10第8章 章末知识网络建构&章末过关检测(四)-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第二册教用Word(人教版)

该高中物理讲义通过章末知识网络建构框架图系统梳理功、功率、机械能等核心知识，将功的公式（Fl cos α）、功率（Fv）、能量转化等要点按“定义-公式-应用”逻辑组织，用填空形式强化位移、标量等关键概念，体现物理观念中的能量观念与运动相互作用观念。 讲义亮点在于分层练习设计，单选（如第1题功和功率概念辨析）夯实基础，多选（第8题结合F-x图像计算合力功）培养科学推理，实验题（第11题验证机械能守恒）提升科学探究能力。计算题（第13题变力做功）融入模型建构，附详细解析助不同学生掌握，教师可据此实施精准教学。

章末知识网络建构 [备选答案] 提示：将以下备选答案前的字母填入左侧正确的位置。 A．Fv B． C．之比 D．Fl cos α E．位移 F．能量转化 G．mv2 H．标量 答案：E　D　F H　C　B　A G 章末过关检测(四) (时间：75分钟　分值：100分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．关于功和功率，下列说法正确的是(　　) A．力越大，力做功就越多 B．位移越大，力做功就越多 C．功率越大，力做功就越多 D．功率越大，力做功就越快 解析：选D。根据W＝Fl cos α可知，功与力、位移以及力与位移的夹角都有关系，力越大，力做功不一定越多，同理，位移越大，力做功也不一定越多，故A、B错误；功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故D正确；根据W＝Pt可知，做功多少除与功率有关外还与时间有关，所以功率越大，力做功不一定就越多，故C错误。 2．质量m＝0.1 kg的金属小球，从空中某点由静止开始自由下落，经t＝2 s落地。该过程中空气阻力不计，g取10 m/s2，则小球在下落过程中重力的平均功率为(　　) A．10 W　　　　　　 B．20 W C．30 W D．40 W 解析：选A。由题知，2 s内小球下落的高度h＝gt2，代入数据得h＝20 m，重力做的功W＝mgh，代入数据得W＝20 J，则小球在下落过程中重力的平均功率P＝＝ W＝10 W。 3．水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是(　　) A．刚开始物体相对传送带向前运动 B．物体匀速运动过程中，受到静摩擦力 C．物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功 D．传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长 解析：选D。刚开始，物体速度小于传送带速度，物体相对传送带向后运动，A错误；物体匀速运动过程中，不受摩擦力作用，B错误；物体加速运动过程中，传送带对物体的摩擦力向前，做正功，C错误；物体加速运动过程，根据牛顿第二定律有f＝μmg＝ma，v＝at，则加速时间t＝，v越大，t越大， D正确。 4．一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为2×10-4 m2，喷水速度约为10 m/s，水的密度为1×103 kg/m3，则该喷头喷水的功率约为(　　) A．10 W　　　　　　　 B．20 W C．100 W D．200 W 解析：选C。Δt时间内从喷头流出的水的质量m＝ρSvΔt，喷头喷水的功率等于单位时间内喷出的水的动能增加量，即P＝＝，联立解得P＝100 W，C正确。 5．如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能Ek与水平位移x关系的图像是(　　) 解析：选A。在斜面上，物块受竖直向下的重力、沿斜面向上的滑动摩擦力以及垂直于斜面向上的支持力，设物块的质量为m，斜面的倾角为θ，物块沿斜面下滑的距离对应的水平位移为x，由动能定理有mg sin θ·－μ1mg cos θ·＝Ek－0，解得Ek＝(mg tan θ－μ1mg)x，即在斜面上滑动过程中，物块的动能与水平位移成正比，B、D错误；在水平面上，物块受竖直向下的重力、竖直向上的支持力以及水平向左的滑动摩擦力，由动能定理有－μ2mg(x－x0)＝Ek－Ek0，解得Ek＝Ek0－μ2mg(x－x0)，其中Ek0为物块滑到斜面底端时的动能，x0为物块沿斜面下滑到底端时的距离对应的水平位移，即在水平面上物块的动能与水平位移为一次函数关系，且为减函数，A正确，C错误。 6．如图所示，一小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，轨道半径为R，小球的直径略小于管道的直径，重力加速度为g，则小球(　　) A．可能做匀速圆周运动 B．通过最高点时的最小速度为 C．在最低点受到的合力一定大于在最高点受到的合力 D．在运动一周的过程中可能一直受到内侧管壁的弹力 解析：选C。竖直放置的圆形管道光滑，所以小球在运动中，合力不可能一直指向圆心，则不可能做匀速圆周运动，故A错误；因为在最高点圆管内壁能提供支持力，所以通过最高点时的最小速度为0，故B错误；因为从最高点到最低点，重力做正功，动能增大，所以最低点速度大，合力F＝m，所以在最低点受到的合力一定大于在最高点受到的合力，故C正确；在下半圆运动时，只受到外侧管壁弹力，故D错误。 7．如图所示，总长为L，质量分布均匀的铁链放在高度为H的光滑桌面上，有长度为a的一段下垂，H>L，重力加速度为g，不计空气阻力，则铁链刚接触地面时速度为(　　) A． B． C． D． 解析：选C。设铁链单位长度的质量为m、地面为零势能面，由机械能守恒定律可得(L－a)mgH＋amg＝Lmv2＋Lmg，解得v＝，故A、B、D错误，C正确。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 8．如图甲所示，在水平地面上放置一木块，其质量m＝10 kg，木块在水平推力F作用下运动，推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．木块先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动 B．木块运动0～5 m的过程中，其克服摩擦力所做的功为100 J C.木块运动0～5 m的过程中，合力做的功为50 J D．木块在运动过程中的加速度一直变大 解析：选BC。由题意可得木块受到的滑动摩擦力大小f＝μmg＝20 N，对木块，由牛顿第二定律可得F－f＝ma，可得a＝，所以a随F的变化先增大后不变，木块先做非匀变速运动，后做匀变速运动，故A、D错误；木块运动0～5 m的过程中，滑动摩擦力对木块做负功，则木块克服摩擦力所做的功Wf＝fx＝20×5 J＝100 J，故B正确；F－x图线与横轴围成的面积表示F所做的功，木块运动0～5 m的过程中F对木块做正功，则有WF＝×5 J＝150 J，则W合＝WF－Wf＝150 J－100 J＝50 J，故C正确。 9．在光滑的水平面上，质量为m的小滑块停放在质量为M、长度为L的静止的长木板的最右端，小滑块和长木板之间的动摩擦因数为μ。现用一个大小为F的恒力作用在长木板上，当小滑块滑到长木板的最左端时，小滑块和长木板的速度大小分别为v1、v2，小滑块和长木板相对于水平面的位移大小分别为s1、s2，重力加速度为g。下列关系式正确的是(　　) A．μmgs1＝mv B．Fs2－μmgs2＝Mv C．μmgL＝mv D．Fs2－μmgs2＋μmgs1＝Mv＋mv 解析：选ABD。小滑块在摩擦力作用下前进的距离为s1，对于小滑块，根据动能定理有μmgs1＝mv，A正确，C错误；长木板前进的距离为s2，对于长木板，根据动能定理有Fs2－μmgs2＝Mv，B正确；由以上两式得Fs2－μmgs2＋μmgs1＝Mv＋mv，D正确。 10．某马戏团上演的飞车节目如图所示，在竖直平面内有半径为R的固定圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，重力加速度大小为g，摩托车以的速度通过圆轨道的最高点B。关闭摩托车的动力，不计摩擦，忽略空气阻力，人和摩托车整体可视为质点，下列说法正确的是(　　) A．摩托车经过B点时对轨道的压力大小为2mg B．摩托车经过A点时的速度大小为 C．摩托车从B点到A点的过程中，重力的功率先增大后减小 D．摩托车从B点到A点的过程中，先超重后失重 解析：选BC。由题意可知，摩托车在B点时，有FB＋mg＝m，解得FB＝mg，由牛顿第三定律可知，摩托车经过B点时对轨道的压力大小为mg，A错误；摩托车从B点到A点的过程中，由机械能守恒定律有2mgR＋mv＝mv，其中vB＝，解得vA＝，B正确；摩托车从B点到A点的过程中，竖直速度vy先增大后减小，重力的功率P＝mgvy先增大后减小，C正确；摩托车从B点到A点的过程中，加速度竖直分量先向下后向上，即先失重后超重，D错误。 三、非选择题：本题共5小题，共54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。 11．(6分)如图所示的是验证机械能守恒定律的实验装置。 (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、刻度尺、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是________。 A．低压交流电源　　 B．天平(含砝码) (2)该实验过程中，下列说法正确的是________。 A．先释放纸带再接通电源 B．用手托住重物由静止释放 C．重物下落的初始位置应靠近打点计时器 (3)重物下落过程中除了重力外会受到空气阻力和摩擦阻力的影响，故动能的增加量__________(选填“略小于”或“略大于”)重力势能的减少量，这属于__________(选填“系统误差”或“偶然误差”)。 解析：(1)实验中还必须使用的器材是低压交流电源；因要验证的表达式两边都有质量，则不需要测量重物的质量，即不需要天平。 (2)实验时要先接通电源再释放纸带，A错误；要用手捏住纸带上端，保持纸带竖直，然后由静止释放，B错误；重物下落的初始位置应靠近打点计时器，以充分利用纸带，C正确。 (3)重物下落过程中除了重力外会受到空气阻力和摩擦阻力的影响，故动能的增加量略小于重力势能的减少量，这属于系统误差。 答案：(1)A　(2)C　(3)略小于　系统误差 12．(10分)某同学利用如图所示的实验装置来验证系统机械能守恒，轻质细线跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只小球P和Q，P质量比Q大。已知小球Q的直径为d，重力加速度为g。实验操作如下： ①把实验装置安装好； ②开始时固定小球P，使Q球与A位置等高，与P、Q相连的细线竖直。释放P，记录光电门显示的遮光时间t，测量A与光电门的高度差H； ③改变光电门的位置，重复实验步骤2，记录t和H。 请回答下列问题： (1)为了减小实验误差，实验中应选用________(选填“实心小铁球”“小木球”或“空心小铁球”)。 (2)验证P和Q组成的系统机械能守恒，还需要的实验器材和对应测量的物理量有________(填正确选项序号)。 A．天平，测量小球P的质量M和小球Q的质量m B．打点计时器，测量小球Q过光电门的速度v C．刻度尺，测量开始时两小球的高度差h (3)想要验证P和Q的系统机械能守恒，只需验证表达式g＝____________(用已知量和测量量的字母表示)成立即可。 (4)在坐标纸上，以H为纵坐标，以______为横坐标，描点连线后得到一条直线，测得斜率为k，只需验证g＝______________(用已知量和测量量的字母表示)成立，即可验证机械能守恒。 解析：(1)为了减小空气阻力产生的实验误差，实验中应选用实心小铁球。 (2)根据机械能守恒定律得MgH－mgH＝(M＋m)，用天平测量小球P的质量M和小球Q的质量m，不用打点计时器测量小球Q过光电门的速度v，也不用刻度尺测量开始时两小球的高度差h。 (3)根据机械能守恒定律得MgH－mgH＝(M＋m)，解得g＝。 (4)整理(3)中表达式得H＝·，斜率k＝，解得g＝。 答案：(1)实心小铁球　(2)A　(3)　(4)　 13．(10分)海啸是一种灾难性的海浪，通常由海底地震引起海底隆起和下陷所致，海底突然变形，致使从海底到海面的海水整体发生大的涌动，形成海啸袭击沿岸地区，给人们带来巨大的损失。某兴趣小组，对海啸的威力进行了模拟研究，设计了如下的模型：如图甲所示，在水平地面上放置一个质量m＝8 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力(模拟海啸)作用下由静止开始运动，推力F随位移x变化的图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2，求： (1)物体在水平地面上运动的最大位移；(4分)　 (2)物体在水平地面上所能达到的最大速度(结果可用根号表示)。(6分) 解析：(1)设物块在水平面上运动的最大位移为s，根据变力做功的特点，对物块由动能定理有 Fm·x－μmg·s＝0 解得s＝25 m。 (2)当水平推力与物块所受摩擦力大小相等时，物块加速度为零，此时速度达到最大值，则有 F′＝μmg＝40 N 根据题图乙可得水平推力与位移之间的函数关系为 F＝－20x＋200 (N) 当F＝40 N时可得x′＝8 m 由动能定理有 (Fm＋F′)x′－μmg·x′＝mv 解得vm＝4 m/s。 答案：(1)25 m　(2)4 m/s 14．(12分)如图所示，AB是长为1 m的水平粗糙轨道，与半径为0.2 m的竖直光滑半圆轨道BC相切于B点，C为该轨道最高点。另一半径为0.1 m的竖直光滑半圆轨道CD与BC相切于C点。三条轨道间均平滑连接。现使一小物块以v0的速度从A点水平向右沿轨道运动，到达最高点C时的速度为2 m/s，已知小物块的质量为1 kg，与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，求： (1)物块刚刚到达C点时与轨道间的作用力大小；(4分) (2)物块在A点具有的初速度；(4分) (3)物块从D点水平抛出后落到半圆轨道时的动能大小。(4分) 解析：(1)物块刚刚到达C点时由牛顿第二定律 FNC＋mg＝m 解得FNC＝10 N。 (2)从A到C由动能定理 －μmgxAB－mg·2R＝mv－mv 解得v0＝4 m/s。 (3)从C到D点由动能定理 mg·2r＝mv－mv 解得vD＝2 m/s 从D点做平抛运动，则x＝vDt y＝gt2 x2＋y2＝R2 落到半圆轨道时的动能 Ek＝mv＋mgy 联立解得Ek＝(2－4) J。 答案：(1)10 N　(2)4 m/s　(3)(2－4) J 15．(16分)如图所示，质量为m的小球甲，穿过一竖直固定的光滑杆与轻弹簧的一端连接，轻弹簧套在杆上，另一端固定在地面。质量为4m的小球乙用轻绳跨过光滑的小定滑轮与甲连接，O为滑轮的顶点。开始托住乙球，左侧轻绳刚好竖直伸直但无张力，甲球静止于P点，绳OP与水平方向的夹角α＝53°。某时刻由静止释放乙球，当小球甲经过Q点时，弹簧的弹力大小与其在P点时弹簧的弹力大小相等，OQ水平，PQ＝d。已知重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，乙球运动过程中始终未与地面接触。求： (1)弹簧的劲度系数；(4分) (2)甲球到达Q点时的速度大小；(8分) (3)若只改变乙球的质量，仍让乙球从轻绳刚好伸直的位置由静止释放，为使甲球能够到达Q点，乙的质量应该满足的条件。(4分) 解析：(1)当小球甲经过Q点时，弹簧的弹力大小与其在P点时弹簧的弹力大小相等，则在P点弹簧的压缩量为，由甲球在P点平衡可得 k·＝mg 解得k＝。 (2)由题图中的几何关系可知 xOQ＝＝d xOP＝＝d 设甲球到达Q点时的速度大小为v，甲、乙两球沿绳方向的速度相等，可知此时乙球的速度为零，在P、Q两点弹簧弹力大小相等，由系统机械能守恒可得 4mg(xOP－xOQ)－mgd＝mv2 解得v＝。 (3)当甲球到达Q点时，速度应该大于等于零，由系统机械能守恒可知 m乙 g(xOP－xOQ)－mgd≥0 解得m乙≥2m。 答案：(1)　(2)　(3)m乙≥2m 学科网（北京）股份有限公司 $