期末测试题-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【新课程同步训练】练习手册（人教版）

参考答案与解析 【解析】 （ 1 ） 根据线速度和角速度的关系可知， 重物落 地后， 小球线速度的大小为 v＝2Rω 。 （ 2 ） 重物落地后一小球转到水平位 置 ， 此时小球的向心力为 F 向 ＝2mRω 2 ， 此时小球受到的向心力等于球受到杆的 作用力与球重力的合力， 如图所示。 根据几何关系可得 F＝ F 2 向 + （ mg ） 2 姨 ＝ m 4R 2 ω 4 +g 2 姨 。 （ 3 ） 落地时， 重物的速度为 v′＝ωR ， 由机械能守恒得 1 2 Mv′ 2 +4× 1 2 mv 2 ＝Mgh ， 解得 h＝ M+16m 2Mg （ ωR ） 2 。 11. （ 1 ） a 1 ＝2 g 、 a 2 ＝3 g （ 2 ） 13 25 H （ 3 ） L≥ 152 125 H 【解析】 （ 1 ） 管第一次落地弹起的瞬间， 小球仍然向下 运动， 设此时管的加速度大小为 a 1 ， 方向向下； 球的加速度 大小为 a 2 ， 方向向上； 球与管之间的摩擦力大小为 f ， 由牛顿 运动定律有 Ma 1 ＝Mg+f ； ma 2 ＝f-mg ， 联立并代入题给数据， 得 a 1 ＝2 g ； a 2 ＝3 g 。 （ 2 ） 管第一次碰地前与球的速度大小相同， 由运动学公 式可得， 碰地前瞬间它们的速度大小均为 v 0 ＝ 2gH 姨 ， 方向 均向下。 管弹起的瞬间， 管的速度反向， 球的速度方向依然 向下 ， 设自弹起时经过时间 t 1 ， 管与小球的速度刚好相同 ， 取向上为正方向， 由运动学公式可得 v 0 -a 1 t 1 ＝-v 0 +a 2 t 1 ， 解得 t 1 ＝ 2 5 2H g 姨 。 设此时管的下端离地高度为 h 1 ， 速度为 v ， 由运动学公 式可得 h 1 ＝v 0 t 1 - 1 2 a 1 t 2 1 ； v＝v 0 -a 1 t 1 ， 由此可知此时 v＞0 ， 此后 ， 管与小球将以加速度 g 减速 上升 h 2 ， 到达最高点， 由运动学公式有 h 2 ＝ v 2 2g ， 管第一次落 地弹起后上升的最大高度 H 1 ＝h 1 +h 2 ＝ 13 25 H 。 （ 3 ） 设第一次弹起过程中球相对管的位移为 x 1 ， 在管开 始下落到上升 H 1 这一过程中 ， 由动能定理有 Mg （ H-H 1 ） + mg （ H-H 1 +x 1 ） -4mgx 1 ＝0 ， 解得 x 1 ＝ 4 5 H 。 同理可推得， 管与球从再次下落到第二次弹起至最高点 的过程中， 球与管的相对位移为 x 2 ＝ 4 5 H 1 。 设圆管长度为 L 。 管第二次落地弹起后的上升过程中， 球不会滑出管外的条件 是 x 1 +x 2 ≤L ， 联立解得 L 应满足条件为 L≥ 152 125 H 。 期末测试题 1. B 【解析】 对于曲线运动来说 ， 物体速度方向始终在 变化， 所以曲线运动一定是变速运动， 但不一定是匀变速运 动。 物体速度的大小可以不变 ， 如匀速圆周运动 ， A 错误 ， B 正确； 匀速圆周运动的加速度大小不变， 方向改变， 做曲 线运动的物体所受的合外力可能不变 ， 如平抛运动 ， C 、 D 错误。 2. C 【解析】 作用力 、 反作用力既可以做正功 ， 又可以 做负功， 还可以不做功 ， A 、 B 错误 ； 重力做功只与重力方 向上的位移即竖直高度有关， 因此 C 正确 ； 机械能守恒可以是只有重力做功， 所以合外 力可以是重力， D 错误。 3. A 【解析】 空气对飞机的作用力有两 个作用效果。 其一： 竖直方向的作用力使飞 机克服重力作用而升空。 其二： 水平方向的 作用力提供给飞机做圆周运动的向心力， 使 飞机可在水平面内做匀速圆周运动。 对飞机 的受力情况进行分析， 如图所示。 飞机受到 重力 mg 、 空气对飞机的作用力 F ， 两力的合力为 F 向 ， 方向 沿水平方向指向圆心。 由题意可知， 重力 mg 与 F 向 垂直， 故 F＝ m 2 g 2 ＋F 2 向 姨 ， 又 F 向 ＝m v 2 R ， 联立解得 F＝m · g 2 ＋ v 4 R 2 姨 。 4. A 【解析 】 由图可知 0~t 1 汽车发动机的功率 P＝kt （ k 为图像的斜率， 为定值）， 由功率 P＝Fv ， 可知 P＝Fat＝F · F－f M t＝ F 2 －Ff M t ， 由于阻力 f 大小恒定 ， 则牵引力 F 恒定 ， 故 A 正 确， B 错误。 t 1 后功率 P＝P 1 恒定不变， 但在 t 1 时牵引力 F>f ， 故速度继续增加， 则 F 开始减小， 加速度开始减小 ， 当 F＝f 时， 加速度减小为零， 速度增加到最大为 v ， 此后汽