造卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供．根据万有引力提供向心力得G Mm r 2＝m v 2r ①而动能E k ＝12m v 2②由①②式得E k ＝GMm 2r ③由题意知，引力势能E p ＝－GMm r ④由③④式得卫星的机械能E ＝E k ＋E p ＝－GMm 2r由功能关系知，因摩擦而产生的热量Q＝ΔE减＝E1－E2＝GMm2⎝⎛⎭⎪⎫1R2－1R1，故选项C正确．8．导学号17750234]【解析】选CD.由于小球在v M方向上做减速运动，在v N方向上做加速运动，因此所受力沿v M的负方向和v N的正方向上有分量，所以C、D符合题目要求，故选CD.9．导学号17750235]【解析】选BD.小滑块下滑过程中，小滑块的重力沿斜轨道切向的分力逐渐变小，故小滑块的加速度逐渐变小，故A错误，B正确；由机械能守恒得：mgh＝12m v2，故v2＝2gh，所以v2与h成正比，C错误，D正确．10．导学号17750236]【解析】选AD.前2 s内物体只受沿x轴方向的力作用，故沿x轴做匀加速直线运动，A正确，其加速度为a x＝2 m/s2，位移为x1＝12a x t2＝4m．后2 s内物体沿x轴方向做匀速直线运动，位移为x2＝8 m，沿y轴方向做匀加速直线运动，加速度为a y＝2 m/s2，位移为y＝12a y t2＝4 m，故4 s末物体位置坐标为(12 m，4 m)，D正确．11．导学号17750237]【解析】选CD.由万有引力定律和牛顿运动定律列出相应方程，已知围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径，可解得该行星的质量表达式．若已知围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度，可得运行半径，所以选项C、D正确．12．导学号17750238]【解析】选AC.物块在上滑与下滑过程中，通过位移数值相等，由x＝12at2结合图像知a上＝4a下，又因为v0＝a上t0，v＝a下·2t0，则v＝v02，A正确．再由g sin θ＋μg cos θ＝4(g sin θ－μg cos θ)＝v0t0可解得sin θ＝5v08gt0，C正确．因为物块的质量未知，故B、D项不能获得．13．导学号17750239]【解析】(1)从A到B根据能量守恒可得：W－W f＝fL，所以图像不过原点的原因是在AO段还有摩擦力做功；(2)由图知图像两点坐标为(0.06，1)、(0.42，5)代入W－W f＝fL解得木块从A到O过程中摩擦力做的功为13W1；(3)由W－W f＝fL知图像的斜率为摩擦力的大小．【答案】(1)未计算AO间的摩擦力做功(2)1 3(3)摩擦力的大小14．导学号17750240]【解析】(1)汽车在水平路面上转弯时，可视为匀速圆周运动，其向心力由汽车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，对应的半径最小，有f m＝35mg，f m＝mv2r(2分)又v＝108 km/h＝30 m/s(1分)解得：r＝150 m(1分)故弯道的最小半径为150 m．(1分)(2)设弯道倾斜角度为θ，汽车通过此弯道时向心力由重力及支持力的合力提供，有mg tan θ＝m v 2R (2分)解得弯道路面倾斜角度的正切值tan θ＝0.25.(1分)【答案】(1)150 m (2)0.2515．导学号17750241] 【解析】物体在相对滑动过程中，在摩擦力作用下做匀加速运动，则a ＝F f m ＝μg ＝1.5 m/s 2(1分)相对滑动时间：t ＝v a ＝31.5 s ＝2 s(1分)物体对地面的位移l 1＝12at 2＝12×1.5×22 m ＝3 m(2分) 因为l 1<l ，所以物体在滑落皮带轮前已和皮带一起匀速运动，摩擦力对物体做的功W 1＝12m v 2＝12×1×9 J ＝4.5 J(2分)物体与皮带间的相对位移l ′＝v t －l 1＝(3×2－3) m ＝3 m(1分)产生的内能W 2＝μmgl ′＝0.15×1×10×3 J ＝4.5 J(2分)由功能关系得电动机消耗的电能为E ＝W 1＋W 2＝9 J ．(1分)【答案】9 J16．导学号17750242] 【解析】(1)在A 点，由F －mg ＝m v 2A l ，(1分)解得：F ＝10 N ．(1分)(2)由mg ＝m v 2B l 得：v B ＝2 m/s(1分)小球从A 到B 过程中，根据动能定理：W f －2mgl ＝12m v 2B －12m v 2A (2分) 得到：W f ＝－0.8 J所以W 克f ＝0.8 J ．(1分)(3)小球从A 到B 过程中，根据动能定理：W f －2mgl ＝12m v 2B －12m v 20(2分)小球在最高点F ＋mg ＝m v 2B l (1分)两式联立得：F ＝14v 20－9(1分)图像如图所示．(2分)【答案】(1)10 N(2)0.8 J(3)如解析图所示。

高中物理必修二检测：第七章章末复习课 Word版含解析试卷

章末复习课知识体系[答案填写]①W为正②W＝0③W为负④12m v2⑤mgh⑥初、末位置⑦12m v22－12m v21主题一动能定理在多过程中的应用1．分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解．2．全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个力的做功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解．当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单、更方便．【例1】如图所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s.一物块从M端由静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞(碰撞后物块速度大小不变，方向相反)后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的动摩擦因数为μ，求物块停止的地方距N点的距离的可能值．解析：设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，由动能定理得mgh －μmgs′＝0.解得s′＝h μ.第一种可能：物块与挡板碰撞后，在到达N前停止，则物块停止的位置距N点的距离d＝2s－s′＝2s－h μ.第二种可能：物块与挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，然后滑下，在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N点的距离为d＝s′－2s＝hμ－2s.所以物块停止的位置距N点的距离可能为2s－hμ或hμ－2s.答案：2s－hμ或hμ－2s针对训练1．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC面水平，B、C距离d＝0.50 m，盆边缘的高度h＝0.30 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B点的距离为()A．0.50 m B．0.25 mC．0.10 m D．0解析：设小物块在BC面上运动的总路程为s.物块在BC面上所受的滑动摩擦力大小始终为f＝μmg，对小物块从开始运动到停止运动的整个过程进行研究，由动能定理得mgh－μmgs＝0，s＝hμ＝0.300.10m＝3 m，d＝0.50 m，则s＝6d，所以小物块在BC面上来回运动共6次，最后停在B点，故选D.答案：D主题二功能关系的理解和应用1．几种常见功能关系的理解．(1)明确研究对象，研究对象是一个物体或是几个物体组成的系统．(2)隔离研究对象，分析哪些力对它做功，它的哪些能量发生变化．(3)根据能量的变化类型确定用哪一类功能关系去求解．(4)根据相应的功能关系列方程、求解．【例2】如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2 kg的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切．一质量m ＝1 kg 的小滑块自弧面上高h 处由静止自由滑下，在木板上滑行t ＝1 s 后，滑块和木板以共同速度v ＝1 m/s 匀速运动，g 取10 m/s 2.求：(1)滑块与木板间的摩擦力大小F f ； (2)滑块下滑的高度h ；(3)滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q . 解析：(1)对木板：F f ＝Ma 1，由运动学公式，有v ＝a 1t ，解得F f ＝2 N.(2)对滑块：－F f ＝ma 2.设滑块滑上木板时的速度是v 0，则v －v 0＝a 2t ，v 0＝3 m/s.由机械能守恒定律有mgh ＝12m v 20，h ＝v 202g ＝322×10m ＝0.45 m.(3)根据功能关系有：Q ＝12m v 20－12(M ＋m )v 2＝12×1×32J －12×(1＋2)×12 J ＝3 J.答案：(1)2 N (2)0.45 m (3)3 J 针对训练2.(多选)如图所示，小球以60 J 的初动能从A 点出发，沿粗糙斜面向上运动，从A 经B 到C ，然后再下滑回到A 点．已知从A 到B 点的过程中，小球动能减少了50 J ，机械能损失了10 J ，则( )A ．上升过程中，合外力对小球做功－60 JB ．整个过程中，摩擦力对小球做功－20 JC ．下行过程中，重力对小球做功48 JD ．回到A 点小球的动能为40 J解析：上升过程，由动能定理可知W 合＝0－E k0＝0－60 J ＝－60 J ，故A 正确；运用动能定理分析得出，小球损失的动能等于小球克服合外力做的功(包括克服重力做功和克服摩擦阻力做功)，损失的动能ΔE k ＝mgh ＋f hsin θ＝⎝⎛⎭⎪⎫mg ＋f sin θh ，损失的机械能等于克服摩擦阻力做的功，即ΔE ＝fhsin θ，解得ΔE k ΔE＝mg sin θ＋f f ＝5，与h 无关，则小球上升到最高点时，动能为0，即动能减少了60 J ，损失的机械能为12 J ，当小球返回到底端，小球又要损失的机械能为12 J ，故小球从开始到返回原处机械能损失24 J ，由功能关系知摩擦力做功W f ＝－24 J ，因而小球返回A 点的动能为36 J ，故B 、D 错误；由上述分析可知，小球上升到最高点时，动能为0，损失的机械能为12 J ，则重力势能增加48 J ，即重力做功为W G ＝－48 J ，所以下行过程中重力对小球做功48 J ，故C 正确．答案：AC【统揽考情】本章的基本概念和基本规律较多，体现了利用功能观点分析问题的思路，该部分内容是高考的重点和热点．既有本章的单独考查，也有与电场、磁场的综合考查．【真题例析】(·课标全国Ⅱ卷)(多选)如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g，则()A．a落地前，轻杆对b一直做正功B．a落地时速度大小为2ghC．a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg 解析：选b滑块为研究对象，b滑块的初速度为零，当a滑块落地时，a滑块没有在水平方向上的分速度，所以b滑块的末速度也为零，由此可得b滑块速度是先增大再减小，当b滑块速度减小时，轻杆对b一直做负功，A项错误；当a滑块落地时，b滑块的速度为零，由机械能守恒定律，可得a落地时速度大小为2gh，B项正确；当b 滑块速度减小时，轻杆对a、b都表现为拉力，拉力在竖直方向上有分力与a的重力合成，其加速度大小大于g，C项错误；a的机械能先减小再增大，当a的机械能最小时，轻杆对a、b的作用力均为零，故此时b对地面的压力大小为mg，D项正确．答案：BD针对训练小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点，有( )A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度解析：根据动能定理有mgl ＝12m v 2，得v ＝2gl ，绳越长速度越大，则Q 球速度大，故A 错误；结合A 项分析，动能等于mgl ，因为P 球质量大而绳长短，则无法确定P 、Q 球动能的大小关系，故B 错误；在最低点，根据牛顿第二定律有T －mg ＝m v 2l ，得T ＝3mg ，则质量大的球所受绳的拉力大，故C 正确；在最低点，球的向心加速度a ＝v 2l ＝2g ，P 、Q 球的向心加速度相等，与球的质量和绳长无关，故D 错误．答案：C1．(2015·四川卷)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小( )A ．一样大B ．水平抛的最大C ．斜向上抛的最大D ．斜向下抛的最大解析：不计空气阻力的抛体运动，机械能守恒．故以相同的速率向不同的方向抛出落至同一水平地面时，物体速度的大小相等．故只有选项A 正确．答案：A2．如图所示，一半径为R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平．一质量为m 的质点自P 点上方高度R 处由静止开始下落，恰好从P 点进入轨道．质点滑到轨道最低点N 时，对轨道的压力为4mg ，g 为重力加速度的大小．用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所做的功．则( )A ．W ＝12mgR ，质点恰好可以到达Q 点B ．W ＞12mgR ，质点不能到达Q 点C ．W ＝12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离D ．W ＜12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离解析：设质点运动到半圆形轨道最低点时的速度为v N ，根据牛顿第二定律，得4mg －mg ＝m v 2NR ，解得12m v 2N ＝32mgR .从质点由静止释放到运动到最低点N ，根据动能定理，得mg ·2R －W ＝12m v 2N ，解得W＝12mgR .从P 到N 和从N 到Q ，由于摩擦力的存在，相同高度处的速率是减小的，相同高度处的支持力变小，即对应的滑动摩擦力减小，从N 到Q 过程克服摩擦力做的功W ′也减小，即W ＞W ′.从N 到Q 利用动能定理，得－mgR －W ′＝E k Q －12m v 2N ，解得E k Q ＝12m v 2N －mgR－W ′＝12mgR －W ′＞0，所以质点到达Q 点后，还能继续上升一段距离，选项C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C3．(多选)(2015·浙江卷)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器．舰载机总质量为3.0×104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N；弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则()A．弹射器的推力大小为1.1×106 NB．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 JC．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 WD．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2解析：由题可知，舰载机弹射过程的加速度为a＝v22x＝8022×100m/s2＝32 m/s2，D项正确；根据牛顿第二定律，0.8(F发＋F弹)＝ma，求得弹射器的推力大小F弹＝1.1×106N，A项正确；弹射器对舰载机做的功为W＝1.1×106×100 J＝1.1×108 J，B项正确；弹射过程的时间t＝va＝8032s＝2.5 s，弹射器做功的平均功率P＝Wt＝4.4×107W，C项错误．答案：ABD4.(多选)如图所示，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM＜∠OMN＜π2.在小球从M点运动到N点的过程中()A ．有一个时刻小球的加速度等于重力加速度B ．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C ．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D ．小球到达N 时的动能等于其在M 、N 两点的重力势能差解析：小球运动过程中受重力、弹簧的弹力、杆的弹力，其中杆的弹力始终垂直于杆，弹簧的弹力沿弹簧方向，当弹簧与光滑杆垂直时，小球竖直方向只受重力的作用，故加速度为重力加速度；当弹簧为原长时，小球只受重力作用，小球的加速度也为重力加速度，故A 错误，B 正确．当弹簧与光滑杆垂直时，弹簧长度最短，弹簧弹力与速度垂直，则弹力对小球做功的功率为零，C 正确．M 、N 两点弹簧弹性势能相等，从M 到N 小球的重力势能转化为动能，则小球在N 点的动能等于其在M 、N 两点的重力势能差，D 正确．答案：BCD5.如图所示，一轻弹簧原长为2R ，其一端固定在倾角在37°的固定直轨道AC 的底端A 处，另一端位于直轨道上B 处，弹簧处于自然状态．直轨道与一半径为56R 的光滑圆弧轨道相切于C 点，AC ＝7R ，A 、B 、C 、D 均在同一竖直平面内．质量为m 的小物块P 自C 点由静止开始下滑，最低到达E 点(未画出)，随后P 沿轨道被弹回，最高到达F 点，AF ＝4R .已知P 与直轨道间的动摩擦因数μ＝14，重力加速度大小为g ⎝⎛⎭⎪⎫取sin37°＝35，cos37°＝45.(1)求P第一次运动到B点时速度的大小．(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能．(3)改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放．已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点．G点在C点左下方，与C点水平相距72R、竖直相距R.求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量．解析：(1)根据题意知，B、C之间的距离为l＝7R－2R＝5R，①设P到达B点时的速度为v B，由动能定理，得mgl sin θ－μmgl cos θ＝12m v2B，②式中θ＝37°，联立①②式并由题给条件，得v B＝2gR.③(2)设BE＝x，P到达E点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为E p.P由B点运动到E点的过程中，由动能定理，有mgx sin θ－μmgx cos θ－E p＝0－12m v2B，④E、F之间的距离为l1＝4R－2R＋x，⑤P到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，由动能定理，有E p－mgl1sin θ－μmgl1cos θ＝0，⑥联立③④⑤⑥式并由题给条件，得x＝R，⑦E p＝125mgR.⑧(3)设改变后P 的质量为m 1.D 点与G 点的水平距离x 1和竖直距离y 1分别为：x 1＝72R －56R sin θ，⑨ y 1＝R ＋56R ＋56R cos θ，⑩ 式中，已应用了过C 点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实．设P 在D 点的速度为v D ，由D 点运动G 点的时间为t .由平抛运动公式，有y 1＝12gt 2，⑪ x 1＝v D t ，⑫联立⑨⑩⑪⑫式，得v D ＝355gR ，⑬ 设P 在C 点速度的大小为v C ，在P 由C 运动到D 的过程中机械能守恒，有12m 1v 2C ＝12m 1v 2D ＋m 1g ⎝ ⎛⎭⎪⎫56R ＋56R cos θ，⑭ P 由E 点运动到C 点的过程中，由动能定理，有E p －m 1g (x ＋5R )sin θ－μm 1g (x ＋5R )cos θ＝12m 1v 2C ，⑮ 联立⑦⑧⑬⑭⑮式，得m 1＝13m . 答案：(1)2gR (2)125mgR (3)355gR 13m。

优化方案·高中同步测试卷·教科物理必修2：高中同步测试卷(二) 含答案

高中同步测试卷(二)第二单元圆周运动(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．下列关于离心现象的说法正确的是( )A．当物体所受离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做曲线运动2．一走时准确的时钟(设它们的指针连续均匀转动)( )A．时针的周期是1 h，分针的周期是60 sB．分针的角速度是秒针的12倍C．如果分针的长度是时针的1.5倍，则分针端点的向心加速度是时针端点的1.5倍D．如果分针的长度是时针的1.5倍，则分针端点的线速度是时针端点的18倍3．两个小球固定在一根长为1 m的杆的两端，杆绕O点逆时针旋转，如图所示，当小球A的速度为3 m/s时，小球B的速度为12 m/s.则小球B到转轴O的距离是( )A ．0.2 mB ．0.3 mC ．0.6 mD ．0.8 m4．物体m 用细绳通过光滑的水平板上的小孔与装有细沙的漏斗M 相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果缓慢减小M 的质量，则物体的轨道半径r 、角速度ω变化情况是()A ．r 不变，ω变小B ．r 增大，ω减小C ．r 减小，ω增大D ．r 减小，ω不变5．质量为m 的飞机，以速度v 在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，空气对飞机的升力大小等于( )A ．m g 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫v 2R 2 B ．m v 2R C ．m⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫v 2R 2－g 2 D ．mg 6．火车在转弯行驶时，需要靠铁轨的支持力提供向心力．下列关于火车转弯的说法中正确的是( )A ．在转弯处使外轨略高于内轨B ．在转弯处使内轨略高于外轨C ．在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度D ．在转弯处火车受到的支持力竖直向上7. 为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A 、B，A、B平行相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min，子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔半径的夹角是30°，如图所示，则该子弹的速度可能是( )A．360 m/s B．720 m/sC．1 440 m/s D．108 m/s二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．)8．做匀速圆周运动的物体，运动半径增大为原来的2倍，则( )A．如果线速度大小不变，角速度变为原来的2倍B．如果角速度不变，周期变为原来的2倍C．如果周期不变，向心加速度大小变为原来的2倍D．如果角速度不变，线速度大小变为原来的2倍9．下列关于向心加速度的说法错误的是( )A．向心加速度越大，物体速率变化越快B．向心加速度越大，物体转动得越快C．物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的10. 如图所示，皮带传动装置中，右边两轮连在一起共轴转动，图中三轮半径分别为：r1＝3r，r2＝2r，r3＝4r；A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑．A、B、C三点的线速度分别为v1、v2、v3，角速度分别为ω1、ω2、ω3，向。

2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第七章第四节重力势能 Word版含答案

第四节重力势能[学习目标] 1.理解重力势能的概念，把握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性． 2.知道重力做功和重力势能的转变的关系． 3.理解重力做功与路径无关的特点．[同学用书P67]一、重力做的功(阅读教材P63～P64)1．特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．2．大小：等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差，W G＝mgh1－mgh2.拓展延长►———————————————————(解疑难)1．重力做功的大小与物体的运动状态无关，与物体受到的其他力无关．2．计算重力做功时不需要考虑过程，只看始末位置即可．3．重力的功也有正负之分，当物体下降时，重力做正功；当物体上升时，重力做负功，即物体克服重力做功．4．重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟初、末位置有关．1.将质量为m的石块竖直上抛，上上升度h后又落回到抛出点，下列有关重力做功的状况，推断正确的是()A．上升和下降过程中，重力做功均为mghB．上升过程中，重力做功－mgh，下降过程重力做功mghC．整个过程中，重力做功为2mghD．整个过程中，重力做功为0提示：BD二、重力势能(阅读教材P65～P66)1．大小：等于物体所受重力与所处高度的乘积，E p＝mgh.2．标矢性：重力势能是标量．3．重力做功与重力势能变化的关系：W G＝E p1－E p2.拓展延长►———————————————————(解疑难)1．重力势能的系统性重力是地球与物体相互吸引而引起的，假如没有地球对物体的吸引，就谈不上重力做功和重力势能．因此，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是物体单独具有的．2．重力势能的相对性重力势能E p＝mgh式中h是物体到参考平面的高度，参考平面的选取会影响重力势能的值，在参考平面内，物体的重力势能为零；在参考平面上方的物体，重力势能为正值；在参考平面下方的物体，重力势能为负值．重力势能的正负表示大小．3．重力势能变化的确定性选择不同的参考平面，物体的重力势能数值不同，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值相同．2.下列说法正确的是()A．重力势能E p1＝5 J，E p2＝－10 J，则说明E p1与E p2方向相反B．对同一参考平面，物体的重力势能分别为：E p1＝5 J，E p2＝－10 J，则E p1>E p2C．在同一高度的两个物体，质量大的重力势能肯定大D．匀速提升物体时，拉力对物体做的功等于重力势能的增加量提示：BD重力做功与重力势能的关系[同学用书P67]重力做功重力势能表达式W G＝mgh1－mgh2＝mgΔhE p＝mgh影响大小的因素重力mg和物体的初、末位置的高度差Δh重力“mg”和某一位置的高度“h”特点只与初、末位置的高度差Δh有关，与路径及参考平面的选取无关与参考平面的选取有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面，会有不同的重力势能值过程量状态量联系重力做功的过程就是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能削减，重力做负功(或物体克服重力做功)，重力势能增加，重力做了多少功，重力势能就变化了多少，即W G＝－ΔE p——————————(自选例题，启迪思维)有关重力势能的变化，下列说法中正确的是()A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的增加量有可能不是1 JB．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的C．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的状况下重力势能的削减量是相同的D．物体运动中重力做功是－1 J，但物体重力势能的增加量不是1 J[解析]重力做功与经过的路径无关，与是否受其他力无关，只取决于始末位置的高度差，再依据重力做功等于重力势能的削减量可知B、C正确，D错误．对于A选项，当物体加速运动时克服重力做功少于1 J，重力势能增加量少于1 J；物体减速运动时，克服重力做功即重力势能增加量大于1 J；只有物体匀速向上运动时，克服重力做功即重力势能增加量才是1 J，A正确．[答案]ABC(2021·淮南一中高一检测)一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中(g＝10 m/s2)()A．重力做功为1.8 JB．重力做了0.55 J的负功C．球的重力势能肯定削减0.55 JD．球的重力势能肯定增加1.25 J[思路探究](1)依据重力做功的特点计算重力的功．(2)依据重力做功与重力势能变化的关系判定重力势能的变化．[解析] 整个过程中重力做功W G ＝mgh ＝0.1×10×0.55 J ＝0.55 J ，故重力势能削减0.55 J ，所以选项C 正确．[答案] C(2021·泉州高一检测)某大型拱桥的拱高为h ，弧长为L ，如图所示，质量为m 的汽车在以不变的速率v 由A 点运动到B 点的过程中，以下说法正确的是( )A ．汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功B ．汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零C ．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零D ．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零[解析] 前半阶段，汽车向高处运动，重力势能增加，重力做负功；后半阶段，汽车向低处运动，重力势能减小，重力做正功．选项D 正确．[答案] D[感悟提升] (1)重力势能的变化与其他力做功没有直接关系，只与重力做功有关． (2)重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即W G ＝E p1－E p2.利用重力势能的变化求变力做功[同学用书P 68]对于无法利用做功公式来计算变力做功的问题，我们可以转换一下思考的角度，由于重力做功与重力势能的变化相对应，所以通过求重力势能的变化量来找到变力做功是一种解题途径．——————————(自选例题，启迪思维)在水平地面上平铺n 块砖，每块砖的质量为m ，厚度为h ，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？[思路点拨] 本题的关键是抓住重力做功与重力势能变化量之间的关系．叠放砖的过程中，外力做的功至少与物体克服重力做的功相同，而物体克服重力做的功又等于物体重力势能的增加量．[解析] 把砖由平放在地面上到把它们一块块地叠放起来，所做的功至少等于砖所增加的重力势能．法一：整体法取n 块砖的整体为争辩对象，如图所示叠放起来后整体重心距地面12nh ，原来距地面h2，故有：W ＝ΔE p ＝nmg ·⎝⎛⎭⎫12nh －nmg ·⎝⎛⎭⎫12h ＝12n (n －1)mgh . 法二：归纳法第1块砖增加的重力势能为0，第2块砖增加的重力势能为mgh ，第3块砖增加的重力势能为2mgh ，第n 块砖增加的重力势能为(n －1)mgh ，则n 块砖共增加的重力势能为ΔE p ＝mgh [1＋2＋3＋…＋(n －1)]＝n (n －1)2mgh即至少需要做的功为n (n －1)2mgh .[答案] n (n －1)2mgh如图所示，一质量为m 、边长为a 的正方体物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.为使它水平移动距离a ，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是( )A ．将它翻倒比平推前进做功少B ．将它翻倒比平推前进做功多C ．两种状况做功一样多D ．两种状况做功多少无法比较[解析] 使物块水平移动距离a ，若将它翻倒一次，需要克服重力做功，使其重心位置由离地h 1＝a2增加到h 2＝22a ，所以至少需要做功W 1＝mg (h 2－h 1)＝12mg (2－1)a ；而缓慢平推需要做功W 2＝μmga ＝0.1mga <W 1.[答案] B[方法总结] 对于变力做功的计算，利用转化法，抓住重力做功与重力势能变化的关系是关键，依据W G＝E p1－E p2＝－ΔE p ，通过求重力势能的变化ΔE p 来求重力做的功，进而求出变力的功．[同学用书P 68]思想方法——绳、链条重力势能的求法1．求解绳子、链条类物体的重力势能时，重心位置的确定是关键：粗细均匀、质量分布均匀的长直绳子或链条，其重心在长度的一半处．2．两种状况下重力势能的求解(1)当绳子、链条呈直线状(或水平或竖直或倾斜)形式放置时，E p ＝mgh 中的h 表示长度一半位置相对参考平面的高度．(2)当绳子、链条不以直线状(如折线状)形式放置时，应当分段表示重力势能再求和．说明：液体的求解方法与此类似． [范例]如图所示，质量均匀的链条放在光滑的水平桌面上，链条长l ，质量为m ，有l4的长度悬于桌面下．链条由静止开头下滑，设桌面的高度大于l ，则在链条开头下滑到刚离开桌面的过程中重力势能转变了多少？重力做功多少？[解析] 法一(等效法)：比较始态和末态，可等效成将开头桌面上的34的链条移至末态的下端34处，故重心下降了58l ，所以重力势能削减了34mg ·58l ＝1532mgl ，即ΔE p ＝－1532mgl ，重力做功W G ＝－ΔE p ＝1532mgl .法二：设桌面为参考平面，开头时重力势能E p1＝－14mg ×l 8＝－mgl32，末态时重力势能E p2＝－mg ×l 2＝－mgl2.故重力势能变化ΔE p ＝E p2－E p1＝－1532mgl .重力做功W G ＝－ΔE p ＝1532mgl .[答案] －1532mgl 1532mgl如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平，用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( )A ．软绳重力势能共削减了12mglB ．软绳重力势能共削减了14mglC ．软绳重力势能的削减等于软绳克服它的重力所做的功D ．软绳重力势能的削减等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和解析：选BC.软绳重力势能共削减：mg ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫－12l sin θ－⎝⎛⎭⎫－12l ＝14mgl ，A 错误，B 正确；依据重力做功与重力势能变化的关系知，软绳重力势能的削减等于软绳克服它的重力所做的功，C 正确，D 错误．[同学用书P 69][随堂达标] 1.(2021·沈阳高一检测)如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h 的A 点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则( )A ．沿轨道1滑下重力做功多B ．沿轨道2滑下重力做功多C ．沿轨道3滑下重力做功多D ．沿三条轨道滑下重力做的功一样多解析：选D.重力做的功等于重力乘以物块沿竖直方向的位移，因此物块沿各个轨道滑下时重力做的功相同，故正确答案为D.2．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的是( ) A ．物体向高处运动时，重力肯定做负功 B ．只要重力做功，物体的重力势能肯定变化C ．在水平地面以上某高度的物体重力势能肯定为正值D ．质量大的物体重力势能肯定大解析：选AB.物体向高处运动时，位移方向与重力方向相反，重力肯定做负功，A 项正确；依据W G ＝－ΔE p ，B 项正确；重力势能具有相对性，其大小或正负与参考平面的选取有关，所以在地面以上某高度的物体的重力势能不肯定为正值，C 项错误；重力势能的大小取决于物体质量和相对参考平面的高度两个因素，D 项错误．3．(2021·泉州高一检测)图中虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，该运动员的重力势能( )A ．始终减小B ．始终增大C ．先增大后减小D ．先减小后增大答案：C 4．(2021·玉溪高一检测)一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中 ( ) A ．地板对物体的支持力做正功 B ．重力做正功C ．支持力对物体做的功等于重力势能的增加量D ．物体克服重力做的功等于重力势能的增加量解析：选AD.物体向上运动，位移方向向上，所以支持力做正功，重力做负功，选项A 正确、B 错误．依据重力做功和重力势能变化的关系可知，D 正确．升降机加速上升时，支持力大于重力，支持力做功不等于克服重力做功，也就不等于重力势能增加量，C 错误．5.(选做题)如图所示，一条铁链长为2 m ，质量为10 kg ，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了 h ＝l 2，因而铁链克服重力所做的功为W ＝mgl /2＝12×10×9.8×2 J ＝98 J ，铁链的重力势能增加了98 J.答案：98 J 增加了98 J [课时作业] 一、选择题1．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是( )A ．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B ．沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多C ．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D ．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同解析：选D.重力做功的特点是与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关，不论是光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，物体克服重力做多少功，它的重力势能就增加多少． 2．运动员跳伞将经受加速下降和减速下降两个过程．将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是( )A ．阻力对系统始终做负功B ．系统受到的合外力始终向下C ．重力做功使系统的重力势能增加D ．任意相等的时间内重力做的功相等解析：选A.在两个过程中，阻力始终对系统做负功，选项A 正确．加速下降时，系统受到的合力向下；减速下降时，系统受到的合力向上，选项B 错误．两个过程中，重力始终做正功，系统的重力势能削减，选项C 错误．在任意相等时间内，系统下降的高度不相等，故重力做功不相等，选项D 错误．3．(多选)(2021·连云港高一检测)物体在运动过程中，克服重力做功50 J ，则以下说法中正确的是( ) A ．物体的高度肯定降低了 B ．物体的高度肯定上升了 C ．物体的重力势能肯定是50 J D ．物体的重力势能肯定增加50 J解析：选BD.克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度上升，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能的大小是相对的，故A 、C 错误，B 、D 正确．4．升降机中有一质量为m 的物体，当升降机以加速度a 匀加速上升h 高度时，物体增加的重力势能为( )A ．mghB ．mgh ＋mahC ．mahD ．mgh －mah解析：选A.重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，A 正确，B 、C 、D 错误．5．质量为m 的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑t 时间时重力势能削减量为( ) A.12mg 2t 2sin α B.12mg 2t 2 C ．mg 2t 2 D.12mg 2t 2sin 2α解析：选D.物体在光滑斜面上下滑，加速度a ＝g sin α，t 时间内的位移x ＝12gt 2sin α，下落的高度h＝x sin α＝12gt 2sin 2α，所以重力势能削减了12mg 2t 2sin 2α，选项D 正确．6．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )解析：选B.设物体开头下落时的重力势能为E p0，物体下落高度h 过程中重力势能削减量ΔE p ＝mgh ，故物体下落高度h 时的重力势能E p ＝E p0－ΔE p ＝E p0－mgh ，即E p －h 图象为倾斜直线，B 正确．7．如图所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后再滚上另一斜面，当它到达h4的D 点时，速度为0，在这个过程中，重力做的功为( )A.mgh 4B.3mgh 4C ．mghD ．0解析：选B.重力做功等于物体重力势能的转变量的负值，即W ＝－ΔE p ＝mgh 1－mgh 2＝34mgh ，选项B 正确．8．(多选)(2021·大同一中高一检测)一根粗细均匀的长直铁棒重600 N ，平放在水平地面上．现将一端从地面抬高0.50 m ，而另一端仍在地面上，则( )A ．铁棒的重力势能增加了300 JB ．铁棒的重力势能增加了150 JC ．铁棒的重力势能增加量为0D ．铁棒重力势能增加多少与参考平面选取无关解析：选BD.铁棒的重心上升的高度h ＝0.25 m ，铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功，与参考平面选取无关，即ΔE p ＝mgh ＝600×0.25 J ＝150 J ，故BD 正确．9.如图所示，一个质量为M 的物体放在水平面上，物体上方连接一个长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧．现用手拉着弹簧P 点缓慢向上移，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中P 点位移是H (设开头时弹簧处于原长)，则物体的重力势能增加了( )A ．MgHB ．MgH ＋MgkC ．MgH －(Mg )2kD ．MgH －Mgk解析：选C.对整个过程分段分析可知，刚开头时，P 上移，弹簧伸长，而物体不动，直到P 点上移Mgk 后，弹簧不再伸长，物体离开地面随弹簧一起缓慢上移．在上述过程中，物体重心上移的高度h ＝H －Mgk，所以重力势能增加了MgH －(Mg )2k ，C 正确．10．一条长为L 、质量为m 的匀质轻绳平放在水平地面上，现在缓慢地把绳子竖直提起来．设提起前半段绳子时人做的功为W 1，全部提起来时人做的功为W 2，则W 1∶W 2等于( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶4解析：选D.提起前半段绳子时人做的功W 1＝12mg ×14L ＝18mgL ，提起全部绳子时人做的功为W 2＝mg ·12L＝12mgL ，W 1∶W 2＝1∶4.所以答案选D. 二、非选择题11．如图所示，质量为m 的小球，用一长为l 的细线悬于O 点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O 点正下方D 处有一钉子，小球运动到B 处时会以D 为圆心做圆周运动，并经过C 点，若已知OD ＝23l ，则小球由A 点运动到C 点的过程中，重力势能削减了多少？重力做功为多少？解析：从A 点运动到C 点，小球下落h ＝13l故重力做功W G ＝mgh ＝13mgl重力势能的变化量ΔE p ＝－W G ＝－13mgl负号表示小球的重力势能削减了．答案：13mgl 13mgl☆12.两个底面积都是S 的圆桶，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为h 1和h 2，如图所示，已知水的密度为ρ.现把连接两桶的阀门打开，最终两桶水面高度相等，则这个过程中重力所做的功等于多少？解析：选AB 所在的平面为零重力势能平面，则画斜线部分从左管移至右管所削减的重力势能为E p1－E p2＝h 1－h 22·ρgS ·h 1－h 24－⎝ ⎛⎭⎪⎫－h 1－h 22·ρgS ·h 1－h 24 ＝14ρgS (h 1－h 2)2，所以重力做的功W G ＝14ρgS (h 1－h 2)2. 答案：14ρgS (h 1－h 2)2。

2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第七章第三节功率 Word版含答案

第三节功率[学习目标] 1.理解功率的概念，知道平均功率和瞬时功率． 2.把握平均功率和瞬时功率的计算方法． 3.知道机械的额定功率和实际功率的区分．[同学用书P 62]一、功率(阅读教材P 60)1．定义：功W 与完成这些功所用时间t 的比值．2．定义式：P ＝Wt.3．单位：国际单位制中，功率的单位为瓦特，简称瓦，符号是W.1 W ＝1 J/s,1 kW ＝103 W. 4．额定功率和实际功率(1)额定功率：动力机械可以长时间工作的最大输出功率． (2)实际功率：机械工作时实际输出的功率．拓展延长►———————————————————(解疑难)1．功率反映的是做功的快慢，而不是做功的多少．功率大，说明做功快，但做功不肯定多．2．由于功有正有负，相应的功率也有正有负，功率的正负不表示大小，只表示做功的性质，即动力的功率为正，阻力的功率为负．计算时不带符号，只计算确定值．3．实际功率一般小于额定功率，但在特殊状况下，可以使实际功率在短时间内大于额定功率．1.(1)力对物体做功越多，功率越大．( )(2)做功时间越短，功率越大．( )(3)完成相同的功，用时越短功率越小．( ) 提示：(1)× (2)× (3)×二、功率与速度(阅读教材P 61～P 62)1．功率与速度关系式：P ＝Fv (F 与v 方向相同)． 2．推导⎭⎪⎬⎪⎫功率定义式：P ＝Wt功的计算式：W ＝Fl位移：l ＝vt―→P ＝Fv拓展延长►———————————————————(解疑难)1．当F 与v 夹角为α时，P ＝Fv cos α. 2．P ＝Fv 中三个量的制约关系定值各量间的关系应用 P 肯定 F 与v 成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度v 肯定 F 与P 成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F 肯定v 与P 成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度2.在越野竞赛中，汽车爬坡时，经常换用低速挡，这是为什么？提示：由P ＝Fv 可知，汽车在上坡时需要更大的牵引力，而发动机的额定功率是肯定的，换用低速挡的目的是减小速度，从而增大牵引力．平均功率和瞬时功率[同学用书P 63]定义公式平均功率在一段时间内或某一过程中做功的快慢 P ＝Wt或P ＝F v瞬时功率物体在某一时刻或某一位置时做功的快慢P ＝Fv ，v 为某时刻的速度——————————(自选例题，启迪思维)(2021·中山高一检测)如图所示，质量为m ＝2 kg 的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开头下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2，求：(1)前2 s 内重力做的功； (2)前2 s 内重力的平均功率； (3)2 s 末重力的瞬时功率．[思路探究] (1)求前2 s 重力做的功，关键是计算物体的位移，确定重力与位移的夹角． (2)前2 s 内重力的平均功率用公式P ＝________求解． (3)2 s 末重力的瞬时功率用公式P ＝________求解． [解析] (1)木块所受的合外力F 合＝mg sin θ－μmg cos θ＝mg (sin θ－μcos θ) ＝2×10×(0.6－0.5×0.8) N ＝4 N.木块的加速度a ＝F 合m ＝42m/s 2＝2 m/s 2.前2 s 内木块的位移l ＝12at 2＝12×2×22 m ＝4 m.所以，重力在前2 s 内做的功为 W ＝mgl sin θ＝2×10×4×0.6 J ＝48 J. (2)重力在前2 s 内的平均功率为P ＝W t ＝482 W ＝24 W.(3)木块在2 s 末的速度 v ＝at ＝2×2 m/s ＝4 m/s. 2 s 末重力的瞬时功率P ＝mgv sin θ＝2×10×4×0.6 W ＝48 W. [答案] (1)48 J (2)24 W (3)48 W(2021·长春高一检测)从空中以40 m/s 的初速度平抛一重为10 N 的物体，物体在空中运动3 s 落地，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为( )A ．300 WB ．400 WC ．500 WD ．700 W[解析] 物体落地瞬间v y ＝gt ＝30 m/s ，所以P G ＝Gv y ＝300 W ，故A 正确． [答案] A某物体从高为H 处由静止下落至地面，用时为t ，则下述结论正确的是( )A ．前、后H2内重力做功相等B ．前、后t2内重力做功相等C ．前、后H2内重力做功的平均功率相等D ．前、后t2内重力做功的平均功率相等[解析] 下落前、后H 2过程中，重力做功均为mg ·H 2，A 对；由于下落前H 2用时较长，故前H2，重力的平均功率较小，C 错；下落前、后t 2时间内，物体分别下落H 4和34H ，重力做功分别为14mgH 和34mgH ，这两段时间相同，做功不同，表明重力的平均功率也不相等，B 、D 错．[答案] A[规律总结] 求解功率时的两点提示(1)求解瞬时功率时，通常选用公式P ＝Fv ；求解平均功率时，公式P ＝Wt 和P ＝Fv 均可，要依据具体状况机敏选取．(2)求平均功率时必需说明是哪段时间(或哪一个过程中)的平均功率．求瞬时功率时，必需说明是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率．机车以恒定功率启动的过程分析[同学用书P 63]故机车达到最大速度时a ＝0，F ＝F f ，P ＝Fv m ＝F f v m ，这一启动过程的v －t 图象如图所示．特殊提示：(1)P ＝Fv 中，P 为机车牵引力的功率，而非合力的功率． (2)机车运动的极限速度是其匀速运动的速度，即此时机车所受合力为零．——————————(自选例题，启迪思维)(2021·莆田一中高一检测)质量为m ＝5×103 kg 的汽车在水平大路上行驶，阻力是车重的0.1倍．让车保持额定功率为60 kW ，从静止开头行驶，求(g 取10 m/s 2)：(1)汽车达到的最大速度v m ；(2)汽车车速v 1＝2 m/s 时的加速度大小． [思路点拨] 汽车的功率即为牵引力的功率，则P ＝Fv ，当F ＝F f 时，速度为v m ；当汽车以额定功率启动时P ＝P 0不变，可由F ＝P 0v求解不同速度对应的牵引力．[解析] (1)由P ＝Fv ＝F f v m 得v m ＝P F f ＝Pμmg ＝60×1030.1×5×103×10m/s ＝12 m/s.(2)由P ＝Fv 得F ＝Pv ，当v 1＝2 m/s 时，F 1＝P v 1＝60×1032 N ＝3×104 N由牛顿其次定律得F 1－F f ＝ma ，所以 a ＝F 1－μmg m＝3×104－0.1×5×103×105×103m/s 2 ＝5 m/s 2.[答案] (1)12 m/s (2)5 m/s 2 (2022·高考重庆卷)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( )A ．v 2＝k 1v 1B ．v 2＝k 1k 2v 1C ．v 2＝k 2k 1v 1 D ．v 2＝k 2v 1[解析] 车达到最大速度时，牵引力大小等于阻力大小，此时车的功率等于克服阻力做功的功率．故P＝k 1mgv 1＝k 2mgv 2，解得v 2＝k 1k 2v 1，选项B 正确．[答案] B质量为m 的汽车以恒定功率P 在平直的水平大路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v 1，当汽车以速率v 2(v 2<v 1)行驶时，汽车的加速度为( )A.P mv 1B.P mv 2C.P (v 1－v 2)mv 1v 2D.2P m (v 1＋v 2)[解析] 汽车匀速行驶时，路面阻力F f ＝P v 1；当汽车的速率为v 2时，牵引力F 2＝P v 2，此时加速度a ＝F 2－F f m ＝P (v 1－v 2)mv 1v 2，选项C 正确．[答案] C[总结提升] 机车启动问题的解题方法(1)机车的最大速度v m 的求法：机车在匀速前进时速度最大，此时牵引力F 等于阻力F 阻，故v m ＝P F ＝PF 阻.(2)瞬时加速度的求法：据F ＝P 额v 求出牵引力，则加速度a ＝F －F 阻m.机车以恒定加速度启动的过程分析[同学用书P 64]设机车保持以加速度a 做匀加速直线运动的时间为t 0：Fv ＝P ⇒(F f ＋ma )at 0＝P .则t 0＝Pa (F f ＋ma )，此时速度v ＝at 0＝PF f ＋ma.这一启动过程的v －t 关系图象如图所示．特殊提示：机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度并未达到最大速度v m .——————————(自选例题，启迪思维)一辆重5 t 的汽车，发动机的额定功率为80 kW.汽车从静止开头以加速度a ＝1 m/s 2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍．(g 取10 m/s 2)求：(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间；(2)汽车开头运动后，5 s 末和15 s 末的瞬时功率．[思路探究] 功率最大时匀加速过程结束，此时P 额＝Fv 0，应用v 0＝at 0求时间；瞬时功率用P 额＝Fv 进行求解．[解析] (1)设汽车匀加速运动所能达到的最大速度为v 0，对汽车由牛顿其次定律得F －F f ＝ma 即P 额v 0－kmg ＝ma ，代入数据得v 0＝10 m/s 所以汽车做匀加速直线运动的时间t 0＝v 0a ＝101 s ＝10 s.(2)由于10 s 末汽车达到了额定功率，5 s 末汽车还处于匀加速运动阶段，P ＝Fv ＝(F f ＋ma )at ＝(0.06×5×103×10＋5×103×1)×1×5 W ＝40 kW.15 s 末汽车已经达到了额定功率P 额＝80 kW. [答案] (1)10 s (2)40 kW 80 kW汽车的发动机的额定输出功率为P 1，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定．汽车在水平路面上由静止开头运动，直到车速达到最大速度v m ，汽车发动机的输出功率P 随时间变化的图象如图所示．若在0～t 1时间内，汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力F 合随时间变化的图象可能是下图中的( )[解析] 0～t 1时间内牵引力是恒定的，故合力也是恒定的；输出功率在增大，当达到额定功率后，速度渐渐增大，牵引力渐渐减小，始终到等于摩擦力，故合力也始终减小直到等于零．[答案] D一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s 内做匀加速直线运动，5 s 末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v －t 图象如图所示，已知汽车的质量为m ＝2×103 kg ，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g 取10 m/s 2，则( )A ．汽车在前5 s 内的牵引力为4×103 NB ．汽车在前5 s 内的牵引力为6×103 NC ．汽车的额定功率为60 kWD ．汽车的最大速度为30 m/s[解析] 由图象知前5 s 内的加速度a ＝ΔvΔt ＝2 m/s 2，由牛顿其次定律知前 5 s 内的牵引力F ＝kmg ＋ma ，得F ＝(0.1×2×103×10＋2×103×2) N ＝6×103 N ，故B 对，A 错；又5 s 末达到额定功率P ＝Fv 5＝6×103×10W ＝6×104W ＝60 kW ，最大速度v max ＝P 0.1mg ＝6×1040.1×2×103×10m/s ＝30 m/s ，故C 、D 两项正确．[答案] BCD[规律总结] 匀加速启动最长时间的求法牵引力F ＝ma ＋F 阻，匀加速的最终速度v m ′＝P 额ma ＋F 阻，时间t ＝v m ′a .[同学用书P 65]典型问题——体育运动中的功率估算关于功率的估算题，经常将实际问题形象化、模型化．通过模型估算法能够培育同学的思维和空间想象力．要擅长利用所学学问，即机敏选用两种表达式P ＝Wt或者P ＝Fv ，奇妙地解决实际问题．[范例] (2021·福州高一检测)在一次举重竞赛中，一名运动员在抓举竞赛时，将质量为127.5 kg 的杠铃举起历时约2 s ，该运动员在举起杠铃过程中的平均功率为( )A ．几十瓦左右B ．一千瓦左右C ．几十千瓦左右D ．几百千瓦左右[解析] 抓举过程中运动员克服重力做功W ＝mgh ，杠铃上升的高度h 约为2 m ，时间t 约为2 s ，则平均功率P ＝W t ＝mgh t ＝127.5×10×22 W ＝1 275 W ＝1.275 kW.故B 正确．[答案] B[感悟提升] (1)估算题主要不在“数”而在“理”，不追求数据精确而追求方法正确． (2)解决实际问题的关键是明确物理情景，建立物理模型．(3)与实际联系的估算题，给出的已知数据表面上很少，这就要求挖掘隐含条件，利用日常积累的物理常识性数据或数量级或者物理常数进行计算．课外活动时，王磊同学在40 s 的时间内做了25个引体向上，王磊同学的体重大约为50 kg ，每次引体向上大约上升0.5 m ，试估算王磊同学克服重力做功的功率大约为( )A ．100 WB ．150 WC ．200 WD ．250 W解析：选B.每次引体向上克服重力做的功约为W 1＝mgh ＝50×10×0.5 J ＝250 J 40 s 内的总功W ＝nW 1＝25×250 J ＝6 250 J40 s 内的功率P ＝W t ＝6 25040W ≈156 W.[同学用书P 66][随堂达标] 1.(2021·高考新课标全国卷Ⅱ)一汽车在平直大路上行驶．从某时刻开头计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f 恒定不变．下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中，可能正确的是( )A BC D解析：选A.由P －t 图象知：0～t 1内汽车以恒定功率P 1行驶，t 1～t 2内汽车以恒定功率P 2行驶．设汽车所受牵引力为F ，则由P ＝Fv 得，当v 增加时，F 减小，由a ＝F －fm 知a 减小，又因速度不行能突变，所以选项B 、C 、D 错误，选项A 正确．2．如图所示，质量相同的两物体(可看做质点)处于同一高度，A 沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B 自由下落，最终到达同一水平面，则( )A ．重力对两物体做功相同B ．重力的平均功率相同C ．到达底端时重力的瞬时功率P A <P BD ．到达底端时两物体的速度相同解析：选AC.B 物体自由下落，下落时间t B ＝2hg，末速度v B ＝2gh ，方向竖直向下，重力做功W B ＝Gh ，所以平均功率P B ＝W Bt B＝G gh 2到达底端的瞬时功率 P B ＝G ·v B ＝G 2ghA 物体沿斜面下滑，a ＝g sin θ，下滑时间t A ＝2s a ＝1sin θ2h g末速度v A ＝2as ＝2gh ，方向沿斜面对下重力做功W A ＝Gh平均功率P A ＝W At A ＝G sin θgh2到达底端的瞬时功率P A ＝G ·v A sin θ＝G sin θ2gh 所以选项A 、C 正确，选项B 错误．又A 、B 物体到达底端时速度方向不同，选项D 错误．3．如图，一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m 的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°角时，拉力的功率为( )A ．mgLω B.32mgLω C.12mgLω D.36mgLω 解析：选C.依据功能关系，因杆是匀速转动，所以拉力F 做功的功率等于小球克服重力mg 做功的功率．当杆与水平方向成60°角时，重力与小球的速度方向之间的夹角为120°，则P F ＝|mgv cos 120°|＝12mgLω，选项C 正确．4．(2021·宁德高一检测)质量为m 的汽车，其发动机额定功率为P .当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k 倍，则车的最大速度为(阻力不包括重力的分力)( )A.P mg sin θB.P cos θmg (k ＋sin θ)C.P cos θmgD.P mg (k ＋sin θ)解析：选D.汽车速度最大时，a ＝0，牵引力F ＝mg sin θ＋kmg ＝mg (k ＋sin θ)．故此时的最大速度v m ＝P F ＝P mg (k ＋sin θ)，D 正确．5.(选做题)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m ＝5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开头向上做匀加速直线运动，加速度a ＝0.2 m/s 2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v max ＝1.02 m/s 的匀速运动．g 取10 m/s 2，不计额外功．求：(1)起重机允许输出的最大功率；(2)重物做匀加速直线运动所经受的时间和起重机在第2秒末的输出功率．解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P 0，重物达到最大速度时，拉力F 0等于重力． P 0＝F 0v max ，① F 0＝mg ，②代入数据可得P 0＝5.1×104 W ．③(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F ，速度为v 1，匀加速运动经受时间为t 1，有P 0＝Fv 1.④ F －mg ＝ma ⑤ v 1＝at 1⑥ 由③④⑤⑥得t 1＝P 0ma (g ＋a )＝5 s ．⑦t ＝2 s 时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v 2，输出功率为P ，则 v 2＝at ⑧ P ＝Fv 2⑨由⑤⑧⑨得P＝m(g＋a)at＝2.04×104 W.答案：(1)5.1×104 W(2)5 s 2.04×104 W[课时作业]一、选择题1．(多选)(2021·海口高一检测)某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开头在光滑水平面上前进l距离，其次次使此物体从静止开头在粗糙水平面上前进l距离．若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则()A．W1＝W2B．W1>W2C．P1>P2D．P1＝P2解析：选AC.两次拉物体用的力都是F，物体的位移都是l.由W＝Fl可知W1＝W2.物体在粗糙水平面上前进时，加速度a较小，由l ＝12at2可知用时较长，再由P＝W t可知P1>P2.选项A、C正确．2．(2021·福州高一检测)拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢，这样做的主要目的是() A．节省燃料B．提高柴油机的功率C．提高传动机械的效率D．增大拖拉机的牵引力解析：选D.拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多，依据P＝Fv，在功率肯定的状况下，减小速度，可以获得更大的牵引力．选项D正确．3．飞行员进行素养训练时，抓住秋千杆由水平状态开头下摆，到达竖直状态的过程如图所示，飞行员受重力的瞬时功率变化状况是()A．始终增大B．始终减小C．先增大后减小D．先减小后增大解析：选C.由瞬时功率计算式P＝Fv cos α可知，初状态P1＝0，最低点P2＝0，中间状态P>0.所以瞬时功率变化状况是先增大后减小，故C正确．4．小明同学骑电动自行车沿平直大路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行．设小明与车的总质量为100 kg，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，g取10 m/s2.通过估算可知，小明骑此电动车做功的平均功率最接近()A．10 W B．100 WC．300 W D．500 W解析：选B.由P＝Fv可知，要求骑车人的功率，一要知道骑车人的动力，二要知道骑车人的速度．前者由于自行车匀速行驶，由二力平衡可知F＝F f＝20 N，后者对于骑车人的速度我们应当有一个定性估测，约为5 m/s，所以P＝Fv＝20×5 W＝100 W.5．(多选)如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开头向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，则下列说法错误的是(g取10 m/s2)()A．物体加速度大小为2 m/s2B．F的大小为21 NC．4 s末F的功率大小为42 WD．4 s内F做功的平均功率为42 W解析：选ABD.由速度－时间图象可得加速度a＝0.5 m/s2，A错误；由牛顿其次定律得：2F－mg＝ma，所以F＝mg＋ma2＝10.5 N，B错误；4 s末物体速度v＝2 m/s，P＝F·2v＝10.5×2×2 W＝42 W，C正确；4 s内物体位移s＝12at2＝4 m，P＝W t＝F·2s t＝10.5×2×44W＝21 W，D错误．6．(多选)如图所示为测定运动员体能的一种装置．运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦)，下悬一质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v匀速向右运动．下面是人对传送带做功的四种说法，其中正确的是()A．人对传送带做功B．人对传送带不做功C．人对传送带做功的功率为m2gvD．人对传送带做功的功率为(m1＋m2)gv解析：选AC.人在水平方向受绳子拉力和摩擦力作用而处于平衡状态，F f＝F T＝m2g.由牛顿第三定律得人对传送带的摩擦力为F f′＝F f，方向向右，所以人对传送带做正功，做功的功率为P＝F f′v＝m2gv，A、C 正确．7．(2021·包头高一检测)铁路提速要解决很多技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题．已知列车匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即F f＝kv2.设提速前最大速度为80 km/h，提速后最大速度为120 km/h，则提速前与提速后，机车牵引力的功率之比为()A.23 B.49C.827 D.1681解析：选C.因列车匀速行驶，故牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等．所以F＝f＝kv2P＝Fv＝kv3故P1P2＝kv31kv32＝⎝⎛⎭⎫v1v23＝⎝⎛⎭⎫801203＝⎝⎛⎭⎫233＝827.8．汽车在平直大路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率马上减小一半并保持该功率连续行驶．下面四个图象中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开头，汽车的速度与时间的关系()解析：选C.汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，由P ＝Fv知牵引力减小一半，小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由P＝Fv可知，功率肯定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故汽车做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，汽车重新做匀速直线运动，故选C.9．(2021·长春高一检测)质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，假如发动机的功率恒为P，汽车行驶过程中受到的阻力大小肯定，汽车的速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v4时，汽车的瞬时加速度的大小为( )A.P mvB.2P mvC.3P mvD.4P mv解析：选C.设汽车所受阻力为F f ，当以最大速度行驶时，P ＝F 1v ＝F f v ，当以v 4速度行驶时，P ＝F 2v4，又F 2－F f ＝ma ，联立解得：a ＝3Pmv，故C 项正确．☆10.(多选) 一辆汽车质量为1×103 kg ，最大功率为2×104 W ，在水平路面上由静止开头做直线运动，最大速度为v 2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103 N ，其行驶过程中牵引力与车速的倒数1v的关系如图所示．下列推断正确的是( )A ．汽车先做匀速运动，再做加速运动B ．最大速度大小为20 m/sC ．整个过程中最大加速度为2 m/s 2D ．汽车速度为10 m/s 时发动机的功率为20 kW解析：选BCD.汽车在AB 段的牵引力恒定，汽车做匀加速直线运动，BC 段牵引力减小，汽车做加速度减小的加速运动，最终以速度v 2做匀速直线运动，此时P ＝Fv 2，v 2＝20 m/s ，AB 段加速度最大，对B 点有：P m v 1－f ＝ma ，P m ＝Fv 1，对C 点有：P m v 2－f ＝0，联立可得a ＝2 m/s 2，v 1＝203 m/s ，即汽车速度达到203 m/s 时功率已达到最大值P m ＝2×104 W ，此后保持功率不变，连续加速，到10 m/s 时，功率仍为最大值P m ，所以B 、C 、D 均正确，只有A 错误．二、非选择题11．人的心脏每跳一次大约输送8×10－5 m 3的血液，正常人血压(可看做心脏输送血液的压强)平均值约为1.5×104 Pa ，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工作的平均功率约为多少？解析：设压强为p ，作用于横截面积为S 的一个直管内的流体上，在时间t 内因压力的作用而移动了肯定的距离l ，如图所示，则压力做功为W ＝pSl ＝p ΔV ，ΔV 指流体的体积．推广到一般情形，一恒定压强作用下，使某一流体体积转变ΔV ，则该压强所做功的表达式为W ＝p ·ΔV .因此，本题中心脏每分钟所做的功应为： W ＝p ΔV ＝1.5×104×70×8×10－5 J ＝84 J.故心脏工作的平均功率P ＝W t ＝8460W ＝1.4 W.答案：1.4 W ☆12.(2021·德州高一检测)一部电动机通过一轻绳从静止开头向上提起质量为m ＝4.0 kg 的物体，在前2.0 s 内绳的拉力恒定，此后电动机保持额定功率P 额＝600 W 工作，物体被提升至h ＝60 m 高度时恰好达到最大速度v m .上述过程的v －t 图象如图所示(取g ＝10 m/s 2，不计空气阻力)，求：(1)物体的最大速度v m ；(2)物体速度v 2＝12 m/s 时加速度的大小；(3)物体从速度v 1＝10 m/s 时开头，到提升至60 m 高度，克服重力所做的功．解析：(1)当拉力F ＝mg 时，物体达到最大速度v m ，由P ＝Fv 解得v m ＝P 额mg ＝15 m/s.(2)当v 2＝12 m/s 时电动机以额定功率工作由P 额＝F 2v 2得F 2＝50 N由牛顿其次定律得F 2－mg ＝ma 2，解得a 2＝2.5 m/s 2.(3)物体匀加速阶段上上升度h 1＝12v 1t 1＝10 m物体变加速阶段上上升度h 2＝h －h 1＝50 m 克服重力所做的功W G ＝mgh 2＝2 000 J.答案：(1)15 m/s (2)2.5 m/s 2 (3)2 000 J。

2019-2020学年高中物理人教必修二同步训练：第七章机械能守恒定律(2)Word版含答案

第七章机械能守恒定律（2）1、对于功率的观点，以下说法中正确的选项是（）A.功率是描绘力对物体做功多少的物理量B.由 P=W/t 可知，功率与时间成反比C.由 P=Fvcosθ可知只需 F 不为零， v 也不为零，那么功率 P 就必定不为零D.某个力对物体做功越快，它的功率就必定大W 和P Fv ;的说法,正确的选项是()2、以下对于功率公式PtW 知,只需知道W和t就能够求出随意时辰的功率A. 由 PtB.由 P Fv 只好求某一时辰的刹时功率C.由 P Fv 知 ,汽车的功率与它的速度成正比D.由 P Fv 知 ,当汽车发动机功率一准时,牵引力与速度成反比3、如图 ,一物体在水平面上遇到水平向右、大小为8N 的恒力 F 作用 ,在 4s 时间内 ,向右运动2m,在此过程中 ,力 F 对物体所做的功和均匀功率分别为()A.32J,4WB.32J,8WC.16J,8WD.16J,4W4、如下图 ,质量为 60kg 的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒,已知重心在 C 点,其垂线与脚 ,两手连线中点间的距离oa、ob 分别为0.9m和0.6m,若她在1min 内做了 30 个俯卧撑 ,每次肩部上涨的距离均为0.4m,则战胜重力做功和相应的功率为( )A.430J,7WB.4300J,70WC.720J,12WD.7200J,120W5、如下图 ,将质量为 m 0.1kg 的物体用两个完整同样的竖直轻弹簧固定在起落机内, t 0时静止的起落机开始以4 m/s 2 的加快度匀加快向上运动 ,上边弹簧对物体的拉力大小为 0.4 N, g =10m/s 2 ，由此可知 ( )A. 下边弹簧的作使劲大小为 1 N,方向向下B. t 1s时物体战胜重力做功的功率为4 WC.第 1 s 内重力做功为 2 JD.第 1 s 内上边弹簧弹力做功的均匀功率为 1.6W6、质量为 m 的物体以速度 v 0 水平抛出，当其竖直分位移与水均分位移大小相等时，不计空气阻力，重力加快度为g ，以下说法正确的选项是（）A. 物体的动能大小为 mv 02B. 物体的刹时速度大小为2v 0C. 重力的刹时功率为 2mgv 01D. 该过程物体重力做功的均匀功率为mgv 027、如下图 ,篮球运动员平筐扣篮,起跳后面顶与篮筐齐平。

2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第七章本章优化总结 Word版含答案

A．先做匀减速运动，再做匀速运动
B．先做加速度增大的减速运动，再做匀速运动
C．先做加速度减小的减速运动，再做匀速运动
D．最终的速度大小是8m/s
解析：选CD.汽车匀速行驶时，P＝Fv，得牵引力F＝＝ N＝5×103N，则阻力F′＝5×103N．当功率只有40kW时，牵引力减小，汽车做减速运动，但不是匀减速运动，选项A错误；由于功率突然减小，故牵引力发生突变，减小到某一值，然后牵引力从某一最小值开头增大，加速度减小，而后匀速，速度大小为v′＝＝ m/s＝8m/s，故选项B错误，选项C、D正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)
7．汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t．汽车在水平面上行驶时，阻力与车重成正比，g取10m/s2，当汽车以额定功率匀速行驶时速度为12m/s.现突然减小油门，使发动机功率减小到40kW，对接下来车子运动状况的描述正确的是()
(2)用牛顿其次定律及运动学公式解题，可分析运动过程中的加速度、力的瞬时值，也可分析位移、时间等物理量，即可分析运动过程的细节．
(2021·扬州高一检测)
如图所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ＝53°，BD为半径R＝4m的圆弧形轨道，且B点与D点在同一水平面上，在B点，斜面轨道AB与圆弧形轨道BD相切，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在A点处有一质量m＝1kg的小球由静止滑下，经过B、C两点后从D点斜抛出去，最终落在地面上的S点时的速度大小vS＝8m/s，已知A点距地面的高度H＝10m，B点距地面的高度h＝5m，设以MDN为分界线，其左边为一阻力场区域，右边为真空区域，g取10m/s2，cos53°＝0.6，求：

优化方案·高中同步测试卷·鲁科化学必修二：高中同步测试卷(7) Word版含解析

高中同步测试卷(七)集训7 认识有机化合物(时间：90分钟 ,总分值：100分)一、选择题(此题包括16小题 ,每题3分 ,共48分 ,每题只有一个选项符合题意 .)1．以下气体的主要成分不是甲烷的是( )A ．沼气B ．液化石油气C ．天然气D ．坑道气2．在我国的南海、钓鱼岛附近海底已发现天然气(甲烷等)的水合物 ,它易燃烧 ,外形似冰 ,被称为 "可燃冰〞 . "可燃冰〞的开采 ,有助于解决人类面临的能源危机 .以下说法正确的选项是( )①甲烷属于烃类②在相同条件下甲烷的密度大于空气③甲烷难溶于水④可燃冰是一种极具潜力的能源A ．①②③B ．②③④C ．①③④D ．①②④3．CH 4与Cl 2在光照条件下反响生成多种产物 ,其中不能生成的是( )A ．CH 3ClB ．CCl 4C ．HClD ．H 24．在给定条件下 ,可与甲烷发生反响的是( )A ．氧气(光照)B ．氯气(光照)C ．酸性高锰酸钾溶液(常温)D ．浓硫酸(常温)5．以下反响属于取代反响的是( )A ．2KI ＋Cl 2 = = =2KCl ＋I 2B ．(NH 4)2SO 4＋BaCl 2 = = =BaSO 4↓＋2NH 4ClC ．CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HClD ．CH 4――→高温C ＋2H 26．以下物质中互为同分异构体的是( )A.12 6C 与13 6C B ．O 2与O 37．以下气体在空气中充分燃烧后,其生成物既可使无水CuSO4变蓝,又可使澄清石灰水变浑浊的是()A．CO B．CH4C．H2D．H2S8．科学家对中国首|颗探月卫星发回的数据进行了分析,发现月球形成时可能存在稀薄的原始大气层,主要由氖、氢、氦、氩等气体组成,不含甲烷等碳氢化合物.以下关于碳氢化合物的说法正确的选项是()A．碳氢化合物的通式为C n H2n＋2B．燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物C．碳原子间以单键相连的烃是烷烃D．碳氢化合物的相对分子质量一定是偶数9．假设甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合,在光照下得到的产物：①CH3Cl ,②CH2Cl2 ,③CHCl3 ,④CCl4 ,其中正确的选项是()A．只有①B．只有③C．①②③的混合物D．①②③④的混合物10．正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是()A．具有相似的化学性质B．具有相同的物理性质C．分子具有相同的空间结构D．分子式相同,但分子内碳原子的连接方式不同11．mol两种气态烃的混合物, L CO2(标准状况) g H2O ,那么混合气体中()A．一定有甲烷B．一定有乙烷C．一定无甲烷D．一定有丙烷12．以下性质中,属于烷烃特征的是()A．完全燃烧,产物只有二氧化碳和水B．它们几乎不溶于水C．分子的通式为C n H2n＋2 ,与氯气发生取代反响D．它们是非电解质13．一种有机物的分子式为C4H4 ,分子结构如下图,假设将该有机物与适量的氯气混合光照,那么生成的卤代烃的种类共有()A．2种B．4种C．5种D．6种14．以下有关烷烃的表达中,不正确的选项是()A．在烷烃分子中,所有的化学键都为单键B．所有烷烃在光照的情况下,都能与氯气发生取代反响C．烷烃的分子通式为C n H2n＋2(n≥1) ,符合该通式的不一定是烷烃D．烷烃都可以在空气中燃烧15．×105Pa下,测得的某些烷烃的沸点见表中数据 .据表分析,以下选项正确的选项是()物质沸点/℃正丁烷CH3(CH2)2CH3正戊烷CH3(CH2)3CH3异戊烷新戊烷正己烷CH3(CH2)4CH3A.在标准状况时,新戊烷是气体B．×105Pa、20 ℃时,C5H12都是液体C．随碳原子数的增加,烷烃的沸点降低D．随支链的增加,C5H12的沸点降低16．山东省淄博市张店区已经开始使用 "西气〞取代水煤气(主要成分H2和CO)作为居民生活用气.如果通过改造现有炉具使燃烧 "西气〞与燃烧水煤气到达同样的效果,假设在空气的进气口不变的前提下,那么需要把 "燃料气〞的进气量()A．减小B．增大C．维持不变D．不能确定题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 号答案二、非选择题(此题包括4小题 ,共52分)17．(16分)Ⅰ.分子式为C 8H m 的烷烃 ,m 值等于________；分子式为C n H 22的烷烃 ,n 值等于________；相对分子质量为212的烷烃的分子式为________ .Ⅱ.将75 mL 的CH 4、H 2、CO 混合后与200 mL O 2混合点燃 ,经充分反响并枯燥 ,体积减小100 mL ,再将剩余气体通过碱溶液 ,还有125 mL 气体 .(上述体积均在相同条件下测定)(1)混合气体________(填 "能〞或 "不能〞)完全燃烧 .(2)总体积减小100 mL 后 ,所得气体是________________ ,其体积是____________ .(3)共生成CO 2________mL ,最|后剩余的125 mL 气体是________ .(4)原混合气体中有CH 4____________mL ,H 2____________mL ,CO____________mL .18．(14分)以下图表示4个碳原子相互结合的方式 .小球表示碳原子 ,小棍表示化学键 ,假设碳原子上其余的化学键都是与氢结合 .答复以下问题：(1)图中属于烷烃的是________(填字母) .(2)在上图的有机化合物中 ,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键 ,还可以形成________和__________________；不仅可以形成________ ,还可以形成碳环 .(3)上图中互为同分异构体的是：A 与________；B 与________；D 与________ .(填字母)19．(10分)如图是研究甲烷取代反响的实验装置图 ,具体的实验方法是：取一个100 mL 的大量筒 ,用排饱和食盐水的方法先后收集20 mL CH 4和80 mL Cl 2 ,进行实验 .(1)假设研究甲烷与氯气的取代反响 ,还需要的条件是________________ .(2)假设将如下图装置放在光亮的地方 ,等待片刻 ,观察到的现象是______________________________________________________________ .(3)假设将如下图装置放在强光下照射可能会_____________(填可能发生的不良后果) .(4)在甲烷与氯气反响中 ,产物的物质的量最|大的物质是____________________ .20．(12分)美籍埃及人泽维尔用激光闪烁照相机拍摄到化学反响中化学键断裂和形成的过程 ,因而获得1999年诺贝尔化学奖 .激光有很多用途 , μm 的红外激光能切断B(CH 3)3分子中的一个B -C 键 ,使之与HBr 发生取代反响：B(CH 3)3＋HBr ――→ μm 的激光B(CH 3)2Br ＋CH 4 , μm的红外激光却能切断两个B -C键并与HBr发生二元取代反响.(1)试写出二元取代反响的方程式：______________________________________ .(2) g B(CH3)3g HBr正好完全反响,那么生成物中除甲烷以外,其他两产物的物质的量之比为多少?参考答案与解析1．[导学号75700121]解析：选B .液化石油气的主要成分为低级|的烷烃,如丙烷.2．[导学号75700122]解析：选C .甲烷是最|简单的烃,难溶于水,因其相对分子质量为16 ,故相同条件下密度小于空气,甲烷燃烧放出较多的热量且产物为CO2和H2O ,所以可燃冰是一种极具潜力的能源,故答案选C .3．[导学号75700123]解析：选D .Cl2与CH4在光照条件下发生的是取代反响,取代反响是逐步进行的,故产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl .4．[导学号75700124]解析：选B .常温下甲烷性质稳定,与浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液不发生反响.常温和光照条件下,氧气都不能与甲烷发生反响.光照条件下氯气能与甲烷发生取代反响.5．[导学号75700125]解析：选C .由于取代反响只适用于有机反响,而无机反响中的置换反响、分解反响、复分解反响均不是取代反响 .A项属于置换反响；B项属于复分解反响；C项CH2Cl2中的H被Cl所代替,属于取代反响；D项属于分解反响.6．[导学号75700126]解析：选D .同分异构体是具有相同分子式但分子结构不同的化合物的互称,只有D项符合.7．[导学号75700127]解析：选B .在空气中充分燃烧后,其生成物既可使无水CuSO4变蓝,又可使澄清石灰水变浑浊,说明该物质中有C、H两种元素,燃烧后生成CO2和H2O ,甲烷符合题意.8．[导学号75700128]解析：选D .C n H2n＋2是烷烃的通式,A错误；燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物,化学式为C x H y O z的有机物的燃烧产物也是二氧化碳和水,B错误；碳原子间全部以单键相连的链烃才是烷烃,C错误；因为碳原子的相对原子质量(12)为偶数,烃分子中的氢原子数也为偶数,所以碳氢化合物的相对分子质量一定是偶数.9．[导学号75700129]解析：选D .甲烷和氯气在光照下会发生四步取代反响,而反响进行到哪一步不是由反响物甲烷和氯气的物质的量之比来决定的,即使甲烷和氯气的物质的量之比是1∶1的情况,也不会仅生成CH3Cl ,因为一旦生成CH3Cl后,CH3Cl分子中的氢原子又可继续被氯原子取代,直到分子中氢原子都被取代完,因此其产物不是纯洁的CH3Cl .题设甲烷与氯气以物质的量之比1∶3混合,那么四步取代反响都可能发生.10．[导学号75700130]解析：选D .分子式相同,结构不同的物质互称同分异构体,同分异构体的空间结构不同,化学性质也不一定相似,物理性质不相同.11．[导学号75700131] 解析：选A .生成 n (CO 2)＝错误! mol ,生成 n (H 2O)＝错误! mol ,因此两种气态烃的平均组成为CH 4 ,根据混合物的平均组成可知 , ,而另一种烃的氢原子数必为4、碳原子数为大于或等于2的气态烃 .因此只有选项A 正确 .12．[导学号75700132] 解析：选C .分子通式为C n H 2n ＋2 ,与Cl 2发生取代反响是烷烃的特征 ,而满足A 、B 、D 的不一定为烷烃 ,应选C .13．[导学号75700133] 解析：选B .据C 4H 4分子结构可知分子中4个碳原子形成正四面体结构 ,所以分子完全对称 ,因此C 4H 3Cl 、C 4H 2Cl 2、C 4HCl 3、C 4Cl 4分子均只有一种结构 ,故生成的卤代烃一共有4种 .14．[导学号75700134] 解析：选C .烷烃分子中的碳碳键、碳氢键均为单键 ,A 项正确；烷烃在光照的情况下 ,都能与氯气发生取代反响 ,这是烷烃的主要性质之一 ,B 项正确；符合C n H 2n ＋2的有机物只可能是烷烃 ,C 项不正确；烷烃都可以在空气中燃烧生成CO 2和H 2O ,D 项正确 .15．[导学号75700135] 解析：选D .从表中信息可知 , ℃ ,标准状况下是液体 ,20 ℃时是气体 ,A 、B 两项均错误；随碳原子数的增加 ,烷烃的沸点升高 ,C 项错误；随支链数的增加 ,C 5H 12的三种同分异构体的沸点逐渐降低 ,D 项正确 .16．[导学号75700136] 解析：选A . "西气〞的主要成分为甲烷 ,甲烷燃烧的化学方程式为CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ,水煤气燃烧的化学方程式为2CO ＋O 2 = = = = =点燃2CO 2、2H 2＋O 2 = = = = =点燃2H 2O ,可以看出 ,相同量的氧气消耗甲烷的量相对较少 ,故要减少燃料气的进气量 .17．[导学号75700137] 解析：Ⅰ.由烷烃的通式C n H 2n ＋2可知：n ＝8 ,2n ＋2＝18 ,故m ＝18；因12n ＋(2n ＋2)＝212 ,故相对分子质量为212的烷烃分子中的碳原子数n ＝15 ,即分子式为C 15H 32 .Ⅱ.(1)CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ,2H 2＋O 2 = = = = =点燃2H 2O ,2CO ＋O 2 = = = = =点燃2CO 2 .利用极限法 ,同体积的CH 4、H 2、CO 相比拟 ,CH 4燃烧消耗O 2最|多 .假设75 mL 气体都是CH 4 ,消耗O 2的体积为150 mL<200 mL ,所以混合气体能完全燃烧 .(2)剩余的气体是CO 2和O 2 ,其体积为200 mL ＋75 mL －100 mL ＝175 mL .(3)CO 2被碱溶液吸收 ,剩余的125 mL 气体是O 2 ,V (CO 2)＝175 mL －125 mL ＝50 mL .(4)由碳原子守恒可知 ,V (CO 2)＝V (CH 4)＋V (CO)＝50 mL ,①所以V (H 2)＝75 mL －50 mL ＝25 mL .2H 2 ＋ O 2 = = = = =点燃2H 2O25 mL mL所以CH 4、CO 消耗的氧气为200 mL －125 mL .CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ,2CO ＋O 2 = = = = =点燃2CO 2 ,所以2V (CH 4)＋12V (CO) mL .② 联立①②式 ,解得⎩⎨⎧V (CH 4 )＝25 mLV (CO )＝25 mL .故原混合气体中有CH 4 25 mL ,H 2 25 mL ,CO 25 mL .答案：Ⅰ.18 10 C 15H 32Ⅱ.(1)能 (2)CO 2和O 2 175 mL (3)50 O 2(4)25 25 2518．[导学号75700138] 解析：根据球棍模型的含义及碳原子的成键特点可知A 为CH 3CH 2CH 2CH 3 ,B 为D 为CH 3C ≡C -CH 3 ,E 为CH 3CH 2 -CH = = =CH 2 ,F 为 ,G 为CH 3CH 2C ≡CH ,H 为 ,故A 、C 属于烷烃 ,这些分子中 ,碳原子之间不仅可以形成共价单键 ,还可形成碳碳双键、碳碳叁键 ,不仅可以形成碳链 ,还可形成碳环 .再根据同分异构体概念可判断出A 与C ,B 与E 、F 或H ,D 与G 分别互为同分异构体 .答案：(1)AC (2)碳碳双键碳碳叁键碳链(3)C EFH G19．[导学号75700139] 解析：CH 4与Cl 2反响需光照条件 .由于生成油状的CH 2Cl 2等 ,故会在量筒壁上出现油状液滴 .生成的HCl 溶于水 ,故水面会上升 .CH 4与Cl 2遇强光会发生（爆|炸） .由于每一步都生成了HCl ,故它的物质的量最|大 .答案：(1)光照(2)量筒壁上出现油状液滴 ,量筒内水面上升(3)（爆|炸）(4)HCl20．[导学号75700140] (1)B(CH 3)3＋2HBr ――→ μm 的激光B(CH 3)Br 2＋2CH 4(2)n [B(CH 3)3]＝错误! moln (HBr)＝错误! mol设生成B(CH 3)2Br 的物质的量为a ,B(CH 3)Br 2的物质的量为b ,那么有⎩⎪⎨⎪⎧a ＋b ＝0.1a ＋2b ＝0.12 解得⎩⎨⎧a mol b mol即n [B(CH 3)2Br]∶n [B(CH 3)Br 2]＝4∶1 .。

优化方案·高一同步测试卷·教科物理必修1：高中同步测试卷(七) Word版含答案

高中同步测试卷(七)第七单元　牛顿运动定律的综合应用(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1.如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种情况中，体重计的示数最大的是( )A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0 m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5 m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5 m/s22.如图所示，aa′、bb′、cc′是三条光滑斜槽，它们各自的两端分别位于半径为R和r的两个相切的竖直圆上，并且斜槽都通过切点P.有一个小球由静止分别从a滑到a′、从b滑到b′、从c滑到c′，所用的时间分别为t1、t2、t3，则( )A．t1<t2<t3B．t1>t2>t3C．t3<t1<t2D．t1＝t2＝t33．“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳．质量为m的小明如图静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时( )A．加速度a＝g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上B．加速度a＝g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C．加速度a＝g，方向竖直向上D．加速度a＝g，方向竖直向下4.如图所示，台秤上放置盛水的杯，杯底用细线系一木质小球，若细线突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将( )A．变小B．变大C．不变D．无法判断5．三个质量相同的物块A、B、C，用两个轻弹簧和一根轻线相连，处于静止状态，如图所示，已知斜面光滑且倾角为θ＝30°，在将B、C间细线剪断的瞬间，A、B、C的加速度大小分别为(重力加速度为g)( )A．g，2g，2g B．0，2g，gC．g，2g，0D．0，g，g6．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图像(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2＞v1，则( )A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块受到大小不变的摩擦力作用7.美国宇航局计划2025年前载人登陆小行星，图为畅想登陆小行星的宇航员．为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境．在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态．现要求一架飞机在速度大小为v1＝500 m/s时进入失重状态试验，在速度大小为v2＝1 000 m/s时退出失重状态试验．重力加速度g＝10 m/s2.则下列说法错误的是( )A．可以是飞机模拟斜抛运动B．可以是飞机模拟向下的减速运动C．如果是竖直上抛运动，可计算时间是150 sD．如果是竖直下抛运动，可计算时间是50 s二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.如图所示，滑块A在倾角为30°的斜面上，沿斜面下滑的加速度a为2.0 m/s2.若在A上放一重量为10 N的物体B，A、B一起以加速度a1沿斜面下滑；若在A上加竖直向下大小为10 N的恒力F，A沿斜面下滑的加速度为a2.则( )A．a1>2 m/s2B．a1＝2 m/s2C．a2＝2 m/s2D．a2>2 m/s29.如图所示，质量为M＝4.0 kg的小车位于光滑的水平地面上，长为L＝0.50 m的细绳的两端分别系于小车上的A、B两点，A、B两点间的水平距离为x0＝0.40 m，A、B两点间的竖直距离为y0＝0.10 m，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个质量为m＝1.2 kg的物体，取g＝10 m/s2.则下列说法正确的是( )A．当小车静止且物体处于平衡状态时，绳中的张力T＝12 NB．当小车静止且物体处于平衡状态时，绳中的张力T＝10 NC．为了使物体处在A点的正下方并使其与小车相对静止，需在车上施加一个水平向左的外力F＝52 ND．为了使物体处在A点的正下方并使其与小车相对静止，需在车上施加一个水平向左的外力F＝40 N10.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g＝10 m/s2)，则正确的结论是( )A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B．弹簧的劲度系数为5 N/cmC．物体的质量为3 kg D．物体的加速度大小为5 m/s211.如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，而长木板保持静止状态．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则下列说法错误的是( )A．μ1>μ2B．μ1<μ2C．若改变F的大小，当F>μ1(m1＋m2)g时，长木板将开始运动D．若将F作用于长木板，当F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动12.如图所示，一光滑斜面固定在水平面上，斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带．现将质量为M＝2 kg的A物体和质量为m＝1 kg的B物体轻放在纸带上．两物体可视为质点，物体初始位置数据如图，A、B与纸带间的动摩擦因数分别为μA＝0.5、μB＝0.75.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)则( )A．A物体离开纸带前匀加速下滑，B物体静止不动B．A物体离开纸带后匀速下滑，B物体匀加速下滑C．两物体同时由静止释放后，A物体滑离纸带需要的时间是0.8 sD．两物体同时由静止释放后，B物体经1.8 s到达水平面上题号123456789101112答案三、实验题(本大题共1小题，共8分，按题目要求解答)13.(1)如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若两个相同的小车1、2所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有________．A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，以下说法正确的是________．A．平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上B．实验中应始终保持小车和砝码的总质量远远大于小盘和砝码的总质量C．实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力四、计算题(本大题共3小题，共32分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)一足够长水平浅色传送带以v 0匀速运动，现将一可视为质点的煤块轻放在其上方，已知煤块与传送带间的动摩擦因数为μ.经过一定时间后达到共同速度．令传送带突然停下，以后不再运动，到最后煤块也停下．已知重力加速度为g .求：(1)煤块第一次达到与传送带相对静止所用的时间；(2)煤块在传送带上划出的痕迹长度．15.(10分)质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v －t 图像如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设球受到的空气阻力大小恒为34f ，取g ＝10 m/s 2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f 的大小．(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h .16.(12分)如图甲所示，用同种材料制成倾角为θ＝30°的斜面和长水平面，斜面长3.0 m 且固定，斜面与水平面之间由一段很小的弧形平滑连接．一小物块从斜面顶端以初速度v 0沿斜面向下滑动，若初始速度v 0＝2.0 m/s ，小物块运动2.0 s 后停止在斜面上．减小初始速度v 0，多次进行实验，记录下小物块从开始运动到最终停在斜面上的时间t ，作出相应的v 0－t 图像如图乙所示．(已知g ＝10 m/s 2)求：(1)小物块在斜面上下滑的加速度大小和方向；(2)小物块与该种材料间的动摩擦因数μ的值；(3)某同学认为，若小物块初始速度v 0＝3 m/s ，则根据v 0－t 图像可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3 s ．以上说法是否正确？若正确，请给出推导过程；若不正确，请说明理由，并解出正确的结果．参考答案与解析1．[导学号：20640097]　解析：选B.当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状态．设人受到体重计的支持力为N ，体重计示数大小即为人体对体重计的压力N ′.由牛顿第二、第三定律可得：mg －N ＝ma ⇒N ＝N ′＝m (g －a )；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为N 1，人对体重计的压力为N 1′，由牛顿第二、第三定律可得：N 1－mg ＝ma ⇒N 1＝N 1′＝m (g ＋a )，代入具体数据可得B 正确．2．[导学号：20640098]　解析：选D.设cc ′与水平方向的夹角为θ，则cc ′的长度为x ＝2(R ＋r )sin θ，在斜槽上的加速度为a ＝g sin θ，由x ＝at 2可得t ＝2，由此可得下滑时12R ＋r g 间均相同，选项D 正确．3．[导学号：20640099]　解析：选B.两橡皮绳的拉力大小均恰为mg ，可知两橡皮绳夹角为120°，小明左侧橡皮绳在腰间断裂时，弹性极好的橡皮绳的弹力不能发生突变，对小明进行受力分析可知B 正确，A 、C 、D 错误．4．[导学号：20640100]　解析：选A.将容器和木球视为整体，整体受台秤竖直向上的支持力和竖直向下的重力．当细线被剪断后，其实际效果是：在木球向上加速运动的同时，木球上方与木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球占据的空间，由于ρ水＞ρ木，水球的质量大于木球的质量，故木球和水组成系统的重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小．故选A.5．[导学号：20640101]　解析：选D.由图可知，把AB 看做整体，则细绳的拉力为T ＝2mg sin θ，当剪断细绳的瞬时，弹簧的弹力不能突变，则A 的加速度仍然为0；B 所受的合外力等于2mg sin θ，则加速度为：a B ＝＝g ，同理，C 所受的合外力也等于2mg sin 2mg sin 30°mθ，则加速度为：a C ＝＝g ，故选D.2mg sin 30°m 6．[导学号：20640102]　解析：选B.小物块对地速度为零时，即t 1时刻，向左离开A 处最远．t 2时刻，小物块相对传送带静止，此时不再相对传送带滑动，所以从开始到此刻，它相对传送带滑动的距离最大.0～t 2时间内，小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向始终向右，大小不变．t 2时刻以后相对传送带静止，故不再受摩擦力作用，故选B.7．[导学号：20640103]　解析：选B.当飞机的加速度大小等于重力加速度g ，加速度的方向竖直向下时，座舱内的试验者便处于完全失重状态．这种运动可以是飞机模拟无阻力下的竖直下抛运动或竖直上抛运动，也可以是斜抛运动，所以A 正确，B 错误；如果是竖直上抛运动，可计算时间是＋＝150 s ，如果是竖直下抛运动可计算时间是＝50 s ，因此选项C 、D 正v 1g v 2g v 2－v 1g 确．8．[导学号：20640104]　解析：选BD.依题意有m A g sin θ－μm A g cos θ＝m A a ，(m A ＋m B )g sin θ－μ(m A ＋m B )g cos θ＝(m A ＋m B )a 1，(m A g ＋F )sin θ－μ(m A g ＋F )cos θ＝m A a 2，从以上各式可解得：a 1＝2 m/s 2，a 2>2 m/s 2，即B 、D 选项正确．9．[导学号：20640105]　解析：选BC.当小车静止物体处于平衡状态时，设绳与水平方向的夹角为θ，则根据平衡条件得2T sin θ＝mg ，而由几何关系得cos θ＝，解得T ＝10 N ，所以选45项B 正确，A 错误；为了使物体处在A 点的正下方并使其与小车相对静止，此时左侧细绳刚好处于水平位置，因为物体在竖直方向处于平衡状态，所以有细绳的拉力T 1＝mg ，水平方向的加速度a ＝g ，对于小车和物体整体根据牛顿第二定律可得：F ＝(M ＋m )a ＝52 N ，所以选项C 正确，D 错误．10．[导学号：20640106]　解析：选BD.设静止时弹簧的压缩量为x 0，则kx 0＝mg ，施加拉力F 后，设上移的位移为x ，则此时弹簧的压缩量为(x 0－x )，由牛顿第二定律可得：F ＋k (x 0－x )－mg ＝ma 得出F ＝ma ＋kx ，对应题图乙可得：ma ＝10 N ，k ＝ N/cm ＝5 N/cm ，物体与弹30－104簧分离时，弹簧应处于自然状态，故x 0＝4 cm ，故可计算得出：m ＝2 kg ，a ＝5 m/s 2，因此只有BD 正确．11．[导学号：20640107]　解析：选ABC.对质量为m 2的长木板水平方向进行受力分析不能得到μ1和μ2的大小关系，选项A 、B 错误；因为μ1m 1g <μ2(m 1＋m 2)g ，长木板不会滑动，选项C 错误；将F 作用于长木板，若长木板即将开始滑动，对质量为m 1的木块有μ1m 1g ＝m 1a 1，对质量为m 2的长木板有F －μ1m 1g －μ2(m 1＋m 2)g ＝m 2a 2，且a 2>a 1，联立解得F >(μ1＋μ2)·(m 1＋m 2)g ，选项D 正确．12．[导学号：20640108]　解析：选ACD.因为μA <tan 53°，所以A 物体先以加速度a 1＝g sin 53°－μA g cos 53°＝5 m/s 2，此时B 处于静止状态，然后A 物体离开纸带后匀加速下滑，A 物体滑离纸带需要的时间t 1＝ s ＝0.8 s ，经过0.8 s 后B 物体开始匀加速下滑，经过1.0 s 到2× 1.65达水平面上，所以ACD 正确，B 错误．13．[导学号：20640109]　解析：(1)题中m 1和m 2是车中砝码的质量，绝不能认为是小车的质量．本题中只说明了两小车是相同的，并没有告诉小车的质量是多少．当m 1＝m 2时，两车加砝码质量仍相等，若F 1＝2F 2，则a 1＝2a 2，由x ＝at 2得x 1＝2x 2，A 正确B 错误．当m 1＝2m 2时，12无法定量确定两小车加砝码后的质量关系，两小车的加速度的定量关系也就不明确，所以无法判定两小车位移的定量关系，C 、D 错误．(2)平衡摩擦力时，小盘不能用细线系在小车上，纸带必须连好，故A 错，D 对；小车和砝码的总质量应远远大于小盘和砝码的总质量，故B 对；若横坐标表示小车和车内砝码的总质量，则a －M 图像是曲线，不是直线，故C 错．答案：(1)A (2)BD14．[导学号：20640110]　解析：(1)煤块的加速度a ＝μg (1分)达到v 0所用时间t ＝＝.(1分)v 0a v 0μg (2)在煤块与传送带达到共同速度的过程中，传送带运动的距离x 1＝v 0t ＝(1分)煤块运动的距离x 2＝at 2＝(1分)12此过程中划出的痕迹长度为Δx 1＝x 1－x 2＝(2分)传送带突然停下后，煤块做匀减速运动，直至停下，这一过程煤块向前运动的距离为x 3＝(2分)考虑重叠部分，最终划出的痕迹长度为x ＝.(2分)答案：(1)　(2)v 0μg 15．[导学号：20640111]　解析：(1)由v －t 图像可知，弹性球第一次下落过程中的加速度为a 1＝＝ m/s 2＝8 m/s 2(1分)Δv Δt 40.5由牛顿第二定律得：mg －f ＝ma 1(1分)则：f ＝mg －ma 1＝(0.1×10－0.1×8) N ＝0.2 N ．(2分)(2)弹性球第一次碰撞后反弹时的速度为v ′＝v ＝×4 m/s ＝3 m/s(1分)3434由牛顿第二定律得：mg ＋f ＝ma ′(1分)则：a ′＝＝ m/s 2＝12 m/s 2(2分)mg ＋f m 0.1×10＋0.20.1则反弹的高度为h ＝＝ m ＝0.375 m ．(2分)v ′22a ′322×12答案：(1)0.2 N (2)0.375 m 16．[导学号：20640112]　解析：(1)由a ＝得加速度大小a ＝ΔvΔt v 0－0t得a ＝1 m/s 2(1分)方向沿斜面向上．(1分)(2)滑动摩擦力大小为f ＝μmg cos θ，由牛顿第二定律得μmg cos θ－mg sin θ＝ma (1分)μ＝.(1分)235(3)不正确．因为随着初始速度v 0的增大，小物块会滑到水平面上，规律将不再符合图像中的正比关系(1分)设小物块在斜面上滑行位移x 1＝3.0 m 时的速度减为v 1，v －v ＝2ax 1，v 1＝ m/s(1分)20213v 1＝v 0－at 1(1分)小物块在斜面上滑行时间t 1＝(3－)s(1分)3小物块在水平面上滑行，由牛顿第二定律得：μmg ＝ma ′(1分)解得a ′＝4 m/s 2(1分)3小物块在水平面上滑行时间：v 1＝a ′t 2，t 2＝0.25 s(1分)运动总时间t 总＝t 1＋t 2＝(3－＋0.25)s ＝(3.25－)s.(1分)33答案：(1)1 m/s 2　沿斜面向上　(2)　(3)见解析235。

2019版·高考同步测试卷·教科物理必修2：高中同步测试卷(七)

高中同步测试卷(七)第七单元机械能守恒与能量守恒定律(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于重力做功、重力势能变化和机械能的变化的说法正确的是()A．当物体向下运动时，重力对物体做负功B．物体在竖直平面内做匀速圆周运动，机械能守恒C．当物体以2 m/s2 做匀加速运动时，机械能增加D．当物体向上以g匀减速运动时，机械能不变2．下列关于能量转化的说法错误的是()A．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重物的重力势能B．电流通过电阻丝发热是电能转化为内能C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D．做功的过程是能量转化的过程，某过程做了10 J的功，一定有10 J的能量发生了传递3. 如图所示，从倾角为θ＝30°的斜面顶端以初动能E1＝6 J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E2为()A．8 J B．12 JC．14 J D．16 J4．一个物体从H高处自由下落，以地面为零势能参考平面．当该物体的动能是其重力势能的两倍时，该物体离地面高为()A.H3 B.H2C.2H3D．H5. 如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析中正确的是()A．B物体受到细线的拉力保持不变B．B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量C．A物体动能的增加量等于B物体的重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和D．A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线的拉力对A做的功6．有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止．由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为()A.4v2g B.3v2gC.2v23g D.4v23g7. 如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度为12g，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C.在由A运动到C的过程中，则()A．物块机械能守恒B．物块和弹簧组成的系统机械能守恒C．物块机械能减少mg(H＋h)/2D．物块和弹簧组成的系统机械能减少mg(H＋h)/2二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．)8. 如图所示，a、b两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，b球质量大于a球质量．两球间用一条细线连接，开始时细线处于松弛状态．现同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计．下列说法正确的是()A．下落过程中两球间的距离保持不变B．下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧为止C．下落过程中，a、b两球都处于失重状态D．整个下落过程中，系统的机械能守恒9．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)() A．礼花弹的动能变化量为W3＋W2＋W1B．礼花弹的动能变化量为W3－W2－W1C．礼花弹的机械能变化量为W3－W2D．礼花弹的机械能变化量为W3－W2－W110. 如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使轻绳和轻弹簧均处于水平位置，轻弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()A．两球到达各自悬点的正下方时，动能相等B．两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C．两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D．两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大11. 如图所示，离水平地面一定高度处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度．现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力．下列说法中错误的是()A．弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能B．弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能C ．小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒D ．小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关12．如图所示，长度相同的l 轻杆构成一个直角形支架，在A 端固定质量为2m 的小球，B 端固定质量为m 的小球，支架可绕O 点在竖直面内自由旋转．现从OB 竖直、OA 水平，静止释放支架，下列说法中正确的是( )A ．A 球到达最低点时速度为23gl B ．从开始到 A 球到达最低点的过程中，支架对B 球做的功为43mglC ．当支架下摆45°时(A 、B 两球等高时)，A 球速度最大三、实验题(本题共1小题，共10分．按题目要求作答．)13．“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的甲或乙方案来进行．自由落体实验验证机械能守恒定律甲斜面小车实验验证机械能守恒定律乙(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好些，理由是________________________________________________________________________．(2)下图是该实验中得到的一条纸带，测出每两个计数点间的距离，已知每两个计数点之间的时间间隔T ＝0.1 s ，物体运动的加速度a ＝________；该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的．简要写出判断依据：_______________________．(3)下图是采用甲方案得到的一条纸带，在计算图中N 点的速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是________．(填选项前的字母)A ．v N ＝gnTB ．v N ＝x n ＋x n ＋12TC ．v N ＝d n ＋1－d n －12TD ．v N ＝g (n －1)T四、计算题(本题共3小题，共30分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)14．(8分)如图所示，半径为R 的光滑半圆弧轨道与高为10R 的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD 相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡．在水平轨道上，轻质弹簧被a 、b 两小球挤压，处于静止状态．同时释放两个小球，a 球恰好能通过圆弧轨道的最高点A ，b 球恰好能到达斜轨道的最高点B .已知a 球质量为m 1，b 球质量为m 2，重力加速度为g .求：(1)a 球离开弹簧时的速度大小v a ； (2)b 球离开弹簧时的速度大小v b ； (3)释放小球前弹簧的弹性势能E p .15.(10分)三峡水力发电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约100 m ，水的流量约1.35×104 m 3/s.船只通航需要约3 500 m 3/s 的流量，其余流量全部用来发电．水流冲击全部用来发电．水流冲击水轮机发电时，水流减少的机械能有20%转化为电能．(g 取10 m/s 2)(1)按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多少？(2)根据对家庭生活用电量的调查，三口之家平均每户同时用电0.5 kW ，如果三峡电站全部用于城市生活用电，它可以满足多少个百万人口城市的生活用电？16．(12分) 电动机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的内能；(5)因传送小木块，电动机多输出多少能量？参考答案与解析1．导学号17750099]【解析】选D.当物体向下运动时，由于重力和位移方向相同，故重力对物体做正功，故A错误；物体在竖直平面内做匀速圆周运动，速率不变，则动能不变，但高度一直变化，故重力势能改变，则机械能改变，故B错误；当物体以2 m/s2做匀加速运动时，若是向下加速，则a＜g，物体除了受重力外还受向上的力，向上的力做负功，机械能减小，故C错误；物体向上以g匀减速运动时，相当于只受重力，机械能不变，D正确．2．导学号17750100]【解析】选D.能量的转化和转移是两个不同的概念，能量的转化是发生在不同形式的能之间，转移是发生在同一种形式的能之间，例如热传递过程是内能的传递，属于内能的转移，只有做功过程才与能量的转化相对应．综上所述选项ABC说法正确，D说法错误．3．导学号17750101]【解析】选C.由平抛运动知识可知，当小球落到斜面上时：水平方向的位移x＝v0t，竖直方向的位移y＝12gt2，根据Ek＝12m v2，斜面倾角为θ＝30°，且初动能E1＝6J，联立以上各式解得，小球落到斜面上时的动能E2为14 J，C正确．4．导学号17750102]【解析】选A.物体做自由落体运动，机械能守恒，故mgH＝mgh＋12m v2①物体的动能是其重力势能的两倍，故12m v2＝2mgh②联立①②解得：h＝H 3.5．导学号17750103]【解析】选D.由静止释放B直至B获得最大速度的过程中，由于弹簧随着A、B一起运动导致弹力变大，所以A、B的合力以及加速度都在减小，速度增大，B物体受到细线的拉力一直在增大，A错误；B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量和A的动能的增加量之和，故B错误；根据动能定理可知A物体动能的增加量等于细线对A做的功与弹簧弹力对A做的功的代数和，C错误；根据功能关系可判断D正确．6．导学号17750104]【解析】选D.由运动的合成与分解可知滑块A和B在绳长方向的速度大小相等，有v A sin 60°＝v B cos 60°，解得v A＝33v，将滑块A、B看成一系统，系统的机械能守恒，设滑块B下滑的高度为h，有mgh＝12m v2A＋12m v2B，解得h＝2v23g，由几何关系可知绳子的长度为L＝2h＝4v23g，故选项D正确．7．导学号17750105]【解析】选D.由牛顿第二定律可知，mg－f＝ma＝mg/2，则f＝mg/2；物块机械能的减少量取决于空气阻力和弹簧的弹力对物块做的功，物块和弹簧组成的系统机械能的减少量取决于空气阻力对物块做的功：W f＝f(H＋h)＝mg(H＋h)/2，即D正确．8．导学号17750106]【解析】选ACD.两球同时释放后，均做自由落体运动，加速度均为g，故两球均处于失重状态，且机械能守恒，两球间距也保持不变，A、C、D正确，B错误．9．导学号17750107]【解析】选BC.动能变化量等于各力做功的代数和，阻力、重力都做负功，故W3－W1－W2＝ΔE k，所以B对，A错．重力以外其他力做功的和为W3－W2，此即等于机械能增加量，所以C对，D错．此题选B、C.10．导学号17750108]【解析】选BD.两球由水平位置运动到竖直位置，重力势能的减少量相同，但B球重力势能的减少量有一部分转化为轻弹簧的弹性势能，由机械能守恒定律可知，A球在悬点正下方时的动能大，B正确，A、C错误；在最低点，由F－mg＝m v2l及v A>v B可知，F A>F B，D正确．11．导学号17750109]【解析】选BCD.小球从抛出到弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹力做功，因此小球和弹簧组成的系统的机械能守恒，即12m v2＝mgh＋E p，由此得到E p<12m v2，选项A正确，B、C错误；斜上抛运动可分解为竖直上抛运动和水平方向上的匀速直线运动，在竖直方向上有2gh＝v20sin2θ(θ为v0与水平方向的夹角)，解得v0＝2ghsin θ，由此可知，选项D错误．12．导学号17750110]【解析】选ABD.A球到达最低点时，A、B两球的速度大小为v.根据系统的机械能守恒定律得：2mgl－mgl＝12(m＋2m)v2解得：v＝2gl3，故A正确．对于B 球：从开始到A 球到达最低点的过程中，由动能定理得：－mgl ＋W ＝12m v 2，将v ＝2gl 3代入解得支架对B 球做的功为：W ＝43mgl .故B 正确．当支架向下转动夹角为θ时，由机械能守恒得：2mgl sin θ－mgl (1－cos θ)＝12(m ＋2m )v 2得：v 2＝23gl (2sin θ＋cos θ)－1]根据数学知识得知：当θ＝90°－arctan 0.5时，v 最大，故C 错误．根据系统的机械守恒得知：当支架从左向右返回摆动时，A 球一定能回到起始高度，故D 正确．故选ABD.13．导学号17750111] 【解析】(1)机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好，所以甲方案好．(2)处理纸带数据时，为减小误差一般采用逐差法，即a ＝（s DE －s AB ）＋（s EF －s BC ）6T 2，代入数值，解得a ＝4.8 m/s 2(4.7 m/s 2～4.9 m/s 2均可)．该纸带是采用乙实验方案得到的，这是因为物体运动的加速度比重力加速度小很多．(3)匀变速运动中某一段位移的平均速度等于该段位移中间时刻的瞬时速度．因为所取计时起点O 的速度不一定为零，同时物体在下落过程中由于受到阻力作用，下落的加速度要小于重力加速度，所以A 、D 错误，B 、C 正确．【答案】(1)甲甲方案中摩擦力较小 (2)4.8 m/s 2 乙物体运动的加速度a ＝4.8 m/s 2<g (3)BC14．导学号17750112] 【解析】(1)由a 球恰好能到达A 点知 m 1g ＝m 1v 2AR (1分)由机械能守恒定律得 12m 1v 2a －12m 1v 2A ＝m 1g ·2R (1分) 得v a ＝5gR .(1分)(2)对于b 球由机械能守恒定律得： 12m 2v 2b＝m 2g ·10R (2分) 得v b ＝20gR ＝25gR .(1分) (3)由机械能守恒定律得 E p ＝12m 1v 2a ＋12m 2v 2b (1分) 代入数据得E p ＝⎝⎛⎭⎫52m 1＋10m 2gR .(1分) 【答案】(1)5gR (2)25gR (3)⎝⎛⎭⎫52m 1＋10m 2gR15．导学号17750113] 【解析】(1)用于发电的水流量 Q ＝1.35×104 m 3/s －3.5×103 m 3/s ＝1.0×104 m 3/s.(1分) 发电功率是：P ＝mght×20%(1分)水的质量为：m＝ρV(1分)t时间内流水的体积为：V＝Qt(1分)将ρ＝1.0×103 kg/m3，Q＝1.0×104 m3/s，g＝10 m/s2，h＝100 m代入P＝0.2ρQgh得P＝2×109 W．(2分)(2)可供给用户数为n＝2×109500＝4×106户(2分)人口数为N＝3n＝12×106人(2分)可满足12个百万人口城市的生活用电．【答案】(1)2×109 W(2)12个16．导学号17750114]【解析】小木块刚放上时相对传送带向左滑动，由牛顿第二定律μmg ＝ma得加速度为a＝μg，(1分)达到与传送带速度相同所用的时间t＝va＝vμg(1分)(1)小木块的位移x＝12at2＝v22μg.(2分)(2)传送带匀速转动，转过的路程s＝v t＝v2μg.(2分)(3)小木块获得的动能，根据动能定理可得E k＝12m v2.(2分)(4)摩擦产生的内能Q＝μmg(s－x)＝12m v2.(2分)(5)由能的转化与守恒定律可知，电动机多输出的能量转化为小木块的动能和摩擦产生的内能，所以多输出的能量E＝E k＋Q＝m v2.(2分)【答案】(1)v22μg(2)v2μg(3)12m v2(4)12m v2(5)m v2。

【人教版】物理《优化方案》必修2测试第7章第5节知能优化训练

1．弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关( ) A ．弹簧的长度 B ．弹簧的劲度系数 C ．弹簧的形变量 D ．弹簧的原长解析：选BC.弹簧的弹性势能表达式为E p ＝12kx 2，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，故B 、C 正确．图7－5－72．如图7－5－7所示，轻弹簧下端系一重物，O 点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A 点，弹力做功W 1，第二次把它拉到B 点后再让其回到A 点，弹力做功W 2，则这两次弹力做功的关系为( )A ．W 1<W 2B ．W 1＝2W 2C ．W 2＝2W 1D ．W 1＝W 2解析：选D.弹力做功的特点与重力做功一样，不用考虑路径，只看起始与终了位置．故D 项正确．3．如果取弹簧伸长Δx 时弹性势能为0，则下列说法中正确的是( ) A ．弹簧处于原长时，弹簧弹性势能为正值 B ．弹簧处于原长时，弹簧弹性势能为负值C ．当弹簧的压缩量为Δx 时，弹性势能的值为0D ．只要弹簧被压缩，弹性势能均为负值解析：选BC.弹簧处于自然长度时，弹性势能最小，伸长Δx 时规定为0，得原长时为负值，故A 错B 对；压缩Δx 与伸长Δx 势能相同，故C 对；压缩量大于Δx 时弹性势能大于0，故D 错．图7－5－84．如图7－5－8所示，水平地面上固定一竖直轻弹簧，有一物体由弹簧正上方某位置竖直下落，从与弹簧接触后物体继续下落到速度变为零的过程中( )A ．物体的速度逐渐减小B ．物体的重力势能逐渐减小C ．弹簧的弹力对物体做正功D ．弹簧的弹性势能逐渐减小解析：选B.物体的合力先是向下，后向上，故其运动的速度先增大后减小，A 错．下落过程中，物体的高度变低，重力势能减小，B 对．物体受到向上的弹力，此力对物体做负功，C 错．弹簧的形变量越来越大，弹性势能逐渐变大，D 错．5.图7－5－9如图7－5－9所示，水平弹簧劲度系数k ＝500 N/m.用一外力推物块，使弹簧压缩10 cm 而静止．突然撤去外力F ，物块被弹开，那么弹簧对物块做多少功？弹性势能的变化量是多少？(弹簧与物块没连接)解析：弹簧的弹力是变力，不能直接用W ＝Fl cos α进行计算．但由于弹簧的弹力遵循胡克定律，可以作出胡克定律的图象表示功，弹开过程弹力逐渐减小，当恢复原长时弹力为零，根据胡克定律，可作物块的受力与位移的关系如图，根据力－位移图象所围面积表示在这一过程中的功，有W ＝12×50×0.1 J ＝2.5 J ．由弹力做功与弹性势能变化的关系可知，弹性势能的减少量为：ΔE p ＝W ＝2.5 J.答案：2.5 J 减少2.5 J一、选择题1．下列说法正确的是( )A ．任何有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变B ．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能C ．弹簧弹力做正功时，弹性势能增加D ．弹簧弹力做正功时，弹性势能减少解析：选AD.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变，故A 正确．物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具有弹性势能，故B 错误，克服弹力做功时，弹性势能增加；弹力做正功时，弹性势能减少，故C 错误，D 正确．所以正确答案为A 、D.2．在一次“蹦极”运动中，人由高空落下，到最低点的整个过程中，下列说法中正确的是( )A ．重力对人做负功B ．人的重力势能减少了C ．橡皮绳对人做负功D ．橡皮绳的弹性势能增加了解析：选BCD.在“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的过程中，重力方向和位移方向均向下，重力对人做正功，重力势能减少，A 错B 正确．在人和橡皮绳相互作用的过程中，橡皮绳对人的拉力向上，人的位移方向向下，绳的拉力对人做负功，橡皮绳的弹性势能也增加了，C 、D 选项正确．3.图7－5－10(2011年复旦附中高一检测)如图7－5－10所示，轻弹簧拴着小球放在光滑水平面上，O 为弹簧的原长．现将小球拉至A 处后释放，则小球在A 、B 间往复运动，下列说法正确的是( )A ．从B →O ，速度不断减小 B ．在O 处弹性势能最小C ．从B →O ，速度不断增大D ．在B 处弹性势能最小解析：选BC.弹簧的弹性势能与形变量有关，在O 点处为弹簧的原长，弹性势能最小，故B 对D 错；从B →O 过程中，弹力对小球做正功，速度不断增大，故A 错，C 对，正确答案为B 、C.4．(2011年浙江金华十校联考)两只不同的弹簧A 、B ，劲度系数分别为k 1、k 2，并且k 1>k 2.现在用相同的力从自然长度开始拉弹簧，则下列说法正确的是( )A ．A 的弹性势能大B ．B 的弹性势能大C ．弹性势能相同D ．无法判断解析：选B.由于拉力相同F ＝kl ①弹簧的弹性势能E p ＝12kl 2②由①②可得E p ＝F22k，因k 1＞k 2，所以E p1＜E p2.5.图7－5－11如图7－5－11所示，一轻弹簧一端固定于O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A 点摆向最低点B 的过程中( )A ．重力做正功，弹簧弹力不做功B ．重力做正功，弹簧弹力做正功C ．重力不做功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变D ．重力做正功，弹簧弹力做负功，弹性势能增加解析：选D.A →B 重力做正功，弹簧伸长，弹力做负功，弹性势能增加，故D 对． 6．在光滑的水平面上，物体A 以较大速度v a 向前运动，与以较小速度v b 向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B 发生相互作用，如图7－5－12所示．在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时( )图7－5－12A ．v ′a >v ′bB ．v ′a ＝v ′bC ．v ′a <v ′bD ．无法确定解析：选B.v ′a ＝v ′b 时，A 、B 相距最近，弹簧压缩量最大，弹性势能最大． 7.图7－5－13如图7－5－13所示，质量为m 的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移H ，将物体缓缓提高h ，拉力F 做功W F ，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是( )A ．重力做功－mgh ，重力势能减少mghB ．弹力做功－W F ，弹性势能增加W FC ．重力势能增加mgh ，弹性势能增加FHD ．重力势能增加mgh ，弹性势能增加W F －mgh解析：选D.可将整个过程分为两个阶段：一是弹簧伸长到m 刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做功WF 1＝－W 弹，等于弹性势能的增加，二是弹簧长度不变，物体上升h ，拉力克服重力做功WF 2＝－W G ＝mgh ，等于重力势能的增加，又由WF 1＋WF 2＝W F 可知A 、B 、C 错，D 对．8.图7－5－14如图7－5－14所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F 作用下缓慢拉伸了x .关于拉力F 、弹性势能E p 随伸长量x 的变化图线，图7－5－15中正确的是( )图7－5－15解析：选AD.由F ＝kx 知A 对B 错；由E p ＝12kx 2知，C 错D 对．9.图7－5－16劲度系数分别是k A ＝2000 N/m 和k B ＝3000 N/m 的弹簧A 和B 连接在一起，拉长后将两端固定，如图7－5－16所示．弹性势能E p A 、E p B 的关系为( )A ．E p A ＝E pB B ．E p A ＝12E p BC ．E p A ＝32E p BD ．E p A ＝23E p B解析：选C.由作用力与反作用力知：k A x A ＝k B x B ，E p A ∶E p B ＝12k A x 2A ∶12k B x 2B ＝x A ∶x B ＝k B ∶k A ＝3∶2，故选C .二、非选择题 10.图7－5－17 通过探究得到弹性势能的表达式为E p ＝12kx 2，式中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧伸长(或缩短)的长度，请利用弹性势能表达式计算下列问题．放在地面上的物体上端系在劲度系数k ＝400 N/m 的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图7－5－17所示，手拉绳子的另一端，当往下拉0.1 m 时物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h ＝0.5 m 高处．如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求拉力所做的功以及弹性势能的大小．解析：弹性势能E p ＝12kx 2＝12×400×0.12 J ＝2 J此过程中拉力做的功与弹力做的功数值相等，则有 W 1＝W 弹＝ΔE p ＝2 J 刚好离开地面时G ＝F ＝kx ＝400×0.1 N ＝40 N 则物体缓慢升高，F ＝40 N 物体上升h ＝0.5 m. 拉力克服重力做功W 2＝Fl ＝mgh ＝40×0.5 J ＝20 J 拉力共做功W ＝W 1＋W 2＝(20＋2) J ＝22 J. 答案：22 J 2 J11．弹簧原长l 0＝15 cm ，受拉力作用后弹簧逐渐被拉长，当弹簧伸长到l 1＝20 cm 时，作用在弹簧上的力为400 N ，问：(1)弹簧的劲度系数k 为多少？ (2)在该过程中弹力做了多少功？ (3)弹簧的弹性势能变化了多少？解析：(1)由胡克定律：F ＝k Δl ，Δl ＝l 1－l 0＝0.05 m ，所以k ＝F Δl ＝4000.05N/m ＝8000 N/m.(2)由于F ＝kl .作出F —l 图象如图所示，求出图中阴影面积，即为弹力做功的绝对值，由于在伸长过程中弹力F 方向与位移l方向相反，故弹力F 在此过程中做负功．W ＝12Fl ＝12×400×0.05 J＝10 J ，即弹力F 在此过程中做－10 J 的功．(3)根据弹力做功与弹性势能变化之间的关系知，弹性势能增加了10 J. 答案：见解析 12.图7－5－18如图7－5－18所示，在光滑水平面上有A 、B 两物体，中间连一弹簧，已知m A ＝2m B ，今用水平恒力F 向右拉B ，当A 、B 一起向右加速运动时，弹簧的弹性势能为E p1，如果水平恒力F 向左拉A ，当A 、B 一起向左加速运动时，弹簧的弹性势能为E p2，则E p1∶E p2是多大？(E p ∝x 2)解析：A 、B 一起加速时的加速度：a ＝F m A ＋m B ＝F 3m B向右加速时，设弹簧的伸长量为x 右由牛顿第二定律得：kx 右＝m A ·a ＝2m B ·F 3m B ＝2F3向左加速时，设弹簧伸长量为x 左由牛顿第二定律得：kx 左＝m B ·a ＝m B ·F 3m B ＝F3∴x 右∶x 左＝2∶1又∵E p∝x2∴E p1∶E p2＝4∶1. 答案：4∶1高)考≌试ω题;库。

优化方案·高中同步测试卷·教科物理必修二：高中同步测试卷(9) Word版含答案

高中同步测试卷(九)专题二万有引力定律的综合应用(时间：90分钟 ,总分值：100分)一、单项选择题(此题共7小题,每题5分,共35分．在每题给出的四个选项中,只有一个选项正确．)1．当月球只有局部进入地球的本影时,就会出现月偏食．设月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a,月球外表的重力加速度大小为g1,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g2 ,那么()A．g1＝a B．g2＝aC．g1＋g2＝a D．g2－g1＝a2．为了研究太阳演化的进程需知太阳的质量,地球的半径为R ,地球的质量为m ,日地中|心的距离为r ,地球外表的重力加速度为g ,地球绕太阳公转的周期为T ,那么太阳的质量为()A.4π2mr3T2R2g B.T2R2g4π2mr3C.4π2mgR2r3T2 D.r3T24π2mgR23．太阳围绕银河系中|心的运动可视为匀速圆周运动,其运动速率约为地球绕太阳公转速率的7倍,其轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的2×109倍．为了粗略估算银河系中恒星的数目,可认为银河系的所有恒星的质量都集中在银河系中|心,且银河系中恒星的平均质量约等于太阳的质量,那么银河系中恒星的数目约为()A．109个B．1011个C．1013个D．1015个4. 如图是美国的质量约为560 kg的 "铱星33〞和俄罗斯的质量达1 000 kg的 "宇宙2251〞两颗通信卫星在太空相撞的示意图,原因是两颗卫星的圆形轨道发生交叉,当两颗卫星同时经过位于西伯利亚上空约800公里处的瞬间,发生了碰撞事故．这是人类历史上首|次发生卫星相撞事故．以下判断错误的选项是()A．发生碰撞时两颗卫星围绕地球运动周期相等B．发生碰撞时两颗卫星围绕地球运动的线速度大小相等C．发生碰撞时两颗卫星围绕地球运动的向心加速度大小相等D．发生碰撞时两颗卫星围绕地球运动的向心力大小相等5．美国NASA "开普勒〞任务天文学家披露,在太阳系外发现两颗 "地球〞或有生命存在．可能存在生命的行星 "开普勒22b〞,它与地球相隔600光年,． "开普勒22b〞绕恒星 "开普勒22〞运动的周期为290天,轨道半径为R1 ,地球绕太阳运动的轨道半径为R2 ,测得R1∶R2 ,恒星 "开普勒22〞与太阳的质量之比约为()A．B．1C．10 D．1006．一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星外表飞行,要测定该行星的密度,仅仅需要()A．测定飞船的运行周期B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积D．测定飞船的运动速度7．我国在酒泉卫星发射中|心用长征二号丙运载火箭,成功将实践十一号05星发射升空,卫星顺利进入预定轨道．关于人造地球卫星,以下说法正确的选项是()A．运行的轨道半径越大,线速度也越大B．运行的速率可能等于8 km/sC．运行的轨道半径越大,在地面所需要的发射速度越大D．运行的轨道半径越大,在地面所需要的发射速度越小二、多项选择题(此题共5小题,每题5分,共25分．在每题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分．)8. 如下图, "神舟十号〞与 "天宫一号〞在离地面一定高度的同一轨道上绕地球做匀速圆周运动时()A．运行周期相同B．都处于平衡状态C．向心力相同D．飞行速度都小于第|一宇宙速度9. 如下图,两颗靠得很近的天体组合为双星,它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动,以下说法中正确的选项是()A．它们所受的向心力大小相等B．它们做圆周运动的线速度大小相等C．它们的轨道半径与它们的质量成反比D．它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比10．实际上,月球绕地球运动的轨道是一个椭圆,地球在椭圆的一个焦点上．根据天文学家观测,天空中出现 "超级|月亮〞时,月球距离地球最|近, ,与平均距离的比值约为37∶传言称由于月亮对地球的引力增大, "超级|月亮〞会引起严重的地震、火山或者其他自然灾害．由以上信息和学过的知识,判断以下说法中正确的有()A． "超级|月亮〞对地球上的物体引力要比平均距离时大15%左右B．此时月球具有最|大加速度C．如果要使月球以此时到地球的距离开始绕地球做圆周运动,需要使月球适当加速D．如果引力常量G ,结合以上信息,可以计算出月球的质量11．如下图,在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该行星带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动．以下说法正确的选项是()A．太阳对各小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星做圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值12．在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道．×107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍．关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的选项是()A．太阳引力远大于月球引力B．太阳引力与月球引力相差不大C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异题号123456789101112 答案三、计算题(此题共4小题,共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最|后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位．) 13．(8分)牛顿认为公式中的引力常数G是普适常数,不受物体的形状、大小、地点和温度等因素影响,引力常数的准确测定对验证万有引力定律将提供直接的证据．英国物理学家卡文迪许( 1731－1810)根据牛顿提出的直接测量两个物体间的引力的想法,采用扭秤法第|一个准确地测定了引力常数．(1)假设小球的质量m1＝1 kg ,大球质量m2＝2 kg ,两球心间的距离l＝20 cm ,请据引力常量G 的标准值求出两球间万有引力F的大小．(保存三位有效数字)(2)卡文迪许把自己的实验说成是 "称量地球的质量〞,假设不考虑地球自转的影响,地面上的物体所受重力等于地球对物体的引力,请用地球外表的重力加速度g、地球的半径R和引力常量G ,推导表示出地球的质量M.14．(8分)某星球的质量为M,在该星球外表某一倾角为θ的山坡上以初速度v0平抛一物体,经过时间t该物体落到山坡上．欲使该物体不再落回该星球的外表,求至|少应以多大的速度抛出该物体?(不计一切阻力,引力常量为G)15. (12分)地球半径为R ,地球外表重力加速度为g0 ,不考虑地球自转的影响并假设地球质量分布均匀且密度为ρ0.假假设在地球内部距外表深度为h的某区域存在一半径为r的球形煤炭矿区,设煤炭密度为ρ(小于ρ0) ,那么由于该煤炭矿区区域的存在,造成的地球该区域外表重力加速度的变化量的最|大值是多少?16．(12分)如下图是我国发射的 "嫦娥一号〞探月卫星简化后的路线示意图,卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,在距月球外表200 km的P点进行第|一次 "刹车制动〞后被月球捕获,进入椭圆轨道I绕月飞行,以后卫星在P 点经过几次 "刹车制动〞最|终在距月球外表200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动,R月＝14R地,g月＝16g地,取地球半径R地×106 m ,地球外表重力加速度g地＝10 m/s2.(1)假设停泊轨道距地球外表600 km ,求卫星在停泊轨道上做匀速圆周运动的周期；(2)月球上的第|一宇宙速度是地球上的第|一宇宙速度的多少倍?参考答案与解析1．导学号17750131]【解析】选B.根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供可知,选项B正确．2．导学号17750132]【解析】选A.根据G M日mr2＝4π2mrT2,m′g＝Gmm′R2可得M日＝4π2mr3T2R2g,选项A正确．3．导学号17750133]【解析】,由太阳对地球的万有引力提供向心力．根据万有引力定律和牛顿第二定律有GMmR2＝m v2R,整理得M＝v2RG.太阳绕银河系运动也是由万有引力提供向心力,同理可得M′＝v′2R′G.由题意知v′＝7v,R′＝2×109R,解得M′≈1011M,故B正确．4．导学号17750134]【解析】选D.根据万有引力提供向心力GMmr2＝mv2r＝m⎝⎛⎭⎫2πT2r,可得v＝GMr,T＝2πr3GM,因为两颗卫星的轨道半径相等,所以周期、线速度、向心加速度都相等,A、B、C正确,因为两颗卫星质量不等,所以D错误．5．导学号17750135]【解析】选B.设恒星 "开普勒22〞质量为M1 ,太阳的质量为M2 , "开普勒22b〞质量为m1 ,地球质量为m2 ,由万有引力定律和牛顿运动定律,G M1m1R21＝m1R1⎝⎛⎭⎫2πT12,G M2m2R22＝m2R2⎝⎛⎭⎫2πT22,联立解得,恒星 "开普勒22〞与太阳的质量之比约为1 ,选项B正确．6．导学号17750136] 【解析】选A.取飞船为研究对象 ,由G Mm R 2＝mR 4π2T 2及M ＝43πR 3ρ ,解得ρ＝3πGT 2,故A 项正确． 7．导学号17750137] 【解析】选C.设地球质量为M ,卫星质量为m ,卫星在轨道半径为r 的轨道上运动GMmr 2＝m v 2r,v ＝GMr,当轨道半径等于地球半径时 ,卫星的运行速率最|大 , km/s. km/s 是卫星在绕地球做圆周运动时的最|大速度 ,所以选项B 错误．卫星的轨道半径r 越大 ,线速度越小 ,选项A 错误．把卫星发射到离地面越远的轨道上 ,在地面所需要的发射速度就越大．即选项C 正确 ,D 错误．8．导学号17750138] 【解析】选AD.根据T ＝2πr 3GM可知 ,选项A 正确； "神舟十号〞与 "天宫一号〞都在做匀速圆周运动 ,不处于平衡状态 ,选项B 错误； "神舟十号〞与 "天宫一号〞质量不同 ,向心力不同 ,选项C 错误；第|一宇宙速度是地球卫星的最|大运行速度 , "神舟十号〞与 "天宫一号〞的运行速度均小于第|一宇宙速度 ,选项D 正确．9．导学号17750139] 【解析】选AC.提供它们做匀速圆周运动的向心力是一对作用力和反作用力 ,故它们所受的向心力大小相等 ,选项A 正确；它们的角速度大小相等 ,但轨道半径不同 ,故线速度大小不等 ,选项B 错误；设它们的角速度大小均为ω ,根据mω2r ＝Mω2R ,解得mr ＝MR ,显然 ,它们的轨道半径与它们的质量成反比 ,选项C 正确 ,选项D 错误．10．导学号17750140] 【解析】选AB.最|近时 ,F 1＝G Mm r 21 ,平均距离时 ,F 2＝G Mmr 22,r 1∶r 2＝37∶40 ,三式联立 ,得F 1－F 2F 1×100%% ,A 对；由于此时月球离地球最|近 ,由a ＝GMr2得加速度最|大 ,B 对；画出运行轨道图 ,可以看出 ,圆轨道在椭圆轨道内侧 ,需要减速才能使其做圆周运动 ,C 错；只能求出中|心天体质量 ,而不能求出月球质量 ,D 错．11．导学号17750141] 【解析】选CD.各小行星距太阳远近不同 ,质量各异 ,太阳对小行星的引力F 引＝GMm r 2 ,A 错；地球绕太阳的轨道半径小于小行星绕太阳的轨道半径 ,由GMmr 2＝m 4π2T 2r得T ＝2πr 3GM,显然轨道半径r 越大 ,绕太阳的周期T 也越大 ,地球绕太阳的周期T 地＝1年 ,所以小行星绕太阳的周期大于1年 ,B 错；由GMm r 2＝ma ,a ＝GMr 2 ,可见 ,内侧小行星向心加速度大于外侧小行星向心加速度 ,选项C 正确；由GMmr 2＝m v 2r ,v ＝GMr,小行星轨道半径r 小大于地球绕太阳的轨道半径r 地 ,v 地>v 小 ,选项D 正确．12．导学号17750142] 【解析】选AD.F 太阳F 月＝M 太阳M 月·R 2月R 2太阳,代入数据可知 ,太阳的引力远大于月球的引力 ,由于月心到不同区域海水的距离不同 ,所以引力大小有差异．13．导学号17750143] 【解析】(1)由万有引力定律：F ＝Gm 2m 1l 2(2分)代入数据 ,那么有：F ＝错误!×10－9 N ．(2分) (2)设地球质量为M ,地球上的物体质量为m , 重力等于万有引力 ,即GmMR 2＝mg ,(2分)那么地球质量M ＝gR 2G .(2分)【答案】(1)×10－9N (2)gR 2G14．导学号17750144] 【解析】由题意可知 ,是求该星球上的 "近地卫星〞的绕行速度．设该星球外表处的重力加速度为g ,由平抛运动规律可得tan θ＝y /x , y ＝12gt 2 ,x ＝v 0t , 联立解得g ＝2v 0ttan θ①(4分) 对于该星球外表上的物体有G MmR 2＝mg ②(1分) 联立①②解得R ＝GMt2v 0tan θ③(1分)对于绕该星球做匀速圆周运动的 "近地卫星〞 , 应有mg ＝m v 2R④(1分)联立①③④解得v ＝42GM v 0tan θt .(1分)【答案】见解析15．导学号17750145] 【解析】根据题意把地球看成由两局部组成 ,即半径为r 的球体和剩余局部 ,那么有：mg 0＝F ＋GmM 1(h ＋r )2①(3分)式中F 为地球剩余局部对m 的作用力；M 1为半径为r 的球体质量 ,应有： M 1＝43πr 3ρ0②(2分)同理当半径为r 的球体空间存在密度为ρ的煤炭时应有： mg ＝F ＋GmM 2(h ＋r )2③(3分)M 2＝43πr 3ρ④(2分)联立解得：Δg ＝4πr 3G3 (r ＋h )2(ρ0－ρ)．(2分)【答案】4πr 3G3 (r ＋h )2(ρ0－ρ)16．导学号17750146] 【解析】(1)设卫星在停泊轨道上的运动周期为T 1 ,那么： G Mmr 2＝m ⎝⎛⎭⎫2πT 12r (2分)地球外表的物体 ,其重力近似等于万有引力 ,那么 GMm 1R 2地＝m 1g (2分)又r＝R地＋h ,由以上三式可得：T1＝4π2 (R地＋h )3gR2地×103 s．(3分)(2)对于靠近天体外表的行星或卫星有m2g＝m2v2R,那么v月v地＝g月R月g地R地(3分)将R月＝14R地,g月＝16g地代入得v月v地＝612,即月球上的第|一宇宙速度是地球上第|一宇宙速度的612.(2分)【答案】(1)×103 s(2)6 12。

优化方案·高中同步测试卷·教科物理必修2：高中同步测试卷(十) 含答案

高中同步测试卷(十)专题三功能关系(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力．从抛出到落地过程中，三球( ) A．运动时间相同B．落地时的速度相同C．落地时重力的功率相同D．落地时的动能相同2．已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内，下列叙述正确的是(重力加速度为g)( )A．货物的动能一定增加mah－mgh B．货物的机械能一定增加mahC．货物的重力势能一定增加mah D．货物的机械能一定增加mah＋mgh3. 物体在某个变力F的作用下，沿着如图所示轨迹由P点运动到Q点，已知变力F做功36 J，物体克服重力做功20 J，空气阻力做功－18 J，则正确的有( )A．物体的重力势能减少了20 JB．物体的动能增加了38 JC．物体的机械能增加了18 JD．物体从P运动到Q的过程中，重力一直在做负功4. 如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹水平射入木块的深度为d 时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为f，那么在这一过程中不正确的是( )A．木块的机械能增量为fL B．子弹的机械能减少量为f(L＋d)C．系统的机械能减少量为fd D．系统的机械能减少量为f(L＋d)5．如图所示，某同学斜向上抛出一石块，空气阻力不计．下列关于石块在空中运动过程中的速率v、加速度a、水平方向的位移x和重力的瞬时功率P随时间t变化的图像中，正确的是( )6. 在空中某一位置，以大小v0的速度水平抛出一质量为m的物体，经时间t 物体下落一段距离后，其速度大小仍为v0，但方向与初速度方向相反，如图所示，则下列说法中正确的是( )A．风力对物体做功为零B．风力对物体做负功C．物体的机械能减少mg2t22D．物体的动能变化为mv207．如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为13g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是( ) A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员获得的动能为13 mghC．运动员克服摩擦力做功为23 mghD．下滑过程中系统减少的机械能为13 mgh二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．)8．下列关于功和机械能的说法，正确的是( )A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量9．下面关于重力做功及重力势能的说法中，正确的是( )A．两物体A、B，A的高度是B的2倍，那么A的重力势能也是B的2倍B．如果考虑空气阻力，从某一高度下落一物体到达地面，物体重力势能的减少要比无阻力自由下落时重力势能减少得少。

优化方案·高中同步测试卷·教科物理必修2：高中同步测试卷(十二) 含答案

高中同步测试卷(十二)期中测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于物体做曲线运动的条件，下列说法正确的是( )A．物体在恒力作用下不能做曲线运动B．物体在变力作用下一定做曲线运动C．合力的方向与速度方向既不相同又不相反，物体一定做曲线运动D．做曲线运动的物体所受的合力方向一定是变化的2．在四川北川老县城地震遗址遭遇50年最强洪水时，武警战士驾驶冲锋舟营救被困群众，某段时间内冲锋舟的运动规律为x＝－2t2－6t，y＝1.5t2＋4t，xOy为直角坐标系，则下列说法正确的是( )A．冲锋舟在x方向的分运动是匀减速直线运动B．冲锋舟的运动是匀变速直线运动C．冲锋舟的运动是匀变速曲线运动D．冲锋舟的运动开始为直线运动后变为曲线运动3.水平放置的平板表面有一个圆形浅槽，如图所示．一个小球在水平槽内滚动直至停下，在此过程中( )A．小球受四个力，合力方向指向圆心B．小球受三个力，合力方向指向圆心C．槽对小球的总作用力提供小球做圆周运动的向心力D．槽对小球弹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力4．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动到如图所示位置时，物体P的速度为( )A．v B．vcos θC.vcos θD．vcos2θ5．小球以6 m/s的速度水平抛出，落到水平地面时的速度为10 m/s，取g＝10 m/s2，小球从抛出到落地的时间及水平位移分别是( )A．0.8 s，4.8 m B．1 s，4.8 mC．0.8 s，3.2 m D．1 s，3.2 m6．大陆天文爱好者金彰伟、陈韬将他们发现的小行星命名为“周杰伦”星，并获小行星中心公布永久编号为257 248.经过他们的合作，顺利确认小行星轨道，其绕太阳运行的轨道半径为R，运行周期为T，已知万有引力常量为G.则由以上数据可估算的物理量有( )A．行星的质量B．行星的密度C．太阳的质量D．太阳的密度7．两个同高度斜面，倾角分别为α、β，小球1、2分别由斜面顶端以相等水平速度抛出，如图所示，假设两球能落在斜面上，则小球1、2飞行下落的高度之比为( )A．1∶1 B．tan α∶tan βC．tan β∶tan αD．tan2α∶tan2β二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．)8. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动．如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是( )A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大B．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大9. 如图所示，一个圆环绕中心线AB以一定的角速度转动，下列说法正确的是( )A．P、Q两点的角速度相同B．P、Q两点的线速度相同。